Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
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| Anfang | Ende | FKZ | Projektthema | Bericht | |||
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| 01.10.2017 | 31.03.2020 | 22000417 | Verbundvorhaben: Entwicklung einer marktnahen emissionsarmen Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser; Teilvorhaben 1: Feuerungstechnische Entwicklung (Gesamtkonzept) und Charakterisierung einer Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser - Akronym: Bio-Mini | Im Rahmen des Projektes soll mittels der Entwicklung einer emissionsarmen, hochflexiblen und effizienten Kleinstfeuerungsanlage für die Holzverbrennung im Leistungsbereich von 1 bis 5 kW ein deutlicher Fortschritt im Stand der Technik erreicht werden. Bei der Entwicklung der Feuerungsanlage soll anhand wissenschaftlicher Untersuchungen, besonders bezüglich des Verbrennungsverhaltens und der Dosiertechnik, ein Demonstrationsprototyp mit einer geeigneten Konstruktion und Auslegung aller Anlagenkomponenten aufgebaut werden. Die Feuerung soll im Betrieb Emissions- und Effizienzwerte erzielen, welche vergleichbar sind zum besten Stand der Technik bei bisher am Markt verfügbaren etwas größeren Kleinfeuerungen. Für die gesetzlich regulierten Abgasbestandteile wird eine Konzentration von = 20 mg/m³ für CO und = 5 mg/m³ für Staub (i.N., bezogen auf 13 Vol.-%) angestrebt. Ebenso soll eine Konzentration von = 20 mg/m³ für die Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) eingehalten werden. Die erzeugte Wärme soll effizient nutzbar sein, weshalb ein Wirkungsgrad von 95 %, vergleichbar zu sehr guten Pelletöfen und –kesseln, als Ziel gesetzt wird. | Im Teilvorhaben 1 – "Feuerungstechnische Entwicklung (Gesamtkonzept) und Charakterisierung einer Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser" – wurden das Anlagenkonzept für die Brennzone der Kleinstfeuerung und die Steuerung und Regelung der Anlage entwickelt. Zudem wurde die Anlage auf den Prüfstand aufgebaut und Verbrennungsversuche durchgeführt, die zur Charakterisierung und Weiterentwicklung der Anlage dienten. Im Vorlauf des Anlagenentwurfs wurden Voruntersuchungen an einer Laborfeuerung zur Verbrennung bei unterschiedlicher Luft- und Brennstoffzufuhr als auch verschieden konditioniertem Brennstoff durchgeführt. Zudem erfolgten Recherchen hinsichtlich der Ausführung einzelner Bauteile für die Kleinstfeuerung. In Bezug auf die Brennstoffkonditionierung speziell für die Anwendung im kleinen Leistungsbereich wurden Pelletierversuche zur Herstellung definierter Mini-Pellets vorgenommen. Die wesentlichen Ergebnisse des Teilvorhaben 1 werden nachfolgend kurz aufgelistet: 1. Ermittlung geeigneter Baukomponenten für den Aufbau der Kleinstfeuerung 2. Entwurf und Weiterentwicklung der Brennzone der Kleinstfeuerung (inklusive Luftklappen angepasst für den Leistungsbereich und Konstruktion des Rostes für die Sturzbrandverbrennung von kleinkörnigem Material) 3. Aufbau und Umbau Anlagenprototyp auf dem Prüfstand 4. Herstellung von Mini-Pellets mit einem Durchmesser von 4 mm und definierter Längenklasse sowie Entwurf und Bau eines für die Pelletierung geeigneten Abschermessers 5. Durchführung von Prüfstandsuntersuchungen zur Charakterisierung der Anlage in verschiedenen Bauformen (Ausführung Primär- und Sekundärzone sowie Rostausführung, Betrieb Abgaswärmeblock sowie Wasserwärmeübertrager) als auch beim Betrieb mit verschiedenen Brennstoffformen (Holzspäne, Pellets, Hackschnitzel) | Dr. rer. nat. Ingo Hartmann Tel.: +49 341 2434-541 ingo.hartmann@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | X |
| 01.08.2017 | 31.07.2020 | 22000617 | Methodik zur kontinuierlichen Überwachung der Funktion von Elektrofilteranlagen bei Biomassefeuerungen durch Erfassung von Betriebsparametern - Akronym: KoFEBio | Elektrofilteranlagen werden als sekundäre Emissionsminderungsvorrichtungen zur Einhaltung der Staubemissionsgrenzwerte von Feuerungsanlagen eingesetzt. Im Rahmen der EU-weit geltenden MCP (Medium Combustion Plants) Richtlinie (EU) 2015/2193 für mittelgroße Feuerungen ist hierfür ein kontinuierlich effektiver Betrieb bereits nachzuweisen, was im Rahmen der TA Luft und somit der 4. BImSchV umzusetzen ist. In Zukunft wird dies jedoch auch für Anlagen, die unter die 1. BImSchV fallen, zielführend und notwendig sein. Standard-Online-Staubmesssysteme können jedoch in diesem Fall aufgrund der Kosten und deren Funktion nicht eingesetzt werden. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Methodik, um direkt von den erfassbaren Betriebsparametern (Stromstärke, Spannung) des Filters auf die emittierten Staubkonzentrationen schließen zu können. Hierfür ist im Rahmen des Projektes ein theoretisches Modell zu entwickeln, das mit Daten von realen Anlagen verifiziert und durch Dauerversuche optimiert wird. | Die vorgeschlagene Methodik basiert auf einer Gleichung, in der der Abscheidegrad unter Verwendung der Variablen Strom und Spannung sowie einer spezifischen Filterkonstante berechnet wird. Um die Gültigkeit und Anwendung der Gleichung zu überprüfen, muss der Abscheidegrad über einen bestimmten Zeitraum gemessen und die Strom- und Spannungswerte aufgezeichnet werden. Daraus kann die spezifische Filterkonstante berechnet werden, die für die Überwachung der Anlage verwendet werden kann. Im Rahmen der Arbeiten im Projekt konnte gezeigt werden, dass die Methodik grundsätzlich funktioniert. Allerdings konnten auch Herausforderungen aufgezeigt werden. Laständerungen der Feuerungsanlage führen zu erhöhten Staubkonzentrationen und veränderten Rauchgasbedingungen. Insgesamt war die Partikelkonzentration sehr unterschiedlich. Für die Kalibrierung und Messungen standen Messtechniken zur Verfügung. Deren Einsatz ist jedoch auf ein Messgerät typischen Bereich beschränkt, so dass Ungenauigkeiten bei verschiedenen Konzentrationen entstehen. Die Feuerungen werden teilweise nur kurzzeitig im Nennlastbereich betrieben, so dass die Erfassung der erforderlichen Messgrößen schwierig ist und auch Teillastbereiche für die Auswertung genutzt werden müssen. Es gelang für alle ausgewählten Anlagen die Messungen und die Auswertungen durchzuführen, wobei nicht alle Ergebnisse den Erwartungen entsprechen. Bei Anwendung der Filtergrenzlinie wurde festgestellt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der elektrischen Leistung des Filters und dem Abscheidegrad besteht. Die Strom- und Spannungssignale können auch zur Erkennung von Störzuständen am Filter verwendet werden, weshalb der Ansatz über sogenannten Schwellenwerte erfolgversprechender ist. Der Einsatz des entwickelten Modells wird für Anwendung im Rahme einer VDI-Norm zur Überwachung des effizienten Betriebs von Elektrofilteranlagen gemäß 44. BImSchV weiter untersucht und verfolgt. | Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer Tel.: +49 9421 187-100 gaderer@tum.de Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme Schulgasse 16 94315 Straubing | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22002318 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 4: Kennwertermittlung von Roh- und Werkstoffen aus Holz sowie Klebstoffen für den Maschinen- und Anlagenbau - Akronym: HoMaba | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Holz und Holzwerkstoffen den Zugang in die Absatzmärkte des Maschinen- und Anlagenbaus zu ermöglichen. Dies soll über eine verbesserte Berechenbarkeit für Anwendungen von Holz, Holzwerkstoffen und Holzhybriden (Holz-Nichtholzverbunde) realisiert werden. Die Substitution klassischer Bauteile im Maschinenbau durch hybride Holzbauteile erfordert analytische und computergestützte Materialmodelle für die Auslegung von Maschinenbauteilen. Hierfür müssen Holz, Holzwerkstoffe und geeignete Klebstoffe hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Feuchte und Temperatur charakterisiert werden. Dafür sollten in den einzelnen Kompetenzen Vollholz/ Furnier, Faserverbund und Klebstoffe (zusätzlich Simulation) einheitliche Prüfmethoden für die Kennwertermittlung erarbeitet, charakterisiert und weiterentwickelt werden, um die Materialien zu selektieren und zu bewerten. Zu den Aufgaben des Fraunhofer WKI gehörte es in drei der vier Schwerpunktkompetenzen die elastischen Eigenschaften von Vollholz, Furnier- und Faserwerkstoffen sowie der eingesetzten Klebstoffe entsprechend den Nutzungsanforderungen im Maschinenbau zu ermitteln. Diese Werte haben innerhalb der Simulationskompetenz zu Kennwerten geführt, die eine Grundvoraussetzung für eine sichere Auslegung von Bauteilen darstellen sollte. Hierfür wurden die Baumarten Buche und Birke zu Schälfurnieren aufgearbeitet, Fasern und Bindemittel analysiert, an der Ausarbeitung von Prüfvorschriften mitgearbeitet, an Ringversuchen teilgenommen sowie die Alterung von Klebstoffen künstlich und in Freibewitterung untersucht. | Für die Herstellung von Lagenwerkstoffen wurden in einem ersten Schritt Schälfurniere auch Buche und Birke in den Dicken 1 mm, 2 mm und 3 mm hergestellt. Diese wurden ferner für die Erarbeitung von Prüfvorschriften (nativ, in Klebstoff eingebettet) eingesetzt. Innerhalb der Kompetenz Faserverbund wurden sowohl die vom IHD hergestellten Fasern analysiert, verschiedene Ringversuche zur Zugfestigkeit an HDF (Industriematerial) sowie an MDF (hergestellt am IHD) durchgeführt, um Daten für die Datenbank zu generieren sowie die Prüfverfahren zwischen allen Partnern abzugleichen und anzupassen. Ebenfalls wurde verschiedene Druckuntersuchungen an den HDF durchgeführt, um ebenfalls Werte für die Simulationen und die Datenbank zu erhalten. Bei den Untersuchungen zur Alterung (Künstlich und Freibewitterung) kann festgehalten werden, dass die eingesetzten Klebstoffe (MUF, PRF und 2K-PUR) verschiedenen altern und verschiedene Effekte der Alterung sichtbar sind. Insbesondere sind Einbußen bei der mechanischen Festigkeit im Zuge der Alterung feststellbar. Besonders anfällig für die Alterung scheinen der MUF und der PRF zu sein, bei denen die Zugfestigkeit z.T. deutlich abnimmt. Im Falle vom MUF kommt es zu einem Versagen der Prüfkörper nach einer Alterungszeit von 6 Monaten. Der 2K-PUR zeigt im Gegenzug ein relativ beständiges Alterungsverhalten und nur geringe optische Farbeinbußen. Auf molekularer Ebene konnten im FTIR hauptsächlich Hydrolyseeffekte in Folge der Freibewitterung ausgemacht werden. Dabei zeigen allen Klebstoffe Veränderungen, der Effekt ist allerdings auch hier bei MUF und PRF stärker ausgeprägt als beim 2K-PUR. DSC oder TGA-Messungen zeigen keine nennenswerten Unterschiede im Abbauverhalten und sind daher für die Aussage zum Abbauverhalten nur bedingt geeignet. | Dr. Nina Ritter Tel.: +49 531 2155-353 nina.ritter@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22002918 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 6: Methoden und klebstoffspezifische, charakteristische Kennwerte für holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau - Akronym: HoMaBa-6 | Der Arbeitsansatz der HNEE orientierte sich an dem ganzheitlichen Verbundansatz, dehnungsbasierte Berechnungen und Kennwerte zu ermitteln, um den Zugang von Holzwerkstoffen im Markt der Anlagen- und Maschinenbauer zu gewährleisten. Ziel des Teilvorhabens war die Entwicklung geeigneter Prüfmethoden und zugehörigen Prüfkörperherstellungsverfahren für holzbasierte Materialien im Maschinenbau. Anschließend erfolgte eine Kennwertermittlung mit diesen Methoden, insbesondere für den Bereich Holzklebstoffe, im Verbundprojekt "Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaBa)" erfolgen. Dabei lag der Fokus der HNEE auf dem Bereich der Klebstoffe und deren Verbünden, die Mitarbeit erfolgte in den Arbeitsgruppen "Vollholz/Furnier" und "Klebstoffe". Methodische Schwerpunkte lagen in uniaxialen Zugversuchen an nativen und Klebstoff-beschichteten Furnieren sowie Klebstoffen. Darüber hinaus wurden klimaabhängige Kennwerte unter quasi-statischer Zuglast sowie 3-Punkt-Biegeversuche unter Kriechlasten ermittelt. Ergänzend wurden Nanoindentationsversuche sowie rheologische Messungen durchgeführt. Der Fokus der Arbeiten lag auf der Untersuchung von Holzklebstoffen und deren Relevanz für die Simulation von Lagenwerkstoffen aus verklebten Furnieren. | Das Teilprojekt erzielte folgende Ergebnisse: 1) Beschreibung einer Methode zur technologieübergreifenden Beschreibung der Genauigkeit von berührungsfreien Dehnungsmessungen mittels bildgebenden Kamerasystemen (digital image correlation – DIC). 2) Identifikation der Relevanz einer Klebstoffbeschichtung für Furniere, um relevante Kennwerte für die Simulation von Lagenwerkstoffen zu ermitteln. 3) Identifikation von heterogenen Steifigkeiten in vernetzten Klebstoffen im Bereich der Klebstofffuge sowie zwischen Fuge und penetriertem Klebstoff. 4) Identifikation von Unterschieden im Biege-Kriechverhalten von Lagenwerkstoffen, die im Rahmen des Projektes jedoch nicht eindeutig einer Ursache (Klebstoff oder Herstellungsbedingungen) zugeordnet werden konnten. 5) Weiterentwicklung der Analyse des Vernetzungsverhaltens von Holzklebstoffen mit Hilfe der Vernetzungskinetik. 6) Übertragung bestehender Methoden zur Klebstoffcharakterisierung auf eine Rheometer-basierte Mikroprüfmaschine. Darüber hinaus wurden neue Bereiche identifiziert, deren wissenschaftliche Betrachtung notwendig ist, um die Berechenbarkeit von Lagenwerkstoffen für den Maschinenbau zu ermöglichen. Dazu gehören a) eine bruchmechanische Betrachtung von heterogenen Klebstofffugen hinsichtlich der Relevanz der identifizierbaren Phasen mit unterschiedlicher Füllstoffkonzentration und -verteilung, b) eine systematische Untersuchung des Einflusses von Klebstoff und Herstellungsbedingungen auf die zeit- und temperaturabhängige Verformung von Lagenwerkstoffen | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwarz Tel.: +49 3334 657-370 ulrich.schwarz@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich III - Fachgebiet Gestaltung, Konstruktion und Herstellung von Produkten aus Holz Alfred-Möller-Str. 1 16225 Eberswalde | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22003118 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 3: Entwicklung von Prüfmethoden - Akronym: HoMaba | Anlagenbaus zu ermöglichen. Dies sollte über eine verbesserte Berechenbarkeit für Anwendungen von Holzkompositen und Holzhybriden im Leichtbau realisiert werden. Dazu wurde die Entwicklung und Evaluierung eines Berechnungskonzeptes, bestehend aus einer analytisch-semiprobabilistischen Bemessung und einer anschließenden Simulation, realisiert. Im Rahmen der Arbeiten am IHD erfolgte gemeinsam mit den Partnern eine Methodenentwicklung, nach der später die mechanischen Kennwerte ermittelt wurden. Als Grundlage dienten die derzeit angewandten Prüfmethoden für die Charakterisierung von Holz, Holzwerkstoffen, Metallen und Kunststoffen. Im Anschluss wurden geeignete Prüfkörperspezifikationen (u. a. Auswahl Probenmaterial, Geometrie, Feuchte der Prüfkörper) definiert. Für die Faserwerkstoffe wurden die Herstellparameter festgelegt, um durch definierte Bedingungen die Replikation der Herstellung und Prüfung zu ermöglichen. Im Rahmen der Prüfkörperherstellung wurden am IHD Faserstoffe und Mitteldichte Faserplatten (MDF) gefertigt. Für eine statistisch aussagekräftige Auswertung wurde eine ausreichende Prüfkörperanzahl festgelegt. Im IHD wurden die anzuwendenden Prüfverfahren entwickelt bzw. angepasst und mit den Projektpartnern abgestimmt. Dafür wurden neben Lasteinleitung und Prüfgeschwindigkeit die Messmittel zur Kraft- und Verformungsmessung erarbeitet. Schließlich wurden die erfassten Messwerte mittels geeigneter Methoden ausgewertet. Die Replizierbarkeit der Prüfergebnisse wurde in Ringversuchen überprüft. Im Rahmen des Kompetenzteams "Faserverbund", welches aus den vier Instituten Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI), Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD), Hochschule Rosenheim (HR) sowie Papiertechnische Stiftung (PTS) besteht, fanden mehrere Treffen statt, auf denen das Vorgehen abgestimmt und koordiniert wurde. | Auf Grundlage bekannter Prüfmethoden und Anforderungen an Kennwerte für den Maschinenbau wurden im Kompetenzteam "Faserverbund" für die Belastungsarten Zug, Druck und Scherung Versuchsaufbauten zur Bestimmung von Festigkeiten, Elastizitäts- und Schubmoduln sowie Querkontraktionszahlen entwickelt. Die Prüfkörpergeometrie für die Prüfmethoden wurde ermittelt. In Abstimmung mit den Partnern wurden Prüfparameter erarbeitet, die mit den vorhandenen Prüfgeräten anwendbar sind und die zu reproduzierbaren Ergebnissen führen. Für den Scherversuch wurden Prüfkörper mit Ausformung ausgerundeter Einschnitte gewählt, zwischen denen eine definierte Scherfläche entsteht, die einerseits ein Schubversagen ermöglicht, andererseits nicht zum Verlust der Stabilität des Prüfkörpers bei der Herstellung und beim Einspannen führt. Die Schubkennwerte sind im Zug- oder Druckscherversuch ermittelbar. Die Verformung wurde mit einem zweidimensionalen Extensometer im Schubfeld gemessen. Die Prüfmethoden sind für dünne plattenförmige Materialien anwendbar. Die freie Länge zwischen den Einspannwerkzeugen wurde so festgelegt, dass ein Ausweichen der Prüfkörper aus der Plattenebene vermieden wird und eine zuverlässige Verformungsmessung möglich ist. Im Bereich der Einspannung sind aufgeklebte Verstärkungen notwendig. Die Messung der Verformung ist aufgrund der geometrischen Gegebenheiten ausschließlich mit optischer Messtechnik möglich. Voraussetzung für ihre Anwendung sind neben der Präparation der Prüfkörper definierte Lichtverhältnisse. Auf diesem Gebiet wurden zahlreiche Erfahrungen gesammelt. Basierend auf den gemeinsam erarbeiteten Prüfparametern wurden Ringversuche an Industriemustern und an im Technikum definiert gefertigten MDF durchgeführt. Die Ergebnisse wurden statistisch aufbereitet und für die Materialdatenbank zur Verfügung gestellt. Bei den Versuchen wurde der Nachweis erbracht, dass die Prüfmethoden zur Gewinnung von Kennwerten für den Maschinenbau geeignet sind. | Dipl.-Ing. Jens Gecks Tel.: +49 351 4662-243 jens.gecks@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22003218 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 8: Kennwertermittlung Faserverbund - Akronym: HoMaba | Ziel des Projekts war es, papiertechnologisch hergestellten Werkstoffen - als Unterkategorie der Holzwerkstoffe - den Zugang in den Anwendungsbereich des Maschinen- und Anlagenbaus zu ermöglichen. Hierbei lag der Fokus auf den Materialien (Frischfaser-) Zellstoffkarton und Wellpappe. Insbesondere die Wellpappe bietet sich als Leichtbau- und Konstruktionswerkstoff an, da ihr Aufbau der Systematik eines Sandwichwerkstoffs entspricht. Hochfeste Decklagen werden hier durch einen Kernwerkstoff gestützt und auf Abstand gehalten. Diese Konstruktionsart ermöglicht es bei geringem Materialaufwand hohe Steifigkeiten zu generieren. Um Konstrukteuren die Möglichkeit zu bieten naturfaserbasierte und somit nachhaltige Werkstoffe zielgerichtet einzusetzen, mussten notwendige Kennwerte definiert und Messverfahren zu ihrer Ermittlung überprüft, angepasst aber auch teilweise neu entwickelt und validiert werden. Die in der Papiertechnik angewendeten Messverfahren zur Generierung mechanischer Kennwerte wurden in ihrer Gesamtheit analysiert und hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeit für den Maschinenbau bewertet. Hierbei zeigte sich, dass es zu Anpassungen in den Bereichen Prüfgeschwindigkeit und Verformungsmessung kommen musste. Papiernormen bieten hier keine Vereinheitlichung und sind je nach Werkstoff und Beanspruchung unterschiedlich ausgelegt. Die im Projekt vorgegebene Prüfgeschwindigkeit in Form einer Dehnrate von 1 %/min wurde zur Umsetzung der Beanspruchungen Zug, Druck, Biegung und Schub eingesetzt. Es wurden Kennwerte für die Festigkeit der Werkstoffe aufgenommen aber insbesondere der Fokus gelegt auf die Parameter im elastischen Verformungsbereich, da dieser für den Anwendungsfall relevant ist. Zur Analyse der Elastizitäts- und Schubmodulen, aber auch zur allgemeinen Verformungsmessung, wurde das System der Digitalen Bildkorrelation (DIC) genutzt, um Verformungen direkt am Werkstoff und in mehreren Raumrichtungen gleichzeitig zu bestimmen. | Es wurden alle relevanten Werkstoffkennwerte für eine Berechenbarkeit von Bauteilkonstruktionen definiert, wobei unterschieden wurde zwischen zwei- und dreidimensionalem Materialverhalten. Zweidimensionales Verhalten liegt bei dünnen, flächigen Werkstoffen vor, wie Papier, Pappe oder Faltschachtelkarton. Dreidimensionales Verhalten setzt voraus, dass eine entsprechende Dicke des Materials vorhanden ist und / oder sich die Eigenschaften der Materialien aus der Ebene heraus (out-of-plane) stark von denen in der Ebene (in-plane) unterscheiden. Dies ist bei Halbzeugen wie Wellpappe aber auch Papierwabenkernen der Fall. Es wurde für jeden Kennwert untersucht, ob es Messverfahren in der Papiertechnik gibt oder neue Verfahren entwickelt werden müssen. Bestehende Verfahren, wie der Zugversuch an Papier oder Druck- und Biegeversuche an Wellpappe, wurden prüftechnisch angepasst und mit den neuen Vorgaben validiert. Andere Verfahren, wie Schubuntersuchungen an beiden Materialklassen wurden neu entwickelt und erprobt. Bei allen Verfahren kam es zum Einsatz der DIC. Dies zeigte den Vorteil dieses Messverfahrens im Gegensatz zur Wegmessung über z. B. den Traversenweg einer Zug-Druck-Prüfmaschine auf. Es wurden für alle relevanten Werkstoffe und alle notwendigen Parameter entsprechende Kennwerte aufgenommen und so eine umfangreiche Werkstoffbeschreibung durchgeführt, die den Einsatz der Materialien im Maschinenbau erleichtern wird. Neben den Prüfsetups für Papierwerkstoffe wurden zudem Setups für weitere Faserwerkstoffe wie z. B. MDF- oder HDF-Platten in Kooperation mit den Projektpartnern entwickelt und umfangreiche Ringversuche zur Evaluierung derer durchgeführt. Dies geschah auf Basis umfangreicher Erfahrungen der Forschungsstelle in diesem Bereich. Die Messergebnisse hielten zudem Einzug in die Konstruktion mehrerer Demonstratoren, die eine potentielle Umsetzung und den Einsatz von Papier- und Holzwerkstoffen im Maschinenbau aufzeigen. | Benjamin Hiller Tel.: +49 3529 551-693 benjamin.hiller@ptspaper.de Papiertechnische Stiftung (PTS) Pirnaer Str. 37 01809 Heidenau | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22003318 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 9: Kennwertermittlung und Entwicklung von Prüfmethoden für holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau - Akronym: HoMaBa | Der Einsatz von Holz und Materialkombinationen aus Holz gewinnt gerade im Maschinen und Anlagenbau zunehmend an Bedeutung. Hierfür sind jedoch eine genaue Validierung und Charakterisierung der Materialeigenschaften notwendig. Besonders in Hinblick auf Plastizität, Bruchmechanik und dynamische Eigenschaften