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Holz Innovativ 2011
Nachbericht
Holz ist allem gewachsen
- Positive Zukunftsaussichten für die Holzbranche
- Holzbaustoffe für Energieeffizienz und kühne Architekturen
- Branchentreff mit 400 Teilnehmern aus 14 Ländern in Rosenheim
Aktuellste Entwicklungen und Forschungsergebnisse sowie wirtschaftliche Chancen und Herausforderungen der Holzbranche entlang der gesamten Wertschöpfungskette - vom Forst bis zum Endprodukt - griff das siebte Symposium „Holz Innovativ" am 6./7. April 2011 auf. Ausgerichtet wurde der Kongress von der Bayern Innovativ GmbH in Zusammenarbeit mit der Holzforschung der TU München, der Hochschule Rosenheim sowie dem Cluster Forst und Holz in Bayern und erfuhr umfassende Unterstützung durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie. Der internationale Treffpunkt überzeugte erneut durch seine Themenvielfalt, band weitere Technologiefelder wie Energie, Logistik und Neue Werkstoffe ein und bot so den 400 Teilnehmern aus 14 Ländern einen Blick über die Branchengrenzen hinaus.
Plenum - Strategische und technologische Herausforderungen der Holz- und Forstwirtschaft
„Durch das gezielte Zusammenführen verschiedener Disziplinen und Branchen entstehen neue Konstellationen der Zusammenarbeit. Auf diese Weise werden zahlreiche Impulse für die nächste Generation innovativer Produkte und Verfahren in der Holz- und Forstbranche ermöglicht", so Prof. Dr. Josef Nassauer, Geschäftsführer, Bayern Innovativ GmbH.
Steigende Umsatzzuwächse im bayerischen Holzgewerbe im Jahr 2010 von über 13 Prozent - in der Sägeindustrie sogar um 18,7 Prozent - belegen die Erschließung weiterer Marktsegmente durch den natürlichen Werk- und Baustoff Holz. Auf der anderen Seite werde u.a. durch den Aufschwung der Baukonjunktur der nachwachsende Rohstoff Holz knapp. Es sei daher notwendig, insbesondere heimische Holzressourcen vermehrt zu erschließen. ‚Schützen und Nützen‘ sei hier die Devise. In seiner Eröffnungsrede unterstrich MD Dr. Hans Schleicher, Amtschef, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie, die Bedeutung des Handwerks als stabilisierende Kraft für die bayerische Wirtschaft und dessen vielfältige Marktchancen, z. B. in der energetischen Gebäudesanierung und im Holzbau.
Beispielgebend hierfür steht die Huber & Sohn GmbH & Co. KG, Bachmehring, die in 2010 erneut ein Rekordergebnis in der Unternehmensgeschichte erwirtschaften konnte. „Gerade die Vielfalt unseres Leistungsangebotes - Holzbau, Fenster und Verpackungsmittel - macht uns gegenüber plötzlichen Marktschwankungen wesentlich weniger anfällig", verdeutlichte Josef Huber, Geschäftsführender Gesellschafter. Dabei seien jedoch in jedem Geschäftsfeld Spezialkenntnisse, modernste Produktionsmittel und Kostentransparenz essenziell, um erfolgreich zu bestehen.
Das gilt auch für eines der größten holzverarbeitenden Unternehmen Europas, Finnforest, die Holzindustriesparte des Forstindustriekonzerns Metsäliitto aus Finnland. Trotz der Präsenz in 20 Ländern und einem jährlichen Umsatz von über 900 Millionen Euro sieht Ole Salvén, Group Executive Vice President, in seinem Unternehmen lediglich einen „continental player" - im Vergleich zum Konzern IKEA, den er als einzigen „global player" der Holzbranche bezeichnet. Insgesamt stuft Ole Salvén die Zukunftsaussichten für die Holzwirtschaft positiv ein - aufgrund der weiter wachsenden Weltbevölkerung und einer jährlichen globalen Holzverbrauchssteigerung von 370 Millionen Kubikmeter. Den Kuchen müssten sich die Großunternehmen durchaus mit den regionalen KMUs teilen, die durch ihre geringen Transportkosten und Kundennähe einen Trumpf in der Hand haben.
Bei einem solch prognostizierten Mehrverbrauch stellt sich die Frage nach der nachhaltigen Rohstoffverfügbarkeit. „Verbesserte Ressourcen- und Energieeffizienz werden zu Megatrends der kommenden Dekaden. Hier wird Holz eine entscheidende Rolle spielen, wenn es gelingt, den Stoff in einer intelligenten, mehrphasigen Kaskade - stofflich vor energetisch - zu nutzen", erläuterte Prof. Dr. Klaus Richter, Leiter Holzforschung, TU München.
Holz intelligent und energieeffizient für ein Gebäude einzusetzen - dieser Aufgabe stellten sich Studierende aus fünf Fakultäten der Hochschule Rosenheim im internationalen Hochschulwettbewerb „Solar Decathlon Europe 2010". Sie kamen in die Endausscheidung und erreichten mit ihren Ideen für Wohnlichkeit, Behaglichkeit und Funktionalität eines solarbetriebenen Wohngebäudes einen herausragenden zweiten Platz. „Viele Ideen aus unterschiedlichen Disziplinen sind erfolgreich in das Solarhaus eingeflossen und haben das Image von Holz als Baustoff der Zukunft unterstrichen", resümierte Präsident Prof. Heinrich Köster.
„Holz kennt keine Grenzen". Es ist ein Werkstoff, der es auch erlaubt, kühne Architekturen zu realisieren, wie das Metropol Parasol in Sevilla, das Anfang April 2011 eröffnet wurde: Eine atemberaubende, schirmartige Dachkonstruktion, gebaut von Finnforest Merk GmbH, Aichach, und entworfen vom Architekturbüro Jürgen Mayer H., Berlin. Das Architekturbüro Jürgen Mayer H. hat den Audi Future Urban Award 2010 für seine Zukunftsvision von einem Zusammenspiel von Stadt, Architektur und Mobilität in 2030 gewonnen. Bayern Innovativ hatte das Architekturbüro auch für einen Vortrag bei dem Symposium „Smart Grids und E- Mobilität" Ende März 2011 im Siemensforum in München eingeladen. Dies veranschaulicht, dass eine thematische Vernetzung ebenso „keine Grenzen" kennt.
All die beim Symposium „Holz Innovativ" präsentierten Entwicklungen lassen erahnen, mit dem Bau- und Werkstoff Holz lassen sich noch viele Potenziale erschließen.
Kongressthemen - Impulse in Strategien, Material, Oberfläche und Produktion
Das Symposium Holz Innovativ griff aktuelle Chancen und Herausforderungen auf und überzeugte auch in diesem Jahr durch eine Themenvielfalt entlang verschiedener Wertschöpfungsketten. Über 60 Experten aus sieben Ländern berichteten in neun parallelen Vortragsreihen über herausragende Projekte sowie über Trends und Entwicklungen in den Bereichen Holzwerkstoffe und -oberflächen, Holzbau, Gebäudetechnik, Solararchitektur und Logistik.
Die nachfolgenden Inhalte sind wie folgt gegliedert:
- Logistik für Rund und Energieholz
- Innovative Holzwerkstoffe
- Oberflächentechnologie - Möglichkeiten und Grenzen
- Ingenieurholzbau und Handwerklicher Holzbau - Die Zukunft liegt in Verbundlösungen
- Solartechnologie und -architektur im Holzbau
- Intelligente Gebäude- und Energietechnik
- Neue Strategien und Technologien - Mehrwert für die Holzbranche
- Innovationskultur in Forst, Holz und Papier - Vorträge und Podiumsdiskussion
Logistik für Rund und Energieholz
Arno Bücken, Lehrstuhl und Mensch-Maschine-Interaktion an der RWTH Aachen, zeigte den Technologietransfer für neue Methoden in der Forstplanung und Holzlogistik aus dem Bereich der Robotik und der Fernerkundung auf. Seit Ende der 90er Jahre werden entsprechende Simulationen auch für die Wald- und Forstwirtschaft nutzbar gemacht. Eine effiziente Produktionsplanung und Produktion im Rahmen der Holzwirtschaft und der Holzmobilisierung kann so unterstützt werden. Wichtig ist dabei die Kopplung von Simulationssystemen aus der Produktionstechnik mit den Geoinformationssystemen. Der Wald kann „virtuell" für die verschiedenen Nutzergruppen abbildbar gemacht und die entsprechenden Geo-Informationen bereitgestellt werden. Simulationen lassen sich z.B. für das Waldwachstum und die Holzernte in GIS- und in 3-D-Ansicht veranschaulichen. Jedem Bereich des Waldes lassen sich die entsprechenden Informationen zuordnen. Da bis zu 95% der Stämme mit den Fernerkundungsdaten von oben erkannt werden können, lassen sich auch hochgenaue Lokalisierungen der zu entnehmenden Bäume vornehmen.
