Holzbewehrtes Holz soll Tragfähigkeit von Holzträgern erhöhen

Holzbewehrtes Holz verbindet Nadel-Brettschichtholz mit einer gezielten Verstärkung durch Laubholzfurniere. Zentrales Element ist die Superlamelle aus Furnierschichtholz. Sie soll die Tragfähigkeit und Robustheit von Holzbauteilen erhöhen, insbesondere an konstruktiven Schwachstellen wie Durchbrüchen, Anschlüssen oder speziellen Geometrien.

Forschung an der TU München

Das Konzept des holzbewehrten Holzes wurde Anfang der 2020er Jahre am Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion der Technischen Universität München entwickelt. In einem ersten Forschungsvorhaben wurden die grundlegenden mechanischen Eigenschaften untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Kombination von Brettschichtholz mit hochfesten Furnierlagen die Tragfähigkeit in kritischen Bereichen deutlich steigern kann.

Fokus auf wirtschaftliche Herstellung

Im abgeschlossenen Forschungsvorhaben HBH_Teil_2 stand die Weiterentwicklung hin zu einer wirtschaftlichen Herstellung und praktischen Anwendung im Mittelpunkt. Gefördert wurde das Projekt mit Mitteln des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. Ziel war es, Produktionsprozesse zu entwickeln, die eine spätere Anwendung im Ingenieurholzbau ermöglichen.

Superlamelle gleicht Materialschwächen aus

Brettschichtholz gilt seit seiner Entwicklung Anfang des 20. Jahrhunderts als Grundlage des modernen Holzbaus, weil durch das Verleimen mehrerer Holzschichten größere und belastbarere Bauteile möglich wurden. Aufgrund der Verwendung von Nadelholz bestehen jedoch materialtypische Schwächen, insbesondere bei Beanspruchungen quer zur Faser. Die Superlamelle wird gezielt in den Querschnitt integriert und soll die anisotropen Materialeigenschaften des Holzes ausgleichen. Dadurch entstehen stabförmige Holzprodukte mit höherer Tragfähigkeit, etwa für Satteldachträger, Träger mit Durchbrüchen, biegesteife Stöße oder Hirnholzverbindungen.

Produktion wird aufgeteilt

Ein zentrales Ergebnis des Projekts ist ein Produktionskonzept, bei dem Superlamelle und Gesamtbauteil getrennt hergestellt werden. Diese Aufteilung soll die Fertigung flexibler machen und Zeit sparen. Furnier- oder Sperrholzhersteller können die Furnierebene produzieren, den Abbund der Platten übernehmen und diese an Brettschichtholz- oder HBH-Produzenten liefern. Dort werden die Furniere zu Superlamellen weiterverarbeitet und anschließend mit dem Brettschichtholz durch Blockverklebung zu holzbewehrtem Holz verbunden. Für kleine und mittelständische Unternehmen ergeben sich daraus neue Marktchancen.

Digitale Fertigung eröffnet Varianten

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf digital gestützten Fertigungsansätzen. Robotergestützte Verfahren und digitale Planung sollen es ermöglichen, Superlamellen anforderungsgerecht auszulegen und mit angepasster Leistungsfähigkeit herzustellen. Untersucht wurden unter anderem das robotergestützte Ablegen von Furnierstreifen, der CNC-Zuschnitt individueller Furniersegmente und segmentierte Fertigungskonzepte.

Buche als geeignetes Furniermaterial

Als besonders geeignetes Material für die Furniere wurde Buche identifiziert. Sie überzeugt nach den Projektergebnissen durch hohe Festigkeit und gute Verfügbarkeit in Deutschland. Für die Verklebung haben sich insbesondere PRF- und MUF-Klebstoffe bewährt.

Pilotprojekte bereits möglich

Die Ergebnisse zeigen, dass holzbewehrtes Holz eine leistungsfähige und wirtschaftlich herstellbare Weiterentwicklung des Brettschichtholzes darstellen kann. Eine Anwendung ist bereits heute möglich, etwa im Rahmen von Pilotprojekten mit Zustimmungen im Einzelfall. Damit wurde ein Schritt in Richtung praktischer Umsetzung und Markteinführung des neuen Holzbauprodukts erreicht.