Zielsetzung:
Die Ziele des Projektes hardwood-joint, welches die Forschung und Entwicklung von Verbindungslösungen für aus Hartlaubholz-Produkten zusammengesetzte Tragwerke bzw. Holzkonstruktionen zur Aufgabe hat, betreffen wissenschaftliche, wirtschaftliche, sozioökonomische und umweltspezifische Aspekte:
Wissenschaftliche Ziele:
Die wissenschaftlichen Ziele von hardwood-joint beinhalten im Wesentlichen einerseits die Entwicklung von innovativen Verbindungslösungen für Tragwerke aus Hartlaubholz-Produkten und andererseits die Herleitung und Verifizierung neuer sowie die Weiterentwicklung bestehender Modellansätze für die Bemessung dieser Verbindungslösungen. Weitere wissenschaftliche Ziele sind das Schaffen einer fundierten Grundlage für die Aufnahme dieser Modelle in die Bemessungsnormen sowie die Veröffentlichung der im Rahmen des Projektes gewonnenen Erkenntnisse in begutachteten Fachzeitschriften.
Wirtschaftliche Ziele:
Die wirtschaftlichen Ziele von hardwood-joint sind das Öffnen neuer, europäischer Märkte für KMUs im Holzbausektor sowie die Steigerung der Wertschöpfung von Hartlaubholzprodukten im Sinne der Vermeidung einer direkten, thermischen Verwertung.
Sozioökonomische Ziele:
Das übergeordnete, sozioökonomische Ziel von hardwood-joint ist die Steigerung des Absatzes von nachhaltig hergestellten Bauwerken aus Holz, u.a. in Form der Stadtverdichtung mittels Aufstockung bestehender Gebäude durch diese Lösungen des Leichtbaus.
Umweltspezifische Ziele:
Das umweltspezifische Ziel von hardwood-joint ist die Steigerung der nachhaltigen Nutzung der in Mitteleuropa stetig zunehmenden Hartlaubholzbestände für den Bausektor und damit einhergehend ein sukzessiver Austausch von Baustoffen aus nicht-nachwachsenden Rohstoffen durch solche, welche mit der nachwachsenden Ressource Holz hergestellt werden können.
Bedeutung des Projekts für die Praxis:
Weltweit wird vom geernteten Holz 52% direkt verbrannt und von den verbleibenden 48% werden 80% für den Baubereich genutzt. Dies beinhaltet die Konstruktion sowie den Innenausbau, wobei insbesondere der Konstruktion selbst ein hoher Anteil zuzusprechen ist. In Folge des hohen Stellenwertes der Verbindungstechnik im Ingenieurholzbau und der Notwendigkeit, in naher Zukunft Hartlaubholz in verstärktem Maße konstruktiv einzusetzen, sind bei erfolgreichem Abschluss leistungsfähige, zuverlässige und wirtschaftliche Lösungen zu erwarten. Die gegenwärtige Situation, dass Hartlaubhölzer für den konstruktiven Baubereich nur bedingt wirtschaftlich abgesetzt werden können, soll durch die erwartbaren Erfolge im Zuge des Projektes und dem Aufzeigen von Möglichkeiten einer Wirtschaftlichkeit im Anschlussbereich verbessert werden. Für die Forstwirtschaft führt dies zu einer positiven Preisentwicklung des Rohmaterials und für die Umwelt zu einer Zunahme von Bauwerken, hergestellt in umweltfreundlicher und nachhaltiger Bauweise mit einem nachwachsenden Rohstoff.
Hartholz-Auwälder (HA) sind artenreiche und stark gefährdete Lebensräume, die bedeutsame Ökosystemdienstleistungen (ÖSD) übernehmen: Sie leisten u.a. einen Beitrag für die Hochwasserretention und fungieren als Kohlenstoff- (C-) Senken. Bislang fehlen Studien, in denen die Bedeutung unterschiedlich alter HA für diese ÖSD prozessbasiert quantifiziert wurde. Auch Zusammenhänge zwischen Biodiversität und Funktionalität von HA unterschiedlicher Standorte wurden bislang kaum untersucht. Im Bereich der Unteren Mittelelbe sollen für Vegetation und Boden Untersuchungen zur Biodiversität und zum C-Haushalt in unterschiedlich alten HA der rezenten Aue, der qualmwasserbeeinflussten Altaue sowie in der Aue der Nebenflüsse durchgeführt und der prägende Standortfaktor Wasserhaushalt analysiert werden. Zur Quantifizierung der Beeinflussung der Hochwasserretention durch unterschiedlich alte HA wird deren Vegetationsstruktur analysiert, um Rauigkeitswerte abzuleiten und für hydraulische Modellierungen aufzubereiten Schließlich erfolgt eine Hochskalierung sowie ökonomische Bewertung der ÖSD der HA. In der Umsetzung werden Verfahren zur Etablierung von lebensraumtypischen Arten der Krautschicht in bereits vorhandenen HA und Pflanz- und Entwicklungsverfahren für HA unter Berücksichtigung positiver biotischer Interaktionen zur Minderung von Mortalitätsfaktoren entwickelt und erprobt. Integraler Bestandteil des Projektes ist das Regionale Forum Auwälder Untere Mittelelbe (ReForM), in dem ein kontinuierlicher Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und regionalen Akteuren zu den Themen Biodiversität und ÖSD von Auwäldern organisiert wird. Teilprojekt 3: Biodiversitätsanalyse, Ableitung von Indikatorarten und räumliche Hochskalierung der ÖSD.
Laubhölzer wie Buche, Birke oder Eiche sind inzwischen auch für das Bauwesen in ausreichenden Mengen und Abmessungen erhältlich und überzeugen durch ihre guten mechanischen Eigenschaften. In den letzten Jahren wurden bereits einige hochtragfähige Laubholzprodukte wie Buchenfurnierschichtholz oder Brettschichtholz und Brettsperrholz aus Buche, Birke und Eiche entwickelt, die für die Anwendung als tragende Bauteile verfügbar sind. Außerdem wird die Menge der verfügbaren Laubhölzer durch den Umbau unserer Wälder noch deutlich zunehmen. Im Gegensatz zu Nadelhölzern werden Laubhölzer gegenwärtig jedoch selten für tragende Zwecke eingesetzt. Einer der Hauptgründe dafür ist das Fehlen von geeigneten Verbindungstechnologien bzw. ein generell sehr lückenhaftes Verständnis, was das mechanische Verhalten von Laubholzverbindungen betrifft. Ohne ein solch grundsätzliches Verständnis ist jedoch die Entwicklung und Optimierung von Verbindungen in Laubholz nicht möglich. Hardwood-joint wird diese Lücke füllen und einen besseren und vermehrten Einsatz von Laubhölzern im Bauwesen ermöglichen. Das Verhalten von Laubholzverbindungen wird durch eine Kombination von experimentellen und numerischen Methoden untersucht und die dadurch gewonnene Kenntnis wird für die Entwicklung neuer innovativer Verbindungen verwendet. Es werden dabei unterschiedliche Laubholzprodukte und Verbindungsmittel berücksichtigt und alle wirtschaftlich relevanten bzw. wissenschaftlich vielversprechenden Kombinationen untersucht. Darüber hinaus werden Herstell- und Ausführungsregeln formuliert, die z.B. fehlende Regelungen zu Mindestabständen und Problematiken mit Lagetoleranzen bei langen, dünnen Verbindungsmitteln ('Verlaufen' von Bohrlöchern oder Schrauben) adressieren. Schließlich werden Bemessungsgleichungen hergeleitet und für den Einsatz in modernen Holzbaunormen vorbereitet.