Der virtuelle Wald kann als ein neuer Ansatz für ein System zur Information, Planung und Entscheidungsunterstützung für die biologische und technische Produktion sowie für viele neue Anwendungen angesehen werden. Er ist ein zentraler Kristallisationspunkt für die Zusammenführung aktueller Forschungsergebnisse in Deutschland und gewährt neue Einblicke in den Zustand des Waldes sowie die Auswirkungen und Alternativen der forstlichen Arbeit. Weiterhin unterstützt er aktiv die Arbeit und Holzmobilisierung auch im
Kleinst-Privatwald sowie die Planung und Durchführung forstlicher Maßnahmen bzgl. wirtschaftlicher, ökologischer und klimatechnischer Faktoren. Eine Brücke zum Natur- und Artenschutz kann so geschlagen werden. Letztlich stellt das vorgestellte Projekt ein Hightech-Produkt mit hohem Anziehungspotential und zu „100% Made in Germany" dar.
Dr. Sven Korten vom Lehrstuhl für forstliche Arbeitswissenschaft und angewandte Informatik der TU München veranschaulichte die effektive Rückung und den Transport von Rundholz mit Wechselbrücken. Das aus einem Forschungsprojekt hervorgegangene Vorhaben reduziert durch den Wechselbrückeneinsatz im Rahmen der Logistikkette einen Be- und Entladevorgang. Sind in der konventionellen Logistikkette mit dem Einsatz von Harvester, Forwarder und Rundholz-LKW drei Spezialmaschinen nötig, wird mit dem Wechselbrückeneinsatz eine Standardmaschine für den Ferntransport eingesetzt. Es entfällt also ein Zwischenlagerschritt, da das Rundholz direkt nach der Rückung auf den Transportbehälter verbracht wird. Ca. 10-12 t Rundholz können pro Wechselbrücke für den Transport veranschlagt werden. Erste Erfahrungen aus dem Praxisversuch zeigen auf, dass der Umschlagsprozess insgesamt verkürzt werden konnte und keine Lagerzeit im Wald kalkuliert werden muss. Auch die Transportkosten per LKW sind geringer und bieten mehr Frachtmöglichkeiten. Insgesamt können geringere Betriebs- und Wartungskosten angesetzt werden. Herausforderungen stellen sich derzeit noch die recht hohen Gesamtinvestitionskosten für die Wechselbrücke und ein hoher Stundensatz bei Störungen dar. Die Organisation der Holzernte ist als komplexer anzusehen und die Verzahnung der Unternehmen zu organisieren.
Dominik Röser, Research Scientist vom Finnischen Institut für Waldforschung (Metla), stellte effiziente Logistikketten als Strukturgeber für Bioenergieregionen das Konzept Nord-Karelien in Finnland dar. Der Anteil von 60% erneuerbarer Energien in Nord-Karelien kann als überproportional hoch eingeschätzt werden. Für die gesamte Energieproduktion in Finnland wird Holz zu 20 % genutzt. Die Hauptbaumarten sind Eiche, Fichte und Birke, wobei sich 70% Waldfläche der 23 Mio ha im privaten Waldbesitz befindet. Die Forst- und Holzindustrie stellt mit 6% des BIP in Finnland einen bedeutenden Wirtschaftszweig dar, wobei private Waldbesitzer 80% des Rundholzbedarfs stellen. Die Nutzung der Wälder auch für den Energieholzbedarf ist in Finnland also eine Selbstverständlichkeit. Es wird prognostiziert, dass sich die Nutzung von Waldhackgut bis zum Jahr 2020 mehr als verdoppelt, allein in den letzten zehn Jahren wurden ca. 500 neue Heiz- bzw. Heizkraftwerke gebaut. Zu einem großen Anteil wird sich die Nutzung der Holzenergie bis 2020 auf Kraft-Wärme-Kopplung beziehen, zu einem geringeren Anteil als Zufeuerung (Kohle) und Wärme, Kondensation ist vernachlässigbar. Die Nutzung der insgesamt 6,1 Mio Festmeter Holz für Waldhackgut werden durch Schlagabraum, Schwachholz, Wurzelstöcke und Rundholz ermöglicht. Bei einer Transportentfernung von 45 km stellt der Schlagabraum im Kostenvergleich die günstigste Alternative dar. Verdeutlicht wurde, dass für die Energieholzgewinnung der Schlagabraum voll in die Ernteprozesse von Rundholz integriert ist und schon während der Ernte im Bestand vorkonzentriert wird. Da sich der Schlagabraum so besser bündeln lässt, können Kosteneinsparungen generiert und eine Effektivitätssteigerung erreichen werden. Speziell durch die Förderung der regionalen Forst- und Holzgewerbe und deren Aktivitäten wird über das Nord-Karelien-Cluster Wertschöpfung in der Region gehalten. Über 70 Heiz(kraft)werke liefern hier 45% des Stroms, wobei 70 % der Energie aus Holz gewonnen wird. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass mehr als zwei Drittel der in Europa verkauften Holzerntemaschinen aus Ostfinnland kommen. Weiterhin stellt "Wärmecontracting" heute quasi einen neuen Beruf dar, da die Anzahl der Unternehmer im Holzenergie-Sektor nach wie vor ständig wächst.
Prof. Dr. Karl Stampfer, Leiter des Instituts für Forsttechnik an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU), verdeutlichte die Entwicklung von ökoeffizienten Versorgungsnetzwerken für Waldbiomasse. So besitzt der Einsatz des Harvesters in jedem Fall Vorteile in schwachen Baumbestandsregionen. Mit einer Transportkostenermittlung von Rundholz durch die Universität konnte eine Vereinheitlichung der Transportkosten erreicht werden. Bezogen auf die Lagedichten stellt sich das Hackgut am vorteilhaftesten dar, gefolgt von Rundholz, Bäume aus der Durchforstung und Schlagrücklass. Für eine Optimierung der Transportkosten wurden weiterhin Trocknungsversuche auf natürliche Art durch das Institut für Forsttechnik durchgeführt. Der niedrigere Wassergehalt führte zu einer Erhöhung der Auslastung. Mit einer multikriteriellen Systemevaluierung von Bereitstellungsketten konnten diese verglichen werden. Logistische Fragestellungen wie z.B. Verbringung aus dem Wald zunächst zu einem Terminal oder direkt zum Heizwerk können so beantwortet werden. Deutlich wurde, dass Optimierungen letztlich über die regionale Bedarfs- und Potenzialermittlung, die Lokalität von Holz-Lager-Terminals sowie die Ermittlung der Bereitstellungskosten zu erreichen sind.
Zum Abschluss der Themenreihe wurde die Informationslogistik im Wald am Beispiel der WASP-Plattform von Wolfgang Inninger, Leiter des Projektzentrums Verkehr, Mobilität und Umwelt am Fraunhofer IML in Prien am Chiemsee vorgestellt. In dem Beitrag wurde deutlich, dass die Verbesserung der Logistik mehr als die Optimierung des Weges ist. Die Bereitstellung der richtigen Informationen, in der richtigen Menge, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, zu den richtigen Kosten und in der richtigen Qualität eröffnet mindestens im selben Maße Potenziale zur ganzheitlichen Logistikoptimierung sowie zur Kosteneinsparung, wie die Verkürzung der gefahrenen Wegstrecke. Untermauert wurde dies im Stille-Post-Spiel mit den Teilnehmern der Themenreihe, bei der „Gewinnsteigerung durch bessere Planbarkeit" nicht bis zum Ende korrekt weitergegeben wurde. Das Projekt WASP unterstützt die Informationslogistik im Bereich der Holzwirtschaft mit einer Internet-Plattform, die auch über mobile Endgeräte abrufbar ist. Den größten Nutzen von dem System können sich Transporteure für den Holztransport erschließen, da diese eine sehr gute Datengrundlage für die Disposition und die Planbarkeit von Fahrzeugen und Fahrereinsatzzeiten an die Hand bekommen.
Innovative Holzwerkstoffe
Die Reihe innovative Holzwerkstoffe, die von Prof. Dr. Rainer Marutzky, Internationaler Verein für Technische Holzfragen iVTH e. V., Braunschweig, moderiert wurde, spannte den Themenbogen von der Fügetechnik, über die Oberflächenveredelung bis hin zu neuen Produkten aus Holzrohstoffen. „Holzwerkstoffe sind seit über 100 Jahren von Innovationen gekennzeichnet", so Prof. Marutzky in seiner Einführung.
