Vision Wood
Die Forschungs- und Innovationsunit Vision Wood steht für den visionären Umgang mit der natürlichen Ressource Holz im Bauwesen. Die Wohneinheit liefert den Beweis dafür, dass sich mit dem altbewährten Werkstoff zukunftsweisende Lösungen für ökologisches Bauen und ansprechendes Design verbinden lassen.
Vision Wood ist Heimat für eine Vielzahl von Holzinnovationen. Entwickelt wurde die Unit von der Abteilung Angewandte Holzforschung der Empa in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich. Neueste Entwicklungen in der Holzforschung verbinden sich mit dem Know-how des modernen Holzbaus. Mit dem Ziel vor Augen, das Anwendungsspektrum der nachwachsenden Ressource zu vergrössern, geben die Forschenden dem Holz völlig neue Funktionen und verbessern die Eigenschaften von holzbasierten Materialien. Die Wohneinheit Vision Wood bietet zwei Doktorierenden ein Zuhause. Im Austausch mit den Forschenden der Empa und ETH Zürich und den beteiligten Wirtschaftspartnern testen sie als Bewohner und Nutzer die neuen Anwendungen auf ihre Alltagstauglichkeit testen.
Bindemittelarme Holzfaserdämmung
Unter Verwendung natürlicher Enzyme gelang Forschern der Empa die Herstellung von Holzfaserdämmplatten mit hoher Plattenqualität. Durch Laccase-katalysierte Reaktionen kann das synthetische Bindemittel (Styrol-Butadien-Copolymer) komplett durch nachhaltige und umweltschonende Biopolymere (Ligninverbindungen, modifizierte Stärke) ersetzt werden. Mit diesem Verfahren werden die Forderungen an Nachhaltigkeit sowie die Ansprüche der Verbraucher in Bezug auf Wohngesundheit und Energieeffizienz erfüllt.
Oberflächenbeschichtung mit nanofibrillierter Zellulose
Nanofibrillierte Zellulose wird als Komponente in einer neuartigen Oberflächenbeschichtung von Holz im Aussenbereich eingesetzt, um dessen Dauerhaftigkeit gegenüber herkömmlichen Beschichtungen deutlich zu erhöhen. Die erwarteten Verbesserungen betreffen insbesondere den UV-Schutz, die Wasserabweisung, den Abnutzungswiderstand sowie den Widerstand gegen Rissbildung und Besiedelung durch Mikroorganismen.
Antimikrobielle Holzoberflächen
Ein von der Empa patentiertes enzymatisches Verfahren ermöglicht es, bakteriostatisch wirkendes Iod in der Holzstruktur zu binden, ohne dass es zu Auswaschungen kommt. Das Resultat ist eine Holzoberfläche, die anhaltenden Schutz gegen Besiedelung durch unerwünschte Mikroorganismen bietet und dadurch die Hygiene von Holzprodukten im Nassbereich oder in Küchen deutlich erhöht.
Partner: Empa
Hydrophobes Holz
In einem zweistufigen Prozess wird die In-situ-Polymerisation von wasserabweisenden Monomeren an den Zellwänden der Holzstruktur bewirkt, wobei das Holzlumen unbeeinträchtigt bleibt. Das Resultat ist eine wasserabweisende Eigenschaft des Holzes bis in tiefere Schichten bei gleichzeitigem Erhalt der Ästhetik des unbehandelten Holzes.
Partner: Empa, ETH Zurich
Magnetisierbares Holz
Durch das Einbringen von Eisenoxid-Nanopartikeln in die Holzstruktur können Magnete am Holz haften. Im Gegensatz zu einem gewöhnlichen, magnetischen Material wird in dem neu geschaffenen Hybridmaterial (Holz/Metall) die hierarchische Struktur von Holz genutzt, so dass ein richtungsabhängiges, magnetisches Verhalten entsteht (Anisotropie). Für die Anwendung besteht die Möglichkeit, Holzelemente so zu gestalten, dass diese sich bei einem angelegten Magnetfeld je nach Wunsch selektiv ausrichten oder reorientieren lassen.
Partner: Empa, ETH Zurich
Mineralisiertes Holz
Mit den entwickelten Methoden ist es möglich, Mineralien tief in die Holzstruktur einzubringen. Die Einlagerung kann gesteuert werden und findet entweder in den Holzzellwänden oder in den Zelllumen statt. In der Folge erreicht das behandelte Holz einen höheren Flammwiderstand und ermöglicht so, den Einsatz in Bereichen, wo flammhemmende Eigenschaften erforderlich sind.
