Der 14 m hohe Turm bei Urbach ist ein Ausstellungsstück zur Remstal Gartenschau 2019. Er besteht aus insgesamt zwölf Holzpaneelen und verdankt seine gewundene Form einer Methode, die an der Empa, der ETH Zürich und der Universität Stuttgart entwickelt wurde. Den Rahmen dafür bildete ein Innosuisse-Projekt zusammen mit der Firma Blumer-Lehmann AG.
Bild: ICD/ITKE Universität Stuttgart

Gewundene Holzkonstruktionen sind an sich nicht neu, doch wie die Einzelteile dieses Bauwerks entstanden sind, ist es sehr wohl. Die zwei Forscher Markus Rüggeberg und Philippe Grönquist der Empa-Abteilung Cellulose and Wood Materials nutzen das natürliche Verhalten von Holz und dessen Reaktion auf Luftfeuchtigkeit.

Bereits vor rund 100 Jahren wurde eine erste Formel zur Biegung von Holz ausgetüftelt, wie Rüggeberg erklärt. Die Hochskalierung auf metergrosse Bauteile stellte das Team jedoch vor Herausforderungen – die indessen erfolgreich gemeistert wurden: ‹Nun können wir sogar voraussagen, wie stark sich solch grosse Holzelemente unter Einwirkung von Feuchtigkeit krümmen›, so Grönquist, der seine Doktorarbeit diesem Thema widmet.

Holzverhalten geschickt genutzt

Diese Erkenntnisse nutzte das Empa/ETH-Team zusammen mit Kollegen der Universität Stuttgart, um genau zu berechnen, wie sich welches Holz in der Trocknungsphase verkrümmen wird. Das Prinzip sei eigentlich einfach, so Rüggeberg: Zwei Holzschichten würden zusammengeklebt. Wichtig dabei sei die Ausrichtung der Fasern.

Wenn sich der Feuchtigkeitsgehalt im Holz ändert, quillt oder schwindet die eine Schicht, während die andere starr bleibt. Da jedoch beide Lagen fest miteinander verbunden sind, biegt sich das Holz. Und je nachdem, in welchem Winkel die Fasern des Holzes aufeinanderliegen, ergibt sich eine andere Biegung.

Links www.empa.ch | https://icd.uni-stuttgart.de | www.ifb.ethz.ch | www.blumer-lehmann.ch