Den Anfang in der Themenreihe machte Dr. Christian Terfloth, Vorstand der Jowat AG aus Detmold, der aktuelle Trends der industriellen Klebtechnik für das Kleben von Holz und Holzwerkstoffen vorstellte. Dr. Terfloth betonte in seiner Präsentation die Bedeutung von Veranstaltungen, die seiner Meinung nach der breiten Öffentlichkeit zeigen, welche Innovationskraft in einer Traditionsbranche wie der Holzindustrie steckt. Am Beispiel moderner Holzarchitektur, wie z.B. dem Yeoju Golf Resort Clubhaus des Architekten Shigeru Ban, demonstrierte er die technischen Möglichkeiten moderner Klebstoffe. Doch nicht nur die mechanischen Kennwerte einer Klebeverbindung stehen im Fokus neuer Entwicklungen. Insbesondere in der Prozesstechnik wurden in den letzten Jahren enorme Fortschritte erzielt. So konnten zum Beispiel Klebstoffe entwickelt werden, die trotz langer offener Zeit eine geringe Presszeit erfordern und die somit zu hohen Durchsätzen führen. In der Aktivierung der Systeme gibt es neben der bekannten thermischen Aktivierung zunehmend Möglichkeiten Laser oder Plasma einzusetzen. Hier eröffnen sich neue Einsatzgebiete, dort wo „Kleben sexy ist, Klebstoffe aber nicht".
Ein wichtiger Aspekt der Klebstoffe zur Herstellung von Holzplattenwerkstoffen, sind die VOC-Emissionen. Florian Dorner vom Kompetenzzentrum Holz GmbH, Linz, Österreich, stellte in seiner Präsentation mUF-Harze mit hoher Härtungsgeschwindigkeit und niedriger Formaldehydemission vor. Mit Hilfe von nanoskaligen Melaminpartikeln gelang es in seinen Forschungsarbeiten, eine deutliche Reduzierung der Emissionen zu erreichen und somit eine kostengünstigere Alternative zu PUR-Systemen auf UF-Basis in Aussicht zu stellen.
Die Brücke von der Klebtechnik in die Anwendung schlug Gottfried Steiner, Geschäftsführer des IB Steiner Ingenieurbüro aus Spielberg in Österreich. Mit seinem hohen Leichtbaupotenzial sieht Herr Steiner für Holz vielversprechende Möglichkeiten, Metalle und Leichtmetalle, z.B. im Automobilbau zu substituieren. Seiner Meinung nach gilt es, „Holz wieder in Produkte zurückzubringen, in denen es früher bereits eine Rolle gespielt hat", wie er am Beispiel des Automobils aufzeigte. Mit innovativen Fertigungsverfahren wie dem Exjection ® gelingt es, neue Holz-Kunststoff-Verbundbauteile herzustellen, die neuartige Einsatzmöglichkeiten eröffnen.
Die Verbundwerkstoffe bildeten dann auch den Schwerpunkt des nächsten Beitrages, vorgetragen von Dr. Frauke Cornelius vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, Braunschweig. Holz und Kunststoff im Verbund für neue Anwendungen lautete der Vortragstitel, der die Verwendung von holzhaltigem Polymergranulat als porenfüllende Beschichtung für OSB vorstellte. Einsatzpotenziale für einen solchen Verbundwerkstoff sieht Dr. Cornelius bei Böden für das Transportwesen und den Schiffsbau, oder in der Betonschalung. Die langlebige und dichte Beschichtung mittels WPC qualifiziert das Material hierfür.
Um den Schutz der Holzoberfläche ging es auch im anschließenden Beitrag von Jürgen Bonigut vom Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH. Mit thermisch vergüteten MDF-Platten lassen sich zukünftig vielleicht auch Einsatzbereichen mit hoher Feuchtigkeit, z.B. im Innenausbau bei Bädern oder Küchen, erschließen.
Den Abschluss der Holzwerkstoff-Reihe stellte der Beitrag „Lignin Based Carbon Fibres" von Dr. Elisabeth Sjöholm von der schwedischen Forschungseinrichtung INNVENTIA AB aus Stockholm dar. Mit dem steigenden Bedarf an Carbonfasern, der nicht zuletzt durch aktuelle Leichtbauanforderungen in Bezug auf die Elektromobilität beflügelt wird. Stellt sich zunehmend die Frage nach den Ressourcen für die Faserherstellung. Holz als ein nachwachsender Werkstoff bietet hier in Form des z.B. bei der Papierherstellung in großen Mengen anfallenden Lignins eine hervorragende Quelle. Unter dem großen Interesse der Automobilhersteller werden derzeit Wege erforscht, um aus Lignin hochwertige Fasern herzustellen und anschließend in Carbonfasern umzuwandeln. Das Know-How der holzverarbeitenden Industrie und der Holzforschung ist gerade bei diesen hochtechnologischen Fragestellungen äußerst gefragt.
Oberflächentechnologie - Möglichkeiten und Grenzen
Die Oberflächentechnologie ist wesentlich für den Einsatz und die Akzeptanz von Holzwerkstoffen in unterschiedlichsten Branchen - von der Bau- und Möbelindustrie bis hin zum Automobil. Prof. Dr. Klaus Richter, Leiter des Lehrstuhls für Holzwissenschaften der TU München moderierte die Vortragsreihe mit fünf Beiträgen zu aktuellen Verfahrensentwicklungen.
Zu Beginn stellte Prof. Dr. Andreas O. Rapp, Leiter des Instituts für Berufswissenschaften im Bauwesen an der Fakultät für Architektur und Landschaft der Leibniz Universität Hannover einen neuen Ansatz zur Farbgebung und zum Farberhalt bei thermisch behandeltem Holz vor. Mit Hilfe einer In-situ Eisenoxidbildung gelingt bei thermisch modifiziertem Holz eine Farbstabilisierung. Die vom Kunden gewünschte Sichtbarkeit der Holzoberfläche mit Ihrer Maserung bleibt bei diesem Ansatz erholten und das bekannte Erbleichen der Thermoholzoberfläche kann wirkungsvoll verhindert werden. In der vorgestellten Forschungsarbeit gelang die Farbstabilisierung bei Eschenholz in dem gewünschten Maße.
Aufgrund der besonderen Oberflächenstruktur von Fichtenholz, mit seinen hehöften Tüpfeln, sind für die Oberflächenfunktionalisierung dieses Werkstoffes besondere Vorbereitungen notwendig, wie Dr. Christian Lehringer von der Abteilung Holz der Empa Dübendorf aus der Schweiz in seinem Beitrag „Bioincising von Fichtenholz und Effekte für den Oberflächenschutz" vorstellte. Dr. Lehringer untersuchte im Rahmen seiner Arbeiten die Wirkung eines Weissfäulepilzes auf die Permeabilität von Fichtenholz und konnte zeigen, dass bei geeigneter Prozessführung ein akzeptabler Mittelweg zwischen mechanischer Degradation und verbesserter Permeabilität für die Weiterverarbeitung von Fichtenholz erreicht werden kann. Für Bauteile, bei denen auf die Sichtbarkeit einer Holzoberfläche verzichtet werden kann, bieten Pulverlackierungsprozesse zahlreiche Vorteile, wie z.B. die gute Abdeckung kleiner Radien und die homogene Oberflächenstruktur.
Neues von der Pulververedelung holz- und naturfaserbasierter Werkstoffe stellte Prof. Dr. Andreas Kandelbauer von der Fakultät Angewandte Chemie, Hochschule Reutlingen im Rahmen seines Vortrages vor. In den Untersuchungen, die in Zusammenarbeit mit Wood K plus aus St. Veit an der Glan in Österreich, durchgeführt wurden, konnte unter anderem gezeigt werden, dass das Vorwärmen von Bauteilen ein besseres Beschichtungsergebnis liefert und im Einzelfall sogar auf den Einsatz von Leitfähigkeitsadditiven bei der MDF-Herstellung verzichtet werden könnte. Die Oberflächengüte der pulverlackierten Bauteile ermöglicht es sogar, Faserplatten auf Naturfaserressourcen für Sichtbauteile einzusetzen. Eine Vorbehandlung von Holzoberflächen wirkt solch hier zusätzlich positiv aus.
Eine Methode der Oberflächenbehandlung ist das Plasmaverfahren. Welche Fortschritte in der Plasmabehandlung von Holz und Holzwerkstoffen in den letzten Jahren erreicht wurden, stellte Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Viöl, Leiter des Labors für Laser- und Plasmatechnologie der Fakultät Naturwissenschaften und Technik an der HAWK Hildesheim Holzminden Göttingen vor. Für eine Vielzahl an Oberflächenmodifikationen und -funktionalisierungen, wie z.B. Lackierung oder das Verkleben, bringt eine Plasmavorbehandlung deutliche Verbesserungen im Ergebnis. Dabei ist der Einsatz von Plasma ein vergleichsweise kostengünstiges Verfahren und lässt sich auch bei größeren Arbeitsbreiten wirtschaftlich einsetzen. Da die Oberfläche schonend behandelt wird, eignen sich das Plasma speziell für biologische Materialien.
