•   Home


•   Baustoffe | Bauphysik |
    Gebäudetechnik
•   Bauschäden | Bauerhaltung
    Denkmalpflege
•   Architektur | Innenarchitektur |
    Grünplanung
•   Gebäudeplanung |
    Baukonstruktion
•   Ingenieurbau
•   Abfall | Boden | Wasser
•   Bauwirtschaft | Baubetrieb
•   Bau und Planungsrecht |
    Bauvertragsrecht
•   Stadt und Raumplanung |
    Wohnungswesen

  FAQs   Über uns   Kontakt   Impressum   AGB   Datenschutz

Wir haben unsere Angebot aktualisiert und unser Sortiment auf baufachinformation.de verkleinert.
Unser Ziel: Ihnen möglichst relevante Inhalte anzubieten und die Navigation auf der Seite schnell und einfach zu gestalten.

Wood modification with proteins for the development of novel functional membranes

  Link zum kostenlosen Volltext   

[Quelle: https://www.research-collection.ethz.ch]

Materialien müssen zukünftig nachhaltiger werden, um den Wandel zu einer CO2-neutralen und umweltverträglichen Gesellschaft zu unterstützen. Daher widmet sich die Wissenschaft verstärkt der Erforschung natürlicher Ressourcen als Ausgangsmaterial für „grüne Materialien“. Holz ist ein natürlicher Werkstoff, der aufgrund seiner komplexen hierarchischen Struktur richtungsabhängige Eigenschaften besitzt. Damit liefert Holz vielversprechende Voraussetzungen um als Basis für die Entwicklung funktioneller Materialien zu dienen. Das Feld der holzbasierten Materialwissenschaft erhält daher regen Zulauf. Es umfasst die Erforschung neuartiger funktionaler Hybrid- und Kompositmaterialien auf der Basis von Holz. Bei einigen dieser Materialien handelt es sich um Membranen, da Holz im Wesentlichen aus axial ausgerichteten Poren besteht, die den gerichteten Durchfluss von Flüssigkeiten erlauben, und somit grundsätzlich gut für Anwendungen in Membranprozessen geeignet ist. Zahlreiche holzbasierte Membranen mit unterschiedlichsten Funktionen wurden daher bereits entwickelt. Die Herstellung solcher holzbasierten funktionalen Materialien erfolgt dabei zumeist durch chemische Modifikationen der Holzstruktur, durch die Eigenschaften des Holzes verändert und neue Funktionalitäten eingebracht werden können. Allerdings sind die chemischen Verfahren, die dafür angewendet werden, oft nicht nachhaltig oder sogar umweltschädlich. Als eine Alternative zu diesen konventionellen Methoden wird in dieser Arbeit die Modifikation von Holz mit Proteinen untersucht, mit dem Ziel, umweltverträgliche, funktionelle Membranmaterialien herzustellen. Enzyme wurden in der Holzstruktur immobilisiert, um eine biokatalytisch aktive Membrane herzustellen. Dafür wurden zuerst Goldnanopartikel in das Material eingebracht, an die anschliessend die Enzyme adsorbiert wurden. Der Prozess wurde zunächst an Zellulosefasern als Modellsystem entwickelt. Anschliessend wurde er auf das komplexere Material Holz übertragen. Die hergestellten Hybridmaterialien zeigten katalytische Aktivität und konnten mehrfach wiederverwendet werden. Ausserdem war es möglich, sie als Membranreaktoren für kontinuierliche Biokatalyse im Durchfluss zu verwenden. Ihre biokatalytische Aktivität wurde eingehend untersucht und mit der von freien Enzymen verglichen. Darüber hinaus lag der Fokus dieser Arbeit darauf, die entwickelten Membranen zu einem biokatalytischen Membranreaktor weiterzuentwickeln. Neben der biokatalytischen Aktivität bedarf es dazu eines regelbaren Durchflussverhaltens der Membran. Um der Holzstruktur diese Eigenschaft zu verleihen, wurde das Polypeptid Gelatine in die Holzstruktur eingebracht. Dieses natürliche Hydrogel bildet Mikrostrukturen in den Holzporen, wodurch sich die Membraneigenschaften des Komposits im Vergleich zu unbehandeltem Holz verändern. Die entsprechenden Struktur-Eigenschaft-Beziehungen wurden ausführlich untersucht, wobei der Fokus auf der Untersuchung der Durchflusseigenschaft des Materials lag. Die Resultate zeigen, dass der Durchfluss sowohl von der Menge an Gelatine, die in die Holzstruktur gebracht wurde, als auch von der Probendicke abhängt. Die entwickelten Methoden können mit geringem Aufwand im wässrigen Medium durchgeführt werden und kommen ohne den Einsatz schädlicher Chemikalien aus. Ausserdem sind die entwickelten Komposite grösstenteils bioabbaubar und können gut recycelt werden. Sie können daher als umweltfreundliche Alternativen zu herkömmlichen funktionellen Membranen betrachtet werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit das Potential aufzeigt, welches die Kombination von Holz und Biomolekülen für die Herstellung neuartiger Materialien mit sich bringt. Es bietet sich die Möglichkeit, eine Vielzahl von vollkommen biobasierten und bioabbaubaren Funktionsmaterialien herzustellen, indem die holzbasierte Gerüstsubstanz mit den Funktionalitäten, die Biomoleküle bieten, kombiniert wird.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Thomas Merkewitsch
Ein Prüfverfahren zur Begrenzung der Brandausbreitung von Außenwandbekleidungen
Berichte des Instituts für Bauphysik der Leibniz Universität Hannover, Band 8
2019, 335 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel dieser Arbeit ist ein Prüfverfahren zur Begrenzung der Brandausbreitung von Außenwandbekleidungen zu entwickeln, das es ermöglicht auftretende kritische Brandszenarien in einer Brandprüfung ausreichend sicher abzudecken und gleichzeitig realitätsnah zu simulieren. Dabei soll der technologische Aufwand zur Umsetzung des Prüfverfahrens auf das notwendigste Maß begrenzt sowie eine hohe Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit der Brandprüfung gewährleistet werden können. Zur Entwicklung des Prüfverfahrens werden dazu numerische Modelle für unterschiedliche, in Brandprüfungen eingesetzte Prüffeuertypen bestimmt, die an verschiedenen Prüfstandsgeometrien von mittel und groß skalierten Brandversuchen validiert werden. Somit soll auf kostenintensive Brandversuche zur Bestimmung der wesentlichen Einflussparameter verzichtet werden.

