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Forscher nutzen die natürliche Fähigkeit von Holz, Feuchtigkeit zu absorbieren, um gekrümmte Strukturen zu erzeugen

Forscher nutzen die natürliche Fähigkeit von Holz, Feuchtigkeit zu absorbieren, um gekrümmte Strukturen zu erzeugen


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Von gebogenen Strukturen aus Holz träumen Architekten. Dies erfordert jedoch eine Menge Energie und führt zu viel Abfall.

Forscher des Labors für Zellulose- und Holzwerkstoffe, des Instituts für Baustoffe der ETH Zürich und der Universität Stuttgart fanden jedoch heraus, dass die Modellierung des Holzes in der Trocknungsphase diese gekrümmte Struktur erzeugen kann. Das Team veröffentlichte seine Arbeit in der Zeitschrift Fortschritte in der Wissenschaft.

VERBINDUNG: LÖSUNG DER ENERGIEKRISE DER WELT MIT HOLZGEBÄUDEN

Maschinen, die heute zur Herstellung von gebogenem Holz benötigt werden

So wie es aussieht, waren für die Verwendung von Holz zur Herstellung gekrümmter Strukturen Maschinen erforderlich, die die Teile des Holzes ausschneiden müssen, damit es sich krümmt. Um dies zu überwinden, nutzte das Forscherteam die Fähigkeit des Holzes, Feuchtigkeit aufzunehmen und abzugeben, um das Material zu formen. Wenn Holz Moscheen enthält, verzieht sich das Material. In der Fertigung war das lange Zeit eine Herausforderung, aber die Forscher nutzten sie zu ihrem Vorteil.

Das Team machte sich zunächst daran, anhand von Computersimulationen, bei denen Faktoren wie die Holzart und die Feuchtigkeitsaufnahme berücksichtigt wurden, vorherzusagen, wann sich Holz verzieht. Mit diesem Wissen bewaffnet erstellten sie Computermodelle, um festzustellen, ob sie das Holz mithilfe von Nass- und Trockentechniken auf bestimmte Weise zum Biegen bringen konnten. Basierend auf den Modellen kamen die Forscher zu dem Schluss, dass es möglich ist, gekrümmte Strukturen aus Holz zu erstellen, ohne dass Maschinen benötigt werden, die die Umwelt schädigen.

Die Forscher erstellten mit ihrer Technik eine 14-Meter-Struktur

Als Ergebnis ihrer Arbeit konnten die Forscher nassen europäischen Strand und Fichtenholz verwenden, um eine Struktur zu schaffen, die sich jetzt in Deutschland befindet. Die Holzbretter wurden zusammengeklebt und beim Trocknen schrumpfte eine Schicht, während die andere nicht schrumpfte, was zum Biegen des Holzes führte. Das Holz wurde dann mit anderen Brettern kombiniert, die auf vorbestimmte Weise gebogen wurden, um die 14-Meter-Struktur zu errichten, die sie Urbachturm nennen.

Der Urbachturm ist das erste Mal, dass nach dem Verfahren der Forscher ein ganzes Gebäude errichtet wurde.

"Die wachsende Holzindustrie steht aufgrund der zunehmenden geometrischen Komplexität von Architekturentwürfen vor Herausforderungen. Komplexe und strukturell effiziente gekrümmte Geometrien lassen sich heutzutage leicht entwerfen, erfordern jedoch immer noch eine intensive Fertigung und übermäßige Bearbeitung", schreiben die Forscher. "Mit zeit- und feuchtigkeitsabhängigen mechanischen Simulationen demonstrieren wir die Beiträge verschiedener holzspezifischer Verformungsmechanismen zur Selbstformung großräumiger Elemente."


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