PineXLAM - Mut zu Brettsperrholz aus Kiefer! Erfolgreich abgeschlossenes FFG Branchenprojekt
Das Team IQEC (Materialemissionen, Analytik und Kontrolle) des Bereichs Tulln konnte im Juni des laufenden Jahres einen großen Erfolg für sich verbuchen: Im Rahmen der Programmlinie Collective Research aus dem Basisprogramm der FFG wurde das 3-jährige Branchenprojekt PineXLAM erfolgreich abgeschlossen. PineXLAM, eine Bezeichnung, welche für Brettsperrholz aus Kiefernholz steht, beschäftigte sich mit der Charakterisierung und Optimierung der Produktionsprozesse von Kiefernbrettsperrholz hinsichtlich der Verringerung der VOC Emissionen, um eine bedenkenlose Nutzung dieses Massivholzwerkstoffs im Innenraum zu ermöglichen. Mit an Bord waren die fünf größten österreichischen Brettsperrholzhersteller (Stora Enso, KLH, Mayr-Melnhof, Binderholz und Hasslacher Gruppe) sowie der Fachverband der österreichischen Holzindustrie.
Brettsperrholz (XLAM) wird aktuell aus Fichtenholz erzeugt. Die Verfügbarkeit der Fichte ist jedoch durch verstärkte Konkurrenznutzung und einen Rückgang des verfügbaren Rohstoffpotentials beschränkt. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Massivholz wie z.B. Brettsperrholz. Um diese steigende Nachfrage bedienen zu können, werden neue Rohstoffquellen zur Herstellung von XLAM benötigt. Hier würde sich die Kiefer anbieten, welche sowohl über ausgezeichnete Eigenschaften als auch ein hohes ungenutztes Rohstoffpotential verfügt. Die Kiefer ist jedoch eine extraktstoffreiche Holzart. Dies äußert sich in erhöhten Emissionen der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC). Aus diesem Grund wird Kiefernholz bisher nur in sehr geringem Maße im Massivholzbau eingesetzt. Um die Kiefer für Brettsperrholz zukünftig nutzbar zu machen, wurde im Projekt der XLAM Produktionsprozess entsprechend angepasst:
Nach einer umfassenden Material- und Prozesscharakterisierung wurde ein optimierter Produktionsprozess für Kiefern- und Hybrid-XLAM (Kiefernkern mit innenraumseitiger Fichtendecklage) entwickelt und in einem finalen Großversuch evaluiert. Zu diesem Zweck wurde das Technikum in Tulln mit seiner hervorragenden Infrastruktur in punkto Holzbe- und -verarbeitung um vier deckungsgleiche, klimatisierte, 30 m3 große Modellräume erweitert, welche die Messungen der Emissionen in realitätsnahen Innenraumszenarien möglich machten. Die Längswände der Modellräume wurden aus jeweils unterschiedlich hergestellten, konventionellen bzw. optimierten XLAM Materialien konstruiert und die VOC-Emissionen im Innenraum über sechs Monate gemessen und toxikologisch bewertet.
Die Resultate der Prozessoptimierung in den Emissionsprüfkammern können sich sehen lassen:
Bereits nach einer Erhöhung der Trocknungstemperatur der Rohware Kiefer für die Brettsperrholzherstellung von 70 °C auf 85 °C und einer Verlängerung der Trocknungsdauer von 1,8 auf 5,4 Tage konnte eine Reduktion der VOC-Emissionen (ausgedrückt als TVOC Wert = Total volatile organic compounds) aus den daraus hergestellten XLAM Elementen von bis zu 68 % erzielt werden.
Außerdem konnte mit einer Hochtemperatur Trocknung bei 110 °C in nur 1,8 Tagen eine Abnahme der VOC-Emissionen von 60 % erreicht werden.
Die Verwendung von Fichte in der innenraumorientierten Lage der Hybrid –XLAM Elemente sowie die Flächenverklebung haben ebenso jeweils einen starken Einfluss auf die VOC-Emissionen. Bereits durch eine geschlossene Leimschicht (simuliert die Klebefuge) auf der Kiefernbrettoberfläche wurden die VOC-Emissionen um 41 % bis 68 % reduziert. Mit einer Kombination von Verklebung und der Fichtenschicht rauminnenseitig konnte bei der Hybrid Variante eine Reduktion der VOC-Emissionen von über 90 % erzielt werden. Zudem konnte auch hier ein signifikanter Einfluss der Trocknungstemperatur auf die VOC-Emissionen beobachtet werden.
Die Verringerung der Emissionen durch die Temperaturerhöhung bei der Trocknung konnte schließlich auch im Langzeitversuch in den Modellräumen aufgezeigt werden:
Über den gesamten Messzeitraum von über 200 Tagen lagen die VOC Emissionen in den Räumen mit optimierten Brettsperrholz-elementen (Trocknungstemperatur 85 °C) um 20 % niedriger als in jenen aus konventionell hergestelltem Material (Trocknungs-temperatur 70 °C). Außerdem emittierte Hybrid-XLAM deutlich weniger VOC im Vergleich zu XLAM, welches ausschließlich aus Kiefer hergestellt wurde.
Die Ergebnisse aus dem Projekt sollen die Basis dafür liefern, Kiefernholz zukünftig für die XLAM Produktion nutzbar zu machen und Erkenntnisse für die Industrien und Interessensvertretungen der Massivholzbranche, aber auch für Planer/Planerinnen, Architekten/Architektinnen und Kunden und Kundinnen zur Verfügung zu stellen.