Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
Karl-Liebknecht-Str. 132
04277 Leipzig

2222HV027X

01.12.2022

Der konstruktive Ansatz, tragende Furnierschichtholzplatten mittels schräg angeordneter und mechanisch verankerter Dübel (statisch) zu koppeln, ist stark genug, um eine lastabtragende, formschlüssige Struktur zu schaffen. Es birgt darüber hinaus ein großes Materialeinsparungspotenzial und kann eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung für mittelständische Holzbaubetriebe sein, die kleinformatige numerisch gesteuerte Fertigungsstationen zur zeitsparenden Herstellung von Wandelementen einsetzen. IDS-Wandelemente mit mechanisch verankerten Dübeln können mit einem Industrieroboter mit Lineareinheit vollautomatisch hergestellt werden. Der Einsatz von Klebstoffen ist nicht zwingend erforderlich und es ist kein Wenden der Elemente notwendig, um eine kraftschlüssige Verankerung der schrägen Dübelverbindungen zu erreichen. Die lastaffine Positionierung der Dübel führt zu einer weiteren Verbesserung des Tragverhaltens der Konstruktion. Aufgrund der hohen Anzahl von Variablen innerhalb der geometrischen Modelle der Wände, insbesondere bei der Platzierung von Fenster- und Türöffnungen, erfordert eine Optimierung des Dübelmusters. Dazu sind jedoch umfangreiche Berechnungsprozesse sowie weitere Untersuchungen und Erkundungen notwendig. Die vorgestellten Ergebnisse dienen als Grundlage zur Steigerung der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit des innovativen und ressourcenschonenden Wandaufbaus und ermöglichen vergleichende Betrachtungen zu alternativen Wandbauweisen wie Holzrahmen- und Massivbau. So zeigen die Ergebnisse der Belastungsversuche, dass die IDS-Elemente bei vergleichbarer Leistungsfähigkeit, unter dem Materialverbrauch konventioneller Bauweisen bleiben.

In diesem Projekt wurde der Anwendungsbereich (hinsichtlich des Tragverhaltens) sowie die Ökobilanz (bezüglich des Ressourcenverbrauchs) einer neuartigen monomateriellen Holzwandkonstruktion erörtert, bei der diagonal angeordnete Buchendübel zur Verbindung der Schalenelemente vorgefertigter Hohlwandelemente verwendet werden. Dabei sind verschiedene robotergestützte Fertigungsverfahren konzipiert und getestet worden, die dazu beitragen, die Buchendübel passgenau im Furnierschichtholz zu verankern. Das System zeichnet sich konstruktiv dadurch aus, dass es in der "Grundkonfiguration" nur aus zwei Elementen (Holzwerkstoffplatten und Dübel) besteht und schneller zu fertigen ist als vergleichbare aufgelöste Holzkonstruktionen. Mithilfe der Entwicklung formschlüssiger Steckverbindungen und einer lastaffinen Dübelverteilung setzten die Forschenden ihr Ziel um, dabei in größerem Umfang auf metallische Verbindungsmittel zu verzichten. Als nahezu ausschließlich auf Holz basierendem System sind IDS-Elemente fast vollständig sortenrein trennbar bzw. vollständig recyclingfähig. Die Arbeit stellt außerdem eine Reihe von Experimenten vor, die notwendig waren, um die geometrischen und mechanischen Möglichkeiten des innovativen, ressourcenschonenden Bausystems zu erforschen, und gleichzeitig dazu beitrugen, Ziele für den laufenden Versuch zu entwickeln, es neben konventionellen Holzkonstruktionen zu etablieren, die für den großflächigen Wohnungsbau in Europa in Betracht gezogen werden.