---

Britta Wißmann
Zum Tragverhalten der Oriented Strand Boards (OSB) bei Beanspruchung durch Einzellasten
Berichte des Instituts für Bauphysik der Leibniz Universität Hannover, Band 7
2013, 153 S., zahlr. Abb. und Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Holzwerkstoffplatten aus ausgerichteten Grobspänen - Oriented Strand Boards (OSB) - erfreuen sich großer Beliebtheit im Einsatz für tragende Unterböden auf Holzbalkendecken. In Abhängigkeit von der geplanten Nutzung dieser Decken sind, neben den gleichmäßig verteilten Flächenlasten, unterschiedlich hohe Einzellasten anzusetzen, die über quadratische Aufstandsflächen mit einer Kantenlänge von 50 mm aufzubringen sind. Der experimentell zu erbringende Nachweis dieser Einzellasten ist in der Praxis problematisch. Vorliegende, vereinfachte rechnerische Ansätze sind auf die Platten entweder nicht anwendbar oder führen zu sehr konservativen Ergebnissen. Nach einer Erörterung der Eigenschaften von OSB wird in der Arbeit das Tragverhalten unter Einzellasten sowohl experimentell als auch numerisch untersucht. Im experimentellen Teil werden OSB/3 zunächst hinsichtlich ihrer allgemeinen Eigenschaften untersucht. Anschließend werden einachsig gespannte Platten durch Einzellasten geprüft, wobei die Belastungsstelle im Bezug zum Auflager und zum freien Rand der Platten variiert wird. Es folgen Untersuchungen an Nut- und Federplatten. Die numerische Untersuchung umfasst eine linear elastische Analyse der Schnittgrößen und Verformungen orthotroper Platten sowie eine materiell nichtlineare Untersuchung. Hierzu wird ein Finite-Elemente-Modell mit Volumenelementen und nichtlinearen Materialgesetzen hergeleitet, welches das Tragverhalten der Platten bis zum Bruch abbildet. Ausgehend von diesen Untersuchungen werden, nach einer ausführlichen Analyse des Tragverhaltens, Bemessungsvorschläge erarbeitet, die dem Tragwerksplaner eine realistische Abschätzung der Tragfähigkeit in einfachen Handrechnungen ermöglichen.