Auch bei modernen Holzwerkstoffen, wie z.B. bei WPC, bewirken Vorbehandlungsverfahren von Oberflächen eine verbesserte Verklebbarkeit, wie Dr. Klaus Vogelsang vom INNOVENT e. V. aus Jena zum Abschluss der Vortragsreihe aufzeigte. Neben Plasmaverfahren stellte er dabei auch unterschiedliche Beflammungsmethoden, sowie das selektive Fluorieren als Optionen vor. Speziell für das Verkleben von WPC wies Dr. Vogelsang jedoch darauf hin, dass die Prozesse den Anforderungen gemäß ausgewählt und überwacht sein müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Ingenieurholzbau und Handwerklicher Holzbau - Die Zukunft liegt in Verbundlösungen
Frank Miebach von der Qualitätsgemeinschaft Holzbrückenbau e. V. und Inhaber des Ingenieurbüros Miebach für Holzbau und Holzbrückenbau zeigte vergangene, gegenwärtige und zukünftige Methoden zum Brückenbau aus Holz. Eine Renaissance des Holzbrückenbaus ist unter Wahrung verbindlicher Qualitätsstandards möglich. Die Lebensdauer kann durch Schutz auf 60 Jahre gegenüber von 30 Jahren von solchen ohne Schutz erhöht werden. Neue Technologien können den Trend zu Holzbrücken verstärken - durch thermische Behandlung kann die Witterungsbeständigkeit verbessert oder durch Holz-Beton-Verbundbauweise die Tragfähigkeit erhöht werden.
Neue Entwicklungen bei Holzverbindungen insbesondere im Hinblick auf extreme Beanspruchung bei Erdbeben stellte Prof. Jan-Willem van de Kuilen, Leiter der Holzforschung München, TU München und Professor an der Technischen Universität Delft vor. Die Schäden durch ein mögliches Erdbeben können auch in Deutschland erheblich sein und bei einer Magnitude von 6.7 und einer Herdtiefe von 15,7 km rund 97 Mrd. € betragen. Der Werkstoff Holz hat aufgrund seines guten Duktilitätsverhaltens und Energiedispersion klare Vorteile und bietet somit eine klare Alternative zu anderen Baustoffen. Das Motto von Prof. van de Kuilen ist „bei Erdbeben: keep it simple".
Michael Werwigk von Schlaich Bergermann & Partner präsentierte anschaulich am Beispiel des Neuen Konferenzsaales des Weltpatentamtes Genf die Vorgehensweise von dem Entwurf über die Konstruktion und Berechnung bis hin zur möglichen Montage. Neben botanischen Vorgaben vor Ort, Platzmangel und Einpassung in die bestehende Architektur wurden verschiedene Aspekte in Konstruktion und der Montage z. B. Die Verwendung unterschiedlichster Materialien und deren Zusammenfügen im Vortrag beleuchtet.
„Beeinflusst von der Natur" ist Prof. Göran Pohl von der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlands HTW. Mittels bionischer Ansätze wird die Natur als Beispiel für Schalenkonstruktionen genutzt, um Flächenbauweisen effizienter zu gestalten. Dabei war die Seeigelschale beispielsweise Vorbild bei der Konstruktion der Eisschnelllaufhalle in Erfurt. Identische Nachbildungen werden jedoch durch die Verfügbarkeit von gegenwärtigen Materialien und Technologien häufig noch eingeschränkt. Die Bionik dient vielmehr als Ideenpool und zum Erkenntnisgewinn beispielsweise in Bezug auf Ressourcen- und Energieeffizienz.
Ein Experte zur Nutzung von Holz in Flugzeug-Propellern ist Gerd Mühlbauer von der MT-Propeller Entwicklung GmbH. Unter Verwendung einer Holz-Composite Verbundbauweise wurden insbesondere Werkstoffe für den Mantel und den Kantenschutz sowie der Ankerschrauben verbessert. Zudem konnte durch den Einsatz modernster Werkstoffe die Blattdicke wesentlich vermindert werden, wodurch Lärm reduziert und die Leistung gesteigert werden konnte. Ähnlich wie in Propellern ergeben sich auch Anwendungen von Holz in Windrädern.
Auf Möglichkeiten der Forschungsförderung für Holzanwendungen auf Landes-, Bundes- und EU-Ebene ging Dr. Karsten Weber von Hoffmann & Weber Business Consultants ein. Auch wenn es in der Regel keinen dezizierten Aufruf für Holz gibt, besteht die Möglichkeit zur Teilnahme in Fachprogrammen wie beispielsweise Biotechnologie, Werkstoffe oder Produktionsverfahren.
Johann Peteratzinger von Huber & Sohn GmbH & Co.KG, Bachmehring stellte Möglichkeiten des modernen Holzbaus am Beispiel der Nullenergiestadt in Bad Aibling vor. Im Mittelpunkt stand Holz als Baustoff mit all seinen Vorzügen: Gute Wärmedämmung, sommerlicher Wärmeschutz, Neuerungen im Schall- und Brandschutz. Die Fertigung kompletter Bauteile - bereits im Werk - ermöglicht enorme Geschwindigkeit in der Bauindustrie wie bisher nur im Schiffsbau. Hr. Peteratzinger stellte drei Leuchtturmprojekte im modernen Holzbau vor: Aufstockung, vorgehängte Holzfassaden, Innovationen im mehrgeschossigen Wohnbau. Er betonte, dass vorgefertigte Holztafelelemente für die energetische Bestandertüchtigung bestens geeignet sind.
Martin Schaub vom Architekturbüro Schaub, Großkarolinenfeld präsentierte in anschaulicher und überzeugender Art und Weise, wie durch Sanierung in Holzbauweise ein Altbau zum Passivhaus umgebaut wurde. Als Ergebnis konnte die Warmmiete von 17,50 €/m² auf 14,80 €/m² reduziert werden.
Solartechnologie und - architektur im Holzbau
Christof Erban, Leiter des Deutschen sowie des Europäischen Normenkomitees für „Building integrated photovoltaic", gab einen Überblick über den aktuellen Stand der Photovoltaik (PV) und stellte die Möglichkeiten zur Integration in die Gebäudehülle dar.
Die Marktentwicklung für PV zeigt derzeit weltweit ein starkes Wachstum von 40%. Der größte Anstieg findet in Europa statt, wobei im europäischen Marktvergleich das größte Wachstum in Deutschland verzeichnet wird.
Im Gebäudebereich wird PV überwiegend rein additiv als Ergänzung auf Dächern montiert. Eine echte Integration in Gebäude erfordert eine Multifunktionalität der PV Module. Gleichzeitig zur Stromerzeugung müssen die Module weitere Funktionen wie Klimatisierung, Schallschutz, Sichtschutz oder weiteres erfüllen. Der Markt für die so integrierte PV ist sehr klein, mit rund 40 MWp Leistung. Alleine in Deutschland sind 18 GWp kumulierte PV-Leistung installiert.
In der Gebäudeintegration werden vorwiegend sowohl kristalline Solarzellen als auch Dünnschichtzellen verwendet. Wesentliches Entscheidungskriterium, welche Zellen verwendet werden, ist der Preis. Kristalline PV wird umso preiswerter, je weniger Zellen pro m² eingebaut werden, gleichzeitig sinkt dabei die Leistung entsprechend ab. Dünnschichtzellen sind betrachtet auf die Fläche gleich teuer und gleich leistungsfähig. Umgerechnet auf die Leistung sind Dünnschichtzellen günstiger als kristalline Zellen, benötigen jedoch deutich mehr Fläche für die gleiche Leistung.
Anhand zahlreicher Beispiele zeigte Herr Erban Möglichkeiten zur Integration von PV in Gebäude auf und erläuterte die besonderen technischen Herausforderungen.
Für das Novartis Gebäude in Basel wurden 3-fach Isoliergläser mit PV in Spezialgrößen verwendet, jedes Glas hat andere Maße, wurde individuell hergestellt und innen mit einem Siebdruck versehen.
Die Verwendung von Photovoltaik in der Gebäudeintegration ist vor allem abhängig von der Wirtschaftlichkeit der Lösungen. „Technisch machbar ist vieles, aber teuer." Da die PV im Freilandbereich durch sinkende Förderungen zurückgeht, sieht Herr Erban einen Trend, dass diese Herstellerfirmen zukünftig verstärkt in den Markt der gebäudeintegrierten PV drängen.
Michael Felkner, Inhaber des Architekturbüros Felkner, Waltenhofen-Oberdorf begann seinen Vortrag mit einem Film, der die Idee für das Konzept des Naturparkgebäudes AlpSeeHaus als „Raumschiff" aufzeigte. Im Anschluss stellte er Planung, Ausführung und technische Daten für das Gebäude vor.
