Holzbau: Stützen und Träger aus Buche statt Fichte

Der Holzbau kommt in hiesigen Breitengraden kaum ohne die Fichte aus. Weil ihr Bestand im Zuge des Klimawandels zurückgehen dürfte, braucht es Alternativen. Buchenholz könnte eine sein. Allerdings eignet sich Buchenholz weniger für Träger und Stützen. Ein Team um Bauingenieur Jürgen Graf vom Fachbereich Architektur der Technischen Universität Kaiserlautern will ein entsprechendes Verfahren entwickeln.

Quelle: Felix Mittermeier, Pixabay-Lizenz

Wegen ihres Wuchses ist die Buche laut Graf forstwirtwschaftlich kostspielig.

„Bislang kommt für Schnittholz von Holzbaukomponenten 96 Prozent Nadelholz zum Einsatz, der grösste Teil davon stammt von der Fichte“, erklärt Graf. Die Gründe dafür sieht er unter anderem darin, dass die Fichte „einfach gerade“ wachse und leicht zu verarbeiten sein, während Buchen mit wechselnden und schrägen Triebspitzen mehrseitig krummwüchsig seien. „Sie sind deshalb für die Verwendung als Bauholz forstwirtschaftlich kostspielig zu erziehen.“ Auch trocknet das Holz der Buche schwerer und seine Verarbeitung ist aufwendiger als jene des Nadelholzes. „Die Buche dient meist für den Innenausbau - als Möbelholz oder für Holztreppen“, führt Graf aus. Verwendung findet hier der äußere Teil des Stammes. Das Innere, der Kern, wird oft energetisch verwertet. Teilweise wird es niederschwellig auch zur Produktion von Paletten verwendet.

Buchenholz verformt sich beim Trocknen stark

Graf und seine Kollegen beschäftigen sich schon länger mit den Eigenschaften von Buchenholz. „Wir haben beispielsweise untersucht, ob der Holzkern eine hohe Tragfähigkeit besitzt, wenn wir ihn als Bretter schneiden; ähnlich wie die guten äusseren Teile für den Möbelbau“, sagt er. „Dabei haben wir festgestellt, dass es sich sehr gut im Bauwesen nutzen lässt, beispielsweise im Steg von I-profilierten Trägern.“

Die Krux daran: Buchenholz verformt sich beim Trocknen stark – was nachteilig ist, wenn man Bretter mittels  Keilzinkung verbinden will. Hierbei werden die Bretter an ihren Enden durch Zinken zusammengebracht und verklebt. Bei Fichtenholz ist es mit dieser Verbindung zum Beispiel problemlos möglich, Endlosbretter für Träger grosser Spannweite zu erzeugen. „Mit Buchenholz geht dies bisher im industriellen Massstab nicht. Wir haben grosse Schwierigkeiten, die Tragfähigkeit des Grundmaterials über die Keilzinken hinweg zu gewährleisten“, erklärt Graf.  

Hier setzen die Wissenschaftler und die Fachleute des Laubholzsägewerks Pollmeier Massivholz an: Sie wollen ein neues Verfahren entwickeln, mit dem eine stabile Keilzinkung auch bei Buchenholzträgern möglich ist.

Träger aus Brettschichtholz (BSH)

„Wir werden aus einzelnen Buchenholzbrettern zunächst einen Brettschichtholzträger, kurz BSH-Träger, kleben. Die einzelnen Bretter haben dabei rund eine Länge von drei Metern“, erläutert Graf die geplante Methode. In seiner Gesamtheit ist der BSH-Träger im Gegensatz zum Einzelbrett dann formstabil. „Im Anschluss soll eine Mechanik zum Einsatz kommen, die solch grosse Träger zusammenschiebt, um sie über Universalkeilzinken miteinander zu verkleben", sagt Graf. „Diese Technik wollen wir im industriellen Massstab im Rahmen des Projekts entwickeln.“

Auf diese Weise könnten grosse respektive besonders lange Buchenholz Träger und Stützen realisiert und zum Beispiel als Bauelemente bei Gebäuden oder Hallentragwerken eingesetzt werden. Darüber hinaus erforscht das Team Verbindungselemente, mit denen sich die Träger wieder leicht lösen lassen, damit sie rezykliert werden können. (mai/mgt)