Montag, 30. Januar 2023

Urbach Turm: sich selbst biegende Bauteile

Für die Remstal Gartenschau 2019 ist ein rund 14 m hoher Holzturm mit einem Durchmesser von etwa 4 m und einer tragenden ca. 90 mm dicken Konstruktion aus zwölf gewundenen Holzbauteilen entstanden. Das Besondere daran: die hölzernen Elemente erhielten ihr gebogenes Design nicht durch schwere Maschinen oder einen energie-intensiven Fertigungsprozess, sondern formten sich selbst.

In Form getrocknet

Als regionaler und nachwachsender Rohstoff, der CO2 speichert, anstatt es bei der Produktion auszustoßen, eignet sich Holz als nachhaltiges Baumaterial. Allerdings verformt es sich und bildet Risse, sobald es trocknet. Darüber hinaus erfordert es viel Energie und schwere Werkzeuge, um hölzerne Bauteile in Form zu pressen. Für diese Probleme haben die Institute für computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) sowie für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart gemeinsam mit dem Labor für Angewandte Holzforschung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) Schweiz und in Zusammenarbeit mit Blumer Lehmann als Industriepartner eine Lösung gefunden: ein Verfahren, bei dem sich das Holz während der Trocknung selbst in Form biegt.

Basis aus Brettsperrholz

Als Basis für die gekrümmte Struktur des Urbach Turms dienten 5,0 m x 1,2 m große Bilayer-Elemente aus Fichten-Brettsperrholz (BSPH/CLT). Sie wurden mit hoher Holzfeuchte in einem spezifischen Schichtaufbau hergestellt und anschließend getrocknet. Brettschichtholzträger aus Lärche mit einer anorganischen Beschichtung bilden die Fassade des Turms und schützen ihn vor Sonne und Pilzen. Zudem soll sich das Holz dadurch witterungsbedingt weiß färben.

Das Verfahren

Bei dem neu entwickelten Verfahren wird in einem ersten Schritt die natürliche Verformung des Holzes berechnet und dann aktiviert. Dazu werden die Bauteile im ebenen Zustand flach angeordnet. Sobald das Holz im Laufe der industriellen Trocknung an Feuchtigkeit verliert, verformt es sich und schwindet, bis es das vorausberechnete gekrümmte Design erhält. Abschließend werden die einzelnen Elemente überlappend laminiert, um die Geometrie zu fixieren. So lassen sich selbst komplex gebogene Bauteile herstellen, wie die Projektbeteiligten an einem ersten Gebäude zeigen. Für die Remstal Gartenschau 2019 entstand ein rund 14 m hoher Turm mit einem Durchmesser von etwa 4 m und einer tragenden ca. 90 mm dicken Holzkonstruktion aus zwölf selbstformend hergestellten Holzbauteilen.

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