Zentrum für leichte und umweltgerechte Bauten ZELUBA

Forschungsschwerpunkt

Bauphysik

Bauphysik ist für den Holzbau von essentieller Bedeutung, da ausschließlich bauphysikalisch richtig konstruierte Gebäude über Jahrhunderte dauerhaft und wertstabil sind. Wir entwickeln ganzheitliche Lösungen für Industrie und Handwerk. Eine große Kompetenz unseres Fachbereichs liegt in der Verbindung von Simulationsverfahren mit bauphysikalischen und mechanisch-konstruktiven Untersuchungsmethoden. Das Spektrum reicht dabei von der Entwicklung von Materialien zur Verwendung im Bauwesen über die komplexen Fragestellungen einzelner Details bis hin zu kompletten Bausystemen. Die Verbesserung der technischen Umsetzbarkeit und Gebrauchstauglichkeit sowie die Optimierung der Wirtschaftlichkeit stehen bei den meisten Entwicklungen im Vordergrund.

Holz reagiert sensitiv auf klimatische Einwirkungen, es »arbeitet«. Diese Eigenschaft bietet ausgesprochen große Vorteile, beispielsweise hinsichtlich des Raumklimas. Diese Eigenschaft gilt es zu berücksichtigen und in so zu beeinflussen, dass ein Produkt, ein System oder ein Bauwerk exakt die gewünschten Eigenschaften aufweist. Für nachhaltige und modulare Lösungen im Leichtbau benötigt man komplexe Verbundwerkstoffe und verschiedensten Rohstoffe. Materialeinsatz, Zusammenspiel von Komponenten und die Verbindung der (Teil-) Systeme untereinander erfordern komplexes Fachwissen und eine funktionale Laborausstattung.

Nicht nur für historische Gebäude ist eine zentrale Frage der Bauphysik das hygrothermische Verhalten von Werkstoffen und Konstruktionen. Weiterhin sind die Fragen des Brandschutzes im Leichtbau und des Tragverhaltens von großer Bedeutung. Neben der gerätetechnischen Bewitterungssimulation untersuchen wir am Fraunhofer WKI die gekoppelten Effekte von Wärme und Feuchte und dem Trag- und Verformungsverhalten zusätzlich mit Hilfe der numerischen Simulation – auch im Brandfall. Messtechnik zur Verifikation der Simulationen sowie zur Überprüfung von Bauwerksteilen in realer Größe ist ebenfalls vorhanden.

Die Untersuchung von Wärmedämmverbundsystemen mit Holzfaserdämmplatten ist eine zentrale Aufgabe des Fraunhofer WKI. Dabei behalten wir die Dauerhaftigkeit des Systems ebenso im Blick wie den Einfluss auf die Tragkonstruktion (Holzbau).

Unsere Modelle zur Generierung hygrothermischer Kennwerte von Holzwerkstoffen ermöglichen es, die bauphysikalisch wichtigen Materialeigenschaften von Holzwerkstoffen prognostizieren zu können. Dadurch besteht die Möglichkeit, den labortechnischen Versuchsumfang erheblich reduzieren zu können, was erhebliche zeitliche und finanzielle Einsparungen bedeutet.