Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI
#WeKnowWood: Forschende des Fraunhofer WKI zeigen auf der LIGNA 2023 eine Wand mit Buchenholzfaser-Wärmedämmziegeln
Forschende des Fraunhofer WKI ermitteln in einem aktuellen Forschungsprojekt, wie sich das in Zukunft vermehrt anfallende Buchenholz als Holzfaserdämmstoff in Form von Matten oder Schäumen nutzen lässt. Auf der LIGNA 2023 präsentieren sie eine Möglichkeit: eine Wärmedämmziegel-Wand aus Hohlziegeln, die mit Dämmmatten aus Buchenholzfasern gefüllt sind. Die Ziegelwand ist Teil des »Multimaterialmodell Wand I Decke I Dach«. Industriepartner werden die am Fraunhofer WKI entwickelten Dämmmaterialien auf Praxistauglichkeit testen. Das Projektteam arbeitet an einer wirtschaftlich attraktiven Lösung für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen aus Buchenholz für die Bauindustrie.
Flexible Holzfasermatten eignen sich hervorragend für die Wärmedämmung von Gebäuden – beispielsweise als Zwischensparrendämmung oder als Füllstoff für Wärmedämmziegel. Solche Holzfaserdämmmatten werden bisher vorwiegend aus Nadelholz hergestellt. Das wird aufgrund des Klimawandels künftig in deutlich geringeren Mengen zur Verfügung stehen.
»Um für die Bauindustrie eine verlässliche Rohstoffbasis für Holzfaserdämmstoffe sicherzustellen, entwickeln wir derzeit gemeinsam mit Industriepartnern Dämmmatten und neuartige Holzschaumgranulate aus Buchenholzfasern. Unser Projektziel ist der Aufbau einer Pilotanlage für die Herstellung von Dämmmatten, die wir im Projekt am Beispiel der Ziegelfüllung entwickeln und optimieren. Damit schaffen wir eine nachhaltige Perspektive für die Bauwirtschaft sowie eine hochwertige Nutzungsmöglichkeit für Buchenholz. Durch den klimabedingten Waldumbau wird Buchenholz künftig vermehrt anfallen«, berichtet Dr. Nina Ritter, Gruppenleiterin am Fraunhofer WKI.
Gemeinsam mit dem Projektpartner Loick Biowertstoffe GmbH untersuchen die Forschenden, mit welchen Verfahren das Buchenholz zu Faserstoffen für die Herstellung von Dämmmatten sowie von Holzschaum bzw. Holzschaumgranulat aufgeschlossen werden kann. Hierbei soll unter anderem auch geringwertiges Schadholz eingesetzt werden. »Um bei den Fasermatten die gewünschte Struktur, Festigkeit und Elastizität zu erreichen, wollen wir ein gängiges Herstellungsverfahren für Holzfaserdämmstoffe adaptieren, bei dem Stützfasern aus thermoplastischem Kunststoff eingebracht werden. Hierfür kommen üblicherweise Bikomponentenfasern zum Einsatz, die aus einem dauerelastischen Innenteil und einem Schmelzklebstoffmantel bestehen«, erklärt Dr. Ritter.
Für die Fertigung der Holzschäume nutzen die Forschenden ein am Fraunhofer WKI bereits entwickeltes Verfahren. Um Holzschaumgranulate herzustellen, werden die gefertigten Holzschäume anschließend mit verschiedenen Zerkleinerungsaggregaten zu Granulat aufgeschlossen und ggf. noch zusätzlich hydrophobiert. Ziel ist ein schüttbares oder gießfähiges Material für die Ziegelfüllung.
Als konkretes Anwendungsbeispiel für die neuen Buchendämmstoffe möchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in diesem Projekt die Füllung von Hohlziegeln in Kooperation mit dem Ziegelhersteller Bellenberg testen. Dabei verfolgen sie unter anderem das Ziel, die Haftung zwischen Ziegelflächen und Dämmstoff zu optimieren, sodass beim Schneiden bzw. Anbohren der Ziegel kein Dämmstoff mehr entweichen kann.
»Gemeinsam mit der Firma Bellenberg untersuchen wir neben dem Brandverhalten auch die Recyclingfähigkeit der dämmstoffgefüllten Ziegel. Wir werden gemeinsam mit der Firma Loick eine funktionsfähige Pilotanlage für die Dämmstoffherstellung aus Buchenholz entwickeln und errichten. Hier geht es um die Entwicklung eines wirtschaftlich tragfähigen Anlagenkonzepts. Begleitend zur Dämmstoffentwicklung wird die Firma Loick auch die Material- und Energiebedarfe zur Herstellung der Dämmstoffe erfassen«, beschreibt Dr. Ritter die Kooperation mit den Partnern.
Am Fraunhofer WKI werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die buchenbasierten Dämmmaterialien wie Matten, Platten, Schäume und Granulate hinsichtlich ihrer physikalisch-technologischen Eigenschaften sowie ihren Einsatz in Ziegeln bzw. Wandaufbauten prüfen.
Bei erfolgreichem Projektabschluss steht eine wirtschaftlich attraktive Lösung für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen aus Buchenholz zu Verfügung. Dies ist ein wichtiger Schritt zur Sicherung und Verbreiterung der Rohstoffbasis mit Blick auf den klimawandelbedingten Waldumbau. Darüber hinaus eröffnet die Entwicklung von innovativen Holzschaumgranulaten aus Buchenholz neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Füllstoffe, zum Beispiel in Wärmedämmziegeln mit kleinen, unregelmäßigen Hohlräumen. Um die Ressource »Buchenholz« noch effizienter auszuschöpfen, wäre es auch denkbar, das neue Holzschaumgranulat als Füllstoff für Transportverpackungen einzusetzen.
Live erleben auf der LIGNA 2023
Das Fraunhofer WKI zeigt das »Multimaterialmodell Wand I Decke I Dach«, mit der innovativen Wärmedämmziegel-Wand, auf der LIGNA 2023. Das Fraunhofer WKI präsentiert seine Innovationen in Halle 26, Stand B 78. Mitaussteller ist der Internationale Verein für Technische Holzfragen e.V. (iVTH).
Weitere Informationen: www.wki.fraunhofer.de/ligna-2023
Die LIGNA ist die Weltleitmesse für Werkzeuge, Maschinen und Anlagen zur Holzbe- und -verarbeitung und findet vom 15. bis 19. Mai 2023 in Hannover statt. Weitere Informationen: www.ligna.de
Förderung:
Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das Projekt über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). Das Projekt ist in der Förderdatenbank der FNR gelistet (Förderkennzeichen 2221HV003A bis 3C).
Zum Hintergrund
Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit 75 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Bindemittel und Beschichtungen, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.
........................................................................... Dipl.-Soz. Anna Lissel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI Bienroder Weg 54 E, 38108 Braunschweig, Germany Tel. +49 531/2155 438 Fax +49 531/2155 200 anna.lissel@wki.fraunhofer.de http://www.wki.fraunhofer.de ...........................................................................