Das Naturparkgebäude versteht sich als Tor zum Landschaftspark AlpSeeHaus, es dient quasi als Eingangshalle für Besucher des Parks. Es beinhaltet Büros der Parkverwaltung, Fremdenverkehrsinfo, Schalter für Ticketerwerb zum Parkbesuch usw. Das Gebäude ist zweigeschossig, im 1. Stock befinden sich ein Film- und ein Ausstellungsaal. Ein weiterer Projektraum steht Schulklassen und Jugendgruppen für spezielle Programme zur Verfügung. Über einen „Landungssteg" des „Raumschiffes" können diese Gruppen den Park betreten.
Das Gebäude wurde nachhaltig ökologisch geplant. In die Bilanzen wurden alle Transportwege für die verwendeten Rohstoffe einbezogen. Alle Materialien stammen aus dem nächsten Umkreis. Auch die ausführenden Unternehmen wurden bewusst lokal gewählt, um die Wertschöpfung in der Region zu stärken. Hierzu wurde das öffentliche Ausschreibungsverfahren in Absprache mit den zuständigen Stellen um ein Punktesystem für Transportwege erweitert. Da im Winter nur 1 bis 2 Stunden Sonne pro Tag auf das Gebäude fallen, wurden keine Solarelemente eingebaut. Herr Felkner zeigte detailliert die Konstruktion des Gebäudes und die verwendeten Materialien unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit auf. Das verwendete Holz wurde beispielsweise nicht oberflächenbehandelt, damit es später rückbaubar (z.B. verbrennbar) ist. Decken und Träger wurden aus Leimholz gefertigt, es wurde insgesamt kein OSB verwendet. Die Verwendung von Stahl wurde auf ein Mindestmaß reduziert und nur in einer Stahlbetonbodenplatte sowie im Aufzugbereich eingesetzt.
Das Gebäude befindet sich kurz vor der Fertigstellung, es erfüllt den Passivhausstandard.
Prof. Ulrich Grimminger, Fakultät Holztechnik und Bau, Hochschule Rosenheim stellte die Sanierung eines Gebäudes im Rahmen des Projektes „ModelHome 2020" dar.
In den Jahren 2010 und 2011 werden durch das Unternehmen Velux europaweit 6 Häuser beispielhaft modernisiert. Das „Experiment" soll architektonische Antworten auf die energetische Rohstoffverknappung geben. Nach einer vorgehenden Studie von Prof. Hecker wurden Modellregionen ausgewählt, hierunter auch der Stadtteil Hamburg-Wilhelmsburg. Aus dem überwiegend mit Einfamilienhäusern und Doppelhäusern aus den 50er Jahren bebauten Stadtteil wurde ein Haus ausgewählt.
Das Gebäude, eine Doppelhaushälfte aus dem Jahr 1954, befand sich quasi im Originalzustand, es wurden in den vergangenen 50 Jahren keine nennenswerten baulichen Veränderungen vorgenommen. Der Energieverbrauch des Gebäudes lag vor Sanierung bei 40 000 kWh/a, in Deutschland dürften circa 3,2 Mio äquivalente Gebäude existieren.
Zielvorgabe für den Umbau war ein in der Bilanz energieautarkes Haus, mit CO2-Kompensation, also einem Null-CO2-Footprint. Die Sanierung erfolgte anhand eines prämierten Studentenentwurfs von Katharina Fey mit dem Titel „...aus eigenem Anbau". Das bestehende Gebäude wurde saniert, ferner wurde es durch einen Anbau erweitert, dessen Dach komplett mit Solarzellen und Sonnenkollektoren sowie Fenstern für Tageslichtnutzung versehen wurde. Eine lange Betriebszeit des Gebäudes und der technischen Anlagen wird erwartet.
Professor Grimminger stellte das Sanierungskonzept und die Umsetzung anhand zahlreicher Fotos vor. Das im November 2010 fertig gestellte Gebäude zieht als „Leuchtturmprojekt" zahlreiche Besucher an. In Kürze soll eine „Testfamilie" für ein Jahr in das Gebäude ziehen, um weitere Erkenntnisse hinsichtlich Funktion und Praktikabilität zu gewinnen.
Anhand von Beispielen stellte Martin Döllmeier, Product Manager, Glaswerke Arnold, Merkendorf, besondere technische Anforderungen vor. Einer Anfrage nach farbigen Solarzellen wurde begegnet, indem zwischen Frontglas und PV mattweiße Folien eingearbeitet wurden, der Gesamteindruck ist wesentlich heller als bei normalen PV-Modulen. Über ein 3fach Isolierglas konnte eine Schalldämmung von 46 dB erreicht werden (Enzian Tower). Eine besondere farbige Gestaltung konnte durch den Einsatz von Fusinggläsern erreicht werden, d.h. kleinere farbige Gläser werden partiell auf der Innenseite aufgeschmolzen. Die PV wird hiervon nicht beeinflusst, da sie auf der Außenseite der Gläser auflaminiert wird (Bsp Treppenhaus Schott). Das Verfahren ist aufwändig und teuer, die Gestaltung steht hier klar als Ziel im Vordergrund.
Abschließend stellte Herr Döllmeier neue Entwicklungen vor, beispielsweise volltransparente PV, bei der auch die Halbleiter transparent sind. Diese PV wirkt „durchsichtig" ist allerdings nicht farbneutral. Eine weitere Neuentwicklung ist die teiltransparente PV, bei der durch Laserschnitte ein Raster gefräst wird, das transparent ist. Das menschliche Auge setzt diese durchsichtigen Linien zusammen, so dass scheinbar eine komplette Transparenz gegeben ist.
Herr Döllmeier erwartet zukünftig weitere technische Innovationen im Bereich der gebäudeintegrierten PV, die architektonisch neue Anregungen und Verwendungsmöglichkeiten bieten können.
Reinhard Bäckmann B. A., Geschäftsführer, IUB Unternehmensberatung Bäckmann, Wörth a. Main, zeigte die Möglichkeiten eines Einsatzes von Textilien im Bereich Bau auf, er bezog sich sowohl auf die Außenhülle von Gebäuden als auch auf innenarchitektonische Aspekte. Hierzu zeigte er zahlreiche Beispiele.
Neben einer aktiven Energieerzeugung wies Herr Bäckmann auf den Einsatz von Textilien als „passive" Solarnutzer hin. Textilien können zum Beispiel gezielt so beschichtet bzw. aufgebaut werden, dass Infrarotstrahlen nicht aufgenommen werden. Ein schwarzer Teppich würde sich so bspw. im Sonnenlicht nicht aufwärmen. Des Weiteren können Textilien thermochrom produziert werden, d.h. sie verändern ihre Farbe bei Änderung der Temperatur.
Gittergewebe lassen Licht nur winkelabhängig durch, dies ist für Tageslichttechnik und Sonnenschutz wichtig (z.B. derzeit in Hotelkomplexen in arabischen Ländern).
In Gewebe können gezielt Glasmikrokugeln eingesetzt werden. Die Gewebe können als Schutzkleidung oder zur Lichtlenkung verwendet werden.
Derzeit sind etliche Forschungsvorhaben bezüglich Solartextilien begonnen worden. Herr Bäckmann erwartet einen Trend hin zu integrierten Lösungen. Generell geht er davon aus, dass die Umsatzchancen von Solartextilien steigen werden.
Intelligente Gebäude- und Energietechnik
Prof. Dr. Harald Krause, Studiengangsleiter Energie- und Gebäudetechnologie der Hochschule Rosenheim berichtete über effiziente Gebäudetechnik für optimales Raumklima im Rosenheimer Solar Decathlon Haus.
Das Team IKAROS - Bavaria hat den zweiten Platz des Solar Decathlons Europe 2010 belegt. Der Solar Decathlon ist ein Zehnkampf, wo sowohl die Energieeffizienz (Heizen, Kühlen, Strombedarf), die Energieerzeugung sowie auch die Ästhetik und die Wohnkultur in die Wertung mit aufgenommen werden. Insgesamt wurde das das Team aus 50 Studierenden aus 5 Fakultäten und 10 Studiengänge gebildet. Das Grundkonzept stammt vom Rosenheimer Plusenergiehaus. Die Gebäudedämmung wurde mit Vakuumisolier-Paneelen durchgeführt. Eine Besonderheit stellte die Wasserkühlung der Photovoltaikmodule dar. Dadurch konnte die Stromerzeugung um 10% gesteigert werden.
