Projektleitung

HBC: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Schänzlin

RPTU: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf

Projektbearbeitung

HBC: Peter Brehm, M.Eng.

RPTU: Reiner Klopfer, Dipl.-Ing.

Mittelgeber: FNR – Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe e.V.

Förderprogramm: Förderprogramm Nachhaltige Ressourcen (FPNR) – Förderkennzeichen: 2223HV005A-B

Laufzeit: 01/2025 – 02/2027


Projektbeschreibung

Durch den großen Anteil der Bauindustrie an den globalen „grauen Emissionen“, steht diese vor der herausfordernden Aufgabe ihren Anteil daran zu senken. Eine Rolle dabei spielt der klima- und ressourcenfreundliche Rohstoff Holz. Für Neubauten, aber auch für Bestandssanierungen, stellt sich daher die Forderung nach Ressourcenschonung, Wiederverwendung von Bauteilen (Re-Use) und eine Nutzungsflexibilität.

Bis dato hat sich in der Holzindustrie keine Kreislaufwirtschaft etabliert, sodass Holz in der Regel nach der erstmaligen Nutzung einer thermischen Verwertung zugeführt wird. Der Weg einer stofflichen Weiternutzung geschieht momentan lediglich in Ausnahmefällen. Hier setzt das Forschungsprojekt an: Für geborgenes Altholz müssen belastbare Sortier- und Bemessungsregeln geschaffen werden, die eine stoffliche Weiterverwertung von alten Holzbauteilen ermöglichen.

Das Forschungsprojekt wird in Kooperation mit der RPTU Kaiserslautern durchgeführt. Im Teilpaket 1 werden an der Gebrauchtholzkomponenten für die Verwendung in standardisierten, I-profilierten und hybriden Holzträgern für Hallenbauten erforscht werden. Dazu werden Strukturmodelle und Versagensmodelle mit experimentellen und simulativen Methoden aufgestellt. Fragen zur Verfügbarkeit, Herkunft, Vorschädigung, Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit, Verarbeitung und Herstellung sowie Rückbaubarkeit von Gebrauchtholzkomponenten aus Fichtenholz werden beantwortet. Die Rückbaubarkeit aller Bauelemente soll zukünftig durch reversible Verbindungen sichergestellt werden.

An der HBC wird im Teilpaket 2 die Wirkung von Kriechen und Schwinden auf die Formstabilität und Resttragfähigkeit der verbauten Holzbaukomponenten für die Weiterverwendung analysiert. Holzfeuchtigkeit, Beanspruchungsart, Lasteinwirkungsdauer und -höhe beeinflussen Kriechen und Schwinden maßgeblich und sind daher Parameter für die Beurteilung der Wiederverwendbarkeit gebrauchter Holzbaukomponenten. 

Dazu soll das bionisch orientierte, rheologische Materialmodell YaRM weiterentwickelt und zur allgemeinen Anwendungsreife entwickelt werden. YaRM erklärt das komplexe Materialverhalten von Holz durch das Tragverhalten des kleinsten Bestandteils einer Holzzelle, den Zellulose-Mikrofibrillen. Das Zusammenspiel der Mikrofibrillen und den stützenden Bestandteilen aus Lignin und Zellulose wird in ein Materialmodell für die Zellwand überführt, mit dessen Hilfe das anisotrope Materialverhalten von Holz abgebildet werden kann. Zur allgemeinen Beschreibung des Tragverhaltens werden die Materialparameter durch Literaturlösungen und eigene Experimente kalibriert und validiert.

Förderkennzeichen: 2223HV005B