Fraunhofer WKI entwickelt Holzfaserdämmstoffe aus Buche

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung WKI haben deshalb untersucht, wie sich Buchenholz für flexible Dämmmatten und Holzschaumgranulate nutzen lässt. Solche Matten dämmen Dächer zwischen den Sparren oder verbessern als Füllung die Wärmedämmeigenschaften von Hochlochziegeln. Das Ziel: eine breitere Rohstoffbasis für Holzfaserdämmstoffe und eine hochwertigere Nutzung von Buchenholz.

Mit Loick Biowertstoffe entwickelte das Fraunhofer WKI Dämmmatten und neuartige Holzschaumgranulate aus Buchenholzfasern. Das Ziegelwerk Bellenberg Wiest prüfte die Füllung von Hochlochziegeln. Die Umsetzung im Pilotmaßstab lief auf einer Mietanlage der Georg-August-Universität Göttingen. Gemeinsam mit Japes erarbeiteten die Beteiligten außerdem ein Konzept für eine Pilotanlage. Dr. Nina Ritter, Gruppenleiterin am Fraunhofer WKI, sieht darin eine Perspektive für Bau- und Holzwirtschaft: »Mit unserem Projekt haben wir eine nachhaltige Perspektive für die Bauwirtschaft sowie eine hochwertige Nutzungsmöglichkeit für Buchenholz geschaffen.«

Für die Herstellung schloss das Team Buchenholz zu geeigneten Faserstoffen auf. Auch geringwertiges Schadholz floss in die Versuche ein. Daraus fertigten die Forschenden Dämmstoffmatten mit Rohdichten von 50 bis 100 kg/m³. Sie kombinierten Buchenholzfasern mit Bikomponentenfasern und testeten verschiedene Verfahren zur Faserherstellung. Technisch überzeugte vor allem der Refiner. Er stellt die Fasergeometrie flexibel ein und erleichtert damit die weitere Verarbeitung. Eine optimierte Spikerolle senkte den Anteil der Bikomponentenfasern deutlich und mischte Holz- und Kunststofffasern gleichmäßiger. Das verbessert den Materialeinsatz und stabilisiert den Prozess.

Auch die Faserlegung beeinflusst die Dämmleistung. Die Forschenden streuten die Fasern ausgerichtet als Vlies. Damit steuerten sie die Wärmeleitfähigkeit und erreichten eine gute Dämmwirkung. Nach den Untersuchungen kann die thermische Leistungsfähigkeit der Matten mit etablierten Dämmmaterialien konkurrieren. Beim Brandschutz prüfte das Team verschiedene Zusätze. Ammoniumsulfat erwies sich als geeigneter Standard. Mechanische, hygrische und brandschutztechnische Untersuchungen bestätigten die grundsätzliche Eignung der Buchenholzdämmstoffe für gefüllte Hochlochziegel und für die Verarbeitung auf der Baustelle.

Der Praxistest mit Hochlochziegeln zeigte, worauf die Industrie achten muss. Für einen stabilen Füllprozess brauchen die Matten eine gleichmäßige Stärke und eine homogene Steifigkeit. Lochbildabhängige Ziegel füllten die Forschenden mit Matten. Für lochbildunabhängige Ziegel erprobten sie Holzschaumgranulat und Holzfasersuspensionen. Auch die Kreislaufführung spielte im Projekt eine zentrale Rolle. Nach dem Rückbau lassen sich die gefüllten Ziegel mechanisch aufschließen. Nass- oder Windsichtung trennt die Dämmfüllung vom Ziegelmaterial. Die zurückgewonnenen Dämmstoffmatten lassen sich anschließend bei höheren Temperaturen zu dichten Holzwerkstoffplatten mit Rohdichten von mehr als 1.000 kg/m³ verpressen. So erhält das Material einen zweiten Nutzungszyklus.

Buchenholz kann damit die Rohstoffbasis für Holzfaserdämmstoffe verbreitern. Für die Forst- und Holzwirtschaft entsteht zugleich eine zusätzliche Verwertungsperspektive für Holzmengen, die durch den Waldumbau stärker anfallen. Auch abseits der Dämmung sehen die Forschenden Potenzial: Das neue Holzschaumgranulat könnte künftig als Füllstoff für Transportverpackungen dienen. Das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat förderte das Vorhaben über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. Die FNR führt das Projekt unter den Förderkennzeichen 2221HV003A bis 3C.

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