fehlen der Holzbranche bisher jedoch entsprechende Kennwerte, wodurch neue Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen oftmals nicht in Betracht gezogen werden. Um Holz und Holzwerkstoffen zukünftig den Zugang in den mengenmäßig wichtigen Absatzmarkt des Maschinen- und Anlagenbaus zu ermöglichen, müssen analog zum Bauwesen allgemeingültige Verfahren zur Kennwertermittlung und zu Berechnungsverfahren entwickelt und formuliert werden. Auf Grundlage dieses Hintergrundes bestand das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens HoMaba darin, gültige Voraussetzungen für eine geregelte Verwendung von Holz sowie von Holz- und Faserwerkstoffen für praktische Anwender im Maschinen- und Anlagenbau zu schaffen. Das Konsortium setzte sich aus neun technisch-wissenschaftlichen Instituten aus Deutschland zusammen, die eine ausgewiesene Expertise auf den Gebieten der Holztechnologie und -wissenschaft, des Maschinenbaus sowie der Materialmodellierung auszeichnet. Basierend auf den Anforderungen an die Kennwerte im Maschinenbau sowie den damit verbundenen Anforderungen zur Entwicklung eines Berechnungs- und Simulationskonzeptes lag der Fachbeitrag der THRO vorwiegend im Rahmen der Entwicklung von Prüfmethoden sowie der Kennwertermittlung. Diese partnerübergreifenden Entwicklungsschritte waren Voraussetzung für die Validierung der experimentell und simulativ erzeugten Ergebnisse durch einen Demonstrator sowie den Aufbau einer Kennwert-Datenbank. Im Rahmen des Verbundvorhabens setzte die THRO ihre Schwerpunkte in die Kompetenzgruppen Vollholz/Furnier und Faserverbund. | Im Rahmen der Kompetenzgruppen Vollholz/Furnier und Faserverbund beziehen sich die wesentlichen wissenschaftlich-technischen Ergebnisse der THRO vorwiegend auf den Fachbeitrag zur belastungs- und werkstoffabhängigen Prüfmethodenentwicklung, Kennwertgenerierung und Auswertung für Berechnungs- und Simulationskonzepte. In der Kompetenzgruppe Vollholz/Furnier lag der Fokus auf den Holzarten Buche und Birke. Für beide Holzarten wurden von der THRO Vollhölzer, Furniere und/oder Faser- und Lagenwerkstoffe zur iterativen Prüfmethodenentwicklung und Kennwertermittlung unter Zug-, Druck- und Biegebeanspruchungen im Rahmen vielzähliger Untersuchungen geprüft. Für Vollhölzer wurden in Abhängigkeit der anatomischen Richtungen L, R und T unter Zug-, Druck- und Biegebeanspruchungen geeignete Prüfvorschriften, Probengeometrien (inkl. Herstellungsmethode), Prüfsetups und Auswertemethoden herausgearbeitet. Besonders hervorzuheben sind dabei die erfolgreichen Anstrengungen zur simultanen Messung zweier Ebenen einer Probe, was den Prüfaufwand erheblich reduziert und auch die Genauigkeit verbessert. Furniere wurden mit selber Zielstellung unter Zugbeanspruchung in den Dicken 1, 2 und 3 mm in nativer Form unter den Faser-Last-Winkeln von 0° und 90° untersucht. Weiterhin wurden extern bezogene und intern hergestellte Lagenhölzer mit unterschiedlich dicken Einzellagen (1, 2 und 3 mm) hinsichtlich einer Zug,- Druck- und Biegebelastung charakterisiert. Im Rahmen der Kompetenzgruppe Faserverbund fokussierte sich die THRO auf die Untersuchungen (Zug und Druck) von extern bezogenen UT-HDF Platten und von projektintern hergestellten HDF/MDF Faserwerkstoffen mit unterschiedlichen Dichtezuständen. Für Faserwerkstoffe wurden in Abhängigkeit der Lage in Plattenebene im Rahmen vielzähliger Untersuchungen unter Zug- und Druckbeanspruchungen geeignete Prüfvorschriften, Probengeometrien (inkl. Herstellungsmethode), Prüfsetups und Auswertemethoden herausgearbeitet. | Prof. Torsten Leps Tel.: +49 8031 805-2337 torsten.leps@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22003818 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 2: Prüfmethodenentwicklung sowie Kennwertermittlung für holzbasierte Werkstoffe - Akronym: HoMaba | Gegenstand des Teilvorhabens ist die Erarbeitung von Definitionen von Kennwerten, die komplexere Anforderungen beschreiben sowie die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung definierter mechanischer Kennwerte. Den Schwerpunkt der Arbeiten an der TU Dresden bildete die Materialcharakterisierung sowie die Koordination aller Arbeitspunkte und Versuche, die Vollholz, Furnier sowie die daraus hergestellten Werkstoffe betreffen. Im Mittelpunkt des Teilvorhabens stand die Prüfmethodenentwicklung und Kennwertermittlung für Furniere als Ausgangsmaterial für Lagenwerkstoffe. Neben zahlreichen Untersuchungen zur Beschaffenheit von nativen und mit Klebstoff beschichteten Furnieren wurden sowohl die daraus hergestellten Lagenholzwerkstoffe als auch die aus den Werkstoffen hergestellten Demonstratoren auf ihr Verhalten unter komplexen Belastungen untersucht und geprüft. Somit wurde die gesamte Verarbeitungskette der Furniere hinsichtlich ihrer Belastbarkeit begleitet. | Zur Verwendung in Lagenholzwerkstoffen wurden Furniere (Furnierdicken 1mm, 2mm und 3mm) der Holzarten Rotbuche (Fagus sylvatica L.) und Birke (Betula pendula Roth.) untersucht, die sowohl nativ (als unbehandeltes, reines Furnier) als auch eingebettet (als mit Klebstoff beschichtetes Furnier) untersucht und entsprechende Kennwerte ermittelt wurden. Der Klebstoff war dabei auf dem Furnier ausgehärtet, so, wie er im Lagenholzwerkstoff auch im Verbund ausgehärtet vorliegt. Es zeigte sich, dass die Klebstoffbeschichtung die mechanischen Kennwerte deutlich beeinflusst (erhöht), sowohl in als auch senkrecht zur Faserrichtung, was sich auch im Lagenholz widerspiegelt. Es konnten weitere Einflussfaktoren auf das mechanische Verhalten der Furniere bestätigt und verifiziert werden. So konnte nachgewiesen werden, dass die durch das Schälen (Furnierherstellung) entstehenden Risse die Festigkeit und den E-Modul senkrecht zur Faserrichtung um die Tiefe der Risse reduzieren. Der Vergleich von Vollholzkennwerten und Furnierkennwerten zeigte, dass es keine allgemein gültigen Übereinstimmungen oder Unterschiede gibt. Für einige Kennwerte gibt es Unterschiede zwischen Vollholz und Furnier, einige Kennwerte liegen bei Vollholz und Furnier im gleichen Bereich. So muss geschlussfolgert werden, dass für eine Berechnung und Simulation von Furnierwerkstoffen grundsätzlich nicht die Vollholzkennwerte verwendet werden können, sondern die dafür erforderlichen Kennwerte am Furnier ermittelt werden müssen. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38100 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden Helmholtzstr. 10 01069 Dresden | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22004418 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 5: Verzerrungsbasierter Berechnungs-/Simulationsansatz für WVC - Akronym: HoMaba-FKZ22009417 | Gegenstand des Teilvorhabens ist die Entwicklung von Berechnungs- und Simulationskonzepten zur Vorhersage des mechanischen Bauteilverhaltens von Bauteilen aus Holzwerkstoffen zur Anwendung im Maschinenbau. Parallel dazu wurde ein Ansatz für ein semiprobabilistisches Sicherheitskonzept entwickelt, welches für Holzwerkstoffe im Maschinenbau angewendet werden kann. Die Schwerpunkte der Arbeiten an der TU Chemnitz bildeten die Kennwertermittlung aus den Materialversuchen, die Entwicklung eines verzerrungsbasierten Berechnungskonzeptes und eines semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes sowie die Entwicklung eines Simulationskonzeptes in Zusammenarbeit mit der TU München. | Es wurden ca. 6500 Materialversuche an Furnieren, Vollholz, Lagenholz und Faserwerkstoffen ausgewertet und relevante Kennwerte für Zug-, Druck-, Schub- und Biegebeanspruchungen ermittelt. Die ermittelten Kennwerte wurden inklusive wesentlicher Angaben zur Materialprüfung in eine Datenbank überführt. Diese erlaubt dem Konstrukteur die Auswahl benötigter Kennwerte und die Bestimmung statistischer Lagemaße/ Kennwerte. Weiterhin wurde ein verzerrungsbasiertes Berechnungskonzept entwickelt und an zwei Demonstratoren mit unterschiedlich komplexer Geometrie validiert. Im Ergebnis konnte eine gute Übereinstimmung zwischen Berechnung und Experiment nachgewiesen werden. Für das semiprobabilistische Sicherheitskonzept wurden relevante Teilsicherheitsbeiwerte definiert, die für Holzbauteile im Maschinenbau angewendet werden können. Es wurde nachgewiesen, dass durch das Sicherheitskonzept eine flexible Einstellung einer geforderten Sicherheit unter Berücksichtigung wesentlicher Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften von Holzwerkstoffen möglich ist. | Dr.-Ing. Jens Sumpf Tel.: +49 371 531-32853 jens.sumpf@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe - Professur Fördertechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | X |
| 01.10.2018 | 31.05.2022 | 22005518 | Verbundvorhaben: Zementbeschichtung von Holz für geotechnische Anwendungen; Teilvorhaben 3: Zementbehandlung von Holz - Untersuchungen zum Eindringverhalten und zur Dauerhaftigkeitserhöhung - Akronym: CemWoGeo | Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden vom Projektpartner UGOE grundlegende Fragen zur Imprägnierbarkeit von Holz und Furnierlagenhölzern mit Zementsuspension als solche und als Folge der Aufbringung von Zementbeschichtungen untersucht. Die temporäre und langfristige Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holz durch Aufbringung einer Zementbeschichtung soll nachgewiesen und die entsprechenden Wirkmechanismen untersucht werden. Weitere chemische und strukturelle Veränderungen des Holzes sollen durch mikroskopische Verfahren nachgewiesen und der jeweiligen Dauerhaftigkeitserhöhung zugeordnet werden. Es werden Dauerhaftigkeitsprüfungen gegen alle drei relevanten Fäuletypen durchgeführt. Unterschiedliche Mikrokosmen, die in Bodentyp, Wasserhaltekapazität und Bodenfeuchte variieren, kommen zum Einsatz, um ein möglich breites Abbild der unter Realbedingungen vorzufindenden Szenarien zu schaffen. Für die Lebensdauerberechnung der unterschiedlichen im Projekt vorgesehenen Produkte werden neben den elasto-mechanischen Materialkennwerten Eingangsgrößen für die Modellierung im Hinblick auf Dauerhaftigkeit und Imprägnierbarkeit zur Verfügung gestellt. Grundlegende Zusammenhänge zwischen materialklimatischen Parametern (Holzfeuchte, Holztemperatur) sowie Indikatoren für die Materialresistenz-Dosis und der zu erwartenden Abbaurate werden erarbeitet und für die Lebensdauerberechnung zur Verfügung gestellt. | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33542 holger.militz@uni-goettingen.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22005618 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 7: Kennwertermittlung für Vollholz und Furnierwerkstoffe - Akronym: HoMaba | Das Teilvorhaben der Abteilung Holzbiologie und Holzprodukte der Georg-August-Universität Göttingen beinhaltete die Charakterisierung der Materialeigenschaften von Holz, Holzklebstoffen und Holzwerkstoffen. Schwerpunkt war die Untersuchung von Klebstoffen. Anhand bestehender Kunststoffnormen wurden daher geeignete Verfahren für Druck- Biege- und Zugversuche an Klebstoffen auf Basis von ein- und zweikomponentigem Polyurethan (PUR), Melamin-Urea-Formaldehyd (MUF), sowie Phenol-Resorzinol-Formaldehydharz (PRF) entwickelt. Dazu gehörte der Vergleich verschiedener Prüfkörperformen (Film/Bulkproben) sowie unterschiedlicher Dickenmess- und Zuschnittsmethoden von Klebstofffilmen. Es wurden quasistatische Zugversuche an knochenförmigen Bulkprüfkörpern, Filmen mit den Maßen 8 x 40 mm und Filmen mit den Maßen 20 x 150 mm durchgeführt. Die kleineren Filme wurden sowohl senkrecht als auch parallel zur Herstellungsrichtung (Rakelführung) zugeschnitten, um die Filme auf richtungsabhängige Eigenschaften zu prüfen. Diese Versuche wurden von dynamisch-mechanischen Messungen ergänzt, bei denen sowohl Frequenz-Sweeps bei verschiedenen Temperaturen (20, 40 und 60°C), als auch Temperatur-Sweeps im Bereich 5-150°C durchgeführt wurden. Im Rahmen der Versuche an Holz- und Holzwerkstoffen wurden außerdem quasistatische Zugversuche an Birken- und Buchenfurnieren, sowie Zug- und Druckversuche an Birken- und Buchenvollholz und Zug-, Druck- und Biegeversuche an industriellem Birkensperrholz durchgeführt. Zur Evaluierung der Prüfmethodik wurde an zwei institutsübergreifenden Ringversuchen (Zugversuch an hochdichten Faserplatten und Furnieren) teilgenommen. | Holz- und Holzwerkstoffe: Der Ringversuch an HDF-Platten zeigte, dass das Videoextensometer zur Messung der Querdehnung weniger geeignet ist, als Systeme mit digitaler Bildkorrelation. Die Zugfestigkeit der Vollholzprüfkörper aus Birke und Buche war etwa doppelt so hoch, wie die Druckfestigkeit und am höchsten in longitudinaler Richtung. Der Biegeelastizitätsmodul von Birkensperrholz stieg mit Erhöhung der Stützweite und war kleiner als der Zugmodul. Der Elastizitätsmodul der 2 mm Birkenfurniere war gegenüber denen aus Buche leicht erhöht. Klebstoff: Während 1K-PUR aufgrund einer Reduktion der Blasenbildung bevorzugt als dünner Film (ca. 50 µm) geprüft werden konnte, eigneten sich für 2K-PUR, MUF und PRF sowohl Filmproben als auch in Silikonformen gegossene Bulkprüfkörper. Bulkproben aus MUF und PRF erforderten aufgrund der Wasserabgabe eine lange Trocknungsphase, während derer sie zur Vorbeugung von Materialverzerrungen mittels Gewichten beschwert werden mussten. Die Ermittlung der Filmdicke über eine Ausmessung der Schnittkante mittels Mikroskop wies bei allen Filmen eine höhere Standardabweichung und geringere Dicke auf als die Verwendung einer Messuhr. In einem Ringversuch wurde festgestellt, dass die Messung der Poissonzahl mittels Videoextensometer aufgrund einer Wölbung der Filme während des Zugversuchs erschwert ist. Die Filme verhielten sich in Bezug auf Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Poissonzahl isotrop. In den Druckversuchen wurde eine starke Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls vom Messmarkenabstand festgestellt. Um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen ist daher eine Festlegung der Messfeldlänge notwendig, die in der DIN EN ISO 604 nicht vorgenommen wird. Die Dynamisch-mechanischen Versuche zeigten einen Glasübergang von 2K-PUR bei 120°C. Im Bereich 0,1 bis 100 Hz wurde bei allen Klebstoffen außer PRF eine Steigerung des dynamischen Elastizitätsmoduls mit der Frequenz beobachtet. Am temperaturstabilsten verhielt sich PRF. | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33541 hmilitz@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | X |
| 01.05.2019 | 31.03.2023 | 22006218 | Verbundvorhaben: MeliNa - Modularer elektrostatischer Partikelabscheider als universell integrierbare (Nachrüst-)Lösung für Einzelraumfeuerungen und Biomasseheizkessel im Bereich bis 30 kW Nennwärmeleistung; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Entwicklung - Akronym: MeliNa | Im Mittelpunkt des Vorhabens MeliNa steht die praxistaugliche Entwicklung/Anpassung, der Aufbau, die Erprobung und Validierung eines modular aufgebauten Baukastensystems für individuell kombinier- und ausstattbare elektrostatische Partikelabscheider für Einzelraumfeuerungen sowie für kleine bis mittlere Biomasseheizkessel bis rund 30 kW Nennwärmeleistung. Das geplante Baukastensystem wird aus verschiedenen konstruktiven und elektronischen Systemkomponenten bestehen, welche zu herstellerunabhängigen Lösungen kombiniert und auf spezifische Anwendungsfälle abgestimmt werden können. Insbesondere gehört hierzu auch eine kontinuierliche Funktionsüberwachung zur Verbesserung der Betriebsführung des Abscheiders. Dieses Gesamtziel soll gemeinsam mit verschiedenen Herstellern, sowohl von Einzelraumfeuerungen alsauch von Biomasseheizkesseln, in mehreren parallel betriebenen Testanlagen erreicht werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine je nach Anwendungsfall technisch minimalisierte, kompakte und platzsparende sowie daraus resultierend kostengünstige Lösung für den Endverbraucher anbieten zu können. Die resultierenden unterschiedlichen Ausstattungsvarianten des elektrostatischen Partikelabscheiders sollen sowohl als Nachrüstlösung als auch als Erstausstattung in Feuerungsanlagen integriert bzw. mit diesen kombiniert werden können. Aufgrund des modular aufgebauten Baukastensystems, soll am Ende der Laufzeit des Vorhabens erstmalig ein optimierter, leicht zu bedienender sowie universell einsetzbarer bzw. auf einen Großteil der Hersteller von Feuerungsanlagen adaptierbarer Partikelabscheider in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten und damit Preiskategorien zur Verfügung stehen. | Dr. Bodo Groß Tel.: +49 681 844972-51 gross@izes.de IZES gGmbH Altenkesseler Str. 17 Geb. A1 66115 Saarbrücken | ||
| 01.10.2018 | 31.05.2022 | 22007418 | Verbundvorhaben: Zementbeschichtung von Holz für geotechnische Anwendungen; Teilvorhaben 2: Zementbehandlung von Holz - Lebensdauermodellierung und technologische Optimierung - Akronym: CEMWOGEO | Im Rahmen von CEMWOGEO soll die Wechselwirkung von Zement und Holz und die daraus resultierende Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holz untersucht werden. Zu diesem Zweck werden folgende Projektziele definiert: (1) Entwicklung einer innovativen Zementbehandlung, (2) Zement-Holz Interaktion sowie die Auswirkung auf Struktur des Holzes, (3) Begleitende Feldversuche und Lebensdaueranalyse. Innerhalb des Projektes sollen die Mechanismen der Zement-Holz-Interaktion im Hinblick auf Dauerhaftigkeits- und Strukturveränderungen des Holzes grundlegend erforscht werden. Zusätzlich sollen durch die Entwicklung einer innovativen Zementbehandlung von Holz und Holzwerkstoffen, welche durch Feldversuche und Lebensdaueranalysen begleitet werden, die Grundlagen für eine verstärkte Nutzung von Holz und Holzwerkstoffen in der Geotechnik z.B. für Gründungsmaßnahmen und Hangstabilisierungen von Gebäuden und Infrastrukturbauwerken im permanenten Bereich, aber auch anderen Außenanwendungen geschaffen werden. Schwerpunkt des aktuellen Teilvorhabens liegt in der Entwicklung der Lebensdauermodelle und Langzeitbemessungsgrundlage für die untersuchten Holz-Zement Verbundmaterialien. Neben der Modellierung und den begleitenden Versuchen steht die Herstellung dauerhafter Zement-Holz Verbindungen in Zusammenarbeit mit der HSRO und der UGOE im Vordergrund. Die Tätigkeiten umfassen sowohl die Herstellung einer dauerhaften und formstabilen Zementbeschichtung des Holzes als auch, im Falle von mineralisierten Furnieren, die Herstellung einer dauerhaften Verklebung. | Prof. Dr.-Ing. Jan-Willem van de Kuilen Tel.: +49 89 2180-6462 vandekuilen@hfm.tum.de Technische Universität München - Wissenschaftszentrum Weihenstephan - Institut für Biogene Rohstoffe und Technologie der Landnutzung - FG Physikalische Holztechnologie Winzererstr. 45 80797 München | ||
| 01.10.2018 | 31.05.2022 | 22007617 | Verbundvorhaben: Zementbeschichtung von Holz für geotechnische Anwendungen; Teilvorhaben 1: Zementbehandlung von Holz - verfahrenstechnische Entwicklung und Charakterisierung - Akronym: CEMWOGEO | Im Rahmen von CEMWOGEO soll die Wechselwirkung von Zement und Holz und die daraus resultierende Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holz untersucht werden. Zu diesem Zweck werden folgende Projektziele definiert: (1) Entwicklung einer innovativen Zementbehandlung, (2) Zement-Holz Interaktion sowie die Auswirkung auf Struktur des Holzes, (3) Begleitende Feldversuche und Lebensdaueranalyse. Innerhalb des Projektes sollen die Mechanismen der Zement-Holz-Interaktion im Hinblick auf Dauerhaftigkeits- und Strukturveränderungen des Holzes grundlegend erforscht werden. Zusätzlich sollen durch die Entwicklung einer innovativen Zementbehandlung von Holz und Holzwerkstoffen, welche durch Feldversuche und Lebensdaueranalysen begleitet werden, die Grundlagen für eine verstärkte Nutzung von Holz und Holzwerkstoffen in der Geotechnik z.B. für Gründungsmaßnahmen und Hangstabilisierungen von Gebäuden und Infrastrukturbauwerken im permanenten Bereich, aber auch anderen Außenanwendungen geschaffen werden. | Prof. Dr. rer.nat. Harald Larbig Tel.: +49 8031 805-2328 harald.larbig@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Forschung und Entwicklung Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | ||
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22009118 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 2: Entwicklung, Konstruktion und Aufbau der Herstellungsanlage (Demonstrator) - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung (Entwicklungsschwerpunkt Fa. Mölle). Gemeinsam mit einer durch Fa. VOMO entwickelten Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern wird die Gesamttechnologie an die TU gesendet und dort ein Demonstrator aufgebaut. | Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand für die Fa. MÖLLE die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so kontinuierlich einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde vom Projektpartner VOMO ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres Expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit der Projektpartner wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und als Demonstratoren umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Artur Porat Tel.: +49 6762 9321-37 a.porat@moelle.de Mölle GmbH Fordstr. 21-23 56288 Kastellaun | X |
