Entwicklung und Bewertung
von kreislaufgerechten
Holztafelbaukonstruktionen

Die Projektkoordination, das administrative Management, die Überwachung des definierten Arbeitsplans sowie die fristgerechte Projektdissemination und Veröffentlichung der Ergebnisse wird vom Lehrstuhl für Holzwissenschaft zusammen mit den jeweiligen Arbeitspaketleitern durchgeführt.

Lehrstuhl TUM, Lehrstuhl für Holzwissenschaft, Univ.-Prof. Dr. Klaus Richter

Projektbearbeitung Florian Böhm M.Sc.

Im Rahmen einer materialeffizienten und nachhaltigen Nutzung des Rohstoffs Holz spielt die Berücksichtigung der Langlebigkeit, Flexibilität und Rückbaubarkeit bereits in der Planungsphase eines Gebäudes eine entscheidende Rolle. Nutzungsflexible und anpassungsfähige Gebäude mit hoher Gebrauchsqualität bilden die Basis für einen ressourcenschonenden Umgang mit Raumbedarf. Um eine langfristige und somit auch nachhaltige Gebäudenutzung zu gewährleisten, muss bereits im Planungsprozess neben den Prinzipien der Rückbaubarkeit und der Verwendung gebrauchstauglicher Bauteile, die Flexibilität und Anpassbarkeit bis zum Ende der Lebensdauer des Gebäudes bedacht werden. Davon ausgehend, dass sich die Anforderungen der Nutzer bis zum Lebensende des Gebäudes (mehrfach) wandeln, muss eine strukturelle und funktionale Variabilität bereits bei der Planung vorgesehen werden, um eine Verlängerung der Gesamtnutzungsdauer zu gewährleisten. Diese Anforderungen umfassen neben entwerferischen Prinzipien der Nutzungsflexibilität auch die (versorgungs-) technischen Prinzipien der Systemtrennung. Daneben stehen die statisch-konstruktiven Anforderungen im Zusammenspiel mit einer reduzierten, aber robusten Primärkonstruktion. Ziel dieses Arbeitspaketes ist es, den Zusammenhang von kreislaufgerechten Konstruktionen und ihren Beitrag zur Nutzungsflexibilität und Modifikation von Gebäuden zu untersuchen. Es gilt zu zeigen, wie durch geeignete Kombination die Langlebigkeit sowohl von Gebäuden als auch von einzelnen Bauteilen und von Materialien positiv beeinflusst werden kann. Die Betrachtungen konzentrieren sich auf die Typologien Wohnen und Arbeiten und deren Kombination. Die Ergebnisse, sowohl auf räumlicher und struktureller Gebäudeebene, als auch auf technisch/konstruktiver Bauteilebene, werden in einem Kriterienkatalog zusammengeführt und in konkrete Handlungsempfehlungen überführt. Das AP 2 stellt die Grundlage für die Weiterbetrachtung auf Gebäude- und Bauteilebene von AP 3 dar. In einem iterativen Prozess findet eine Bewertung und Validierung der Zwischenergebnisse statt. Die Notwendigkeit der Integration semantischer Informationen in den Planungsprozess erfolgt im Austausch mit AP 5. Die konzeptionelle Ausarbeitung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern.

Lehrstuhl TUM, Lehrstuhl für Architektur und Holzbau, Univ.-Prof. Stephan Birk

Projektbearbeitung Dr.-Ing. Sandra Schuster, Dipl.-Ing. Tabea Huth M.Eng.

Auf Bauteilebene sind Untersuchungsziel die Optimierung bestehender und der Entwicklung neuer Konstruktionen, Planungsansätzen und Prozessen für eine werterhaltende Rückgewinnung von Vollholz (und anderen Baustoffen). Dabei können vier Teilziele identifiziert werden: kreislaufgerechte Rückbaubarkeit, kreislaufgerechte Planung, kreislaufgerechte Konstruktionen sowie kreislaufgerechte Prozesse.

Lehrstuhl TUM, Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter

Projektbearbeitung Zsofia Varga M.Sc.

Die Hauptaufgabe für den Lehrstuhl für Holzwissenschaft, vertreten durch den Forschungsbereich Stoffstrommanagement, liegt in der Ermittlung von Eigenschaften und Verwendbarkeit von Gebrauchtholzprodukten im Holzbau. Es gilt Gebrauchtholzeigenschaften zu charakterisieren, um Qualitätsverluste des Holzes während der Nutzphase und Abrissprozesse qualitativ und quantitativ darstellen zu können. Dabei werden aus dem aktuellen Stoffstrom von Gebrauchtholz potentielle Bauprodukte für den Holztafelbau identifiziert. Aufbauend auf Versuchsreihen an Holztafelelementen werden Empfehlungen zur Mindestqualität von Gebrauchtholz nach dem Rückbau abgeleitet. Als begleitende Untersuchung erfolgt die ökobilanzielle Bewertung der neuen kreislaufgerechten Holztafelbauelemente im Vergleich zum Status-quo.

Lehrstuhl TUM, Lehrstuhl für Holzwissenschaft, Univ.-Prof. Dr. Klaus Richter

Projektbearbeitung Florian Böhm M.Sc.

Ziel des AP 5 ist die Konzeption und prototypische Implementierung von digitalen Methoden für die kreislaufgerechte Konstruktion zur Entscheidungsunterstützung für die Bauindustrie, die Abfallwirtschaft und den Kapitalmarkt, um ein effektives Wertschöpfungsnetzwerk aufzubauen. Die Kopplung von Materialien auf der Blockchain (Smart-Contracts, Tokens) und die Darstellung von Lebenszyklusdaten (LCA) stehen im Mittelpunkt des AP 5. Die Zugriffsrechte auf die Daten in der Blockchain können eindeutig zugewiesen werden, wodurch ein dezentraler und fälschungssicherer Datenaustausch gewährleistet ist. Synergieeffekte zwischen der Forschungsgruppe und den Industriepartnern sollen genutzt werden, um etablierte Standards der Industrie 4.0 zu nutzen und mit LCA-Benchmarks in einem Materialpass zu verbinden. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit werden neue Methoden in diesem speziellen Kontext entwickelt und veröffentlicht.

Lehrstuhl TUM, Lehrstuhl für Architekturinformatik, Univ.-Prof. Prof. Dr.-Ing. Frank Petzold

Projektbearbeitung Jakob Fellner M.Sc.

Das Ziel des Arbeitspakets ist die ganzheitliche Bewertung der in AP 3 entwickelten Lösungen für kreislaufgerechte Holztafelkonstruktionen. Die Ressourceneffekte und ökologischen und ökonomischen Vorteile, die einer kreislaufgerechten Konstruktion zugesprochen werden, müssen erfasst und den ggf. höheren Aufwendungen in der Planungs- und Konstruktionsphase, dem Rückbau und der Gebrauchtholzaufbereitung gegenübergestellt werden. Dazu werden die in AP 3 entwickelten Konstruktionen ökobilanziell und ökonomisch bewertet. Die Kombination beider Bewertungsverfahren ermöglicht die Berechnung der Ökoeffizienz zur Identifikation von Trade-offs zwischen den ökonomischen und ökologischen Aspekten.

Lehrstuhl TUM, Professur für Circular Economy, Prof. Dr. Magnus Fröhling

Projektbearbeitung Josef Huber M.Sc.