Stirnansicht eines Trägers aus holzbewehrtem Holz (HBH): In der Mitte des neuartigen Holzbauelements ist die integrierte Furnierbewehrung, die sogenannte Superlamelle, gut zu erkennen. Sie trägt zur Steigerung der Biege- und Zugfestigkeit bei. © Niklas Kainz, TUM
Holzbewehrtes Holz verbindet die Eigenschaften von Nadel-Brettschichtholz mit einer gezielten Verstärkung durch Laubholzfurniere – die sogenannte Superlamelle. Im Forschungsprojekt „HBH_Teil_2“ der TU München unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Winter wurden dafür nun wirtschaftliche und digital gestützte Produktionsprozesse entwickelt. Die Ergebnisse zeigen neue Marktchancen für den Holzbau sowie eine höhere Tragfähigkeit und Robustheit von Holzbauteilen, insbesondere an konstruktiven Schwachstellen wie Durchbrüchen oder Anschlüssen. Das Vorhaben wurde vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe gefördert.
Superlamelle als Schlüssel zur höheren Tragfähigkeit
Kern des holzbewehrten Holzes ist die Superlamelle. Dieses Bild zeigt, wie in der Forschungswerkstatt der TU München die Furniere verpresst werden. © Niklas Kainz, TUM
Die Entwicklung des Brettschichtholzes Anfang des 20. Jahrhunderts ermöglichte größere und belastbarere Holzbauteile. Dennoch weist das überwiegend aus Nadelholz bestehende Material Schwächen auf, vor allem bei Belastungen quer zur Faser. Vor diesem Hintergrund entwickelte der Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion der Technischen Universität München Anfang der 2020er Jahre das Konzept des holzbewehrten Holzes (HBH). Frühere Untersuchungen zeigten bereits, dass hochfeste Furnierlagen die Tragfähigkeit in kritischen Bereichen deutlich erhöhen können. Im nun abgeschlossenen Forschungsvorhaben lag der Fokus auf der Weiterentwicklung hin zu einer wirtschaftlichen Herstellung sowie der Vorbereitung der praktischen Anwendung.
Kern des HBH-Konzepts ist die Superlamelle aus Furnierschichtholz. Sie wird gezielt in den Querschnitt integriert und gleicht die richtungsabhängigen Festigkeiten des Holzes aus. Dadurch entsteht ein stabförmiges Holzprodukt mit höherer Tragfähigkeit und größerer Robustheit. Mögliche Anwendungen sehen die Forschenden unter anderem bei Satteldachträgern, Trägern mit Durchbrüchen sowie Anschlusssituationen wie biegesteifen Stößen oder Hirnholzverbindungen.
Getrennte Produktion – gemeinsam stabiler
Ein zentrales Projektergebnis ist ein Produktionskonzept, das die Herstellung der Superlamellen von der Fertigung des Gesamtbauteils trennt. Dies ermöglicht flexiblere Abläufe und eröffnet Chancen für kleine und mittelständische Betriebe. Gleichzeitig wurden digitale Fertigungsverfahren wie robotergestütztes Ablegen von Furnierstreifen und CNC-Zuschnitt untersucht.
Als geeignetes Furniermaterial erwies sich Buche, für die Verklebung insbesondere PRF- und MUF-Klebstoffe. Erste Anwendungen sind bereits im Rahmen von Pilotprojekten möglich.
Quellen: TU München, FNR