Neue Strategien und Technologien - Mehrwert für die Holzbranche
Dieter Herz, Geschäftsführer der Herz & Lang GmbH in Weitenau zeigte auf, dass große Klimaschutzpotenziale für das Haus der Zukunft aus ganzheitlicher Sicht bestehen. Es wurde deutlich, dass von derzeit 11 t CO2-Verbrauch jedes Bundesbürgers pro Jahr 2 t durch zukunftsfähiges Bauen eingespart werden könnte. Es besteht derzeit aber insgesamt noch dringender Handlungsbedarf für den Klimaschutz, sofern die Klimaschutzziele aus dem Kyoto-Protokoll erreicht werden sollen (-20% Gesamttreibhausgasemissionen; +20% Energieeffizienz >20% Endenergieverbrauch regenerativ). Vergleicht man den Energieverbrauch nach Sektoren, so sind dem „Haushalt" 30 % zuzuschreiben (Raumwärme 75%, Warmwasser 12%, Elektrogeräte und Beleuchtung 13%), dem Gewerbe 16%, der Industrie 26% und dem Verkehr/Transport 28%. Erreicht werden können Klimaschutzziele z.B. durch Passivhausstandard, eine Erhöhung der Sanierungsrate von 1% auf >2%, erneuerbare und regionale Energieträger, erneuerbare und regionale Baustoffe sowie eine gesamtheitliche Betrachtung von Bauen, Wohnen und Leben. Eine Kernaussage war, dass Energieeffizienz wichtiger als die Bauweise sei, um Klimaschutzziele zu erreichen.
Zusammengefasst wurde deutlich, dass die Datenqualität Ökobau.dat in Bezug auf Holz äußerst fragwürdig ist. Hier besteht noch dringender Handlungsbedarf gerade für das Holzgewerbe. Wichtig sei auch, Holz zu verbauen und nicht zu verbrennen, da große CO2-Senken im Bereich Passivhaus-Holzbauweisen gegenüber EnEV-Standardbauten in Massivbauweise bestehen. Weiterhin bestünde ein niedrigerer Herstellungs-Primärenergieverbrauch der EnEV-Bauten gegenüber Passivhaus sowie hohe Primärenergieeinsparungen und CO2-Fixierung durch regionale Passivhäuser in Holzbauweise mit regenerativen Heizsystemen. Die Regionalität der Stoff- und Wirtschaftskreisläufe sind wichtige Klimaschutzfaktoren und bringt Wertschöpfung in der Region (Herstellung und Unterhalt).
Hr. Herz gab noch einen Ausblick für die Zukunft; Vision 2018:
1. Passivhauskonzepte sind Standard im Bauen und Sanieren.
2. Netto-Nullenergiegebäude im Neubau sind Standard (z.B. PHplus).
3. Holz wird vorrangig stofflich, nicht energetisch verwertet.
4. Holzbauanteil im Bauen und Sanieren steigt stetig (CO2-Senke).
5. Private, kommunale und gewerbliche Investoren handeln nachhaltig und sind sich der Klimaschutzpotentiale von ee-Baukonzepten und regionalen Wirtschaftskreisläufen bewusst.
6. Zertifizierungsverfahren sind Standard im Bauen und bewerten Energieeffizienz und Holz aufwandsgerecht.
7. Die Klimaschutzziele werden durch deutlich bessere Baustandards sicher eingehalten.
Für die Lebenszyklusbetrachtung von Gebäuden im PH-Standard ist festzustellen, dass Zertifikate hohe Zuwachsraten bei internationalen Firmen haben. DGNB: Energieeffizienz ist untergeordnet und Holzbau ist falsch bewertet. Es wurden verschiedene Datenbanken zur Bewertung der PE-Bilanz von Holz vorgestellt. Aus den Datenbankanalysen konnte ein Vergleich der Bauweisen gezogen werden. Ergebnis: Holzbau braucht weniger Energie als Massivbau. Wird der gesamte Herstellungsprozess betrachtet, so benötigt der Holzrahmenbau 18 % weniger Energiebedarf als der Bau mit Lehmziegeln (z.B. durch den Brennprozess etc.). Im Gegensatz zum Betonbau sind dies sogar 25 % weniger. Holzbau hat also in jedem Fall Energieeffizienzvorteile. Ganz wichtig bei dem Werkstoff Holz/Holzbauweise und die Betrachtung der Baustofftransporte: Die Wertschöpfung verbleibt in der Region z.B. durch den Einsatz von Handwerkern vor Ort. Regionalität hat dementsprechend auch Einfluss auf den Gesamtverbrauch.
Nach der Einspielung eines Filmbeitrags zum Jahr des Waldes 2011 der UN (www.wald2011.de) wurde in dem Beitrag von Charlotte Juhl Koch, Geschäftsführende Gesellschafterin, Koch Architekten aus Düsseldorf, deutlich, dass der Welt ohne den Faktor Wald etwas fehlen würde: So erfüllt der Wald verschiedenste Funktionen wie Ruhe und Erholung, Wertschöpfung und Arbeitsplatz und bildet letztlich den Schlüssel für eine globale nachhaltige Entwicklung.
Auch die Immobilienwirtschaft fragt zunehmend Zertifizierungen für ein nachhaltiges Bauen nach, man beachte diesbezüglich z.B. den Bedeutungszuwachs der Green Investment Fonds. Die integrale Planung (IED) stellt hierbei eine elementare Voraussetzung dar. Um dies zu erreichen, wurden für die Projekte Teams aus Architekten und Ingenieuren gebildet. Beispiele der erfolgreichen Umsetzung wurden aufgezeigt, so z.B. zum Thema „Sonnenbeleuchtung" von Innenräumen durch spezielles Glas (Spherion Deloitte Hauptsitz in Düsseldorf) oder auch zum Thema „Schlanke Bauweise" durch Fertigbetonweise. Verfahren könnten auch im Holzbau Verwendung finden.
Beim Projekt Markt der Zukunft („Store oft he Year") von REWE in Berlin waren die Entwurfsgrundlagen wie „Markthalle nach historischen Vorbild", „Corporate Architecture mit Wiedererkennungswert", „CO2-Neutralität", „Holz für Tragkonstruktion", „Dach und Wände", „Tageslichtarchitektur" sowie „Zertifizierung durch die DGNB" die entscheidenden Kriterien. Bei den Zertifizierungs-Standards der DGNB wurden insbesondere die sechs Themenfelder Standort- und Prozessqualität sowie ökologische, ökonomische, soziale und technische Qualität zugrunde gelegt. Der Baustoff Holz spielte als sichtbarer Symbolträger für die Nachhaltigkeit einen wichtigen Beitrag. Durch die Maßnahmen wie Holzbauweise, Photovoltaik, Tageslicht, Kälteanlage, Geothermie und Regenwasseranlagenbau konnten 425 t CO2 eingespart werden.
Prof. Thorsten Ober von der Fakultät Holztechnik und Bau der Hochschule Rosenheim hat die Thematik „Leichte Lösungen für schwere Aufgaben in der Möbelindustrie - Die intelligente Leichtbau-Strategie" an dem Beispiel IKEA eingeführt. Der Treiber dieser Thematik war der Umstand, niedrige Kosten bei einer gleichzeitig höheren Leistung anbieten zu können. Diesbezüglich sind intelligente Kosten- und Leistungsstrategien gefragt. Es wurde deutlich, dass auf Berechnungsgrundlagen der UN ein Bereitstellungsdruck des Rohstoffs Holz weiter stark wachsen wird. Nachdem der Verbrauch zwischen 2002 und 2008 schon um 35 Prozent drastisch angezogen hatte, wird er bis 2020 nahezu explodieren, weil immer mehr Kraftwerke ans Netz drängen: In Deutschland könnte sich eine Deckungslücke von rund 30 Mio. m³, in Europa von ca. 430 Mio. m³ auftun. Der Leichtbau wird hier als Chance für die Zukunft gesehen, da mit ihm auch niedrigere Herstellungs-, Logistik- und Verpackungskosten sowie Handlingskosten verbunden sind. Als die derzeit größten Herausforderungen zur Umsetzung intelligenter Leichtbaustrategien gelten das fehlende Know-how, das Lieferantenproblem durch Single Supplier und Systemlösungen, die Neuinvestition in spezielle Maschinentechnik, die Risikoabschätzung durch Prozessfähigkeit sowie die derzeit wenigen Referenzkunden.