---

nach oben

Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

---

Christoph Gengnagel, Alexander Pfriem, Jan Friedrich, Tom Brodhagen
Entwicklung von Fassadenelementen mit pyrolysierter Oberfläche mit verbesserten Brandschutzeigenschaften - PyroForCE 2.0
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3196
2020, 184 S., 114 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Holz findet seit Jahrhunderten Anwendung als nachhaltiges Material für Fassadenbekleidungen. Die Zuordnung zu normalentflammbaren Baustoff lässt die Verwendung von Holz als Fassadenmaterial jedoch nur für Gebäude bis einschließlich Gebäudeklasse 3 zu. Mit der Oberflächenpyrolyse wird ein Verfahren aufgezeigt, den Feuerwiderstand von Fassadenhölzern ohne weitere chemische Behandlung soweit zu erhöhen, dass eine Klassifizierung als schwerentflammbarer Baustoff möglich wird. Zur Untersuchung der Pyrolyseschicht wurde eine autarke Pyrolyseanlage auf der Basis eines Bandbrenners zur Direktbeflammung entwickelt, in der die Stärke der Schicht analysiert werden konnte. Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Prüfverfahren und Normierungen wurde so der Feuerwiederstand gezielt erhöht.

---

Heidrun Hofmann, Wigbert Maraun
Emissionsverhalten von Grobspanplatten (OSB) und Spanplatten in Innenräumen
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3377
2020, 128 S., 13 Abb. u. 16 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Hersteller von OSB-Grobspanplatten und kunstharzgebundenen Spanplatten erheben Bedenken gegen die in den Landesbauordnungen (LBO) verankerten Anforderungen an bauliche Anlagen bezüglich des Gesundheitsschutzes. In eigenen Kontrollverfahren erheben sie weniger gesundheitsschädliche Daten als die in den LBOs verankerten Regelungskonzepten zur Beschränkung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen. Im Forschungsprojekt wurde untersucht, ob die gegen das Prüfverfahren und zum Emissionsverhalten insbesondere von OSB- und Spanplatten vorgebrachten Einwände gegen die "Anforderungen an bauliche Anlagen bezüglich des Gesundheitsschutzes" (ABG) fachlich begründet sind und dementsprechend eine Anpassung der ABG geboten wäre.

---

Martin Gräfe, Philipp Dietsch, Andreas Hipper, Matthias Wild, Stefan Winter
Vorspannung von Brettsperrholzkonstruktionen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3099
2019, 243 S., 134 Abb. u. 38 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Hohe und schlanke Bauwerke werden durch Wind- und Erdbebenlasten horizontal beansprucht. Die daraus entstehenden Kräfte sind häufig eine bemessungsmaßgebende Einwirkung, je mehr, umso geringer das Eigengewicht der Tragstruktur ist. In hohen Geschossbauwerken sind daher häufig erhebliche Zugkräfte aufzunehmen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung von Möglichkeiten, aussteifende Bauteile aus Brettsperrholz vertikal vorzuspannen, um diese Zugkräfte aufnehmen zu können. In diesem Forschungsvorhaben wurde untersucht, wie aussteifende Bauteile im Geschossbau (Wandscheiben und Kerne) aus Brettsperrholz vertikal vorgespannt werden können. Im Einzelnen wurde das mechanische Verhalten von Brettsperrholz bei der Einleitung von konzentrierten Einzellasten in Plattenebene, das Kriechverhalten unter Längsdruckbeanspruchung, sowie die Möglichkeiten der Ausbildung formschlüssiger Bauteilverbindungen untersucht. Dieser Forschungsbericht soll einen Beitrag dazu liefern, die ingenieurmäßige Anwendung des vorgeschlagenen Systems vorgespannter Brettsperrholzbauteile durch Bereitstellung wesentlicher technischer Eigenschaften zu erleichtern, bzw. zu ermöglichen.