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22009218 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 3: Entwicklung einer Sandwichplatte mit Steckwabenkern und des Verfahrens - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung. Zudem wurde speziell durch VOMO eine Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern entwickelt und anschließend als Demonstrator aufgebaut. | Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde durch VOMO speziell ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und technisch als Demonstrator umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Klemens Mormann Tel.: +49 2554 940780-3 mormann@vomo-leichtbautechnik.de VOMO Leichtbautechnik GmbH & Co.KG Borghorster Str. 48 a 48366 Laer | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2022 | 22009417 | Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 1: Charakterisierung von Klebstoffen und Vollholz sowie Entwicklung von Berechnungs- und Simulationsansätzen für die Anwendung von Holz u. Holzverbünden im Maschinenbau - Akronym: HoMaba | Auf Projektmanagementebene umfasst das Teilvorhaben der TUM die Koordination des gesamten Verbundvorhabens und die federführende Rolle in der Kompetenzgruppe Klebstoffe. Auf fachlicher Ebene ist die TUM vorrangig in die messtechnische Charakterisierung von Klebstoffen und Vollholz anhand von im Projektverbund abgestimmten Prüfmethoden eingebunden. Die Datenerhebung erfolgt in einheitlich abgestimmter Form mit dem Ziel ist der Erstellung von technischen Datenblättern und einer öffentlich zugänglichen Kennwert-Datenbank. Die TUM verantwortet im Projekt die Erarbeitung von Grundlagen für eine verzerrungsbasierte Simulation des mechanischen Verhaltens von Bauteilen und Werkstoffen aus Holz, Holzwerkstoffen und Holzverbunden für den Einsatz in Maschinenbauanwendungen. Das Berechnungskonzept auf Basis numerischer Methoden durch diskrete Modellierung und Simulation mittels Finite Elemente basiert auf vollständigen Kennwertsätzen auf Basis des orthotropen Materialmodells bei unterschiedlichen Lastfällen, Beanspruchungsarten und -richtungen. Dabei müssen verzerrungsbasierten Versagenshypothesen definiert und experimentell abgesichert werden. Es erlaubt eine detaillierte Spannungs-/Dehnungsanalyse und durch seine Anwendung eine Steigerung der Materialeffizienz, was beispielsweise in Leichtbauanwendungen besonders relevant ist. Für den Maschinenbau vielversprechende Holzklebstoffe werden mechanisch charakterisiert. Insbesondere aber für Vollholz müssen sichere Kennwerte ermittelt werden, die den Ansprüchen im Maschinenbau gerecht werden, zu einem effizienten Materialeinsatz führen und statistisch abgesichert experimentell erhoben und ausgewertet werden. | Die TUM war an Zug, Druck und Biegungsversuchen beteiligt und hat damit zur Erarbeitung der umfangreichen Datenbasis an mechanischen Kennwerten von Massivholz und Schälfurnieren (insb. Birke) sowie verschiedenartigen Holzklebstoffen beigetragen. Die Untersuchungen zur Prüfmethodik von Reaktionsklebstoffen ergab umfangreiche Erkenntnisse zu individuellen Verfahrensweisen in Abhängigkeit der Klebstoffeigenschaften. Es gelang ferner, das Grauwertkorrelationsverfahren als Messmethode der Probekörperverformung in allen Versuchskonfigurationen zu etablieren, womit zusätzliche Kenngrößen wie Querkontraktionszahlen erfassbar wurden. Die Simulationsgruppe der TUM entwickelte die generischen Modelle zur Simulation verschiedener möglicher Testbedingungen und ihres Ausfallverhaltens. Nach Validierung der Modelle für Massivholzbauteile unter Zug, Druck und Biegung wurden die Modelle für die Modellierung von Sperrholz und Demonstratoren weiterentwickelt. Zur Simulation von Sperrholz wurden Materialeigenschaften von 1) Massivholz, 2) Massivholz/Furniere und reinen Klebstoffen und 3) Klebstoff imprägnierten Furnieren verwendet. Validierte Ergebnisse zeigten, dass die Genauigkeit numerischer Modelle bei der Vorhersage des mechanischen Verhaltens höher ist, wenn die gemessenen imprägnierten Furniereigenschaften für Simulationen verwendet werden. Diese Ergebnisse wurden dann zur Modellierung des nichtlinearen, anisotropen Verhaltens von zwei Gruppen von Demonstratoren verwendet. Die Ergebnisse wurden in Form von Spannungs-/Dehnungsverteilungen und Last-Verschiebungs-Kurven ausgegeben. Der erste Satz ermöglichte eine Abschätzung der Bruchstelle basierend auf der Entwicklung der maximalen Spannungen/Dehnungen an bestimmten Stellen wie Kerben und Löchern. Der zweite Satz half bei der Validierung des allgemeinen mechanischen Verhaltens des Elements. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180-6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | X |
| 01.01.2019 | 15.02.2022 | 22010318 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Verpackungsanwendungen mit Flächenwerkstoffen aus faserverstärkten Bio-Thermoplasten; Teilvorhaben 2: Verpackungsdemonstrator - Akronym: Bio-Thermoplasten | Ein Großteil aktueller Verpackungen wird aus Karton und Wellpappen erzeugt, die aus recyclierten Papierfasern, also nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Die Aufbereitung der Recyclingfasern ist allerdings mit hohen Wasser-, Chemikalien- sowie Energieverbräuchen verbunden. Durch den zu Pappen alternativen Einsatz hochbelastbarer, neuartiger biobasierter Flächenwerkstoffe können einerseits Materialstärken für die Verpackungen geringer dimensioniert und damit Ressourcen eingespart, andererseits durch andere Verfahrenstechnik deutlich dickere, als Karton übliche, Materialstärken erzeugt werden. Die innovativen Flächenwerkstoffe werden nach dem Stand der (MDF-)Technik aus faserverstärkten, thermoplastischen Bio-Kunststoffen hergestellt und ermöglichen durch Mehrfachnutzung der Verpackungen ein Ressourcen-Einsparpotenzial. Durch Pressverdichtung können je nach Anforderung die Rohdichte und damit die mechanischen und Barriereeigenschaften beeinflusst werden. Die zu entwickelnden innovativen Verpackungslösungen berücksichtigen unterschiedliche Wiederverwendungs- und –verwertungsmöglichkeiten, den Altpapierkreislauf, eine mögliche Kompostierbarkeit und/oder eine Verwendung in Kunststoffverarbeitungsprozessen (WPC). | Dipl.-Ing. Frank Volkmann Tel.: +49 40 4287-56022 volkmann@bfsv.de Beratung-Forschung-Systemplanung-Verpackung (BFSV) e.V. Ulmenliet 20 21033 Hamburg | X | |
| 01.10.2017 | 31.03.2020 | 22012117 | Verbundvorhaben: Entwicklung einer marktnahen emissionsarmen Biomasse-Kleinstfeuerung für Niedrigenergie- und Passivhäuser; Teilvorhaben 2: Verfahrenstechnische Auslegung der Systemkomponenten - Bewertung energetische Effizienz und Wirtschaftlichkeit - Akronym: Bio-Mini | Im Rahmen des Projektes soll mittels der Entwicklung einer emissionsarmen, hochflexiblen und effizientenKleinstfeuerungsanlage für die Holzverbrennung im Leistungsbereich von 1 bis 5kW ein deutlicher Fortschritt im Stand der Technik erreicht werden. Bei der Entwicklung der Feuerungsanlage soll anhand wissenschaftlicher Untersuchungen, besonders bezüglich des Verbrennungsverhaltens und der Dosiertechnik, ein Demonstrationsprototyp mit einer geeigneten Konstruktion und Auslegung aller Anlagenkomponenten aufgebaut werden. Die Feuerung soll im Betrieb Emissions- und Effizienzwerte erzielen, welche vergleichbar sind zum besten Stand der Technik bei bisher am Markt verfügbaren etwas größeren Kleinfeuerungen. Für die gesetzlich regulierten Abgasbestandteile wird eine Konzentration von = 20 mg/m³ für CO und = 5 mg/m³ für Staub (i.N., bezogen auf 13 Vol.-%) angestrebt. Ebenso soll eine Konzentration von = 20 mg/m³ für die Summe der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) eingehalten werden. Die erzeugte Wärme soll effizient nutzbar sein, weshalb ein Wirkungsgrad von 95% vergleichbar zu sehr guten Pelletöfen und -kesseln, als Ziel gesetzt wird. | Im Rahmen der Analysen zur Brennstoffaufbereitung und -dosierung wurden Mini-Holzpellets mit einem Durchmesser von 4 mm im aktuellen Entwicklungszustand des Prototyps als geeigneter Brennstoff identifiziert. Der Brennstoff wurde selbst hergestellt und auch eine Variation der Pelletlänge und dessen Einfluss auf das Anlagenverhalten untersucht. Es wurde anhand umfangreicher Versuche ein geeigneter Schneckendosierer konfiguriert, der eine kontinuierliche Förderung von Brennstoff im kleinen Leistungsbereich ermöglicht. Für die im Rahmen des Projektes ermittelte konstruktive Bestvariante wurden mit dem Brennstoff Mini-Holzpellets Emissionswerte deutlich unter den Vorgaben der 1. BImSchV erreicht. Die Bestwerte betrugen für CO = 30 mg/m³; für Org.-C = 0,1 mg/m³ und für Staub = 8 mg/m³ (jeweils bezogen auf den Normzustand und 13 Vol.-% O2). Der feuerungstechnische Wirkungsgrad der Anlage lag im besten Betriebsfall bei 89 % ohne Einsatz des Wasserwärmetauschers und bei 99 % mit Wärmetauscher. Auf das Emissionsniveau hatte der Wärmetauscher erwartungsgemäß kaum einen Einfluss. Die erreichten Anlagenkennwerte entsprechen dem Stand der Technik und sind im Vergleich zu derzeit am Markt verfügbarer Einzelraumfeuerungen sehr gut. Im aktuellen Entwicklungsstand fallen neben den Kosten für den Reaktor selbst ca. 1.000 € an Investitionskosten für Sensoren und Aktoren sowie 800 € für den Einsatz eines WWT an. Damit kann bei weiterer Optimierung und durch Skaleneffekte bei Produktion höherer Stückzahlen davon ausgegangen werden, dass eine Markteinführung in Zukunft wirtschaftlich darstellbar sein wird. | Prof. Dr. Joachim Schenk Tel.: +49 341 3076-4139 joachim.schenk@htwk-leipzig.de Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Karl-Liebknecht-Str. 132 04277 Leipzig | X |
| 01.03.2017 | 31.05.2021 | 22012216 | Entwicklung von Mahlplatten zur Erzeugung spezifischer Fasergeometrien für Faserverbundwerkstoffe mit geringer Dichte - Akronym: OptiFaser | Das Gesamtziel des Vorhabens "Faseroptimierung" ist die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Herstellung von Holzfaserdämmstoffen. Das Vorhaben widmet sich dem zentralen Prozessschritt der Holzfasererzeugung im Refiner. Hier eröffnet die Entwicklung spezieller Mahlplatten eine kostengünstige Optimierungsmöglichkeit bezüglich des elektrischen und thermischen Energieverbrauchs, der Faserqualität und des Bindemitteleinsatzes. Insgesamt trägt das Vorhaben "Faseroptimierung" dadurch zu einer Verbesserung der Produkteigenschaften sowie der ökonomischen und ökologischen Wettbewerbsfähigkeit von Holzfaserdämmstoffen bei. Das Vorhaben "Faseroptimierung" ist in vier Teilprojekte gegliedert. Teilprojekt A betrifft die Entwicklung verschiedener Mahlplattenkonzepte zur Erzeugung spezifischer Fasergeometrien sowie die anschließende Mahlplattenfertigung. In Teilprojekt B werden Holzfasern mithilfe dieser Mahlplatten erzeugt und daraus Probekörper für die mechanischen und bauphysikalischen Prüfungen hergestellt. Teilprojekt C ist der Werkstoffprüfung und –analyse gewidmet. Wichtige Punkte sind hierbei die Analyse der Fasermorphologie und die Ermittlung mechanischer und bauphysikalischer Kenndaten wie Festigkeit und Wärmedurchlasswiderstand. Die Charakterisierung und Planung von Iterationsschritten sowie der Wissenstransfer ist für das Teilprojekt D veranschlagt. | Prof. Dr. Andreas Michanickl Tel.: +49 8031 805-2316 andreas.michanickl@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X | |
| 01.10.2018 | 31.07.2022 | 22015617 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 1: Strukturmechanische, fertigungs- und anwendungstechnische Gesichtspunkte - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung. Zudem wurde speziell durch VOMO eine Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern entwickelt und anschließend als Demonstrator aufgebaut. | m Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde durch VOMO speziell ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und technisch als Demonstrator umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Dr.-Ing. Max Britzke Tel.: +49 351 463-35429 max.britzke@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur Vearbeitungsmaschinen/Verarbeitungsechnik Bergstr. 120 01069 Dresden | X |
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22016717 | Verbundvorhaben: Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe; Teilvorhaben 1: Innovatives Aufbereitungskonzept für HHS - Neuartiger Schneckenhacker, Gesamtkonzept der alternativen HHS-Bereitstellung - Akronym: InnoFuels | Ziel des Vorhabens "InnoFuels" ist es, innovative Verfahren zur Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen in konventionelle Prozessketten zu integrieren und die dadurch entstehenden neuen Verfahrensketten und Brennstoffe im Praxisversuch zu bewerten. Hierzu werden zwei neuartige Verfahren, der Schneckenhacker Effiter 20.30 der Firma Alvatec GmbH & Co. KG (TV 1), sowie die Hackschnitzelpresse der Firma Bohnert-Technik GmbH (TV 2) verwendet. Mit beiden Verfahren entstehen Brennstoffe, die sich maßgeblich von typischen Holzbrennstoffen unterscheiden und durch ihre veränderten Produkteigenschaften einen positiven Einfluss auf die Energieeffizienz und damit auf die Kosten der Gesamtverfahrensketten, auf die weitere Aufbereitung mittels Trocknung, Lagerung und Pelletierung, auf die Emissionen an CO, NOX und Gesamtstaub bei der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung und auf den Wirkungsgrad bei dezentralen Holzgas-BHKWs haben können | Dr. Daniel Kuptz Tel.: +49 9421 300-118 daniel.kuptz@tfz.bayern.de Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18A 94315 Straubing | ||
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22016817 | Verbundvorhaben: Entwicklung einer emissionsarmen Einzelraumfeuerung für bedarfsgerecht erzeugte und qualitätsgesicherte Holzhackschnitzel; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Untersuchungen, emissionsrechtliche Evaluierung - Akronym: SiTroFen | Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators für einen Hackschnitzelofen sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Dieser innovative Ansatz ist durch zwei Grundüberlegungen geprägt. Zum einen soll die grundlegende Erforschung und Entwicklung des Kaminofens inklusive der notwendigen HHS-Bereitstellungs- und Logistikkette unabhängig von speziellen Herstellerinteressen vorangetrieben werden, um eine später breite Markteinführung zu ermöglichen. Zum anderen soll aber auch sichergestellt werden, dass die Entwicklung zu einem marktfähigen Produkt führen kann. Daher ist das Projekt zweistufig angelegt. Zunächst soll eine effiziente und wirtschaftliche Alternative zum Scheitholz-Erlebnisofen entwickelt werden. Hierbei steht vor allem ein stabiler und emissionsarmer Betrieb mit hohem Wirkungsgrad im Vordergrund. Obwohl sich die Nennleistung des Ofens unterhalb von 4 kW und damit außerhalb der Messpflicht der 1. BImSchV befindet, ist die Minderung von Emissionen ein primäres Projektziel. Es besteht der Anspruch, die für Einzelraumfeuerungen geltenden Grenzwerte der 1. BImSchV für Staub und CO auch im üblichen Realbetrieb zu unterschreiten und gleichzeitig hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Anhand von Versuchen im Labor- und Technikumsmaßstab soll die Anlage am DBFZ und der Fachhochschule Südwestfalen entsprechend in der ersten Projektphase entwickelt und optimiert werden. In dieser Zeit soll bereits über einen Projektbeirat die Industrie eingebunden werden. Deren Rückmeldungen sollen in die Entwicklung Eingang finden und im engen Austausch soll die Bereitschaft zur Beteiligung an der zweiten Phase gewonnen werden. In der zweiten Phase soll dann mindestens ein Unternehmen einsteigen, einen Prototypen auf der Grundlage des entwickelten Demonstrators bauen und diesen in einer realen Einsatzumgebung testen. | Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit eines oder mehrerer Prototypen des Hackschnitzelofens inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Ein solcher Hackschnitzelofen sollte mit einem der Pelletqualität vergleichbar homogenem, aber günstigeren Brennstoff betrieben werden. Gleichzeitig sollte der Ofen das Wohlfühlerlebnis einer Kaminofenflamme bieten und somit eine Alternative für den Austausch von Scheitholz-Einzelfeuerungen darstellen. Konkret wurden folgende Ergebnisse erreicht: - der Einsatz von Präzisionshackgut ist in der entwickelten Einzelraumfeuerung möglich. Trotz der überwiegend niedrigen Verbrennungswärmeleistung (< 4 kW) konnten für alle getesteten Brennstoffsortimente im stationären Zustand CO- sowie Staubemissionen unter den Grenzwerten der 1. BImSchV gemessen werden. Variationen des Brennstoffs in der Versuchsbrennkammer haben ergeben, dass - lufttrockene Brennstoffe am besten geeignet sind - im untersuchten Bereich von 8-16 mm die Stückigkeit keinen großen Einfluss hat - die Fördertechnik insgesamt an den Brennstoff angepasst werden muss und kann - und die unterschiedliche Schüttdichte der verschiedenen Holzarten eine Anpassung der Förderleistung der Dosierung erfordert. Die Emissionen lagen dabei insgesamt, noch ohne weitergehende Optimierung der Brennkammer, schon im Bereich guter Pelletöfen. Aus Marktsicht müssen weitere Kriterien erfüllt sein. Neben dem Produktdesign, das in dieser Phase noch ausgeklammert wurde, sind das als wichtige Randbedingungen der Bedienkomfort, die Geräuschkulisse und nicht zuletzt das Flammendesign, das ganz wesentlich das Feuererleben bestimmt. Diese werden im Rahmen des Projektes explizit betrachtet. | Dr. rer. nat. Ingo Hartmann Tel.: +49 341 2434-541 ingo.hartmann@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | X |
| 01.05.2019 | 31.03.2023 | 22019818 | Verbundvorhaben: MeliNa - Modularer elektrostatischer Partikelabscheider als universell integrierbare (Nachrüst-)Lösung für Einzelraumfeuerungen und Biomasseheizkessel im Bereich bis 30 kW Nennwärmeleistung; Teilvorhaben 2: Experimentelle Unterstützung - Akronym: MeliNa | Im Mittelpunkt des Vorhabens MeliNa steht die praxistaugliche Entwicklung/Anpassung, der Aufbau, die Erprobung und Validierung eines modular aufgebauten Baukastensystems für individuell kombinier- und ausstattbare elektrostatische Partikelabscheider für Einzelraumfeuerungen sowie für kleine bis mittlere Biomasseheizkessel bis rund 30 kW Nennwärmeleistung. Das geplante Baukastensystem wird aus verschiedenen konstruktiven und elektronischen Systemkomponenten bestehen, welche zu herstellerunabhängigen Lösungen kombiniert und auf spezifische Anwendungsfälle abgestimmt werden können. Insbesondere gehört hierzu auch eine kontinuierliche Funktionsüberwachung zur Verbesserung der Betriebsführung des Abscheiders. Dieses Gesamtziel soll gemeinsam mit verschiedenen Herstellern, sowohl von Einzelraumfeuerungen als auch von Biomasseheizkesseln, in mehreren parallel betriebenen Testanlagen erreicht werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit eine je nach Anwendungsfall technisch minimalisierte, kompakte und platzsparende sowie daraus resultierend kostengünstige Lösung für den Endverbraucher anbieten zu können. Die resultierenden unterschiedlichen Ausstattungsvarianten des elektrostatischen Partikelabscheiders sollen sowohl als Nachrüstlösung als auch als Erstausstattung in Feuerungsanlagen integriert bzw. mit diesen kombiniert werden können. Aufgrund des modular aufgebauten Baukastensystems, soll am Ende der Laufzeit des Vorhabens erstmalig ein optimierter, leicht zu bedienender sowie universell einsetzbarer bzw. auf einen Großteil der Hersteller von Feuerungsanlagen adaptierbarer Partikelabscheider in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten und damit Preiskategorien zur Verfügung stehen. | Dipl. Ing. FH Andreas Wesel Tel.: +49 8141 957-225 wesel@kutzner-weber.de Kutzner + Weber GmbH Frauenstr. 32 82216 Maisach | ||
| 01.01.2019 | 31.12.2020 | 22020217 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Verpackungsanwendungen mit Flächenwerkstoffen aus faserverstärkten Bio-Thermoplasten; Teilvorhaben 1: Erzeugung großformatiger faserverstärkter biobasierter Thermoplasten - Vorzugsvarianten - Akronym: FaBiFo | Ein Großteil aktueller Verpackungen wird aus Karton und Wellpappen erzeugt, die aus recyclierten Papierfasern, also nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Die Aufbereitung der Recyclingfasern ist allerdings mit hohen Wasser-, Chemikalien- sowie Energieverbräuchen verbunden. Durch den zu Pappen alternativen Einsatz hochbelastbarer, neuartiger biobasierter Flächenwerkstoffe können einerseits Materialstärken für die Verpackungen geringer dimensioniert und damit Ressourcen eingespart, andererseits durch andere Verfahrenstechnik deutlich dickere, als Karton übliche, Materialstärken erzeugt werden. Die innovativen Flächenwerkstoffe werden nach dem Stand der (MDF-)Technik aus faser-verstärkten, thermoplastischen Bio-Kunststoffen hergestellt und ermöglichen durch Mehrfachnutzung der Verpackungen ein Ressourcen-Einsparpotenzial. Durch Pressverdichtung können je nach Anforderung die Rohdichte und damit die mechanischen und Barriereeigenschaften beeinflusst werden. Die zu entwickelnden innovativen Verpackungslösungen berücksichtigen unterschiedliche Wiederverwendungs- und –verwertungsmöglichkeiten, den Altpapierkreislauf, eine mögliche Kompostierbarkeit und/oder eine Verwendung in Kunststoffverarbeitungsprozessen (WPC). | Tino Schulz Tel.: +49 351 4662-263 tino.schulz@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X | |
| 01.03.2019 | 28.02.2021 | 22020917 | Neuartige und erweiterte Holzpellet-Charakterisierung und Abbrandmodellierung, "FuturePelletSpec" Teil 1: Grundlagenuntersuchungen - Akronym: FuturePelletSpec | Im Vorhaben "FuturePelletSpec" werden bislang noch nicht ausreichend erforschte bzw. völlig unerforschte Eigenschaften des Brennstoffes Holzpellets, die relevante negative Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess haben, untersucht, und die Ursachen für das auffällige Verbrennungsverhalten sollen aufgeklärt werden. Darauf aufbauend sollen neue Vorschläge für Richtlinien zur Holzpellet-Charakterisierung und Standardisierung erarbeitet werden, die in zukünftige Brennstoff-Normungsaktivitäten und insbesondere auch in die Festlegung zukünftiger Prüfverfahren für häusliche Pellet-Öfen und -Kessel einfließen können, um entsprechende Messergebnisse belastbarer und weniger manipulationsanfällig zu machen. Des Weiteren soll ein neuartiges Brennstoffbett-Abbrandmodell für Holzpellet-Festbettfeuerungen entwickelt werden, das erstmals auch eine transiente Simulation des Brennstoffbettabbrandes erlaubt. Dieses Modell soll nach seiner Validierung mit einem bestehenden Gasphasenverbrennungsmodell gekoppelt werden, um den gesamten Verbrennungsprozess simulieren zu können. Somit soll es erstmals ermöglicht werden, den Einfluss wechselnder Brennstoffeigenschaften auf den gesamten Verbrennungsprozess zu simulieren und die Auswirkungen der neuen, als kritisch identifizierten, Brennstoffparameter auf das Verbrennungsverhalten zu untersuchen und zu bewerten. Das neue Modell stellt somit das Verbindungsglied von der Brennstoffcharakterisierung zur Verbrennung dar und soll dazu beitragen, dass zukünftig Brennstoff-flexiblere und kostengünstigere Feuerungen entwickelt werden können. Auf den Resultaten aufbauend soll ein Leitfaden für die Entwicklung von Low-Cost Low-Emission Pelletfeuerungstechnologien, die auch bei schwankenden Pelletqualitäten einen robusten Betrieb zeigen, entwickelt und allgemein zugänglich gemacht werden. Dieser soll die Branche der Pelletfeuerungshersteller bei zukünftigen Entwicklungen unterstützen. | Dr. Hans Hartmann Tel.: +49 9421 300-110 hans.hartmann@tfz.bayern.de Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18A 94315 Straubing | X | |
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22023217 | Verbundvorhaben: Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe; Teilvorhaben 2: Innovatives Aufbereitungskonzept für HHS - Mechanisches Pressverfahren für Holzhackschnitzel - Akronym: InnoFuels | Ziel des Vorhabens "InnoFuels" ist es, innovative Verfahren zur Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen in konventionelle Prozessketten zu integrieren und die dadurch entstehenden neuen Verfahrensketten und Brennstoffe im Praxisversuch zu bewerten. Hierzu werden zwei neuartige Verfahren, der Schneckenhacker Effiter 20.30 der Firma Alvatec GmbH & Co. KG (TV 1), sowie die Hackschnitzelpresse der Firma Bohnert-Technik GmbH (TV 2) verwendet. Mit beiden Verfahren entstehen Brennstoffe, die sich maßgeblich von typischen Holzbrennstoffen unterscheiden und durch ihre veränderten Produkteigenschaften einen positiven Einfluss auf die Energieeffizienz und damit auf die Kosten der Gesamtverfahrensketten, auf die weitere Aufbereitung mittels Trocknung, Lagerung und Pelletierung, auf die Emissionen an CO, NOX und Gesamtstaub bei der Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung und auf den Wirkungsgrad bei dezentralen Holzgas-BHKWs haben können. | Prof. Dr. Stefan Pelz Tel.: +49 7472 951-235 pelz@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | X | |
