Forschende haben eine Methode entwickelt, mit der sich Holz ohne Maschinenkraft in eine zuvor berechnete Form biegen lässt. Damit werden komplexere architektonische Entwürfe aus dem nachwachsenden Rohstoff möglich.
Bauholz lässt sich jetzt ohne aufwändige Maschinenkraft in vordefinierte Formen biegen. Laut einer Medienmitteilung haben Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH), der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und der Universität Stuttgart dafür eine Methode entwickelt.
In einer in «Science Advances» veröffentlichten Studie zeigen sie, wie sich massive Holzbauelemente selber und ohne äussere Krafteinwirkung in gewünschter Weise krümmen und verwinden lassen. Das Verfahren der Selbstformung basiert auf dem natürlichen Quellen und Schwinden von Holz in Abhängigkeit seines Feuchtegehalts. Trocknet feuchtes Holz, zieht es sich senkrecht zur Faserrichtung stärker zusammen als längs zur Faser. Dies nutzen die Forschenden gezielt für ihre «Bilayers»: Sie kleben zwei Holzschichten jeweils so zusammen, dass ihre Faserungen unterschiedlich orientiert sind.
«Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Bilayers sinkt, schrumpft eine Schicht stärker als die anderen. Da die beiden Schichten fest miteinander verklebt sind, biegt sich das Holz», erklärt Studienleiter Markus Rüggeberg. Mit einem Computermodell können die Wissenschaftler berechnen, wie sich das Grundbauelement während der Trocknung verformt. Sie nennen diesen Prozess „«Holz-Programmierung». «Unser Ansatz erlaubt unterschiedliche Krümmungsradien und vielseitige Formen. Die Programmierung von Holz eröffnet damit neuartige architektonische Möglichkeiten für dieses regional verfügbare und nachwachsende Baumaterial», so Studien-Erstautor Philippe Grönquist. Wie Rüggeberg arbeitet er sowohl an der ETH als auch an der Empa.
Dass sich diese Technik auch für grosse Holzbauten eignet, zeigt der 14 Meter hohe Urbach-Turm. Er wurde im Mai 2019 zusammen mit Architekten und Ingenieuren der Universität Stuttgart und der Schweizer Holzbaufirma Blumer-Lehmann für die Landesgartenschau im Remstal bei Stuttgart errichtet. mm
