Papier bietet ein hervorragendes Potential für biobasierte Anwendungen im Baubereich. Es ist kostengünstig herstellbar, besteht überwiegend aus nachwachsendem Rohstoff, bietet bezogen auf das Eigengewicht sehr gute Festigkeitseigenschaften, kann als flächiges Material aber auch mit hoher Porosität bzw. sogar als Schaum produziert werden und ist verhältnismäßig einfach chemisch zu funktionalisieren.
Ziel des beantragten Schwerpunktes ist es, wissenschaftliche und technische Grundlagen für die Nutzung von Papier in Bauanwendungen zu schaffen und neue Lösungsansätze zu entwickeln. Dazu sind die Materialeigenschaften von Papier auf die neuen Anforderungen hin anzupassen und weiter zu entwickeln (z. B. hohe Festigkeit, Wasserbeständigkeit), die Möglichkeiten zu einer individualisierbaren Formgebung mit Papiermaterialien sind zu erforschen (z. B. die Verarbeitung in Tiefziehprozessen) und Gestaltungsansätze für die Bauteil- und Bauwerksgestaltung sowie die Dimensionierung und Auslegung sind zu erarbeiten. Modellhaft sollen die Fertigung von Stab- und Flächenelementen auf Papierbasis entwickelt werden, was mit Hilfe von wissenschaftlich abgesicherten Methoden die Gestaltung neuer Bauwerke aus Papier werkstoff-, herstellungs- und nutzungsgerecht ermöglichen soll.
Anwendung
Der Fokus liegt auf Bauwerken für temporäre Nutzung (so genannte „fliegende Bauten“), die entsprechend der baurechtlichen Forderungen gegebenenfalls mit geringeren technischen Anforderungen versehen sind.
Technologien und Systeme zur Herstellung solcher Bauwerke für Nutzungen, wie z. B. Übergangsbauten für gewerbliche Zwecke oder Schulen, Notunterkünfte oder einmalige Großveranstaltungen sowie für so genannte „Microhomes“ oder im Messebau, wurden bisher in Deutschland nur wenig entwickelt. Sie stellen aber ein größeres Potential dar, sowohl für Material, Konstruktion als auch den optimierten Einsatz von Ressourcen und Finanzmitteln, da gerade bei temporär genutzten Bauwerken die Verwendung nachhaltiger Materialien und effizienter Prozesse eine große Rolle spielt.
Laufzeit: 4 Jahre – 1.01.2017 – 31.12.2020
Budget: 4,6 Mio. EUR
Federführung: Technische Universität Darmstadt
Partner: h_da Hochschule Darmstadt THM Technische Hochschule Mittelhessen
Beteiligte Institute und Professoren:
Prof. Dr.-Ing. Samuel Schabel – Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische (Koordinator) Verfahrenstechnik, Maschinenbau, TU Darmstadt
Prof. Ariel Auslender – Fachgebiet Plastisches Gestalten, Architektur, TU Darmstadt
Prof. Dr. rer. nat. habil. Markus Biesalski – Fachgebiet Makromolekulare Chemie und Papierchemie, Chemie, TU Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. Andreas Büter – Funktionsintegrierter Leichtbau, Maschinenbau, Hochschule Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. Dipl. Wirtsch.-Ing. Peter Groche – Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen, Maschinenbau, TU Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Knaack – Fachgebiet Fassadentechnik, Bau- und Umweltwissenschaften, TU Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. habil. Stefan Kolling – Institut für Mechanik und Materialforschung, Maschinenbau, Technische Hochschule Mittelhessen
Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider – Fachgebiet Statik, Bau- und Umwelt- wissenschaften, TU Darmstadt