| 01.10.2019 | 31.12.2022 | 22025517 | Entwicklung eines neuartigen Dampfspeichersystems für ein flexibles Biomasse Heizkraftwerk zur Erhöhung der Systemstabilität - Akronym: KomBio-Speicher | Im Forschungsprojekt KomBio-Speicher soll der Einsatz eines innovativen Dampfspeichersystems zur Flexibilisierung eines Biomasse Heizkraftwerkes untersucht werden. Für die allgemeine Einsatzfähigkeit dieser Speichersysteme wird ein Lastenheft erstellt welches Restriktionen und Anforderungen von Strom-netz/-markt, Biomasse HKW und Speichersystem zusammenfasst. Vorerst soll das Speichersystem in der Simulationsumgebung MATLAB/Simulink aufgebaut und theoretisch untersucht werden. Hier liegt der direkte Fokus auf der Leistungsfähigkeit und der Betriebsweise des Speichersystems sowie die Wechselwirkungen mit Biomasse HKW und dem übergeordneten, lokalen Energiesystem. Zur Validierung dieser Untersuchungen wird am Biomasse Heizkraftwerk Pfaffenhofen ein stark verkleinerter Testspeicher aufgebaut. An diesem Speicher werden die grundsätzliche Funktionsweise und die Speicherkapazität untersucht. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse können die Simulationsmodelle parametriert werden um den realen Betrieb besser nachbilden zu können. Der Testaufbau beinhaltet nur das Speichersystem ohne Nachverstromungseinrichtungen. Eine wirtschaftliche Nutzung und ein flexibler Betrieb des Kraftwerkes sind mit diesem Aufbau nicht möglich. Im Rahmen des AP 4 werden verschiedene Betriebsregime für den flexiblen Betrieb des Kraftwerkes entwickelt. Diese sollen die verschiedenen Betriebsweisen bezogen auf Markt und Netz darstellen. Diese Betriebsweisen sind in die Speichersteuerung zu integrieren. Diese Betriebsregimes sollen auch teilweise am Testspeicher untersucht werden. Ein Hybridbetrieb des Speichers als Hybridspeicher zur Sektorenkopplung soll an dieser Stelle auch untersucht werden. | Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner Tel.: +49 841 9348-2270 wilfried.zoerner@thi.de Technische Hochschule Ingolstadt Esplanade 10 85049 Ingolstadt | ||
| 01.10.2019 | 30.06.2022 | 22030418 | Verbundvorhaben: Entwicklung und technologische Umsetzung tragender Profilstrukturen auf Basis von Holzfurnieren für ein ultraleichtes Stativ für Fotoanwendungen; Teilvorhaben 1: Konstruktive Aspekte der Stativentwicklung und Fertigung sowie Erprobung des Funktionsmusters - Akronym: FURNIER | Die Firma Berlebach Stativtechnik ist ein KMU aus dem ländlichen Raum Sachsens und produziert innovative Fotostative auf Basis des regional verfügbaren Werkstoffs Holz. Im Marktsegment der Fotostative konnte sich das Traditionsunternehmen ein Alleinstellungsmerkmal und weltweit zahlreiche Kunden erarbeiten. Die holzbasierten Stative sind robust, langlebig und zeichnen sich durch optisch sowie haptisch hervorragende natürliche Materialien aus. Diesen positiven Eigenschaften stehen jedoch ein hohes Packmaß und ein vergleichsweise hohes Bauteilgewicht gegenüber. Im Bereich des Stativbaus kann seit geraumer Zeit ein Trend hin zu leichten und robusten Werkstoffen festgestellt werden. Hier werden neben Aluminium vor allem faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere mit Kohlenstofffaserverstärkung (CFK) für die Auslegung der Stativbeine eingesetzt. Das primäre Ziel ist hierbei ein möglichst geringes Bauteilgewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit zu realisieren. Entsprechende Produkte aus CFK sind deutlich kleiner dimensioniert und für den einfachen Transport prädestiniert. Die Holzstative verlieren in dieser Situation zunehmend ihre Wettbewerbsfähigkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung der Stativbeine unter Beibehaltung des Naturwerkstoffs Holz stellt der Einsatz von Furnier zur Herstellung von Hohlprofilen dar. Ziel des Verbundvorhabens FURNIER liegt daher in der Entwicklung und Umsetzung von tragenden Profilstrukturen mit komplexer Geometrie auf Basis von Furnieren. Dabei wir eine hohe haptische und optische Qualität angestrebt. Die Entwicklung von Material- und Versagenskarten in Abhängigkeit des Furnieraufbaus sowie die Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften und des Schwingungsverhaltens des Werkstoffs stellen neben der Entwicklung angepasster Fertigungsprozesse zur Verarbeitung und Umformung flächiger Holzfurniere die Teilziele dar. Zur Demonstration der Umsetzbarkeit des Vorhabens werden Stative mit teleskopierbaren Furnierprofilen aufgebaut. | Im Rahmen von FURNIER wurde eine durchgängige Prozesskette zur Herstellung von Stativbeinsegmenten aus Furnier entwickelt. Beginnend bei der Auswahl geeigneter Holzarten wurden zunächst werkstoff-mechanische Kennwerte mittels zerstörender Prüfmethoden sowie das Werkstoffdämpfungsverhalten bestimmt. Diese Kennwerte dienten zur Erstellung von Material- und Versagenskaten sowie als Eingangsgröße zur numerischen Modellierung des Leichtbauprofils und zur Optimierung geometrischer Parameter. Anhand von prozesstechnologischen Studien konnte eine Umformtechnologie für Furnier zu Hohlprofilen entwickelt und bzgl. Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit optimiert werden. Mit einem zweistufigen Prozess aus membranbasierter Umformtechnologie und anschließendem Fügeschritt wurde eine Prozesskette aufgestellt die den gestellten Anforderungen entspricht. Als wichtigster Meilenstein wird die Herstellung von optisch und haptisch sehr hochwertigen Furnierprofilen mit minimalen Biegeradien von 8 mm angesehen. Mit der Herstellung Demonstrator-Stativen mit Beinsegmenten aus Furnierprofilen konnte eine erhebliche Massereduktion bei verringertem Packmaß und unter Beibehaltung der erforderlichen Nutzlast erzielt werden. An den Demonstratoren konnte die entwickelte Klemmung sowie das Montageprinzip getestet werden. Mit einer abschließenden Schwingungsmessung am Gesamtstativ konnte das hohe Leichtbaupotential auch im Hinblick auf die stark verbesserten Schwingungseigenschaften eindrucksvoll bewiesen werden. | Wolfgang Fleischer Tel.: +49 37320 1201 berlebach@t-online.de Berlebach Stativtechnik Wolfgang Fleischer Chemnitzer Str. 2 09619 Mulda | |
| 01.07.2019 | 31.12.2022 | 22033218 | Emissionsminderung durch angepasste Kesselsteuerung auf der Basis von Daten aus der kontinuierlichen online-NIR-Brennstoffanalyse - Akronym: oNIReduce | Zusätzlich zu den strengen Emissionsgrenzwerten bezüglich CO und Feinstaub, deren Einhaltung im Bereich der Kleinfeuerungsanlagen durch die 1. BImSchV verlangt wird, ist zukünftig auch die Ökodesignrichtlinie für Kleinfeuerungen zu beachten. Durch diese Richtlinie kommen für automatische beschickte Holzfeuerungsanlagen zusätzliche Anforderungen bezüglich NOx-Emissionen und organischer gasförmiger Komponenten (OGC) im Abgas aber auch hinsichtlich der Anlageneffizienz hinzu. Gleichzeitig führt die Umstellung der erdöl- auf eine biomassebasierte Ökonomie zu einer Verknappung hochqualitativer Rohmaterialsortimente, da deren stoffliche Nutzung Vorrang vor deren energetischer Nutzung hat. Entsprechend müssen für die Bioenergieerzeugung zunehmend Reststoffe und biogene Nebenprodukte aus der Land- und Forstwirtschaft als Brennstoffe mobilisiert werden. Diese zeichnen sich im Vergleich zu den derzeitig hauptsächlich genutzten hochqualitativen Holzsortimenten durch schwierigere Brennstoffeigenschaften (u.a. höherer Gehalt an Aerosolbildnern und Stickstoff) und in der Regel auch durch eine höhere Heterogenität aus. Daher ist es notwendig, dass Kesselanlagen flexibel und automatisch auf die Brennstoffzusammensetzung reagieren können. Die Steuerung moderner Kesselanlagen verfügt häufig über verschiedene Programme, die für bestimmte Brennstoffqualitäten die optimalen Parameter zur Minimierung der Emissionen und zur Maximierung der Effizienz bieten. Allerdings wird dabei meist lediglich der vollständige Abbrand und damit niedrige CO-Emissionen angestrebt, die Auswirkung auf andere gasförmige Emissionen wie z.B. NOx bleibt dagegen unberücksichtigt. Insofern soll im Rahmen des Projektes die Erfassung relevanter Brennstoffeigenschaften mittels kostengünstiger, marktverfügbarer NIR-Kompaktgeräte in der Brennstoffzuführung und deren Einbindung in die automatische Kesselsteuerung realisiert werden. | Dr. Annett Pollex Tel.: +49 341 2434-484 annett.pollex@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | ||
| 01.04.2019 | 31.03.2022 | 22038418 | Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 1: Theoretische und Experimentelle Untersuchungen, Koordination - Akronym: UVV | Ergebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern. | Dr. rer. nat. Ingo Hartmann Tel.: +49 341 2434-541 ingo.hartmann@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | ||
| 01.04.2019 | 31.03.2022 | 22038518 | Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 5: Einsatz von Sensorelementen und experimentelle Untersuchungen, Validierung - Akronym: UVV | Ergebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern. | Dr.-Ing. Gunter Hagen Tel.: +49 921 55-7406 gunter.hagen@uni-bayreuth.de Universität Bayreuth - Angewandte Naturwissenschaften Fakultät - Lehrstuhl für Funktionsmaterialien Universitätsstr. 30 95447 Bayreuth | ||
| 01.04.2019 | 31.03.2022 | 22038618 | Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 4: Entwicklung von Gassensoren, Aufbau Prototypen, Tests und Langzeitstabilität - Akronym: UVV | Ergebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern. | Dr. Frank Hammer Tel.: +49 6227 605275 hammer@lamtec.de LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG Josef-Reiert-Str. 26 69190 Walldorf | ||
| 01.04.2019 | 31.03.2022 | 22038718 | Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 2: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Einsatz von Gassensorik an Biomassefeuerungen - Akronym: UVV | Ergebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern. | Prof. Dr. Heinz Kohler Tel.: +49 721 925-1282 heinz.kohler@hs-karlsruhe.de Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft Moltkestr. 30 76133 Karlsruhe | ||
| 01.04.2019 | 31.03.2022 | 22038818 | Verbundvorhaben: Emissionsminderungsstrategien zur umweltverträglichen Verbrennung (UVV) auf Basis von aktuellen Forschungsergebnissen; Teilvorhaben 3: Konzeptentwicklung von Kessel und Abscheider, experimentelle Untersuchungen - Akronym: UVV | Ergebnisse und Erkenntnisse aus kürzlich ausgelaufenen und aktuellen Forschungsprojekten (z.B. "SenSTEF", "SCR-Filter", "SCRCOAT", "Wood Stove 2020", "Wärme aus Holz", "BMU-Kat-II") haben gezeigt, dass bei Anwendung von innovativen Verbrennungsluft-Regelungsmethoden und katalytisch gestützter Emissionsminderung und entsprechender zusätzlicher Abscheidertechnik Verbesserungen der Emissionen um mehr als 80 % gegenüber dem heutigen Stand der Technik realistisch sind. Allerdings waren bisher weder langzeitstabile Sensoren noch Oxidationskatalysatoren und ausgereifte Abscheidetechnik marktnah und wirtschaftlich verfügbar, um diese neue Feuerungstechnologie im Markt der Kleinfeuerungsanlagen einzuführen. Die sehr vielversprechenden Erkenntnisse aus den oben genannten Vorläuferprojekten sollen nun herangezogen werden, um unter Nutzung von jüngsten, bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet der in-situ-Hochtemperatur-Gassensorik sowie Katalysator- und Abscheidertechnik umfassende Emissionsminderungsstrategien und auf diesem Weg die "Nächste Generation Biomassefeuerungsanlagen" zu entwickeln, die erstmals substanzielle Emissionsminderungen im Praxisbetrieb versprechen, welche die aktuellen Grenzwerte der 1. BImSchV, der TA Luft und der MCPD-Richtlinie weit unterschreiten werden. Die Wirksamkeit dieses neuen Emissionsminderungsansatzes soll an zwei marktnahen nichtkommerziellen Prototypfeuerungen vom Typ: 1. vollautomatischer Holzhackschnitzelkessel 2. handbeschickte Scheitholzeinzelraumfeuerungen demonstriert werden. Die praxisnahen Entwicklungsergebnisse sollen nach Projektende an beiden Feuerungstypen für eine zügige Marktumsetzung genutzt werden, um die zukünftig steigenden gesetzlichen Emissionsanforderungen (1. BImSchV, novellierte TA Luft und nationale Umsetzung MCPD-Richtlinie) erfüllen zu können und damit die umweltverträgliche Holzbrennstoffnutzung zu sichern. | MSc Philipp Schneider Tel.: +49 9608 913320 p.schneider@oeko-therm.net A. P. Bioenergietechnik GmbH Träglhof 6 92242 Hirschau | ||
| 01.07.2019 | 30.09.2022 | 22038918 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines realitätsnahen Prüfzyklus für Holz-Zentralheizungen; Teilvorhaben 2: Entwicklung, theoretische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: CycleTest | Im Rahmen des Projekts wird zunächst – aufbauend auf den Ergebnissen vergangener Projekte – eine Prüfstandmethodik für die Bewertung der Effizienz und des Emissionsverhaltens von automatisch beschickten Pellet- und Hackschnitzelkesseln entwickelt. Diese basiert auf einem Lastzyklus, der den Lastverlauf eines Kessels über das Jahr hinweg proportional und praxisnah abbildet. Dadurch wird, anders als bei Anwendung der in der DIN EN 303-5 definierten Methode für die Typenprüfung, eine realitätsnahe Bewertung der Kessel möglich. Im zu entwickelnden Prüfhandbuch werden neben dem definierten Lastzyklus eine einheitliche Mess- und Auswertungsmethodik sowie die zu verwendenden Prüfbrennstoffe festgelegt, um die Vergleichbarkeit der Messungen sicherzustellen. In einem zweiten Schritt wird die neue Prüfmethode in einem Ringversuch durch erfahrene Institute im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und die Reproduzierbarkeit bewertet und gegebenenfalls angepasst. Die neu entwickelte Prüfmethode soll als Grundlage für ein Zertifizierungsprogramm für Holz-Zentralheizungen dienen. Das Programm soll es den Herstellern hochwertiger Holzkessel ermöglichen, die Effizienz und das auch im Benutzungsalltag günstige Emissionsverhalten ihrer Produkte nachzuweisen. Planer, Installateure, Energieagenturen und Fördermittelgeber sollen die Möglichkeit bekommen, verschiedene Kessel zu bewerten und besonders fortschrittliche Technologien zu identifizieren und hervorzuheben. Gegen Ende der Projektlaufzeit sollen Kommunikationsstrategien entwickelt werden, um den Kesselherstellern als möglichen Zertifikatnehmern sowie den oben genannten weiteren Zielgruppen die neu entwickelte Prüfmethodik und die Ansätze für die Zertifizierung zu vermitteln. Vertreter der genannten Zielgruppen werden frühzeitig über einen projektbegleitenden Ausschuss in das Projekt eingebunden. | Dr. Hans Hartmann Tel.: +49 9421 300-110 hans.hartmann@tfz.bayern.de Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18A 94315 Straubing | ||
| 01.07.2019 | 30.09.2022 | 22039118 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines realitätsnahen Prüfzyklus für Holz-Zentralheizungen; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Koordination - Akronym: CycleTest | Im Rahmen des Projekts wird zunächst – aufbauend auf den Ergebnissen vergangener Projekte – eine Prüfstandmethodik für die Bewertung der Effizienz und des Emissionsverhaltens von automatisch beschickten Pellet- und Hackschnitzelkesseln entwickelt. Diese basiert auf einem Lastzyklus, der den Lastverlauf eines Kessels über das Jahr hinweg proportional und praxisnah abbildet. Dadurch wird, anders als bei Anwendung der in der DIN EN 303-5 definierten Methode für die Typenprüfung, eine realitätsnahe Bewertung der Kessel möglich. Im zu entwickelnden Prüfhandbuch werden neben dem definierten Lastzyklus eine einheitliche Mess- und Auswertungsmethodik sowie die zu verwendenden Prüfbrennstoffe festgelegt, um die Vergleichbarkeit der Messungen sicherzustellen. In einem zweiten Schritt wird die neue Prüfmethode in einem Ringversuch durch erfahrene Institute im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und die Reproduzierbarkeit bewertet und gegebenenfalls angepasst. Die neu entwickelte Prüfmethode soll als Grundlage für ein Zertifizierungsprogramm für Holz-Zentralheizungen dienen. Das Programm soll es den Herstellern hochwertiger Holzkessel ermöglichen, die Effizienz und das auch im Benutzungsalltag günstige Emissionsverhalten ihrer Produkte nachzuweisen. Planer, Installateure, Energieagenturen und Fördermittelgeber sollen die Möglichkeit bekommen, verschiedene Kessel zu bewerten und besonders fortschrittliche Technologien zu identifizieren und hervorzuheben. Gegen Ende der Projektlaufzeit sollen Kommunikationsstrategien entwickelt werden, um den Kesselherstellern als möglichen Zertifikatnehmern sowie den oben genannten weiteren Zielgruppen die neu entwickelte Prüfmethodik und die Ansätze für die Zertifizierung zu vermitteln. Vertreter der genannten Zielgruppen werden frühzeitig über einen projektbegleitenden Ausschuss in das Projekt eingebunden. | Dipl.-Ing. (FH), MSc Jakob Bosch Tel.: +49 30 6881599-56 bosch@depi.de DEPI Deutsches Pelletinstitut GmbH Neustädtische Kirchstr. 8 10117 Berlin | ||
| 01.04.2019 | 31.12.2021 | 22039318 | Verbundvorhaben: Entwicklung einer emissionsarmen Einzelraumfeuerung für bedarfsgerecht erzeugte und qualitätsgesicherte Holzhackschnitzel; Teilvorhaben 2: Verfahrenstechnische Entwicklung und Bewertung - Akronym: SITROFEN | Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ökonomisch vielversprechenden Technologiedemonstrators für einen Hackschnitzelofen sowie die Demonstration der Praxistauglichkeit inklusive der notwendigen Brennstoffkette in einer realen Einsatzumgebung. Dieser innovative Ansatz ist durch zwei Grundüberlegungen geprägt. Zum einen soll die grundlegende Erforschung und Entwicklung des Kaminofens inklusive der notwendigen HHS-Bereitstellungs- und Logistikkette unabhängig von speziellen Herstellerinteressen vorangetrieben werden, um eine später breite Markteinführung zu ermöglichen. Zum anderen soll aber auch sichergestellt werden, dass die Entwicklung zu einem marktfähigen Produkt führen kann. Daher ist das Projekt zweistufig angelegt. Zunächst soll eine effiziente und wirtschaftliche Alternative zum Scheitholz-Erlebnisofen entwickelt werden. Hierbei steht vor allem ein stabiler und emissionsarmer Betrieb mit hohem Wirkungsgrad im Vordergrund. Obwohl sich die Nennleistung des Ofens unterhalb von 4 kW und damit außerhalb der Messpflicht der 1. BImSchV befindet, ist die Minderung von Emissionen ein primäres Projektziel. Es besteht der Anspruch, die für Einzelraumfeuerungen geltenden Grenzwerte der 1. BImSchV für Staub und CO auch im üblichen Realbetrieb zu unterschreiten und gleichzeitig hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Anhand von Versuchen im Labor- und Technikumsmaßstab soll die Anlage am DBFZ und der Fachhochschule Südwestfalen entsprechend in der ersten Projektphase entwickelt und optimiert werden. In dieser Zeit soll bereits über einen Projektbeirat die Industrie eingebunden werden. Deren Rückmeldungen sollen in die Entwicklung Eingang finden und im engen Austausch soll die Bereitschaft zur Beteiligung an der zweiten Phase gewonnen werden. In der zweiten Phase soll dann mindestens ein Unternehmen einsteigen, einen Prototypen auf der Grundlage des entwickelten Demonstrators bauen und diesen in einer realen Einsatzumgebung testen. | Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wiest Tel.: +49 291 99104912 wiest.wolfgang@fh-swf.de Fachhochschule Südwestfalen - Standort Meschede - Fachbereich Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften - Fachgebiet Thermische Energietechnik Jahnstr. 23 59872 Meschede | X | |
| 01.09.2019 | 31.08.2022 | 22039618 | Verbundvorhaben: Optimierung von Datenerfassung und Steuerungstechnik für Biomassefeuerungen; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Untersuchungen, Entwicklung Module zur Datenerfassung - Akronym: DigitalFire | Im Rahmen von DigitlaFire sollen marktverfügbare Sensoren und Softwarelösungen an bislang "blinden" Flecken von Feuerungsanlagen genutzt werden, um den Anlagenbetrieb von Biomassefeuerungsanlagen grundlegend zu optimieren. So sollen möglichst kostengünstige Lösungen bereitgestellt werden, welche einen ökonomischen Mehrwert für Hersteller und Betreiber bieten. DigitalFire beschreitet neue Wege in der Optimierung und Steuerung von Biomassefeuerungsanlagen. Die Möglichkeiten der Digitalisierung werden ausgeschöpft, indem 1. durch den Einsatz zusätzlicher Sensoren bzw. Datenerfassungssysteme mehr Informationen entlang der Prozesskette gewonnen werden, 2. durch eine optimierte IT-Infrastruktur verfügbare Daten mit den zusätzlichen Informationen verknüpft und diese Daten effizient gesammelt, übertragen, aufbereitet, gespeichert, ausgewertet und visualisiert werden, 3. Methoden wie Machine Learning, künstliche neuronale Netze (KNN), Soft-Sensorik und Predictive Maintenance eingesetzt werden, um Anlagenbetrieb und Verfügbarkeit zu verbessern, 4. durch ein benutzerfreundliches Frontend, auch für mobile Endgeräte (z.B. eine App), für eine optimale Interaktion mit dem Betreiber der Anlage gesorgt wird. | M.Eng. Martin Meiller Tel.: +49 9661 908-419 martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) - Institutsteil Sulzbach-Rosenberg An der Maxhütte 1 92237 Sulzbach-Rosenberg | ||
| 01.05.2019 | 31.10.2022 | 22040018 | Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 3: Experimentelle Untersuchungen zur Aufklärung zellbiologischer Wirkungen und Validierung - Akronym: TeToxBeScheit | Scheitholz-Einzelraumfeuerungen emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind erforderlich, um die potentiell schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel von TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungseinrichtungen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden hierzu für eine kombinierte Bewertungsstrategie zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft somit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere eine aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. In TV 2 erfolgen humantoxikologische Untersuchungen (in-vitro), die es ermöglichen, das Gefährdungspotential einer Exposition gegenüber Verbrennungsaerosolen gesundheitlich zu bewerten. Der Einsatz einer mehrstufigen biologischen Testbatterie in für die Exposition relevanten Zell- und Gewebemodellen des Respirationstraktes ermöglicht die Ableitung möglicher Gesundheitsfolgen. Der Fokus der molekularbiologischen Analysen liegt auf relevanten mechanistischen Endpunkten, wie z.B. die Induktion von oxidativem Stress, Freisetzung von Entzündungsfaktoren, Bildung von DNA-Strangbrüchen oder der Identifizierung signifikanter Veränderungen auf Ebene der Genexpression. Die im Projektverlauf generierten humantoxikologischen Daten werden mit physikochemischen Analysen korreliert und in einer Bewertungsmatrix verarbeitet. Die Zielsetzung der Untersuchungen am Universitätsklinikum Freiburg im Verbundvorhaben ist es, eine wissenschaftlich fundierte Bewertungsgrundlage zu schaffen, die der weiterführenden Beurteilung der Effizienz von technischen Minderungseinrichtungen dient und eine Priorisierung von effektiven Maßnahmen zur Emissions- und Schadstoffminderung ermöglicht. | Dr. rer. nat. Manuel Garcia-Käufer Tel.: +49 761 270-83410 manuel.garcia-kaeufer@uniklinik-freiburg.de Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Universitätsklinikum Freiburg - Institut für Infektionsprävention und Krankenhaushygiene Breisacher Str. 115 B 79106 Freiburg im Breisgau | ||
