Aus der Branche

Im Rennen um den sächsischen Landespreis „Baupraxis der Zukunft – nachhaltig, innovativ, zirkulär“ gehören zu den zehn Finalisten zwei Entwicklungen, die aus sächsischen Industrieforschungsprojekten erwachsen sind. Zum einen überzeugte das Holz-Textil-Faltwerk die Jury als innovatives Raumkonzept für modulares Arbeiten und Wohnen. Zum anderen fand die Jury Gefallen an einem Hybridbauteil für Holz-Beton-Verbunddecken, bei dem ein biobasiertes Hanffaserkunststofflaminat als Balkenverstärkung größere Spannweiten ermöglicht. Beide Projekte wurden am 8. März 2024 zur Preisverleihung im Rahmen der Baumesse HAUS in Dresden mit einer undotierten Anerkennung gewürdigt.

Holz-Textil-Faltwerke
Ein interdisziplinäres Entwicklerteam hat Holz-Textil-Faltwerke (HTF) konzipiert, die temporär zum Zweck des Schallschutzes, Sichtschutzes oder der räumlichen Abgrenzung aufstellbar sind. Die HTF sind selbsttragend und zeichnen sich durch kleines Packvolumen und Leichtbauweise aus. Unter Nutzung der Origami-Mathematik wurden mehrschichtige Holz-Textil-Verbunde entwickelt. Das Textil dient als zweidimensionales Scharnier der fertigen Konstruktion. Auf der Oberseite des Textils ist je nach technischer Anforderung eine entsprechende funktionale Schicht (z. B. Holz- oder Kunststoffelemente) zu fixieren. Dabei wird die Faltkinematik durch die Geometrie der biegesteifen Holzelemente bestimmt. Durch den Verbund aus biegeschlaffen textilen Materialien mit biegesteifen Holzelementen sind Faltbewegungen möglich, die eine selbsttragende Struktur entstehen lassen. Ein wahlweiser Einbau von Funktionselementen erhöht die Schallabsorption und -dämmung. Insgesamt entsteht durch die Origamifaltung von Holz und Textil ein ästhetisches Design. An der Entwicklung waren das Ressort Physik und Bauteile des Instituts für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD), die Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE) mit seinem Fachbereich Holzingenieurwesen sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) (Chemnitz) beteiligt.
Das IGF-Vorhaben 20946BR der Forschungsvereinigung Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) wurde unter dem Titel „Akustisch wirksame Origami-Faltwerke mit bedarfsgerecht anpassbarer Raumgeometrie auf Basis von Holz/Textilverbunden“ über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert

Gro-Coce – Zukunftsfähiges Hybridbauteil aus Holz, Beton und Hanffasern
Zukunftsweisende Materialien bieten die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen. Ein interdisziplinäres Team modifizierte die Herstellungstechnologie von Holz-Beton-Verbunddecken. Das Forschungsprojekt Gro-Coce verfolgte das Ziel, durch die Verbindung nachhaltiger Bauprodukte und -weisen ein innovatives Deckensystem zu entwickeln, welches auf Grundlage der Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV-Bauweise) als ökonomische und ökologisch vorteilhafte Alternative zu den momentan vorherrschenden, energie- und ressourcenintensiven Deckenkonstruktionen aus Stahlbeton funktioniert. Das Deckensystem besteht aus Holzstegen, deren Zugzone durch hochleistungsfähige hanffaserbasierte Armierungstextilien verstärkt wird. Dadurch gelingt eine deutliche Reduktion des notwendigen Holzquerschnittes und eine anforderungsgerechtere sowie verantwortungsvollere Nutzung des Querschnitts für alle üblichen Spannweiten des Hoch- und Geschossbaus. Ziel war die Nutzbarmachung bisher nicht erreichter mechanischer Kennwerte der Hanfbastfasern, durch die Entwicklung neuartiger Bastfasergewinnungs- und Aufbereitungsmethoden. Für die Entwicklung des neuartigen Deckensystems kooperierten die Partner Hanffaser Uckermark (Prenzlau), Holzbau Meyer (Stollberg/Erzgebirge), Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (Leipzig) sowie das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), Fachbereich Web- und Maschenwaren, Verstärkungsstrukturen (Chemnitz). Das Forschungsprojekt ZIM KF4013848KI9 wurde unter dem Titel „Green organic reinforced high performance Timber Concrete Ceilings – Hanffaserkunststoffverstärkte, hochleistungsfähige und ressourceneffiziente Holz-Beton-Verbund-Decken“ über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

• Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
• Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
• Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
• Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen. Analog zum Pakt für Forschung und Innovation muss auch dies unbedingt regelmäßig überprüft und angepasst werden.“
 
Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, ergänzt: „Eine wirklich bedarfsgerechte Finanzierung läge nach unseren Berechnungen für INNO-KOM und IGF bei mindestens 350 Mio. Euro, für ZIM sollten wenigstens 800 Mio. Euro angesetzt werden. Der aktuelle Haushaltsentwurf zeigt jedoch in eine ganz andere Richtung. Er steht in eklatantem Widerspruch zu den vollmundigen Versprechungen des Koalitionsvertrages.“ Laut Regierungsentwurf sinken die eingeplanten Mittel für die anwendungsorientierte Industrieforschung insgesamt um gut sechs Prozent von 905,5 Mio. Euro auf nur noch 855 Mio. Euro – ein Minus von 50,5 Mio. Euro. Dazu weiter Dr. Jansen: „Die Praxis hat bereits in den Vorjahren gezeigt, dass die anwendungsorientierte Industrieforschung – ein zentraler Träger für Transfer und Innovation in Deutschland – chronisch unterfinanziert ist. Die stark gesunkene Innovatorenquote im deutschen Mittelstand unterstreicht das eindrucksvoll.“
 
Die Zuse-Gemeinschaft sieht angesichts dieser Kürzungen für die anwendungsorientierte Forschung den gesellschaftlichen Transformationsprozess hin zur sozial-ökologischen Marktwirtschaft sowie die erfolgreiche Bewältigung der anstehenden Aufgaben der Mobilitäts-, Energie-, Produktionswende und des Klimawandels in Gefahr, so Prof. Bastian weiter: „Mit Blick auf diese immensen Herausforderungen, denen sich unsere Gesellschaft stellen muss, sind solche Einschnitte in ohnehin viel zu knappe Budgets als dramatisch zu bewerten. Diese können nur durch deutlich intensivierte Forschung und die so zu erreichenden Innovationen bewältigt werden. Das erfordert zwingend eine ausreichende, verlässliche und bedarfsgerechte finanzielle Förderung.“ Dazu müsse die Bundesregierung unbedingt auf Anreizsysteme für den Mittelstand setzen, betont der Präsident der Zuse-Gemeinschaft: „Wenn es gelingt, dessen Innovationskraft zu steigern, lassen sich die Mehraufwendungen für die anwendungsorientierte Industrieforschung durch die so erzielten Steuermehreinnahmen deutlich überkompensieren.“

Funktionelle Sporttextilien versprechen Leistungssteigerung. Sie werden inzwischen nicht nur von Profis genutzt, sondern sind im Freizeitsport angekommen. Beim Training und der anschließenden Regeneration spielen Kompression und Wärme eine wichtige Rolle. Die DITF entwickeln im Rahmen eines Forschungsprojektes Sporttextilien, die mit Hilfe von beheizbaren Garnen Kompression mit aktiver Wärme kombinieren.

Kompressionstextilien stimulieren nachweislich die Gewebedurchblutung und unterstützen den Lymphabfluss. Dadurch werden die Muskeln effektiver versorgt und entgiftet. Nach der sportlichen Betätigung bewirkt Wärme eine schnelle Regeneration von Muskeln, Sehnen und Faszien. Sie steigert das Wohlbefinden und kann sogar den Heilungsprozess beschleunigen, wenn beim Training im Muskel feine Risse oder Entzündungen entstanden sind.

Für Kompressionstextilen haben sich maschentechnologische Fertigungsverfahren etabliert. Heizbare Kompressionstextilien werden auf Flachstrickautomaten in einem Stück als „full garment“-Teil entwickelt. Dabei müssen empfindliche, dehnstarre leitfähige Garne in hochdehnbare textile Flächen integriert werden. Sporttextilien sind großen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Kombination von häufigem Waschen, mechanischer Belastung und Schweiß stellen hohe Anforderungen an das Material. Im Projekt wird deshalb vor allem der Verschleiß von leitfähigen Garnen untersucht.

Damit das Textil in der Praxis besteht und marktfähig werden kann, wird neben dem optimalen Garn auch ein robustes textiles Zuleitungskonzept entwickelt, das die Heizflächen mit Energie versorgt. Optimierte Strickbindungen haben die Aufgabe, Kurzschlüsse zu verhindern und sorgen dafür, dass sich das Textil nicht lokal erhitzt, also keine sogenannten „Hotspots“ entstehen.

Neben den Textilien wird im Projekt auch die Elektronik zur Energieversorgung entwickelt.

Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert. Projektpartner sind warmX aus Apolda und das Ingenieurbüro Günter aus Esslingen.