---

Camille Châteauvieux-Hellwig, Markus Schramm, Andreas Rabold
Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten
Modellierung, numerische Simulation, Validierung - Teilprojekt 4: Bauteilprüfung, FEM-Modellierung und Validierung
ift-Forschungsbericht, Juni 2017.
2018, 337 S., zahlr. Abb. u. Tab.,

 

 

Holzhäuser zeigen Pioniercharakter in Bezug auf Energieeinsparung und Nachhaltigkeit. Sie bestechen durch ihre Kombination von nachhaltiger Bauweise mit anspruchsvoller Ästhetik und moderner Architektur. Auf Grund dieser Vorteile nimmt die Anzahl der Holzbauten auch in der Geschossbauweise des urbanen Bereichs kontinuierlich zu. Gerade im Geschosswohnungsbau bieten sich moderne vorgefertigte Massivholzelemente wie Brettsperrholzelemente, Hohlkastenelemente oder Holz-Beton-Verbundelemente für eine baukonstruktiv kosteneffiziente Erstellung der Gebäude an. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise stellt jedoch die Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise für den Architekten und die Fachplaner eine deutlich größere Herausforderung dar. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von bewährten Konstruktionen und Konstruktionswerkzeugen für den Schallschutz und die Gebrauchstauglichkeit (Schwingungsnachweis). Es besteht erheblicher Handlungsbedarf, zumal Holzbauten wesentliche Chancen hinsichtlich einer Verbesserung der (Lebenszeit)-CO2-Bilanz bieten. Die Folge des Mangels an geeigneter Konstruktionsunterstützung wird im Planungsprozess offensichtlich. Um die Anforderungen an den Schallschutz und an die Gebrauchstauglichkeit sicher erfüllen zu können, werden die Bauteile häufig durch Ersatzmodelle und vereinfachte konservative Ansätze überdimensioniert und dadurch unwirtschaftlich. Geeignete computergestützte Planungswerkzeuge, die eine Simulation der genannten bauphysikalischen und konstruktiven Eigenschaften bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk und nicht nur für einzelne Komponenten ermöglichen, können den Planungsaufwand nicht nur drastisch reduzieren, sondern auch zuverlässiger machen, die Qualität entscheidend erhöhen und damit letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit von Holzbauten fördern. Notwendig hierzu ist eine geometrische, physikalische und mathematische Modellbildung sowie deren Validierung sowohl bzgl. einzelner Komponenten, der Kopplung von Bauteilen als auch b

---

Stefan Loebus, Stefan Winter
Zweiachsige Tragwirkung bei Holz-Beton-Verbundkonstruktionen - Entwicklung von Bemessungsverfahren und Konstruktionsdetails für zweiachsige Lastabtragung bei der Holz-Beton-Verbundbauweise. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3022
2017, 186 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit der Holz-Beton-Verbundbauweise existiert ein System mit einer guten Kombination aus Tragfähigkeit, Schallschutz und Brandschutz. Aktuell ist diese Bauweise auf einachsig lastabtragende Systeme begrenzt. Mit dem Brettsperrholz sind große flächige Holzelemente mit zweiachsigem Lastabtragpotential verfügbar. Die Vorteile beider Bauweisen werden in dem behandelten System des Forschungsvorhabens kombiniert. In dem Forschungsvorhaben konnte die grundsätzliche Eignung und Anwendbarkeit der zweiachsigen Tragwirkung der Holz-Beton-Verbundbauweise nachgewiesen werden. Neben der Klärung des Tragverhaltens in experimentellen Untersuchungen und FEM-Simulationen waren Konstruktions- und Bemessungsvorschläge für diese Bauweise zu erarbeiten.

---

nach oben

Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Hegner-van Rooden, Clementine
Holz neu verflochten
Tec 21, 2021

---

Stolz, Walter
Atelierhaus Hofberg bei Emmering, Lkr. Ebersberg
Der Bauberater, 2020

---

Rinn, Frank
Holzauge sei wachsam! Holzschutz, Holzkonstruktionen und Inspektion
Neue Landschaft, 2019

---

Bollmus, Susanne; Bächle, Lea; Militz, Holger; Brischke, Christian
Dauerhaftigkeitsklassifizierung von schutzmittelbehandeltem und modifiziertem Holz
Holztechnologie, 2019

---

Wenderdel, Christoph; Krug, Detlef; Niemz, Peter
Mechanical properties of single fibres and fibre bundles of fibre pulp made of Scots pine for the manufacture of MDF
Holztechnologie, 2019

---

nach oben

Highlights aus dem Programm