Die Universität Siegen arbeitet an innovativen Konstruktionswerkstoffen, die aus der Pflanze Riesenchinaschilf (Miscanthus giganteus) entwickelt werden. Unter der Leitung von Prof. Dr. Mathias Wirths wird im Rahmen des Projekts „Neue Konstruktionswerkstoffe Nachwachsende Rohstoffe“ an der Nutzung dieser schnell wachsenden Pflanze geforscht. Das Projekt vereint mehrere Hochschulen, darunter die Alanus Hochschule, die RWTH Aachen und die Universität Bonn, sowie Industriepartner wie die Evonik Industries AG. Dies wurde durch den aktuellen Förderbescheid des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) möglich, der am 1. Januar 2025 in Kraft trat.

Ein zentraler Aspekt der Forschung besteht darin, Biegeträger aus Riesenchinaschilf zu entwickeln, die bemerkenswerte Eigenschaften in Bezug auf CO2-Einspeicherung aufweisen. Diese entwickeln sich zu einer vielversprechenden Alternative zu traditionellem Bauholz. Der Forschungsbericht „Zukunft Bau“ hat das Potential dieser Baustoffe aus schnell wachsenden Pflanzen thematisiert, die zudem eine positive Auswirkung auf die Nachhaltigkeitsziele im Bauwesen haben.

Herausforderungen und Lösungen

Besonderes Augenmerk gilt der Herausforderung, die Halme von Riesenchinaschilf kraftschlüssig zu verbinden. Aufgrund ihrer glatten Oberfläche ist dies eine komplexe Aufgabe. Ein innovativer Lösungsansatz ist die Entwicklung einer Maschine, die als „Miscanthus-Biber“ bezeichnet wird, um die Schilfblätter aufzurauschen, zu verkleben und zu pressen. Die Forschungsgruppe hat bereits Experimentierstrecken erarbeitet, die den Einsatz biologischer Kleber wie Knochenleim untersuchen, welche jedoch nicht wasserfest sind. Epoxidharze könnten als Alternativen in Erwägung gezogen werden, stehen jedoch aufgrund ihrer Erdölbasis im Konflikt mit den Nachhaltigkeitsansprüchen des Projekts.

Die bisherigen Experimente zeigen, dass die stabförmigen Träger aus Riesenchinaschilf ein vergleichbares Verformungsverhalten unter Biegebelastung bieten wie handelsübliche Konstruktionsvollhölzer. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Forschungsfelder von der Rohstoffgewinnung bis zur baulichen Praxis.

Zusammenhang mit Klimazielen

Das Projekt an der Universität Siegen wird in einen breiteren Kontext von Klimazielen eingeordnet. In Deutschland ist es das politische Ziel, bis 2045 klimaneutrale Gebäude zu errichten. Mit einer Studie des Fraunhofer Instituts für Bauphysik und der TU München wurde nachgewiesen, dass mineralische Baustoffe, insbesondere Mauerwerk, ebenfalls ein bedeutendes CO2-Speicherpotenzial aufweisen. Diese Erkenntnisse können die CO2-Bilanz von Neubauten erheblich verbessern und somit einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit im Bauwesen leisten.

Gemäß der Studie speichert Mauerwerk über 50 Jahre hinweg bis zu 150 kg CO2-Äquivalente pro Tonne, was in den nächsten Jahrzehnten zu einer signifikanten CO2-Bindung führen könnte. Daher ist die Bewertung von Baustoffen, die sowohl eine nachhaltige Produktion als auch CO2-Speicherung ermöglichen, entscheidend für die zukünftige Ausgestaltung der Bauwirtschaft.

Die Forscher der Universität Siegen setzen auf die kontinuierliche Entwicklung nachhaltiger Baustoffe, die mit den klimapolitischen Zielen der Bundesrepublik in Einklang stehen. Dies verdeutlicht, dass sowohl die Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen als auch die Optimierung von bestehenden Materialien für eine grünere Bauindustrie unerlässlich sind.

Für weitere Informationen zu den Projekten an der Universität Siegen lesen Sie die Berichte auf Uni Siegen, Innovations-Report und BaYika.