Partner: Empa, ETH Zurich, Schilliger Holz Industrie AG, Hess & Co AG, Pavatex
Bambus-Kompositmaterial für die Terrasse
Auf der Basis von Bambusfasern und einem biobasierten Harz wurde ein neues Komposit-Material hergestellt. Dieses Material weist äusserst hohe Festigkeitswerte auf und ist aufgrund der Witterungsbeständigkeit gut für Aussenanwendungen geeignet. Überdies weist das Material eine geringe Rohdichte und thermische Ausdehnung auf bei Festigkeitswerten, die mit Stahl vergleichbar sind.
Partner: Empa, ETH Future City Lab
Funktionalisierte Zellulose in Silikon
Nano-Zellulosefasern werden als Verdickungsmittel in Sanitärsilikon für Dichtungszwecke verwendet. Die natürlichen Nanofasern ersetzen dabei herkömmliche, nicht-organische und schlecht abbaubare Verdickungsmittel und verbessern die mechanischen Eigenschaften des Silikons.
Partner: Empa, Falcone
Nachhaltige und flammhemmende PU-Schäume
Auf der Basis von Schwefel-Stickstoffverbindungen wurden halogenfreie, flammhemmende Zusätze für Polyurethanschäume (PU) hergestellt. Mit dieser Entwicklung können herkömmliche, giftige Zusätze ersetzt werden bei gleichem oder sogar besserem Schutz des Materials. Mögliche Anwendungen ergeben sich insbesondere bei Möbeln wie Sesseln, Sofas und Betten.
Partner: Empa
Buchenbrettsperrholz als Konstruktionsholz für den Modulbau
Buche wächst in den europäischen Wäldern in grosser Menge und wird trotz ihrer hohen mechanischen Festigkeit kaum im Bauwesen eingesetzt, sondern primär verfeuert. Fagus Jura beabsichtigt, dies zu ändern und stellt Brettsperrholzplatten aus Buche für den konstruktiven Holzbau her. Aufgrund der hohen Festigkeit dieser Platten ist ein besonders schlanker Aufbau beim modularen Holzbau möglich.
Partner: Empa, Fagus Jura, Bundesamt für Umwelt BAFU, Henkel
Dezentrale Einzelraumlüftung
Ein kleines, dem Fenster zugeordnetes und in der Fassade integriertes Lüftungsgerät versorgt den zugehörigen Raum mit Frischluft und gewinnt die Wärme aus der Abluft zurück. Der Lüftungsbetrieb ist über Sensoren an die Fensteröffnung und die Raumluftqualität gekoppelt, so dass die mechanische Lüftung nur dann läuft, wenn es wirklich nötig ist.
Partner: Ego Kiefer
Kombinierte Wohnungs- und Küchenlüftung
Mit der Lüftungslösung von Wesco wird in der Wohnungslüftung Neuland betreten. Der Dampfabzug in der Küche wird neu auch zur zentralen Abluftstelle in der Wohnung und regelt die Abluftmenge in Abhängigkeit vom Betrieb der ebenfalls ins System integrierten Bad/WC-Lüfter in den Nasszellen. Über dezentrale Zuluftgeräte, die nahe der Fassade angeordnet sind, wird der Frischluftbedarf gedeckt. Auf diese Weise ist die Luftbilanz in der Wohnung stets ausgeglichen.
Partner: Wesco
Optimierte Energieeffizienz für bestes Raumklima
Zur Optimierung der Energieeffizienz wird in der Raumautomation die Regelung der Gewerke Beleuchtung, Sonnenschutz sowie Heizung, Lüftung und Kälte in einem Regler integriert. Der Raumcontroller ecos504 von Sauter regelt über die DALI-Schnittstelle die Beleuchtung der Räume, so dass nur so viel Energie für Licht verbraucht wird, wie auch benötigt wird.
Partner: Sauter
Erprobung von neuen Regelkonzepten
Der Forschungscharakter der Wohneinheiten ermöglicht es, Regelstrategien und -algorithmen zur Optimierung der Energieeffizienz im Feld zu testen. So fliessen unmittelbare Resultate bei Veränderungen in der Programmierung in die Verbesserung der Regelkonzepte ein.
Partner: Sauter