| 01.05.2019 | 31.10.2022 | 22041118 | Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische und experimentelle Untersuchungen - Akronym: TeToxBeScheit | Einzelraumfeuerungen für Scheitholz emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind notwendig, um die schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungsmaßnahmen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden für eine kombinierte Bewertung zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft damit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere die aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. Die Datengrundlage wird experimentell von einem interdisziplinären Konsortium mit vier Partnern aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Toxikologie, Umweltforschung sowie Arbeits- und Umweltmedizin erarbeitet. Um die Wirkung der Minderungsmaßnahmen vergleichend zu beurteilen, wird das native Verbrennungsaerosol (Partikel und Gasphase) vor und nach dem Einsatz der jeweiligen Emissionsminderungseinrichtung auf mehreren Ebenen untersucht. Eine umfassende physikalische und chemische Analyse der Rauchgasbestandteile wird durch die Untersuchung der zellbiologischen und der ökotoxikologischen Effekte in relevanten Testsystemen ergänzt. Die Teilergebnisse werden abschließend zusammengeführt und dienen einer kombinierten Bewertung der betrachteten Minderungsmaßnahmen. Auf Grundlage dieser Bewertung kann die THG- und schadstoffspezifische Leistungsfähigkeit praxisrelevanter, technischer Minderungseinrichtungen umfänglich verglichen werden. Auf Grundlage des Vergleichs können Handlungsempfehlungen zur Einhaltung hoher Umweltstandards abgeleitet werden. | Lisa Feikus Tel.: +49 241 80 96695 feikus@teer.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 5 - Georessourcen und Materialtechnik - Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe (TEER) Wüllnerstr. 2 52062 Aachen | ||
| 01.01.2020 | 31.12.2022 | 22042318 | T2O2-Regelung - Entwicklung und Dauererprobung einer vermarktungsfähigen Verbrennungsregelung zur Schadstoffminderung und Effizienzerhöhung in freistehenden Raumheizern nach DIN EN 13240 - Akronym: T2O2-Regelung | Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein bereits bestehendes Regelsystem, welches auf der Grundlage der Energiebilanzmethode, die sogenannte T2O2-Regelung, basiert und bereits im Rahmen von vorangegangenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten entwickelt wurde, für den Einsatz in Einzelraumfeuerungsanlagen nach DIN EN 13240 bis zur Marktreife weiterentwickelt werden. Hierfür soll im Unterauftrag mit der Sabo Elektronik GmbH, welche das bisher auf einer SPS basierende Regelsystem auf einen geeigneten Mikrocontroller übertragen soll, der Firma Kutzner + Weber GmbH als potentieller Systemlieferant sowie mit der Firma Wodtke GmbH und der Firma Hase Kaminofenbau GmbH als Feuerungsanlagenhersteller eng zusammengearbeitet und das Regelsystem in der Praxis, durch den Einsatz in realen Raumheizern, dauererprobt werden. Die Weiterentwicklungen des Regelsystems sollen sich speziell auf Raumheizer für feste Brennstoffe nach DIN EN 13240 beziehen. Als Grundlage für eine erfolgreiche Zulassung und Vermarktung des Regelsystems ist es außerordentlich wichtig, dass die Weiterentwicklungen im Praxisbetrieb für reale Anwendungen d. h. in Haushalten beim Endkunden, über mindestens zwei Heizperioden dauererprobt werden. Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens besteht darin, dass das Regelsystem im Anschluss an die durchzuführenden Weiterentwicklungs- und Optimierungsarbeiten eine Marktreife erlangt, sodass nach Abschluss des geplanten Forschungsvorhabens ein vermarktungsfähiges Produkt angeboten werden kann. | Dr.-Ing. Mohammadshayesh Aleysa Tel.: +49 711 970-3455 mohammadshayesh.aleysa@ibp.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) Nobelstr. 12 70569 Stuttgart | ||
| 01.08.2019 | 31.01.2021 | 22042418 | Grünes Gewerbegebiet Neustrelitz - Durchführbarkeitsstudie für ein mit Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien autark versorgtes Gewerbegebiet - Akronym: Neustrelitz | Im vorliegenden Vorhaben "Grünes Gewerbegebiet Neustrelitz" wird der Gedanke verfolgt, bestehende und neue Erzeugungsanlagen im Bereich der erneuerbaren Energien sowie regionale Energieverbraucher Angebote in ein technisches Gesamtkonzept einzubinden und in einem Maßnahmenkatalog zu bewerten. Ziel ist es alle o.g. Akteure mit lokal erzeugter elektrischer Energie und Wärme aus erneuerbaren Energieanlagen zu versorgen (Sektorenkopplung). In der Stadt Neustrelitz sind in den vergangenen Jahren eine Vielzahl von erneuerbaren Energieanlagen errichtet und installiert worden. Zum einen liefern sie bereits heute eine Vielzahl, der im Stadtgebiet benötigten, Strom- und Wärmebedarfe. Zum anderen leistet Neustrelitz schon heute einen erheblichen Anteil am Klimaschutz in Mecklenburg-Vorpommern. So können allein durch das Biomasseheizkraftwerk (BMHKW 7,5 MWel,17 MWth) jährlich 14.000 t CO2 eingespart werden. Diese positive Bilanz hat zu einer großen Akzeptanz und Identifikation mit den erneuerbaren Energien in Neustrelitz geführt Das Vorhaben soll die einzelnen Komponenten des "Grünen Gewerbegebietes Neustrelitz" untersuchen und diese zu einem effektiven und wirtschaftlichen Gesamtkonzept zusammenfügen, welches im Einklang mit dem Stadtentwicklungskonzept steht und es fördert. Es soll dargestellt werden, welche Komponenten welche Rolle bei einem solchen Konzept spielen und wie Sie ausgeprägt werden müssen. Dabei wird auch der Nutzen und die Wichtigkeit am Gesamtkonzept betrachtet. Ziel dieses Vorhabens ist ein übertragbarer Maßnahmenkatalog, welcher die einzelnen Komponenten, die zur Umsetzung eines solchen Vorhabens notwendig sind, identifiziert und beleuchtet. Es wird also möglich sein das Konzept teilweise zu übertragen, auch wenn nicht alle Komponenten vorhanden sind. Am Ende dieses Vorhabens wurde damit ein übertragbarer Maßnahmenkatalog zur Errichtung eines solchen "Grünen Gewerbegebietes" bzw. ein "grünes" Verbrauchsgebiet erstellt. | In der Studie wurde zunächst, auf Basis der zur Verfügung stehenden Fläche, eine mögliche Struktur des Grünen Gewerbegebietes erstellt. Unter Annahme einer GFZ von 0,6 wurde eine modellhafte Planung der Grundstücke und Gebäude vorgenommen, mit dem Ziel eine maximale Anzahl an anzusiedelnden Unternehmen zu ermitteln. Auf Basis der modelhaften Gebäudedaten und der möglichen Unternehmenszweige, wurden im Anschluss Verbrauchsverläufe ermittelt, um ein modelhafte Verbrauchslast im Strom und Wärmebereich zu ermitteln. Es wurde gezeigt, dass die benötigte Wärme durch das BmHKW bereitgestellt werden kann unter Hinzunahme weiterer Erzeuger zur Spitzenlastdeckung im Winter. Hieraus konnten die Erzeugungsanlagen simuliert werden, die notwendig sind, um eine mögliche Gesamtlast zu erstellen. Im Bereich Photovoltaik, welche auf den Dächern der Gebäude errichtet werden sollen, wurde eine mögliche installierte Leistung von 2,2 MWp ermittelt. Es wurde die Integration von 2 WEA in räumlicher Nähe zum Gewerbegebiet analysiert. Der ermittelte Standort in der Stadtforst von Neustrelitz ist aus naturschutzrechtlichen Gründen der einzige mögliche für die Errichtung von Windenergieanlagen. Die Planung von WEA mit einem Gitterturm mittels vier gespreizten Stahlgitterfüßen über ein Eisenbahngleis ist eine wichtige Innovation. Der hier erzeugte Strom, soll vorrangig zur Versorgung des Gewerbegebietes und zur Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse genutzt werden. Die Analyse einer Wasserstofferzeugung ist ebenfalls durchgeführt wurden. Mehrere Varianten wurden analysiert mit dem Ergebnis, dass ein wirtschaftlicher Betrieb ausschließlich mit einer hohen | Andy Werner Tel.: +49 3981 474-170 werner@stadtwerke-neustrelitz.de Stadtwerke Neustrelitz Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wilhelm-Stolte-Str. 90 17235 Neustrelitz | |
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 22042618 | Verbundvorhaben: Evaluierung von Schnellmesstechnik zur Brennstoffanalytik in Holz-(Heiz-)Kraftwerken; Teilvorhaben 1: Technologiescreening, Evaluierung und ökonomische Bewertung - Akronym: EBA-Holz | Im Zentrum des Vorhabens "EBA-Holz" stehen die Weiterentwicklung bereits auf dem Markt befindlicher, einfacher und zum Teil mobiler Schnellmesstechnik sowie die Neuentwicklung leistungsfähigerer und in den Prozessablauf als Steuerungskomponente integrierbarer Schnellmessverfahren zur Brennstoffanalytik in Holzheiz-(Kraft-)Werken. Bestreben der Arbeiten ist die Bereitstellung von kommerziell verfügbaren Messtechnologien zur Optimierung des Betriebs von mittleren und großen Holzfeuerungsanlagen mit dem Ziel, sowohl Treibhausgase (THG) als auch weitere Luftschadstoffemissionen zu reduzieren. Gleichzeitig haben eine über die Brennstoffqualität erfolgende Prozesssteuerung oder der Einsatz einer definierten, hohen Brennstoffqualität das Potenzial, mechanische Störungen und Probleme im Betriebsablauf von Heiz-(Kraft-)werken signifikant zu minimieren, sowie die Effizienz der Verbrennung zu verbessern und damit die THG-Emissionen zu reduzieren. Mit der Evaluierung und Optimierung bereits vorhandener Technologien werden vor allem Optionen für die Anwendung in mittleren Feuerungsanlagen bis ca. 10 MW Feuerungswärmeleistung (FWL) und für den Einsatz bei Brennstofflieferanten (z. B. Biomassehöfe) bereitgestellt werden. Mit der Neuentwicklung einer in den Prozessablauf von Heiz-(Kraft-)Werken integrierter Technologie, welche wesentlich mehr Brennstoffparameter bestimmen kann als alle derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme, soll eine Option bereit gestellt werden, welche es vor allem großen Feuerungsanlagen ab ca. 10 MW FWL ermöglicht, auf die sich ändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen zu reagieren und ihre THG und Luftschadstoffemissionen dadurch signifikant zu reduzieren. | Prof. Dr. Harald Thorwarth Tel.: +49 7472 951-142 thorwarth@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | ||
| 01.03.2019 | 31.08.2022 | 2219NR013 | ForestValue: Ökologische und ökonomische Bewertung von Design for Recycling im Holzbau - Akronym: InFutUReWood | Die Bauindustrie gehört zu den energie- und ressourcenintensivsten Branchen überhaupt. Der Einsatz von Holz und Holzprodukten kann daher einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren Bauweise leisten. Bisher jedoch bezieht sich der Gedanke der Nachhaltigkeit meist auf die Konstruktion des Gebäudes - der Rückbau und die Wiederverwertung des Holzes bleiben bei der Planung jedoch unberücksichtigt. Dadurch sind die wenigsten Althölzer aus konstruktiven Anwendungen für eine stoffliche Weiterverwendung aufgrund von Verunreinigungen oder Materialverlusten kaum nutzbar. Dabei stehen verschiedene Verfahren für ein stoffliches Altholzrecycling zur Verfügung, um im Sinne der Kaskadennutzung, das Holz aus konstruktiven Anwendungen stofflich und kreislaufgeführt zu verwerten. Aus diesem Grund zielt das Vorhaben darauf ab, Konzepte für ein recyclinggerechtes Bauen mit Holz sowie recyclinggerechte Holzbauprodukte aus Altholz zu entwickeln und zu erproben, um eine stoffliche und effizientere Altholznutzung zu ermöglichen. In dem Teilvorhaben werden die im Gesamtvorhaben entwickelten Konzepte zur recyclinggerechten Konstruktion ökonomisch und ökologisch bewertet, sowie Vorschläge erarbeitet zur besseren Integration von Rückbauverfahren in der Ökobilanzierung. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180-6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | ||
| 01.09.2019 | 31.08.2022 | 2219NR037 | Verbundvorhaben: Optimierung von Datenerfassung und Steuerungstechnik für Biomassefeuerungen; Teilvorhaben 2: technische Unterstützung und Softwareentwicklung - Akronym: DigitalFire | Vorhabensziel: Im Rahmen von DigitlaFire sollen marktverfügbare Sensoren und Softwarelösungen an bislang "blinden" Flecken von Feuerungsanlagen genutzt werden, um den Anlagenbetrieb von Biomassefeuerungsanlagen grundlegend zu optimieren. So sollen möglichst kostengünstige Lösungen bereitgestellt werden, welche einen ökonomischen Mehrwert für Hersteller und Betreiber bieten. DigitalFire beschreitet neue Wege in der Optimierung und Steuerung von Biomassefeuerungsanlagen. Die Möglichkeiten der Digitalisierung werden ausgeschöpft, indem 1. durch den Einsatz zusätzlicher Sensoren bzw. Datenerfassungssysteme mehr Informationen entlang der Prozesskette gewonnen werden, 2. durch eine optimierte IT-Infrastruktur verfügbare Daten mit den zusätzlichen Informationen verknüpft und diese Daten effizient gesammelt, übertragen, aufbereitet, gespeichert, ausgewertet und visualisiert werden, 3. Methoden wie Machine Learning, künstliche neuronale Netze (KNN), Soft-Sensorik und Predictive Maintenance eingesetzt werden, um Anlagenbetrieb und Verfügbarkeit zu verbessern, 4. durch ein benutzerfreundliches Frontend, auch für mobile Endgeräte (z.B. eine App), für eine optimale Interaktion mit dem Betreiber der Anlage gesorgt wird. | Dipl-Ing. Manuel Friedrich Tel.: +49 9122 8899-550 manuel.friedrich@bf-automation.de BF Automation GmbH & Co. KG Walpersdorfer Str. 31 91126 Schwabach | ||
| 01.05.2019 | 31.10.2022 | 2219NR091 | Verbundvorhaben: Kombinierte technische und toxikologische Bewertung von Emissions-Minderungsmaßnahmen für Scheitholzfeuerungen; Teilvorhaben 2: Theoretische toxikologische Untersuchungen, chemisch- physikalisch Charakterisierung der Emissionen - Akronym: TeToxBeScheit | Scheitholz-Einzelraumfeuerungen emittieren eine komplexe Mischung aus partikulären und gasförmigen Schadstoffen. Effiziente Minderungsmaßnahmen sind erforderlich, um die potentiell schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Klima zu reduzieren. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens TeToxBeScheit ist die Erarbeitung einer wissenschaftlich fundierten Grundlage für eine umfassende, praxisrelevante Bewertung marktverfügbarer, primärer und sekundärer Minderungsmaßnahmen für Einzelraumfeuerungen. Technische sowie human- und ökotoxikologische Methoden werden für eine kombinierte Bewertungsstrategie zusammengeführt. Das Vorhaben knüpft damit an die Herausforderungen bezüglich der THG- und Schadstoffminderung für Biomassefeuerungen an und adressiert insbesondere die aktuell unzureichende Bewertungsgrundlage. Im Teilvorhaben 3 hat das Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin die Aufgabe, am Versuchsstand des TEER geeignete chemisch – physikalische Methoden zur Charakterisierung der Emissionen aus Scheitholzfeuerungen zu etablieren und diese Methoden mit den Testsystemen der Human- (TV2) und Ökotoxikologie (TV1) zu koordinieren. | Dr. rer.nat. Manfred Möller Tel.: +49 241 80870-07 mamoeller@ukaachen.de Universitätsklinikum Aachen - Institut für Arbeits- und Sozialmedizin Pauwelsstr. 30 52074 Aachen | ||
| 01.10.2019 | 31.03.2022 | 2219NR104 | Auswirkungen der Kaskadennutzung von Holz auf die Umweltbilanz der nationalen Forst- und Holzbranche in Abhängigkeit von marktwirtschaftlichen und zeitlichen Effekten - Akronym: KHoMaTe | In einer Bioökonomie kommt der verstärkten Nutzung von Holzprodukten eine hohe Bedeutung zu. Um unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Forstwirtschaft die steigende Nachfrage nach Holz zu decken, ist eine effizientere und zirkuläre Nutzung von Holz erforderlich. Dabei stellt insbesondere die Kaskadennutzung von Holz ein vielversprechendes Konzept dar. Um die Potenziale der Kaskadennutzung in Deutschland zu analysieren, werden detaillierte Informationen über den aktuellen Holzmarkt sowie zukünftig anfallendes Altholz benötigt. Dazu bedarf es einer nach Arten und Sektoren differenzierte Prognose des nationalen Altholzaufkommens. Zur Ermittlung der Nutzungspotenziale von Altholz wurde eine Materialflussanalyse für Deutschland für das Jahr 2019 durchgeführt und darauf aufbauend ein Modell (PRecTimber) für die Vorhersage zukünftiger Altholzmengen entwickelt. Um die Kaskadennutzung von Holz aus Umweltsicht zu bewerten, kann auf die Methode der Ökobilanzierung zurückgegriffen werden. Studien deuten auf eine Reduktion der Umweltwirkungen sowie Steigerung der Ressourceneffizienz durch die Kaskadennutzung hin, lassen bei der Bewertung jedoch Verschiebungseffekte auf Marktebene (z.B. Umnutzung des Altholzsortiments) sowie zeitliche Aspekte (z.B. Entwicklungen des Energiesystems) unberücksichtigt. Daher wurde eine konsequentielle LCA der Kaskadennutzung von Holz durchgeführt, die sowohl zeitliche Aspekte als auch Substitutions- und Marktverschiebungseffekte berücksichtigt. Zusätzlich scheint, insbesondere im Vergleich zu Nicht-Kaskadensystemen, eine Betrachtung der Effekte des im Holz gebundenen biogenen Kohlenstoffs aufgrund der langen Betrachtungs- und Speicherzeiträume in Kaskadensystemen relevant. Um die Effekte der temporären Speicherung und der verzögerten Freisetzung des im Holz gebundenen Kohlenstoffs zu berücksichtigen, wurden verschiedene Ansätze zur Bewertung biogenen Kohlenstoffs (BCA) in die LCA eines Holzkaskadensystems implementiert und verglichen. | Im Jahr 2019 wurden für die Herstellung von Holzhalbwaren in Deutschland rund 62 Mm³ Festholzäquivalente (SWE) verschiedener Holzrohstoffsortimente eingesetzt und insgesamt 27.33 Mm³ SWE (13.34 Mt) Holzfertigwaren in den Sektoren Bau, Möbel, Verpackung und Sonstige verbraucht. Gleichzeitig ist mit einer zunehmenden Menge an Altholz mit einem Minimum von 26,6 Mm³ SWE (13,1 Mt) für 2019 bis 29,5 Mm³ SWE (14,2 Mt) im Jahr 2050 zu rechnen. Im Jahr 2050 wird das Altholz voraussichtlich zu 52% aus dem Bausektor, zu 30% aus dem Möbelsektor, zu 15% aus dem Verpackungssektor und zu 2% aus sonstigen Sektoren stammen. Schnittholzprodukte aus dem Bausektor scheinen für eine erneute hochwertige, stoffliche Nutzung, bspw. in Form von Brettschichtholz, vielversprechend. Eine Implementierung der Kaskadennutzung führt in den meisten Umweltwirkungskategorien im Vergleich zum Status-Quo (energetische Nutzung Altholz) zu weniger Umweltwirkungen. Die Umweltwirkungen werden dabei insbesondere von der zukünftigen Entwicklung des Energiesystems und den Substitutionseffekten auf Marktebene bestimmt. In der Transformation zu einer Bioökonomie, die mit der Substitution von Nicht-biobasierten Produkten einhergeht, schneidet das Kaskadensystem im Vergleich zur energetischen Nutzung vorteilhaft ab. Die Klimabilanz von Holzkaskadensystemen wird durch die verlängerte Kohlenstoffspeicherung maßgeblich verbessert. Die Auswirkungen biogener Emissionen der modellierten Systemerweiterung können die Vorteile dabei allerdings abschwächen. Die Ergebnisse werden von den Annahmen zum Bewertungszeitraum, dem Zeitpunkt der Kohlenstoffsequestrierung und der Produktlebensdauer beeinflusst. Neben den Auswirkungen der methodischen Entscheidungen beeinflusst die Wahl des BCA-Ansatzes die berechnete Klimawirkung erheblich. Eine dynamische Bewertung der Effekte des biogenen Kohlenstoffs erweist sich aufgrund der zuverlässigen und konsistenten Bewertung langer Betrachtungszeiträume in Kaskadensystemen als relevant. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180-6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | |
| 01.02.2020 | 30.09.2023 | 2219NR161 | Ökobilanzielle und ökonomische Analyse von Wärmebereitstellungstechnologien für Gebäude - Akronym: OekoWG | Die Emissionen von Heizungsanlagen im Gebäudesektor haben einen deutlichen Anteil an den anthropogenen Umweltbelastungen in Deutschland. Daher ist es wichtig, belastbare Informationen zu den Umweltauswirkungen der Heizungsanlagen zu ermitteln. Ziel des Projektes ist es, die Umweltauswirkungen von Heizungssystemen entlang des gesamten Produktlebenszyklus zu quantifizieren, eine ökonomische Bewertung durchzuführen und über eine dynamische Ökobilanzierung die Auswirkungen in der Zukunft zu prognostizieren. Daraus lässt sich das Heizungssystem mit den geringsten Umweltauswirkungen und niedrigsten Kosten identifizieren. Im Vorhaben werden zwei unterschiedliche Gebäude exemplarisch untersucht. Die Umweltauswirkungen werden dabei anhand der Produktlebensphasen der Heizungsanlagen sowie des Orts der Emissionen unterschieden. Dafür werden die Heizungsanlagen und Kombinationen von Heizungsanlagen gebäudespezifisch ausgelegt und mit detaillierten Massen- und Energiebilanzen über ihren Lebenszyklus beschrieben. Mögliche zu untersuchende Heizungsanlagen sind neben biomassebasierten Systemen beispielsweise auch Wärmepumpen oder Solarthermie. Nach einer ökologischen Betrachtung wird auch die Wirtschaftlichkeit der Systeme untersucht. Anschließend kann eine Ökoeffizienzanalyse durchgeführt werden. Anhand einer dynamischen Ökobilanz soll die Umweltwirkung in der Zukunft abgeschätzt werden. | Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer Tel.: +49 9421 187-100 gaderer@tum.de Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme Schulgasse 16 94315 Straubing | ||