Dr. Otto Greiner, Geschäftsführer, go-bau-control GmbH, Henndorf am Wallsee, Österreich sowie Kooperationspartner des Malik Management Zentrums, St. Gallen, Schweiz bot imponierende Einblicke in das kybernetische Baumanagement und die Steuerung komplexer Bauvorhaben. Deutlich wurde, dass die Welt wie ein Organismus funktioniert, wo sehr viele Parameter wie ein Uhrwerk ineinander greifen. Dies gilt auch für Bauvorhaben. Jedes Projekt in diesem Bereich ist unglaublich komplex. Handlungssysteme bedingen hier unheimlich viele Informationen, um an ein Ziel zu gelangen. Dies lässt sich nur bedingt steuern, nicht jedoch exakt vorgeben. Anforderungen an ein Management-System sind daher die zielgerichtete Selbstorganisation und Steuerung, die Frühwarnung bei Zielabweichung sowie ein möglichst geringer Aufwand, einfache Anwendung und Handhabung. Die Kybernetik kann hier als die „Steuermannskunst" angesehen werden, denn sie ist die Wissenschaft von der Information und vom Funktionieren. Diesbezüglich ist zu beachten, dass Probleme im Projektverlauf als die Regel angesehen werden können und nicht als Ausnahme gelten. Um Projekte vor diesem Hintergrund zu steuern, sollten ausreichende Reservezeiten eingeplant werden. Um die Produktivität sicherzustellen, ist weiterhin eine Flexibilität der Termine zu vereinbaren sowie ein laufender Soll/ Ist- Vergleich mit (ggf.) Maßnahmenreaktion umzusetzen. Als Vorteil der kybernetischen Steuerung im Rahmen des Holzbaus kann der hohe Vorfertigungsgrad angesehen werden. Weiterhin gelten die vorgezogene Ausführungsplanung für die Gewerke der Gebäudetechnik sowie die Minimierung des Störungspotenzials aus dem Bereich der Detail- und Ausführungsplanung als Vorteil. Eine erhebliche Reduzierung der Errichtungsdauer des Rohbaus ist die Konsequenz, woraus sich eine frühere Inbetriebnahme ergibt. Eine Einsparung bei den Finanzierungskosten mit 3-8‰ der Errichtungskosten je eingesparten Baumonat ist hier ein durchaus beachtlicher Vorteil.
Sehr anschaulich anhand einer Landkarte hat Herr Greiner seinen Beitrag mit den Fallstricken im Rahmen der komplexen Bauvorhaben geschlossen. Zur Sprache kamen dabei z.B. die „Tiefebene der Ausführungsplanung, der „Dickicht der Verordnungen", die „Weidegründe der Juristen" die „Arena der Verhandlungen" oder auch das „Schutzgebiet der Preisabsprachen", dies nur als ein kleiner Ausschnitt aus den zu beachtenden und zu umschiffenden Umständen zur Erreichung der Bauprojektziele.
Mit einfachen Mitteln eine Energiegewinnung zu erreichen, dies stellte Markus Mehnacher, Fachgebiet Mikrostrukturierte Mechatronische Systeme an der TU München, dar. Möglich wird dies durch die Generierung elektrischer Energie in Parkettböden - durch ‚Energy Harvesting‘. Durch einfachen Gewichtsdruck des gehenden Menschen lässt sich so mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Menge an generierter elektrischer Energie wird dabei bestimmt durch die Größe der Gewichtskräfte, die Frequenz der mechanischen Lastwechsel, Materialparameter (Piezokoeffizienten, dielektrische Konstante, etc.), Volumen des komprimierten piezoelektrischen Materials, Überdeckung von Gewichtskraft und piezoelektrischem Material sowie dem Fußbodenaufbau. In den Generator-Modulen im Fußboden kommt dabei monoaxial verstreckte PVDF-Folie zum Einsatz. Aus Untersuchungen der TU München kommen für diese Methode Anwendungsgebiete wie Alarmanlagen, Notstromsysteme, Not- und Nachtbeleuchtungen, PC-Bodenmatten, Parkuhren, Patienten-Kontrollmatten, u.v.m. in Frage, jedoch sei insgesamt noch eine Steigerung der Energieumsetzung nötig, um weitere Einsatzfelder zu erschließen.
Susanne Gosztonyi, Projektleiterin am Energy Department, Austrian Institute of Technology AIT, Wien, Österreich, stellte die Ergebnisse der BioSkin-Grundlagenstudie - Forschungspotenziale für bionisch inspirierte energieeffiziente Fassadentechnologien - vor. Ausgangslage war es, sich die Funktionalität aus der Natur für Bauvorhaben auch in dem Bereich Holzbau zu erschließen. Die Bionik als Ideengeber für Zukunftslösungen im Bereich Holz kann u.a. durch das Multifunktionstalent „Baum" erschlossen werden. Hierunter zählen die dynamische Adaption, die optimale Wasserleitung, die Generierung von Energie, eine optimale Festigkeit sowie eine passive Kühlung. Die Bionik kann also hervorragend für das nachhaltige Bauen erschlossen werden, worunter speziell die Herausforderungen im Fassadenbau anzusehen sind. In der Studie wurden im Rahmen eines Top-Down-Ansatzes technische Fragestellungen vorangestellt, um in interdisziplinären Teams - bestehend aus Ingenieuren und Biologen - zu Lösungen aus der Bionik zu kommen. Das vernetzte Vorgehen wurde anhand der beiden Beispiele aus dem Bereich Tageslichtnutzung über die Fassade sowie Solarnutzung/Energie durch Fassade verdeutlicht. Als Adaption des ersten Beispiels wurde der Seeschwamm mit der Zerfransung der lichtdurchlässigen Fasern als Vorbild aus der Natur herangezogen, bei zweiterem bot der Kaktus mit der Oberflächenform und der Luftzirkulation Lösungen an. Die Komplexität der Fragestellungen wurde anhand der Entwurfsselektion und Grundanalysen deutlich. Im Internet sind ab Juli 2011 die Projektergebnisse zur Grundlagenstudie BioSkin unter www.bionicfacades.net einsehbar.
Innovationskultur in Forst, Holz und Papier - Vorträge und Podiumsdiskussion
„Innovationskultur in Forst, Holz, Papier" wurde von Prof. Dr. Gerd Wegener, dem
Sprecher der Custer-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH, moderiert. In diesem „weichen Thema" ging er zunächst auf die Energiewende ein, gegen die man ein „Bollwerk" gegen die zu starke Nutzung von Holz für Energiezwecke errichten müsse. Die Ressource Geist müsse durch Bildung, Wissen und folgender Innovation nachhaltig genutzt werden. In der Außensicht müsse Forst, Holz und Papier innovativer wirken.
Dr. Karl-Heinz Oeller vom Malik Management Zentrum fordert vernetztes Denken für Komplexität und Nachhaltigkeit. Die Natur als Vorbild für funktionierende komplexe Systeme beschrieb er mit den Worten „Wissen lebt". Die Bionik hilft als Richtschnur für viele menschliche Systeme und Organisationen, nicht nur bei technischen Erfindungen wie dem Klettverschluss nach dem Vorbild der Klette, den selbstreinigenden Oberflächen wie beim Lotusblatt oder denen im Schiffsbau oder bei Flugzeugen, deren Oberflächen von Ingenieuren der Haifischhaut nachempfunden werden. Aus Komplexität, Orientierung und Selbstorganisation kann eine „Best Practice" erwachsen, die als Benchmark für die Gewinner von morgen dienen kann und sollte. Emergente Eigenschaften des Systems führen zu ganz anderem Verhalten als die Einzelteile, aus denen es zusammengesetzt ist.
Aus Wasserstoff und Sauerstoff entsteht Wasser, das anders als die Einzelteile „nass" sei. Aus vielen Autos entsteht ein Stau, aus vielen unterschiedlichen Grauflächen kann ein Bild entstehen, wenn man zurücktritt und die Augen zukneift. Bildet man allerdings einen Durchschnitt der Grautöne, geht die Information verloren. Auch die Detailsicht hilft nicht, da man dann nur eine einzelne Graufläche sieht.
Für sinnvolle angewendete Bionik gilt „kapieren statt kopieren". Eine flache Analogie führe zu schlechten Ergebnissen wie „Management by Löwe". Der Löwe ist erfolgreich. Man brauche also nur faul sein, die Frauen für sich jagen lassen und ab und zu brüllen, um ein erfolgreicher Manager zu werden. Die Organisation von Meetings zwischen 42 Personen führe allerdings innerhalb von 2 Tagen zu einem 95%igen Informationsaustausch zwischen allen Beteiligten, wenn man die Gesprächskontakte wie bei einem Ikosaeder zusammenstellt. Eine engpasskonzentrierte Spezialisierung (EKS) half nicht nur den Darwinfinken auf Galapagos, sondern auch bei der Regionalentwicklung einer chinesischen Stadt. Ein lebensfähiges System braucht nach Frederic Vester viele stabilisierende Teile. Nötig sei häufig ein „kategoraler Wandel" um z.B. den Grenzen des Wachstums als Produzent durch den Wechsel auf Betreibermodelle zu entgehen, wie es die Firma Doppelmayer im Skiliftbereich erfolgreich durchgeführt hat.
