Bauzentrum_2021_06

BAUZENTRUM E-BAU 6 | 2021 E-BAU 21 Nachhaltige Gebäudetechnik Fraunhofer-Lösung simuliert Feuchteverhalten von Bambus für den Bau Mithilfe einer Simulations-Software kön- nen Bauherren Maßnahmen planen und umsetzen, die das Auftreten von Schim- melpilzen verhindern. In Zeiten des Klimawandels zählt die Bambusstaude zu den Hoffnungsträgern. Bambus ist ein schnell nachwachsender Rohstoff, bindet CO 2 , lässt sich ressour- censchonend verarbeiten und ist biologisch abbaubar. Deshalb setzt auch die Baubran- che zunehmend auf Bambus als Ersatz- stoff für Holz, das angesichts der weltweit steigenden Bautätigkeit knapp wird. Allerdings hat die Bambusoideae (wiss. Name) aus der Familie der Süßgräser aus bautechnischer Sicht ein Problem: Bäume entwickeln im Laufe ihres jahrhunderte- langen Lebens Abwehrstoffe gegen schäd- liche Bakterien und Schimmelpilze. Die Lebensdauer einer Bambusstaude liegt bei nur 20 Jahren. Dementsprechend hat sie weniger Abwehrstoffe und ist daher anfäl- lig gegen Schimmelpilzbefall. Ideal für den Einsatz im Gebäudebau: Bambus ist ein hochwertiger Ersatzstoff für Holz und lässt sich auch ganz ähnlich verarbeiten. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP stellt nun eine Lösung vor, die das Feuch- teverhalten von Bambus prognostizierbar macht und damit ein effizientes Feuchte- management des Werkstoffs ermöglicht. »Ziel ist, das Auftreten von Schimmelpil- zen zu vermeiden, ohne dass man chemi- sche Gifte einsetzen müsste, die auch für den Menschen schädlich sind«, erklärt Prof. Dr. Hartwig Künzel, Leiter der Abtei- lung Hygrothermik am Fraunhofer IBP. Labortest ermittelt die Stoffkennwerte Im ersten Schritt werden die hygrothermi- schen Stoffkennwerte von Bambus unter bestimmten klimatischen Bedingungen ermittelt. Nach Untersuchungen in China fanden weitere Tests auf dem Freilandver- suchsgelände des Fraunhofer IBP in Holz- Als schnell nachwachsender Rohstoff ist Bambus ein idealer Ersatz für Holz. Doch bei Feuchtig- keit ist die Anfälligkeit für Schimmelpilze ein Problem. Nun haben Fraunhofer-Forschende das Feuchteverhalten von Bambus unter bestimmten klimatischen Bedingungen analysiert. kirchen bei München statt. Hier wurden Bambusprodukte der Witterung ausgesetzt und dabei die klimatischen Bedingungen detailliert von einer meteorologischen Station protokolliert. Anschließend unter- suchte ein Expertenteam den Werkstoff im Labor. Wie viel Wasser bzw. Wasserdampf nimmt Bambus auf? Wie viel gibt er wie- der ab und wie vollzieht sich der Feuchtig- keitstransport innerhalb des Werkstoffs? Simulations-Software für alle klimatischen Bedingungen Technologisches Herzstück des Projekts ist die hygrothermische Simulations-Soft- ware WUFI®. Es handelt sich um ein in- stationäres und weltweit experimentell va- lidiertes Rechenverfahren. Sie ermöglicht eine realitätsnahe Simulation der Wärme- und Feuchteverhältnisse in Bauteilen und Gebäuden. Mit den im Labor ermittelten Kennwerten simuliert die Software das Ver- halten von Bambus unter bestimmten kli- matischen Bedingungen und stellt die Ent- wicklung als animierte Grafik mit einem zeitlichen Verlauf dar. Daraus lässt sich ableiten, wie hoch die Wahrscheinlichkeit Die Software WUFI® aus dem Fraunhofer IBP zeigt das Feuchteverhalten des Werkstoffs im zeitlichen Verlauf als Film an. Die Vertikalachse gibt Temperatur und Wassergehalt an, die Horizontalachse den Bau- teilquerschnitt. Grafik: Fraunhofer-Institut ist, dass Schimmelpilzbefall auftritt. Bei Bambus beginnt der gefährliche Bereich typischerweise bei Umgebungsbedingun- gen von 80 Prozent relativer Luftfeuchte. Ein Bauunternehmen, das Bambus für den nachhaltigen Gebäudebau einsetzt, kann auf Basis der Software-Analyse Maßnahmen einplanen, die für wirksame Rahmenbedingungen wie beispielsweise den Schutz vor Feuchte sorgen. »Die Software WUF® liefert verlässliche und detaillierte Ergebnisse zum Feuchtever- halten von Bambus. Bauunternehmen und Architekten können damit baubiologisch einwandfreie und nachhaltige Gebäude mit Bambus als Werkstoff planen und realisie- ren«, freut sich Künzel. Daneben können die Erkenntnisse auch genutzt werden, umneue Anwendungsgebiete für unterschiedliche Bambuswerkstoffe zu erschließen. Die Si- mulationssoftware hatten die Forschenden schon vor Jahren entwickelt. Angesichts des aktuell steigenden Bedarfs an Holzersatz- stoffen haben die Fraunhofer-Forschenden die Software nun auch für den Werkstoff Bambus validiert. www.fraunhofer.de

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