| 01.10.2019 | 30.06.2022 | 2219NR191 | Verbundvorhaben: Entwicklung und technologische Umsetzung tragender Profilstrukturen auf Basis von Holzfurnieren für ein ultraleichtes Stativ für Fotoanwendungen; Teilvorhaben 2: Kennwertbestimmung und Modellierung des Werkstoff- und Strukturverhaltens - Akronym: FURNIER | Die Firma Berlebach Stativtechnik ist ein KMU aus dem ländlichen Raum Sachsens und produziert innovative Fotostative auf Basis des regional verfügbaren Werkstoffs Holz. Im Marktsegment der Fotostative konnte sich das Traditionsunternehmen ein Alleinstellungsmerkmal und weltweit zahlreiche Kunden erarbeiten. Die holzbasierten Stative sind robust, langlebig und zeichnen sich durch optisch sowie haptisch hervorragende natürliche Materialien aus. Diesen positiven Eigenschaften stehen jedoch ein hohes Packmaß und ein vergleichsweise hohes Bauteilgewicht gegenüber. Im Bereich des Stativbaus kann seit geraumer Zeit ein Trend hin zu leichten und robusten Werkstoffen festgestellt werden. Hier werden neben Aluminium vor allem faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere mit Kohlenstofffaserverstärkung (CFK) für die Auslegung der Stativbeine eingesetzt. Das primäre Ziel ist hierbei ein möglichst geringes Bauteilgewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit zu realisieren. Entsprechende Produkte aus CFK sind deutlich kleiner dimensioniert und für den einfachen Transport prädestiniert. Die Holzstative verlieren in dieser Situation zunehmend ihre Wettbewerbsfähigkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung der Stativbeine unter Beibehaltung des Naturwerkstoffs Holz stellt der Einsatz von Furnier zur Herstellung von Hohlprofilen dar. Ziel des Verbundvorhabens FURNIER liegt daher in der Entwicklung und Umsetzung von tragenden Profilstrukturen mit komplexer Geometrie auf Basis von Furnieren. Dabei wir eine hohe haptische und optische Qualität angestrebt. Die Entwicklung von Material- und Versagenskarten in Abhängigkeit des Furnieraufbaus sowie die Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften und des Schwingungsverhaltens des Werkstoffs stellen neben der Entwicklung angepasster Fertigungsprozesse zur Verarbeitung und Umformung flächiger Holzfurniere die Teilziele dar. Zur Demonstration der Umsetzbarkeit des Vorhabens werden Stative mit teleskopierbaren Furnierprofilen aufgebaut. | Im Rahmen von FURNIER wurde eine durchgängige Prozesskette zur Herstellung von Stativbeinsegmenten aus Furnier entwickelt. Beginnend bei der Auswahl geeigneter Holzarten wurden zunächst werkstoff-mechanische Kennwerte mittels zerstörender Prüfmethoden sowie das Werkstoffdämpfungsverhalten bestimmt. Diese Kennwerte dienten zur Erstellung von Material- und Versagenskaten sowie als Eingangsgröße zur numerischen Modellierung des Leichtbauprofils und zur Optimierung geometrischer Parameter. Anhand von prozesstechnologischen Studien konnte eine Umformtechnologie für Furnier zu Hohlprofilen entwickelt und bzgl. Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit optimiert werden. Mit einem zweistufigen Prozess aus membranbasierter Umformtechnologie und anschließendem Fügeschritt wurde eine Prozesskette aufgestellt die den gestellten Anforderungen entspricht. Als wichtigster Meilenstein wird die Herstellung von optisch und haptisch sehr hochwertigen Furnierprofilen mit minimalen Biegeradien von 8 mm angesehen. Mit der Herstellung Demonstrator-Stativen mit Beinsegmenten aus Furnierprofilen konnte eine erhebliche Massereduktion bei verringertem Packmaß und unter Beibehaltung der erforderlichen Nutzlast erzielt werden. An den Demonstratoren konnte die entwickelte Klemmung sowie das Montageprinzip getestet werden. Mit einer abschließenden Schwingungsmessung am Gesamtstativ konnte das hohe Leichtbaupotential auch im Hinblick auf die stark verbesserten Schwingungseigenschaften eindrucksvoll bewiesen werden. | Prof. Dr.-Ing. habil Maik Gude Tel.: +49 351 463-38153 maik.gude@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik - Professur Leichtbaudesign und Strukturbewertung Holbeinstr. 3 01307 Dresden | |
| 01.12.2020 | 30.11.2023 | 2219NR211 | Optimierung von Biomassefeuerungen mit dem Ziel reduzierter Stickoxidemissionen - Akronym: Optinox | Der Fokus des Forschungsvorhabens liegt auf der Entwicklung kosteneffizienter Maßnahmen zur Minderung der Stickoxidemissionen biomassegefeuerter, mittelgroßer Feuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von 1–50 MW. Hierfür wird ein systematischer Vergleich verschiedener Feuerungssysteme (Flugstrom, Wirbelschicht, Festbett) durchgeführt und resultierende Stickoxidemissionen sowie die Verteilung zwischen NO und dessen Vorläufern (HCN, NH3) innerhalb der Verbrennungszonen analysiert. Durch die Kombination aus experimentellen Untersuchungen und CFD-Simulationen wird die Übertragbarkeit des Modellansatzes sowie die Optimierung aller gängigen Biomassefeuerungen hinsichtlich reduzierter Stickoxidemissionen ermöglicht. Es wird eine hinsichtlich der Stickoxidemissionen verbesserte Feuerung ohne eine Erhöhung der Emissionen weiterer Schadstoffe (z.B. Staub, CO) angestrebt. Hierbei wird sowohl die Luftstufung als auch die Kombination aus Luftstufung und SNCR untersucht. | Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff Tel.: +49 89 289-16270 spliethoff@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Maschinenwesen - Lehrstuhl für Energiesysteme Boltzmannstr. 15 85748 Garching b. München | ||
| 01.08.2020 | 31.12.2022 | 2219NR273 | Energetische Nutzung von Scheitholz durch die Entwicklung einer effizienten und emissionsarmen, kleinen Scheitholzfeuerung mittels kontinuierlicher Brennstoffzuführung - Akronym: HypoBio | Das Ziel des Vorhabens ist eine Weiterentwicklung von Stückholz-Kleinfeuerungsanlagen. Mittels einer kontinuierlichen Brennstoffzuführung soll die Phase der intensiven Verbrennung bei hohen Temperaturen möglichst lange ausgedehnt werden. Die bei Chargenabbränden sonst zyklisch auftretenden An- und Ausbrandphasen mit einem erhöhten Schadstoffausstoß werden dadurch minimiert. Für die Scheitholzfeuerung ist die Entwicklung der nachfolgend benannten Anlagenkomponenten erforderlich: - Kontinuierliche Beschickung einer kleinen Holzfeuerung mit Scheitholz - Brennraumgestaltung (Konzept und Auslegung) - Zuluft-Regelung (Primär-, Sekundär- und ggf. Tertiärluft) - Emissionsminderungsmaßnahmen (Katalysatoren, Abscheider) Mit dem zu entwickelnden Prototyp wird eine deutliche Unterschreitung der heute geltenden Grenzwerte nach 1. BImSchV anvisiert. | Rene´ Bindig Tel.: +49 341 2434-746 rene.bindig@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | ||
| 01.01.2020 | 31.12.2021 | 2219NR289 | Die nächste Generation an Holzgas-KWK-Anlagen: ein höheres Level an technischer Verfügbarkeit und Kundenservice - Akronym: NawaroEnergy | Im Fokus des Projektes steht die Weiterentwicklung von Holzgas-KWK-Anlagen. Diese finden ihre Anwendung vorwiegend im ländlichen Raum bei Betrieben der Holzbearbeitung, Nahwärmeversorgung und Landwirtschaft mit Tierzucht. Unser Ziel ist, dass auch in Zukunft eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung, einschließlich der Vermeidung von Treibhausgasen (CO2) bei der nachhaltigen Produktion von Strom- und Wärmeenergie gewährleistet ist. Die Schwerpunkte der angestrebten F&E-Maßnahmen liegen in der Anlagenrobustheit, - steuerung sowie in der Wartung und im Betrieb der Anlagen. Die Anlagenrobustheit wird durch die Reduktion von brennstoffbedingten Schwankungen sowie der Optimierung des Komponenteneinbaus in der zentralen Steuerungseinrichtung erreicht. Um die Last der sicheren Betriebsführung vom betreibenden Personal in die eigentliche Anlage zu bringen, erfolgt die Weiterentwicklung der Steuerung zur intelligenten Vollautomatisierung. Der Service wird im Bereich der vorausschauenden Wartung und Instandhaltung weiterentwickelt. Dabei gilt es, mittels Big Data- Verfahren übergeordnete Steuerungsalgorithmen abzuleiten, um daraus mittels KI-Elementen Wartungseinsätze intelligent und dynamisch zu planen und sie ressourcenschonender auszuführen. Auf dieser Grundlage soll die Anlagenverfügbarkeit als Ganzes bei gleichzeitig geringeren Betriebskosten gesteigert werden. | Ein Teil der resultierenden Verbesserungsmaßnahmen ist zum jetzigen Zeitpunkt Serienstand und wurde zudem bereits bei einigen Bestandsanlagen nachgerüstet. Die übrigen Maßnahmen werden im ersten Quar-tal 2022 in die Serie überführt werden. Einzelne Aufgabenstellungen werden nach dem Vorhaben durch zusätzlichen F&E-Einsatz bei Burkhardt weiter bearbeitet. Hierzu ist vor allem die automatische Erkennung kritischer Anlagenzustände über KI-Elemente, z.B. Machine Learning, zu nennen. Diese Methodik wurde u.a. zur Erfassung des Zustands der Wirbelschicht im Gasreaktor angewendet. Das Ziel, die Wirbelschicht im Gasreaktor zuverlässig zu klassifi-zieren, wurde erreicht. In einem Folgeprojekt wird der Aufbau der Vorrichtung zur Datenerfassung (Kamera) so weiterentwickelt werden, dass er für den Dauerbetrieb geeignet ist. Hierfür gibt es bereits erste Lösungs-ansätze, welche nach Abschluss des Vorhabens umgesetzt werden. Es werden bei Burkhardt mehrere in-terne Entwicklungsprojekte folgen, die auf der durch das Vorhaben geschaffenen Wissensbasis aufbauen werden. Durch die Anwendung der gewonnen Erkenntnisse können weitere Entwicklungsschritte realisiert werden. | Dipl. Ing. FH Holger Burkhardt Tel.: +49 9185 9401-720 h.burkhardt@burkhardt-gmbh.de Burkhardt GmbH (Mühlhausen) Kreutweg 2 92360 Mühlhausen | X |
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 2219NR292 | Verbundvorhaben: Evaluierung von Schnellmesstechnik zur Brennstoffanalytik in Holz-(Heiz-)Kraftwerken; Teilvorhaben 3: Entwicklung von Schnellmesstechnik für große Feuerungsanlagen auf Basis der Röntgenfluoreszenzanalyse sowie an das Mess-Prinzip angepasster Probenaufbereitung - Akronym: EBA-Holz | Im Zentrum des Vorhabens "EBA-Holz" stehen die Weiterentwicklung bereits auf dem Markt befindlicher, einfacher und zum Teil mobiler Schnellmesstechnik sowie die Neuentwicklung leistungsfähigerer und in den Prozessablauf als Steuerungskomponente integrierbarer Schnellmessverfahren zur Brennstoffanalytik in Holzheiz-(Kraft-)Werken. Bestreben der Arbeiten ist die Bereitstellung von kommerziell verfügbaren Messtechnologien zur Optimierung des Betriebs von mittleren und großen Holzfeuerungsanlagen mit dem Ziel, sowohl Treibhausgase (THG) als auch weitere Luftschadstoffemissionen zu reduzieren. Gleichzeitig haben eine über die Brennstoffqualität erfolgende Prozesssteuerung oder der Einsatz einer definierten, hohen Brennstoffqualität das Potenzial, mechanische Störungen und Probleme im Betriebsablauf von Heiz-(Kraft-)werken signifikant zu minimieren, sowie die Effizienz der Verbrennung zu verbessern und damit die THG-Emissionen zu reduzieren. Mit der Evaluierung und Optimierung bereits vorhandener Technologien werden vor allem Optionen für die Anwendung in mittleren Feuerungsanlagen bis ca. 10 MW Feuerungswärmeleistung (FWL) und für den Einsatz bei Brennstofflieferanten (z. B. Biomassehöfe) bereitgestellt werden. Mit der Neuentwicklung einer in den Prozessablauf von Heiz-(Kraft-)Werken integrierter Technologie, welche wesentlich mehr Brennstoffparameter bestimmen kann als alle derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme, soll eine Option bereit gestellt werden, welche es vor allem großen Feuerungsanlagen ab ca. 10 MW FWL ermöglicht, auf die sich ändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen zu reagieren und ihre THG und Luftschadstoffemissionen dadurch signifikant zu reduzieren. | Dipl.-Ing. Stefan Brauer Tel.: +49 6171 91293-0 engineering@apc-analytics.com APC Analytics GmbH Daimlerstr. 17 61449 Steinbach (Taunus) | ||
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 2219NR294 | Verbundvorhaben: Evaluierung von Schnellmesstechnik zur Brennstoffanalytik in Holz-(Heiz-)Kraftwerken; Teilvorhaben 2: Probenbereitstellung, Analyseverfahren und Normenkonformität - Akronym: EBA-Holz | Im Zentrum des Vorhabens "EBA-Holz" stehen die Weiterentwicklung bereits auf dem Markt befindlicher, einfacher und zum Teil mobiler Schnellmesstechnik sowie die Neuentwicklung leistungsfähigerer und in den Prozessablauf als Steuerungskomponente integrierbarer Schnellmessverfahren zur Brennstoffanalytik in Holzheiz-(Kraft-)Werken. Bestreben der Arbeiten ist die Bereitstellung von kommerziell verfügbaren Messtechnologien zur Optimierung des Betriebs von mittleren und großen Holzfeuerungsanlagen mit dem Ziel, sowohl Treibhausgase (THG) als auch weitere Luftschadstoffemissionen zu reduzieren. Gleichzeitig haben eine über die Brennstoffqualität erfolgende Prozesssteuerung oder der Einsatz einer definierten, hohen Brennstoffqualität das Potenzial, mechanische Störungen und Probleme im Betriebsablauf von Heiz-(Kraft-)werken signifikant zu minimieren, sowie die Effizienz der Verbrennung zu verbessern und damit die THG-Emissionen zu reduzieren. Mit der Evaluierung und Optimierung bereits vorhandener Technologien werden vor allem Optionen für die Anwendung in mittleren Feuerungsanlagen bis ca. 10 MW Feuerungswärmeleistung (FWL) und für den Einsatz bei Brennstofflieferanten (z. B. Biomassehöfe) bereitgestellt werden. Mit der Neuentwicklung einer in den Prozessablauf von Heiz-(Kraft-)Werken integrierter Technologie, welche wesentlich mehr Brennstoffparameter bestimmen kann als alle derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme, soll eine Option bereit gestellt werden, welche es vor allem großen Feuerungsanlagen ab ca. 10 MW FWL ermöglicht, auf die sich ändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen zu reagieren und ihre THG und Luftschadstoffemissionen dadurch signifikant zu reduzieren. | Dr. Daniel Kuptz Tel.: +49 9421 300-118 daniel.kuptz@tfz.bayern.de Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18A 94315 Straubing | ||
| 01.02.2020 | 31.01.2023 | 2219NR296 | Kombi Power System mit Gegenstromvergasung - Verbesserung der Anlagenrobustheit und Weiterentwicklung der Anlagenkonzepte - Akronym: Kleinvergaser | 1. Marktdurchbruch über die Erreichung von wirtschaftlichen Projekten abseits von Nischen - durch den Einsatz günstigerer Brennstoffsortimente - durch die Erreichung höherer Vollaststundenzahlen - durch die Verringerung des Betreuungsaufwandes seitens des Betreibers - durch die Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten für das anfallende Pyrolyseöl 2. Ausbau und Festigung des bereits gewonnenen Know-hows 3. Etablierung der Technologie "KWK mit Gegenstromvergasung" 4. Erhaltung bestehender und Schaffung weiterer Arbeitsplätze im Unternehmen | Alexander Schwarzberger Tel.: +49 9443 929-222 a.schwarzberger@regawatt.de ReGaWatt GmbH An den Sandwellen 114 93326 Abensberg | ||
| 01.06.2020 | 31.08.2024 | 2220HV002X | Längsverbindungen hölzerner Masten und Verdrängungspfähle - Akronym: Laengsverbindungen | Übergeordnetes Ziel dieses Vorhabens ist es, bisher ungenutztes Potential von regional vorhandenen dauerhaften Holzqualitäten nutzbar zu machen. Daher soll eine kraftschlüssige, dauerhafte und leicht handhabbare Längsverbindung für hölzerne Pfähle im Wasserbau entwickelt und konstruiert werden, die es ermöglicht, einzelne Pfahlabschnitte zu einem voll tragfähigen Pfahl beliebiger Länge zu fügen. Durch das Fügen einzelner Pfahlabschnitte - kann anfallendes Altholz (Wasserbauholz) einer neuen Verwendung zugeführt werden, indem noch intakte Pfahlabschnitte aufbereitet und zu neuen Pfählen ausreichender Länge gefügt werden können. - müssen geschädigte Pfähle nicht vollständig, sondern nur in Teilbereichen erneuert werden, so dass intakte Bereiche verbleiben und weiter genutzt werden. - kann der Einsatz heimischer Hölzer wieder konkurrenzfähig werden, da dauerhafte Kernholzabschnitte zu Holzpfählen mit hohen und nahezu konstanten Dauerhaftigkeiten und Tragfähigkeiten über eine theoretisch beliebige Länge gefügt werden können. In dem Vorhaben werden geeignete Längsverbindungen in umfangreichen klimatischen, statischen und dynamischen Versuchsreihen validiert und evaluiert. Unter realistischen Arbeitsbedingungen ausgeführte Vor-Ort-Versuche sollen die praxistaugliche Eignung unter diversen realen Randbedingungen nachweisen. Begleitend erfolgen die Implementierung eines Belastungsmodells sowie eines Finite-Elemente-Modells zur Bemessung sowie die Entwicklung von Praxisempfehlungen für potentielle Nutzer. Für den Einsatz von Altholz ist zudem die Entwicklung eines Verfahrens zur Selektierung von rückgebautem Wasserbauholz im Hinblick auf die Wiederverwendbarkeit vorgesehen. Ein besonderer Fokus muss dabei auf die Rammbarkeit der gefügten Pfähle gelegt werden, da Pfähle im Wasserbau als sogenannte Verdrängungspfähle üblicherweise durch Schlag- oder Vibrationsrammungen installiert werden. | Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad Tel.: +49 511 762-2403 fouad@ifbp.uni-hannover.de Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie - Institut für Bauphysik Appelstr. 9a 30167 Hannover | ||
| 01.11.2020 | 31.12.2023 | 2220HV024X | Nachwuchsgruppe: Holzbasierte Hochleistungsmaterialien für den 3D-Druck und die thermoplastische Fertigung (HolzMat3D) - Akronym: HolzMat3D | Die 3D-Fertigung (3D-Druck und Spritzguss) ermöglicht die präzise Herstellung individuell angepasster Produkte und bietet ein großes Zukunftspotential. Zur Herstellung dieser Produkte werden gegenwärtig zumeist nicht biologisch abbaubare Kunststoffe aus Erdöl verwendet. Diese Kunststoffe tragen allerdings maßgeblich zur langanhaltenden Verschmutzung unserer Umwelt bei. Daher ist es notwendig, geeignete Materialien auf Grundlage nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln. Die Integration von Holzcellulose (Cellulosefasern, CF und Cellulose-Nanofibrillen, CNF) in die 3D-Fertigung ist ein vielversprechender Ansatz um neuartige Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Ein Ansatz des Projekts ist der Gel-3D-Druck. Hierfür werden anorganische Nanopartikel an ihrer Oberfläche modifiziert und durch eine Polymerisationsreaktion mit mehreren CNF verbunden. Durch diese Quervernetzung zwischen den einzelnen CNF wird ein starkes und widerstandsfähiges Netzwerk gebildet, das mittels Gel-3D-Druck verarbeitet werden kann. Ein weiterer Ansatz ist die Herstellung von Bionanokompositen aus CF oder CNF und einer Kunststoffmatrix. Diese biologisch basierten Komposite werden auf der einen Seite ein niedriges Gewicht aufweisen, auf der anderen Seite jedoch herausragende mechanischen Eigenschaften besitzen. Um das Haftungsvermögen zwischen CF bzw. CNF und einer Kunststoffmatrix zu gewährleisten muss jedoch die hohe Hydrophilie von Cellulose überwunden werden. Ziel des Forschungsprojektes ist demnach die Entwicklung einer universellen Grundsubstanz aus CF bzw. CNF, deren Oberfläche durch eine kontrollierte radikalische Polymerisation chemisch modifiziert wird um eine Kompatibilität zu verschiedenen Kunststoffmatrices zu bieten. Diese Hybridmaterialien werden anschließend compoundiert und durch SLS-, bzw. FDM-3D-Druck und Spritzguss konsolidiert. | Dr. Julien Navarro Tel.: +49 40 73962-612 julien.navarro@uni-hamburg.de Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Institut für Holzwissenschaften - Holzphysik Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027A | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 1: Pro-jektorganisation sowie Konzeption, Charakterisierung und Simulation des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Alt-holz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern so-wie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung be-kannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anforderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Giovanni Piazza Tel.: +49 711 6862-8154 giovanni.piazza@dlr.de Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Fahrzeugkonzepte Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027B | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 2: Herstellung, Modifizierung und Technologiebewertung des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung bekannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anfor-derungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Dr. Dirk Berthold Tel.: +49 531 2155-452 dirk.berthold@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027C | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 3: Modifizierung, Charakterisierung und Fertigungsuntersuchungen des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrandbasierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung bekannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anforderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027D | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 4: Fertigungstechnische Aspekte des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung bei-spielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung be-kannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Mol-ding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Alu-minium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen An-forderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsys-tems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt er-arbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Dipl.-Ing. Robert Walther Tel.: +49 35208 83-317 robert.walther@mitras-composites.de MITRAS Composites Systems GmbH Bahnhofstr. 32 01471 Radeburg | ||
| 01.06.2020 | 31.05.2023 | 2220HV031X | Erweiterung der Rohstoffbasis und Steigerung der Rohstoff- und Energieeffizienz bei der Herstellung von holzfaserbasierten Produkten durch Faserfraktionierung - Akronym: Faserkreis | Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist die Steigerung der Material- und Energieeffizienz in der Herstellung von holzfaserbasierten Werkstoffen. Das Vorhaben widmet sich einer gesamtheitlichen Betrachtung und Bewertung der Herstellung, Verarbeitung und Wiedergewinnung von Holzfa-sern. In diesem Zusammenhang sollen bereits genutzte und potentiell nutzbare Rohstoffsortimente für die Herstellung holzfaserbasierter Produkte in den Bereichen Möbel-, Holz-, Leichtbau und Pflanzenzucht untersucht werden. Ausgangspunkt für die Entwicklung material- und energieeffizienter Prozesstechnik für die Herstellung holzfaserbasierter Werkstoffe ist die Erweiterung der Rohstoffbasis und die Optimierung der Faseranwendung. Dazu gehören die rohstoffbezogene Optimierung der Aufschlussparameter in der Fasererzeugung sowie die Charakterisierung der Fasereigen-schaften. Die entscheidenden Energie- und Rohstoffeinsparungspotenziale werden durch das Konzept einer produkt- und prozessspezifischen Faserfraktionierung erzielt, die erstmalig eine gezielte Verwendung der Fasern für die einzelnen Anwendungsgebiete ermöglicht. Die Steigerung der Leistungsfähigkeit der aus den fraktionierten Fasersortimenten hergestellten Werkstoffe wird untersucht. Schließlich wird die gesamtheitliche Betrachtung der Holzfaserverwendung durch die Überprüfung der Wiedergewinnung und Wiederverwendung von Fasern abgeschlossen. Die Potenziale zur Entwicklung neuer holzfaserbasierter Werkstoffe werden aufgezeigt. | Prof. Dr. Andreas Michanickl Tel.: +49 8031 805-2366 andreas.michanickl@th-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer (ZFET) Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | ||
| 01.04.2020 | 30.09.2023 | 2220HV034A | Verbundvorhaben: 3D-Druck von Möbeln aus Restholz. Nutzung spanförmiger Reststoffe aus der Holzindustrie für das Liquid Deposition Modeling; Teilvorhaben 1: Materialentwicklung und Upscaling - Akronym: addwood | Das Forschungsvorhaben "addwood" hat den 3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen zum Thema. Ziel ist es, den nachwachsenden Rohstoff Holz mithilfe eines additiven Fertigungsprozesses zu verarbeiten. Vorteilhaft ist, dass dieser eine höhere Materialeffizienz aufweist als traditionelle subtraktive Verfahren. Auf Basis bisher stofflich nur bedingt genutzter spanförmiger Holzreste aus der holzverarbeitenden Industrie soll ein neuer, additiv verarbeitbarer Holzwerkstoff weiterentwickelt werden. Bisher hat sich das Liquid Deposition Modeling in Laborversuchen bewährt. Holzspäne werden mit Bindemitteln vermengt. Die entstehende pastöse Masse lässt sich anschließend extrudieren. Es ist geplant, dieses Verfahren in den Pilotmaßstab zu überführen. Prototypen von Möbeln sind additiv zu fertigen und auf ihre Marktfähigkeit hin zu bewerten. | Dr.-Ing. Michael Rosenthal Tel.: +49 351 463-31360 michael.rosenthal@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät für Umweltwissenschaften - Fachrichtung Forstwissenschaften - Institut für Forstnutzung und Forsttechnik - Professur für Forstnutzung Pienner Str. 19 01737 Tharandt | ||