Elisabeth Müller vom Lehrstuhl Internationales Management der Universität Passau ging im zweiten Vortrag der Reihe auf die Strukturen und Erfolgsfaktoren von Clustern und Netzwerken ein. Es gibt in Deutschland mehr als 2000 Cluster oder Netzwerkstrukturen, wovon 680 angeschrieben wurden und 280 den Fragebogen ausgefüllt zurückgesendet hätten. Durch die einmalig große Datenbasis konnten bis jetzt nur einige vorläufige Ergebnisse ermittelt werden. Für den Cluster-Erfolg wurden Kontext, Struktur und Management untersucht. Erstaunlich sei, dass regionale Nähe für den Erfolg keine Rolle spiele und auch Konflikte von den Clustermanager nicht als negativ, sondern als erwartbarer Teil der Arbeit empfunden wurden. Für den Erfolg sei es kaum relevant, ob die Cluster „top-down" von oben durch die Politik oder „bottom up" durch Vereinigungen von Firmen gegründet würden.
Die Ansätze für eine Projekt- und Innovationskultur in der Forst- und Holzwirtschaft beleuchtete Dr. Jürgen Bauer, Geschäftsführer der Cluster-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH. Aktuell werden 40% der Energie in Deutschland für Wärme in Gebäuden verwendet. Dies lasse sich mit dem Baumaterial Holz deutlich senken, womit er folgerte „Holzbau ist aktiver Klimaschutz". Für eine Projektinnovationskultur seien wichtige Schritte die Projektarbeit, Kooperationsbereitschaft, Innovationsstreben und Vernetzungsfähigkeit. So wie Audi sich in den 70er Jahren mit dem Slogan „Vorsprung durch Technik" einer Innovationskultur verschrieb und erst mit dem Quattro und später mit der Aluminium-Leichtbauweise oder LED-Leuchten immer neue Verkaufserfolge feiert hätte auch die Forst- und Holzwirtschaft großes Potenzial. Der Holzbau der Zukunft mit Geschossbau und erfolgreichem Brandschutz, viele Prozessinnovationen, Schwerlastholzbrücken der Haltbarkeitsklasse 1 ohne Holzschutzzusätze und Brettschichtholz aus Buche seien einige Beispiele. Nach dem Wegfall der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung und des Holzabsatzfonds entstehen gerade mit der Forest Based Technology Platform (FTP) sowie viel Eigeninitiative von Unternehmern in Regionalfördergesellschaften neue Strukturen. Regionale Waldbesitzertage und eine Holzbaudatenbank seien gute Entwicklungen. Wichtig seien für die Holzwirtschaft verlässliche Lieferquellen, Verlängerungen der Wertschöpfungsketten, ein Wettbewerb um die klügsten Köpfe und die Branche sollte mit einer Stimme sprechen. „Zukunft erlebt man nicht, man gestaltet sie".
Die Podiumsdiskussion über die Innovationskultur in Forst, Holz, Papier fand unter Moderation von Prof. Dr. Gerd Wegener statt, der die Teilnehmer zunächst kurz einzelnen Schlagwörtern zuordnete. Die Runde setzte sich zusammen aus Dr. Tanja Haas-Lensing als junge Holzbau-Unternehmerin, Alexander Gumpp als Netzwerker aus dem Mittelstand, Hansruedi Streiff als Forst- und Holzpolitiker aus der Schweiz, Michael Steinbeis als Netzwerker für Biomasse und Energie, Ludwig Lehner als Manager der Großindustrie, Ulrich Bühler als Manager der Holzwerkstoffindustrie, Prof. Dr. Alfred Teischinger als Repräsentant der Holzforschung aus Österreich, und Prof. Konstantin von Teuffel als Forst- und Forschungsmanager mit Kontakt zur EU in Brüssel.
Auf die Eröffnungsfrage von Prof. Wegener „Wo steht die Innvoation heute in Ihrem Wirkungsbereich?" antwortete Dr. Tanja Haas-Lensing, Geschäftsführerin Vertrieb, Haas-Group, dass man sich in Österreich einen guten Ruf als innovative Branche erarbeitet habe, aber die entstehenden höheren Preise nach der Integration vielerlei Gewerke in die Innovationen nicht immer am Markt durchsetzbar seien. Nach Alexander Gumpp, Geschäftsführer Gumpp&Maier GmbH, können bei durchschnittlichen Betriebsgrößen von sieben Mitarbeitern in Zimmereien viele gute Ideen aufgrund fehlender Strukturen nicht zu Innovationen führen. Hansrüdi Streiff, Direktor Holzindustrie Schweiz, bezeichnete sich selbst scherzhaft als „Antiinnovator" und bestätigte, dass erst Betriebe über 30 Mitarbeiter Innovationen hervorbrächten. Der Vorteil der Schweiz sei aber in jedem Falls, dass es ein DIN-freies Land sei, in dem man trotz einer Maschinenrichtlinie Innovationen leichter auf den Markt bringen könne. Michael Steinbeis, Aufsichtsratsvorsitzender Ecolohe AG, nannte die eigene Innovation „Flockets" (Holzhackschnitzel) in Analogie zu „Pellets" und will „versöhnend mit Holz bauen und heizen". Es bedürfe vor allem noch genauerer Methoden zur Messung der gelieferten Wärmemengen, um das Energiecontracting voranzubringen. Ludwig Lehner, Direktor Leiter Holzeinkauf und Vice President Central European Wood&Biomass Sourcing, UPM-Kymmene Corporation, erlebt gerade den Wandel von einer Konzern- eine Matrixorganisation, die die Firma ähnlich innovativ wie einen Mittelständler machen soll. Man will „Zukunft auf Holz" gestalten. Ulrich Bühler, Geschäftsführer Vertrieb/Marketing Egger Gruppe, will durch „Haltung" Trendsetter sein in der Einbindung von Umfeld und Strukturen. Prof. Dr. Alfred Teischinger, Leiter Institut für Holzforschung (IHF), Universität für Bodenkultur BOKU Wien, nannte drei Arten von Innovationen. Die Rekombination von Vorhandenem ohne Forschung gelang Melitta Benz mit der Erfindung des Kaffeefilters aus Löschpapier. Angewandte Forschung gelang bei der Kombination alter, stabiler Fahrräder mit neuen Bremsen mit der Erfindung des Mountainbikes. Grundlagenforschung ermöglicht aber erst die Entwicklung und Verbesserung von Enzymen zur Herstellung von Biotreibstoffen. An dieser strategischen Forschung und vor allem einer Gesprächskultur zwischen Wirtschaft und Wissenschaft fehle es in der Holzindustrie, nicht aber in der Chemieindustrie. Nach Prof. Konstantin von Teuffel, Direktor Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) gibt es zu wenige Institutionen zur Umsetzung von Wissen und Ideen der Forst- und Holzwirtschaft. Vielleicht würden die Forderungen der neuen EU-weiten Forest Technology Platform erstmalig zu einem nationalen Umsetzungsdruck führen.
Prof. Wegener hielt die Einrichtung von Kompetenzzentren wie in Österreich vor 10-12 Jahren für einen vielleicht erfolgversprechenden Weg, wobei der Beweis für Österreich nicht sicher vorhanden sei. Prof. Teischinger führte an, dass die Kompetenzzentren bisher fast nur Partner aus der Chemischen Industrie gefunden hätten und leider nicht aus der Forst- und Holzwirtschaft, der wohl oft auch die Geduld für 15-jährige Innovationszyklen fehlte.
Das Thema Wald-Forst-Holz-Papier ist immer noch nicht als innovative Branche in den Köpfen der Bevölkerung und spielt leider noch nicht die Rolle, die es eigentlich spielen sollte - vor allem in Hinsicht auf die zukünftige Ausrichtung und Strategie in Sachen Energie und Umwelt. Es sollte vereint an einem Strang gezogen werden, um dieser Branche auch in der Politik und Forschungsszene den richtigen Stellenwert, den sie verdient, einzuräumen. In diesem Zusammenhang wurde die Lobbyarbeit der German Support Group der FTP hervorgehoben. Im weiteren Verlauf der Diskussion wurde eine Neuverteilung der Gewichte der Verbände (allein 280 in Deutschland!) und deren internationale Vernetzung, der Cluster, der regionalen Netzwerkstrukturen und der Forschungseinrichtungen besprochen, die letztlich über den Zwischenzustand privilegierter Partnerschaften zu einer Stimme und somit auch zu einem höheren politischen Gewicht der Holz- und Forstwirtschaft führen solle. Es solle dabei eine Priorität der stofflichen Nutzung wie „Bauen mit Holz" vor der energetischen Nutzung geben.
All diese Entwicklungen zeigen, dass der Bau- und Werkstoff Holz der Experimentierfreude und den visionären Projekten von Planern, Architekten, Ingenieuren und Technikern der Holz- und Forstwirtschaft keine Grenzen setzt. Viele Bilder und Vorträge sind verfügbar unter: www.bayern-innovativ.de/holz2011
Ansprechpartner
→ Dipl.-Biol. Regina Merz
→ Dipl.-Ing. Gabriel v. Lengyel-Konopi
→ Dr. Robert Bartl
→ Johanna Lison M. A.