| 01.04.2020 | 30.09.2023 | 2220HV034B | Verbundvorhaben: 3D-Druck von Möbeln aus Restholz. Nutzung spanförmiger Reststoffe aus der Holzindustrie für das Liquid Deposition Modeling; Teilvorhaben 2: Upscaling, Materialästhetik, Nachbearbeitung, Gestaltung und Herstellung von Prototypen - Akronym: addwood | Das Forschungsvorhaben "addwood" hat den 3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen zum Thema. Ziel ist es, den nachwachsenden Rohstoff Holz mithilfe eines additiven Fertigungsprozesses zu verarbeiten. Vorteilhaft ist, dass dieser eine höhere Materialeffizienz aufweist als traditionelle subtraktive Verfahren. Auf Basis bisher stofflich nur bedingt genutzter spanförmiger Holzreste aus der holzverarbeitenden Industrie soll ein neuer, additiv verarbeitbarer Holzwerkstoff weiterentwickelt werden. Bisher hat sich das Liquid Deposition Modeling in Laborversuchen bewährt. Holzspäne werden mit Bindemitteln vermengt. Die entstehende pastöse Masse lässt sich anschließend extrudieren. Es ist geplant, dieses Verfahren in den Pilotmaßstab zu überführen. Prototypen von Möbeln sind additiv zu fertigen und auf ihre Marktfähigkeit hin zu bewerten. | Prof. Jacob Strobel Tel.: +49 375 536-1875 jacob.strobel@fh-zwickau.de Westsächsische Hochschule Zwickau Kornmarkt 1 08056 Zwickau | ||
| 01.02.2020 | 31.01.2022 | 2220HV038A | Verbundvorhaben: Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel; Teilvorhaben 1: Musterbau - Akronym: CabinWoods-Musterbau | Zielsetzung des Vorhabens war es, Funktionsmöbel aus Hartholz-Verbundelementen einheimischer Produktion so leicht und sicher zu bauen, dass sie sich auf internationalen Premiummärkten wie der Kreuzfahrtbranche gegenüber bisher üblichen Metallkonstruktionen durchsetzen können. Ausgangspunkt des Vorhabens war ein bereits durchgeführtes Projekt, in dem es gelungen war, die bisher für diesen Einsatzbereich verwendeten Metallkonstruktionen durch Konstruktionen aus Massivholz zu ersetzen. Die auf dieser Basis entwickelte Konstruktion kam in den Jahren 2014, 2016 und 2018 auf drei Kreuzfahrtschiffen zum Einsatz. Da für die Reedereien die Themen Nachhaltigkeit und Ressourcenverbrauch immer stärker in den Fokus rückten, ergab sich von dieser Seite die Aufgabenstellung nach einer Gewichtsreduzierung aller eingesetzten Bauteile, inklusive der Möblierung. Neben dem Ziel der Energieeinsparung durch eine Reduzierung des Gesamtgewichts und Aspekten des Umweltschutzes spielte hierbei auch die Schiffsicherheit eine wesentliche Rolle. Zur Erreichung dieses Ziels sollte ein für die Möbelindustrie neues iteratives Verfahren zum Einsatz kommen. Aus den im Prototypenbau entwickelten Hartholz-Verbundelementen sollten unter Einsatz computergestützter Simulationen 3DModelle angelegt und mit Hilfe dieser Modelle die unter den Beanspruchungen Sitzen, Verwandeln und Schlafen auftretenden Lasten simuliert werden. Auf diese Weise sollten die maximal durch jedes Bauteil aufzunehmenden Lasten ermittelt und festgestellt werden, welche Querschnitte und Maße für die jeweilige Lastaufnahme ggf. überdimensioniert waren. Die durch die Simulationen ermittelten Optimierungspotenziale sollten dann in die Entwicklung neuer Prototypen einfließen, die im Anschluss Funktions- und Anwendertests unterzogen werden sollten. Ziel war die Reduzierung des Gesamtgewichts um ca. 40%. Eine Übertragung der Ergebnisse sollte auch auf weitere Anwendungsgebiete (Hotels, Pflege, Krankenhaus, Wohnmöbel) erfolgen. | Die theoretischen Ergebnisse der Simulation ließen sich nur sehr aufwändig in Vollholzstrukturen umsetzen. Eine Reduzierung der Vollholzquerschnitte erwies sich grundsätzlich als möglich, jedoch nur bei gleichzeitiger Verstärkung der Konstruktion. Dies wirkte sich jedoch sowohl auf die angestrebte Gewichtsreduzierung, als auch auf den Komfort der Sitzmöbel aus. Über die Reduzierung der Querschnitte hinaus wurden daher weitere Änderungen vorgenommen, z.B. der Austausch von flächigen Elementen durch Rahmenkonstruktionen, der Austausch von Buchenholz durch Fichtenholz und auch der Einsatz von Leichtbauplattenmaterial. Auch die weiteren Verarbeitungsschritte (z.B. die Unterfederung) mussten in die konstruktiven Überlegungen einbezogen werden, da das Gestell auch die hierdurch entstehenden Kräfte aufnehmen musste. Durch die Reduzierung der Querschnitte allein, war die ursprünglich angedachte Gewichtsreduzierung von ca. 40% nicht erreichbar. Durch die Kombination von Querschnittsreduzierung und dem Austausch von Materialien konnte eine Gewichtsersparnis zwischen 25-40% erzielt werden. Über konstruktive Aspekte hinaus beeinflusste auch der spätere Einsatzbereich die Möglichkeiten der Gewichtsreduzierungen. Hierzu zählten die Demontierbarkeit, der Einbau eines Stauraums und Brandschutzerfordernisse. Durch Anwendertests konnten die theoretische Überlegungen um weitere mögliche Nutzungsszenarien erweitert werden. Auch vor dem Hintergrund unterschiedlicher Bewertungskriterien je Einsatzbereich, ergaben die leichteren Konstruktionen für alle potenziellen Anwender Vorteile. Der praxisnahe Ansatz mit der Entwicklung mehrerer Konstruktionsalternativen pro Anforderungsprofil erwies sich als gute Lösung, die sich aus der Simulation ergebenden Fragestellungen zu bearbeiten. Ebenso führte die abteilungsübergreifende Bearbeitung des Projektes zu sehr guten Ergebnissen, da bereits in frühen Phasen auch Anforderungen einer später geplanten Serienfertigung miteinbezogen werden konnten. | Katja Schwander Tel.: +49 6281 401-171 kschwander@franz-fertig.de Franz Fertig, Sitz + Liegemöbel KG Franz-Fertig-Str. 24 74722 Buchen (Odenwald) | X |
| 01.02.2020 | 31.01.2022 | 2220HV038B | Verbundvorhaben: Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel; Teilvorhaben 2: Strukturanalyse - Akronym: CabinWoods | Im Verbundvorhaben "Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel" wurden in Zusammenarbeit der Projektpartner Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH und FRANZ FERTIG Sitz+Liegemöbel KG optimierte Leichtbaulösungen für den Möbelbereich entwickelt. Zielsetzung des bearbeiteten Vorhabens war es, Hartholz-Funktionsmöbel durch konstruktiven Leichtbau so zu optimieren, dass sie sich in wichtigen Premium-Märkten wie Kreuzfahrtschiffen, Kliniken oder Hotels ge-gen bisher übliche Metallkonstruktionen besser durchsetzen können. Dazu wurden Beispielkonstruktionen erstellt, hinsichtlich ihrer Belastungsszenarien identifiziert und simulativ bewertet. Ausgehend von den Simulationsergebnissen (Spannungsverteilungen, Verformungszuständen) wurden die Konstruktionen bzgl. der Masse als Zielgröße belastungsgerecht optimiert und Prototypen ent-sprechend der Ergebnisse gefertigt. Ziel war es, die das Gewicht der Ausgangskonstruktion durch Methoden des konstruktiven Leichtbaus um ca. 40 % zu reduzieren und gleichzeitig die mechanische Leistungsfähigkeit zu verbessern oder auf Aus-gangsniveau zu halten. | Ausgehend vom Ursprungstyp des Projekts: Standard-Passagierkabine AIDA wurden zunächst Modelltypen definiert und die in den Modelltypen verwendeten Materialien identifiziert und die zur Implementierung eines anisotropen Materialmodells für die Simulation auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) benötigten Materialparameter bereitgestellt. Auf Basis der analysierten Modelltypen wurden ausgehend von zweidimensionalen Konstruktionszeichnun-gen dreidimensionale Volumenmodelle der Funktionsmöbel konstruiert. Die Funktionen der einzelnen Kom-ponenten wurden eingehend analysiert und in unterschiedlichen Detaillierungsgraden in den Volumenmodel-len hinterlegt. Zugehörige Simulationsumgebungen wurden aufgebaut und Randbedingungen, Lasteinleitungen, Kontakt-formulierungen, geometrievorbereitende Maßnahmen sowie Elementauswahl und Vernetzungsgrade wurden definiert und implementiert. Simulativ gestützte Topologie- und Geometrieoptimierungsverfahren wurden auf ausgewählte Teilkompo-nenten angewendet und das Verhalten der Strukturen in den Simulationsumgebungen studiert. Weiterhin wurden auch die Gesamtkonstruktionen mittels Spannungs- und Verformungsanalyse simulativ berechnet und hinsichtlich der Ergebnisse ausgewertet. Auf Basis der Erfahrung der Konstrukteure und aus dem in den Simulationen identifizierten Auslastungsgrad der verschiedenen Konstruktionselemente wurden für den Prototypenbau verschiedenste Ansätze zur Ge-wichtsreduzierung (stofflicher und geometrischer Leichtbau) bereitgestellt. Weiterhin wurden verschiedene Leichtbaukonfigurationen einer ausgewählten Konstruktion auf Basis der FEM und in Zusammenarbeit von IHD und Franz Fertig, erzeugt und entsprechend den definierten Belas-tungsszenarien simulativ geprüft. Hinsichtlich des Gewichts ergab sich für die endoptimierte Variante ein Gewicht der Holz- und Beschlagkomponenten von 53,8 kg. Bezogen auf die Ausgangsmasse entspricht dieser Wert einer Einsparung von 39,7 %. | Dipl.-Ing. Ronny Lang Tel.: +49 351 4662-365 ronny.lang@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041A | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 1: Mischung, Verklebung und Prüfung verschiedenster Hybridwerkstoffe - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Dr. Julia Belda Tel.: +49 531 2155-427 julia.belda@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041B | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 2: Funktionalisierung und Optimierung der Hybridwerkstoffe - Akronym: HyLight | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Prof. Dr. Carsten Mai Tel.: +49 551 39-19807 cmai@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041C | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 3: Entwicklung und Bau eines Formteilautomaten zur Herstellung von Bauteilen aus nachwachsenden Rohstoffen - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizi-enz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe beste-hend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren (im Folgenden kurz als Biokunststoff be-zeichnet) in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilau-tomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten techni-schen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Formteilautomaten werden bislang ausschließlich für die Partikelschaumverarbeitung eingesetzt: vorgeschäumte thermoplastische Polymerperlen werden mit einem kurzen heißen Dampfstoß oder mittels Energie durch elektro-magnetische Wellen (HF-Technologie) innerhalb kürzester Zeit (wenige Sekunden) zum fertigen Formteil verklebt. Im Rahmen des Vorhabens soll diese Technik genutzt werden, um eine neue Ver-arbeitungstechnologie (Verklebung und Verpressung) für neue Holzprodukte zu entwickeln. Neben der Ma-terial- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Matthias Hofmann Tel.: +49 9342 807-379 matthias.hofmann@kurtzersa.de Kurtz GmbH & Co. KG Frankenstr. 2 97892 Kreuzwertheim | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041D | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 4: Verwendung der projektspezifischen leichten Holzprodukte als Fassadendämmung z.B. in Wärmedämm-Verbundsystemen. - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Markus Zwerger Tel.: +49 7744 57-1455 m.zwerger@sto.com STO SE & Co. KGaA Ehrenbachstr. 1 79780 Stühlingen | ||
| 01.06.2021 | 30.11.2023 | 2220HV043A | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Entwicklung einer Recyclingformulierung und Fertigung für Holzspan- und Holzfaserwerkstoffe - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches alle Bestandteile von Spanholzwerkstoffen einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunststoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werden, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden. | Dr. rer. nat. Sebastian Steffen Tel.: +49 3328 330-246 sebastian.steffen@iap.fraunhofer.de Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite (PYCO) des Fraunhofer IAP Kantstr. 55 14513 Teltow | ||
| 01.06.2021 | 30.11.2023 | 2220HV043B | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Trennung von Mehrstoffsystemen und Entwicklung eines Recyclingverfahrens für Holzspan- und Holzfaserstoffe - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches nicht nur Teile, sondern alle Bestandteile der Werkstoffe einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe ohne Schädigung der Holzfasern von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunstoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werde, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer nicht vollständig abbaut, sondern dieses in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll anschließend wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, bestehend aus der Holzkomponente und dem abgebauten Harz anschließend in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden, so dass eine vollständige Wiederverwendung möglich wird. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem Tel.: +49 3334 657-377 alexander.pfriem@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde Schicklerstr. 5 16225 Eberswalde | ||
| 01.06.2021 | 30.11.2023 | 2220HV043C | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 3: Herstellung von Demonstratoren aus recycelten Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen für modulare Designanwendungen - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches nicht nur Teile, sondern alle Bestandteile der Werkstoffe einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe ohne Schädigung der Holzfasern von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunstoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werde, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer nicht vollständig abbaut, sondern dieses in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll anschließend wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, bestehend aus der Holzkomponente und dem abgebauten Harz anschließend in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden, so dass eine vollständige Wiederverwendung möglich wird. | Dipl.Ing. Andreas Stadler Tel.: +49 30 7885841 stadler@system180.com System 180 GmbH Ernst-Augustin-Str. 3 12489 Berlin | ||
| 01.06.2021 | 31.12.2023 | 2220HV043D | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 4: Konzeption eines Trennverfahrens von Sperrmüllholzabfällen für das Recycling von Spanholzwerkstoffen - Akronym: ReSpan | Konzeption eines Trennverfahrens von Sperrmüllholzabfällen für das Recycling von Spanholzwerkstoffen | Jörg Große-Wortmann Tel.: +49 571 3881017 jgw@prezero.com PreZero Holz GmbH Hafen Berenbusch 4 31675 Bückeburg | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044A | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 1: Entwicklung Verwendungs- und Verwertungsindex, Scannertest und RPC- Entwicklung - Akronym: WIn-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei wesentliche Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst, und dies möglichen Nachnutzungsszenarien zuordnet. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und damit bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im zweiten Bereich des Projekts erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit nicht nur der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen zu Gute sondern auch weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen. Durch das Zusammenspiel von Index und Scanner wird der Anteil des der Wiederverwendung- und -verwertung zugeführten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teilbereich des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem Tel.: +49 3334 657-377 alexander.pfriem@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich Holzingenieurwesen - Chemie und Physik des Holzes sowie chemische Verfahrenstechnik Schicklerstr. 5 16225 Eberswalde | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044B | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 2: Verwertung kontaminierter Holzspäne in duromergebundenen Werkstoffen - Akronym: Win-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im Projekt erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen und weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen, zu Gute. Durch Index und Scanner wird der Anteil des wiederverwendeten- und -verwerteten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teil des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Dr. Vivian Müller Tel.: +49 3375 2152 309 vivian.mueller@iap.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Standort Wildau - Forschungsbereich Polymermaterialien und Composite PYCO Schmiedestr. 5 15745 Wildau | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044C | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 3: Entwicklung des Gehäuses, Prüfung der mechanischen Stabilität von RPC - Akronym: Win-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei wesentliche Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst, und dies möglichen Nachnutzungsszenarien zuordnet. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und damit bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im zweiten Bereich des Projekts erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit nicht nur der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen zu Gute sondern auch weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen. Durch das Zusammenspiel von Index und Scanner wird der Anteil des der Wiederverwendung- und -verwertung zugeführten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teilbereich des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Prof. Dr. Christian Dreyer Tel.: +49 3375 508-858 christian.dreyer@th-wildau.de Technische Hochschule Wildau (FH) Hochschulring 1 15745 Wildau | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044D | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 4: Konzept und Entwicklung eines Handscanners, Evaluation und Ankopplung von ausgewählten Sensoren - Akronym: Win-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei wesentliche Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst, und dies möglichen Nachnutzungsszenarien zuordnet. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und damit bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im zweiten Bereich des Projekts erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit nicht nur der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen zu Gute sondern auch weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen. Durch das Zusammenspiel von Index und Scanner wird der Anteil des der Wiederverwendung- und -verwertung zugeführten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teilbereich des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Dipl.-Ing. Andreas Foltinek Tel.: +49 6721 48035-31 andreas.foltinek@imacs-gmbh.de IMACS GmbH Meß- und Steuerungstechnik Alfred-Nobel-Str. 2 55411 Bingen am Rhein | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044E | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 5: Entwicklung des NIR- Sensors, Schnittstellen und Datenverarbeitung für den Handscanner - Akronym: Win-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei wesentliche Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst, und dies möglichen Nachnutzungsszenarien zuordnet. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und damit bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im zweiten Bereich des Projekts erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit nicht nur der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen zu Gute sondern auch weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen. Durch das Zusammenspiel von Index und Scanner wird der Anteil des der Wiederverwendung- und -verwertung zugeführten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teilbereich des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Dr. Robert Brückner Tel.: +49 351 85032-426 robert.brueckner@senorics.com SENORICS GmbH Messering 19 01067 Dresden | ||
| 01.11.2021 | 31.10.2024 | 2220HV044G | Verbundvorhaben: Wiederverwendungs- und -verwertungsindex für Altholzmaterialien zur werterhaltenden Nachnutzung; Teilvorhaben 7: Etablierung des Index, Praxistest Scanner - Akronym: Win-Altholz | Die Ziele dieses Projekts lassen sich in drei wesentliche Bereiche teilen. Der erste Bereich zielt auf die Erhöhung des Nachnutzungsanteils von Althölzern. Dazu soll ein Index etabliert werden, der Altholz unter Berücksichtigung von Kontaminationen und Abmessung des Holzes im Hinblick auf eine spätere Nachnutzung erfasst, und dies möglichen Nachnutzungsszenarien zuordnet. Dadurch soll die bisherige Kategorisierung verfeinert und damit bessere Möglichkeiten zur Nachnutzung gegeben werden. Ein Baustein, um eine bessere Erfassung zu ermöglichen, ist die im zweiten Bereich des Projekts erfolgende Entwicklung eines Handscanners mit mehreren Sensoren, der es dem Nutzenden erlaubt, präziser als bisher Altholz über ein Ampelsystem zu kategorisieren. Der Handscanner kommt damit nicht nur der Zuordnung von Altholz auf den Wertstoffhöfen zu Gute sondern auch weiterverwertenden Betrieben, die ein sicheres Produkt anbieten wollen. Durch das Zusammenspiel von Index und Scanner wird der Anteil des der Wiederverwendung- und -verwertung zugeführten Holzes wesentlich erhöht. Holz, das aufgrund seiner Kontamination derzeit aus dem stofflichen Kreislauf ausgeschleust würde, soll im dritten Teilbereich des Projekts in Form eines Verbundstoffs der Weiterverwendung zugeführt werden. Dazu soll eine Matrix entwickelt werden, die eine stoffliche Nachnutzung eines großen Teils der Späne erlaubt, die bisher nur der thermischen Verwertung zugeführt werden konnten. Daraus werden Reclaimed-Wood Plastic Composites (RPC) hergestellt, wobei die Matrix gegen mechanische Belastungen und gegenüber Umwelteinflüssen stabil sein soll. | Christine Schink Tel.: +49 3334 5262-043 schink@bebg-barnim.de Barnimer Dienstleistungsgesellschaft mbH (BDG) Ostender Höhen 70 16225 Eberswalde | ||
| 01.03.2021 | 29.02.2024 | 2220HV045X | Entwicklung eines material- und energieeffizienten Holzbausystems aus Laub- und Nadelholz - Akronym: LaNaSYS | Mit dem vorliegenden Vorhaben soll ein Beitrag zu einer materialeffizienten und nachhaltigen Nutzung des einheimischen Rohstoffs Holz im modernen Holzbau geleistet werden. Das Vor-haben konzentriert sich auf die Weiterentwicklung von Brettsperrholzbauteilen. Die Herstel-lung und Verwendung dieses Holzbaustoffes hat in den letzten 20 Jahren exponentiell zuge-nommen und eine weitere Steigerung ist absehbar. Die Bauteile werden bisher nahezu aus-schließlich aus Nadelholz gefertigt, eine Ressource, die knapper werden wird. Auf Grund der großen Produktionsmengen eignen sich die Bauteile besonders gut zur Aufnahme großer Mengen von Laubholz mit derzeit kaum verwertbaren Qualitäten. Mit dem Projekt werden folgende Ziele erreicht: - Entwicklung ressourcen-optimierter Brettsperrholzbauteile mit und ohne Verbund mit Beton - durch diskontinuierliche Verlegung der inneren Brettlagen und gleichzeitiger Integration von Brandstopp-Lagen aus modifiziertem Cottonid - unter Verwendung von bisher stofflich nicht genutzten Laubholzsortimenten für die Mittellagen, insbesondere aus juvenilem Buchenholz, insektengeschädigten Eichenbohlen und/oder Schnittholz mit hohem Splintholzanteil und Restrollen und -bohlen aus der Furnierherstellung - durch Lösung der grundsätzlichen Fragen zur Herstellung von hybridem Brettsperrholz (HBSP) für Wand-, Dach- und Deckenbauteilen - Konzentration der Arbeiten auf Deckenbauteile mit und ohne Verbund - dabei weiterer Reduzierung der Bauteildicken durch Ausnutzung zweiachsiger Tragwirkung - Nutzung der entstehenden Hohlräume für Installationen und Litzen zur Vorspannung - bei gleichzeitiger Angabe aller brandschutztechnischen, bauphysikalischen und mechanischen Leistungsmerkmale - Bereitstellung einer firmenneutralen allgemeinen nationalen oder europäischen Zulassung zur Herstellung und Verwendung der Bauteile in der Praxis - Darstellung der möglichen Anwendungen mit Abschätzung der zu erwartenden Wirtschaftlichkeit - Einschätzung des Absatzpotetials | Univ.-Prof. Stephan Birk Tel.: +49 89 289 25 492 s.birk@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Professur für Entwerfen und Holzbau Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.03.2021 | 30.06.2023 | 2220HV046A | Verbundvorhaben: Energieeffiziente Energiewandlung in der industriellen Holzbe- und -verarbeitung vom Prozess bis zum Stromnetz; Teilvorhaben 1: Elektrischer Antriebsstrang und Nebenverbraucher - Akronym: EEHBV-EMA | In der Holzbranche haben sich über viele Jahrzehnte bestimmte, teilweise komplexe Prozessketten, Maschinen und Anlagen zur Erzeugung von Halbzeugen (Spanplatten, Faserplatten etc.) und Fertigprodukten (Möbel, Fenster etc.) etabliert, die aus heutiger Sicht als technisch machbar und ökonomisch vertretbar angesehen werden können. Dabei kommt es in den Maschinen und Anlagen technologie- und prozessbedingt sehr oft zu zyklischen Belastungen, die zu ungünstigen Leistungsspitzen führen können. Eine Vermeidung dieser Spitzenbelastungen, eine zielgenauere Dimensionierung der elektrischen Installation (Transformatoren, Leistungsschalter, Kabel, Schaltschränken, Stromrichter, Motoren) mit Einsatz leistungsschwächerer aber energieeffizienterer und preiswerterer Maschinenkomponenten sowie eine gezielte Energierückgewinnung und –speicherung bieten ein breites Potential für Energieeinsparungen, Senkung der Investitionskosten und eine Reduktion laufender Betriebskosten in der Holzbranche. Mit heute verfügbaren, modernen Strategien des Energiemanagements besteht die Möglichkeit, das Einsparpotential in den branchenspezifischen Prozessketten der Holz- und Möbelindustrie wirksam zu erschließen. Das Forschungsprojekt zielt vor diesem Hintergrund auf die Bereitstellung eines datenbasierten, offenen und damit erweiterbaren Unterstützungssystems zur Auswahl und Optimierung von mechanischen, thermischen und elektrischen Systemkomponenten in Maschinen und Anlagen der industriellen Holzbe- und -verarbeitung (HBV) ab. Das System soll den Leistungsfluss vom Stromnetz bis zum Prozess erfassen, analysieren und optimieren. Letztendlich sollen daraus neben Empfehlungen zu Auswahl und Projektierung der Systemkomponenten sowie der Systemkonfiguration auch Eingriffe in die Betriebssteuerung bis zur Nutzung kompletter Steueralgorithmen möglich werden. | Prof. Dr.-Ing. Wilfried Hofmann Tel.: +49 351 463-37634 wilfried.hofmann@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik - Elektrotechnisches Institut - Professur Elektrische Maschinen und Antriebe Helmholtzstr. 10 01069 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 30.06.2023 | 2220HV046B | Verbundvorhaben: Energieeffiziente Energiewandlung in der industriellen Holzbe- und -verarbeitung vom Prozess bis zum Stromnetz; Teilvorhaben 2: Arbeitsmaschinen und –prozesse - Akronym: EEHBV | In der Holzbranche haben sich über viele Jahrzehnte bestimmte, teilweise komplexe Prozessketten, Maschinen und Anlagen zur Erzeugung von Halbzeugen (Spanplatten, Faserplatten etc.) und Fertigprodukten (Möbel, Fenster etc.) etabliert, die aus heutiger Sicht als technisch machbar und ökonomisch vertretbar angesehen werden können. Dabei kommt es in den Maschinen und Anlagen technologie- und prozessbedingt sehr oft zu zyklischen Belastungen, die zu ungünstigen Leistungsspitzen führen können. Eine Vermeidung dieser Spitzenbelastungen, eine zielgenauere Dimensionierung der elektrischen Installation (Transformatoren, Leistungsschalter, Kabel, Schaltschränken, Stromrichter, Motoren) mit Einsatz leistungsschwächerer aber energieeffizienterer und preiswerterer Maschinenkomponenten sowie eine gezielte Energierückgewinnung und –speicherung bieten ein breites Potential für Energieeinsparungen, Senkung der Investitionskosten und eine Reduktion laufender Betriebskosten in der Holzbranche. Mit heute verfügbaren, modernen Strategien des Energiemanagements besteht die Möglichkeit, das Einsparpotential in den branchenspezifischen Prozessketten der Holz- und Möbelindustrie wirksam zu erschließen. Das Forschungsprojekt zielt vor diesem Hintergrund auf die Bereitstellung eines datenbasierten, offenen und damit erweiterbaren Unterstützungssystems zur Auswahl und Optimierung von mechanischen, thermischen und elektrischen Systemkomponenten in Maschinen und Anlagen der industriellen Holzbe- und -verarbeitung (HBV) ab. Das System soll den Leistungsfluss vom Stromnetz bis zum Prozess erfassen, analysieren und optimieren. Letztendlich sollen daraus neben Empfehlungen zu Auswahl und Projektierung der Systemkomponenten sowie der Systemkonfiguration auch Eingriffe in die Betriebssteuerung bis zur Nutzung kompletter Steueralgorithmen möglich werden. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 31.08.2023 | 2220HV047A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines neuen lignocellulosen Sandwichwerkstoffs mit reduziertem Materialeinsatz und zugehöriges Fertigungsverfahren; Teilvorhaben1: Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung eines neuartigen, lignocellulosen Sandwichwerkstoffes - Akronym: FALSA | Der Ausbau der Material- und Energieeffizienz in der Holzverwendung ist in Zeiten des Wandels von einer überwiegend fossilbasierten Wirtschaftsweise hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie von großer Bedeutung. Im Projekt werden Möglichkeiten des beanspruchungsgerechten Materialeinsatzes nachwachsender Rohstoffe für leichte Sandwichwerkstoffe entwickelt. Gleichzeitig werden mechanische Eigenschaften der leichten, homogenen Werkstoffe erhört. Dazu wird eine neue Materialentwicklung mit hohem Anwendungspotential sowie eine Anlagentechnik und zugehöriges Verfahren geschaffen. Durch die Beteiligung der Industrie ist die Skalierbarkeit als Ziel möglich. Durch Nutzung von leichten Dämmstoffen und einer innovativen Gestaltung der Faserorientierung kann in Kombination einer Sandwichbauweise die Ressourceneffizienz um bis zu 50 % steigen. Die Entwicklung ist vor allem für die Möbel- aber auch für den Fahrzeug-Innenausbau von hoher Bedeutung. | Prof. Dr.-Ing. Andre Wagenführ Tel.: +49 351 46338101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 31.08.2023 | 2220HV047B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines neuen lignocellulosen Sandwichwerkstoffs mit reduziertem Materialeinsatz und zugehöriges Fertigungsverfahren; Teilvorhaben 2: Entwicklung der Technik zur Herstellung eines neuartigen, lignocellulosen Sandwichwerkstoffs - Akronym: FALSA | Der Ausbau der Material- und Energieeffizienz in der Holzverwendung ist in Zei-ten des Wandels von einer überwiegend fossilbasierten Wirtschaftsweise hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie von großer Bedeutung. Im Projekt werden Möglichkeiten des beanspruchungsgerechten Materialeinsatzes nachwachsender Rohstoffe für leichte Sandwichwerkstoffe entwickelt. Gleichzeitig werden mechanische Eigenschaften der leichten, homogenen Werkstoffe erhört. Dazu wird eine neue Materialentwicklung mit hohem Anwendungspotential sowie eine Anlagentechnik und zugehöriges Verfahren geschaffen. Durch die Beteiligung der Industrie ist die Skalierbarkeit als Ziel möglich. Durch Nutzung von leichten Dämmstoffen und einer innovativen Gestaltung der Faserorientierung kann in Kombination einer Sandwichbauweise die Ressourceneffizienz um bis zu 50 % steigen. Die Entwicklung ist vor allem für die Möbel- aber auch für den Fahrzeug-Innenausbau von hoher Bedeutung. | Jörg Becker Tel.: +49 524 88110-883 jbe@beckergruppe.de Becker Sonder-Maschinenbau GmbH Grüner Weg 6 33449 Langenberg | ||
| 01.07.2021 | 30.06.2024 | 2220HV048A | Verbundvorhaben: Altholzgewinnung aus Sperrmüll durch künstliche Intelligenz und Bildverarbeitung im VIS-, IR- und Terahertz-Bereich; Teilvorhaben 1: Erkennung von Holz und Holzwerkstoffen in Sperrmüll mittels Farbbildverarbeitung und bildgebender NIR-Spektroskopie - Akronym: ASKIVIT | In Deutschland fallen jährlich über zwei Millionen Tonnen Sperrmüll an (z. B. 2018: 2,5 Millionen Tonnen). Davon bestehen je nach regionalem Entsorgungskonzept bis zu 50 % aus Holz, von dem etwa die Hälfte separiert und stofflich wiederverwendet werden kann. Die (positive) Sortierung erfolgt in der Regel händisch am vorgebrochenen Sperrmüll. Die händische Sortierung schafft einerseits Beschäftigungsmöglichkeiten für gering qualifiziertes Personal, kann andererseits aber kostenintensiv sein. Ziel des Projektes ist es daher, die stoffliche Verwertung von Holz aus Sperrmüll zu erhöhen, indem durch eine automatisierte Sortierung die Quote des positiv heraussortierten Holzes erhöht und gleichzeitig der Sortieraufwand gesenkt wird. | Dr.-Ing. Robin Gruna Tel.: +49 721 6091-263 robin.gruna@iosb.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) Fraunhoferstr. 1 76131 Karlsruhe | ||
| 01.07.2021 | 30.06.2024 | 2220HV048B | Verbundvorhaben: Altholzgewinnung aus Sperrmüll durch künstliche Intelligenz und Bildverarbeitung im VIS-, IR- und Terahertz-Bereich; Teilvorhaben 2: Sensordatenauswertung für die Klassifikation von Altholz in Sperrmüll - Akronym: ASKIVIT | In Deutschland fallen jährlich über zwei Millionen Tonnen Sperrmüll an (z. B. 2018: 2,5 Millionen Tonnen). Davon bestehen je nach regionalem Entsorgungskonzept bis zu 50 % aus Holz, von dem etwa die Hälfte separiert und stofflich wiederverwendet werden kann. Die (positive) Sortierung erfolgt in der Regel händisch am vorgebrochenen Sperrmüll. Die händische Sortierung schafft einerseits Beschäftigungsmöglichkeiten für gering qualifiziertes Personal, kann andererseits aber kostenintensiv sein. Ziel des Projektes ist es daher, die stoffliche Verwertung von Holz aus Sperrmüll zu erhöhen, indem durch eine automatisierte Sortierung die Quote des positiv heraussortierten Holzes erhöht und gleichzeitig der Sortieraufwand gesenkt wird. | Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann Tel.: +49 721 608-44598 michael.heizmann@kit.edu Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Industrielle Informationstechnik Hertzstr. 16 76187 Karlsruhe | ||
| 01.10.2020 | 30.09.2023 | 2220HV061X | Verwendung von Recyclingholz als Alternativrohstoff zur MDF-Herstellung - Akronym: RecyclingholzMDF | Die Holzwerkstoffindustrie ist bezüglich des Rohstoffes Holz sowohl mit einer geringeren Verfügbarkeit als auch mit steigenden Kosten aufgrund des verstärkten Wettbewerbs zwischen stofflicher und energetischer Nutzung konfrontiert. Zur Spanplattenherstellung wurde deshalb in den letzten Jahren verstärkt stofflich verwertbares Altholz eingesetzt. Trotz des erheblichen Potentials zur Kostenreduzierung ist nahezu kein Altholzeinsatz bei der Herstellung von MDF zu verzeichnen. Dies ist auf die Anfälligkeit des Herstellungsprozesses gegenüber Störstoffen und auf den geringen Holzfeuchtegehalt des Altholzes zurückzuführen, der eine ausreichende Plastifizierung im Kocher der Zerfaserungsanlage zur Erzeugung einer hohen Faserqualität behindert Das Vorhaben hat die Verfahrensentwicklung zur Herstellung von Faserstoff hoher Qualität aus Hackschnitzeln mit einem Feuchtegehalt unterhalb des Fasersättigungsbereiches bei industrieüblichem Durchsatz zum Ziel. Voraussetzung ist die zu entwickelnde Technologie zur Herstellung von störstofffreien Hackschnitzeln mit einer zur MDF-Herstellung geeigneten Partikelgröße. Die Verfahrensentwicklung beinhaltet die Hackschnitzelmodifizierung im Bereich der Kocherbeschickung zur Erzeugung einer großen spezifischen Oberfläche für die Dampfkondensation, die Erarbeitung einer Kocherkonfiguration zur maximalen Dampfdurchdringung der Hackschnitzelmenge und die Konstruktion einer Faserabführung zum direkten rückstaufreien Faseraustrag aus dem Refinergehäuse | Dipl.-Ing. (FH) Marco Mäbert Tel.: +49 351 4662-352 maebert@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.06.2021 | 31.05.2024 | 2220HV063B | Verbundvorhaben: Entwicklung von automatisierten (digitalen) Bilderkennungssystemen zur Holzartenbestimmung mittels künstlicher Intelligenz; Teilvorhaben 2: Implementierung von KI-Algorithmen zur Holzartenbestimmung - Akronym: KI_Wood-ID | Die Anforderungen an eine zweifelsfreie Bestimmung von international gehandelten Holzprodukten zur Eingrenzung des illegalen Holzeinschlags haben mit Inkrafttreten der Europäischen Holzhandelsverordnung (EUTR) und den CITES-Listungen in den letzten Jahren stark zugenommen. Die Entwicklung von Bilderkennungssystemen mittels künstlicher Intelligenz (KI) zur automatisierten Holzartenbestimmung liefert hierfür einen innovativen Beitrag, um insgesamt den Handel mit legalen Rohstoffen und den Verbraucherschutz zu stärken. Diese Ressortforschungsaufgabe ist von erheblichemBundesinteresse für die Durchführung der gesetzlichen Kontrollen durch die zuständige Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) und die lokalen Umweltbehörden. Die große Bedeutung dieser Zielsetzung, insbesondere für die eindeutige Bestimmung der verwendetenHolzarten in Papier und Papierprodukten, die in einem Umfang von ca. 12 Mio. Tonnen jährlich nach Deutschland eingeführt werden, dokumentiert sich in den stark zunehmenden Anfragen und Prüfaufträgenan das Thünen-Kompetenzzentrum Holzherkünfte. Seit Inkrafttreten der EUTR im März 2013 haben die Prüfaufträge aus den Bereichen der Handelsunternehmen und Behörden um 370 % zugenommen. Die anatomische Bestimmung der Holzprodukte erfolgt auf der Basis mikroskopischer Schnittpräparate und Mazerate, die lichtmikroskopisch analysiert werden. Die eindeutige Erkennung und Abgrenzung dercharakteristischen Strukturmerkmale erfordert eine fundierte wissenschaftliche Expertise und Zugang zubelegten Referenzpräparaten. Da diese international nur an wenigen Forschungseinrichtungen zurVerfügung stehen, sehen wir in der Entwicklung von automatisierten Bilderkennungssystemen eine sehrwichtige und dringend nachgefragte Forschungsaufgabe, um die stark zunehmenden Anfragen auf dem Gebiet der Holzartenbestimmungen bearbeiten und gleichzeitig praktische Systeme für weitere wissenschaftliche Einrichtungen oder akkreditierte Prüflabore bereitstellen zu können. | Markus Rauhut Tel.: +49 631 31600-4595 rauhut@itwm.fhg.de Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) Fraunhofer-Platz 1 67663 Kaiserslautern | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV065A | Verbundvorhaben: Materialeffiziente Herstellung von Produkten aus leichtem Laubholz; Teilvorhaben 1:Optimierung von Holzwerkstoffen aus leichten Laubhölzern durch Verwendung alternativer Klebstoffe - Akronym: MatLeicht | Das Angebot der bisher hauptsächlich zur Erzeugung von Holzwerkstoffen eingesetzten Nadelholzarten mit geringer Rohdichte wird in Zukunft zunehmend eingeschränkt. Ziel des geplanten Projektvorhabens ist deshalb die Entwicklung eines integrierten Konzepts zur stofflichen Nutzung von leichten Laubhölzern wie Erle, Linde und Birke zur Erzeugung innovativer leichter Holzwerkstoffe. Darüber hinaus wird die Nutzung von Fichtenholz aus Kalamitätenbeständen und in geringerem Umfang auch die Nutzung von Buchen- und Robinienholz in Deckschichten getestet. Außerdem wird das Potential von Naturfaser- und Basaltgeweben zur Erhöhung der Festigkeiten leichter Sperrhölzer und OSB evaluiert. Weiterhin wird ein Prozess entwickelt, in dem unter Verwendung spezieller Phenolharzgemische Sperrhölzer und OSB gleichzeitig verklebt und modifiziert werden. Für alle zu untersuchenden Holzwerkstoffe (Sperrholz, OSB, Spanplatten, Holzfaserdämmstoffe) wird getestet, inwieweit konventionelle Kondensationsharze durch ein neuartiges formaldehydfreies, proteinbasiertes Bindemittel oder ein Lignin-Phenolharz ersetzt werden können. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der möglichst vollständigen Nutzung der leichten Hölzer. Neben den hochwertigen Zielbäumen sollen dabei auch geringwertige Sortimente stofflich verwertet werden, die bei der Durchforstung anfallen. Darüber hinaus wird eine effiziente Vollbaumnutzung – zumindest des Stammes und des Kronenmaterials – angestrebt. Dabei soll eine möglichst optimale Wertschöpfung entlang der Prozesskette erfolgen: Nebenprodukte, die bei primären Herstellungsprozessen anfallen, werden zur Erzeugung weiterer Holzwerkstoffe verwendet. | Prof. Dr. Carsten Mai Tel.: +49 551 39-19807 cmai@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV065B | Verbundvorhaben: Materialeffiziente Herstellung von Produkten aus leichtem Laubholz; Teilvorhaben 2: Optimierung von Holzwerkstoffen aus leichten Laubhölzern durch Holzartenkombination und Faserverstärkung - Akronym: MatLeicht | Das Angebot der bisher hauptsächlich zur Erzeugung von Holzwerkstoffen eingesetzten Nadelholzarten mit geringer Rohdichte wird in Zukunft zunehmend eingeschränkt. Ziel des geplanten Projektvorhabens ist deshalb die Entwicklung eines integrierten Konzepts zur stofflichen Nutzung von leichten Laubhölzern wie Erle, Linde und Birke zur Erzeugung innovativer leichter Holzwerkstoffe. Darüber hinaus wird die Nutzung von Fichtenholz aus Kalamitätenbeständen und in geringerem Umfang auch die Nutzung von Buchen- und Robinienholz in Deckschichten getestet. Außerdem wird das Potential von Naturfaser- und Basaltgeweben zur Erhöhung der Festigkeiten leichter Sperrhölzer und OSB evaluiert. Weiterhin wird ein Prozess entwickelt, in dem unter Verwendung spezieller Phenolharzgemische Sperrhölzer und OSB gleichzeitig verklebt und modifiziert werden. Für alle zu untersuchenden Holzwerkstoffe (Sperrholz, OSB, Spanplatten, Holzfaserdämmstoffe) wird getestet, inwieweit konventionelle Kondensationsharze durch ein neuartiges formaldehydfreies, proteinbasiertes Bindemittel oder ein Lignin-Phenolharz ersetzt werden können. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der möglichst vollständigen Nutzung der leichten Hölzer. Neben den hochwertigen Zielbäumen sollen dabei auch geringwertige Sortimente stofflich verwertet werden, die bei der Durchforstung anfallen. Darüber hinaus wird eine effiziente Vollbaumnutzung – zumindest des Stammes und des Kronenmaterials – angestrebt. Dabei soll eine möglichst optimale Wertschöpfung entlang der Prozesskette erfolgen: Nebenprodukte, die bei primären Herstellungsprozessen anfallen, werden zur Erzeugung weiterer Holzwerkstoffe verwendet. | Dipl.-Phys. Peter Meinlschmidt Tel.: +49 531 2155-449 peter.meinlschmidt@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2023 | 2220HV070X | Entwicklung einer 3D-Holzverbinder-Plattform für den intuitiven Aufbau und die optimierte Zerlegbarkeit von Funktionsmöbeln aus an den Klimawandel angepassten Massivhölzern und Holzwerkstoffen - Akronym: WoodConnect | Im Forschungsvorhaben WoodConnect wird eine Plattform dreidimensionaler Vollholzverbinder entwickelt, mit welcher ein intuitiver Aufbau sowie eine oftmalige Zerlegung und Wiederverwendung von Funktionsmöbeln auf nachhaltige Weise ermöglicht wird. Franz Fertig ist einer der führenden Hersteller für Funktionsmöbel aus Vollholz - mit hochwertigen Lösungen für den Wohn- und Objektbereich, Krankenhäuser, Pflegeheime, Hotels, oder Kabinen von Kreuzfahrtschiffen. Funktionsmöbel bestehen aus einzelnen Baugruppen, welche platzsparend verschickt und am Nutzungsort zu fertigen Möbeln zusammengebaut werden. Um die vorgefertigten Baugruppen auf der Baustelle miteinander verbinden zu können, sind unterschiedliche "Verbinder" entwickelt worden. Der Aufbau benötigt vorqualifiziertes und gut geschultes Personal am Aufbauort. Meist ist Personal mit dem nötigen Ausbildungsstand jedoch nicht verfügbar. Um diese Problemstellung zu lösen, hat Franz Fertig ein komplett neues Verbinder-Konzept skizziert: Dreidimensionale Vollholzverbinder, die bereits ab Werk in die jeweiligen Baugruppen integriert sind und vor Ort ganz einfach und intuitiv montiert werden können. Dadurch sollen Aufbauschäden komplett vermieden werden. Die Funktionsmöbel können unbegrenzt zerlegt und wieder neu aufgebaut werden. | Katja Schwander Tel.: +49 6281 401-171 kschwander@franz-fertig.de Franz Fertig, Sitz + Liegemöbel KG Franz-Fertig-Str. 24 74722 Buchen (Odenwald) | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083A | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 1: Verfahrens- und Materialentwicklung im Labormaßstab - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Heike Klussmann Tel.: +49 561 804-3632 klussmann@asl.uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 06 - Fachgebiet Bildende Kunst - Forschungsplattform BAU KUNST ERFINDEN Henschelstr. 2 34127 Kassel | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083B | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 2: Industrielle Adaption und Verfahrensevaluierung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Toni Hausdorf Tel.: +49 5 71 79877-23 t.hausdorf@hh-klebetechnologie.de H & H Maschinenbau GmbH Industrieweg 6 32457 Porta Westfalica | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083C | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 3: Mechanische Auslegung und Validierung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083D | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 4: Identifikation von Anwendungsfeldern und Anwendungsorientierte Materialentwicklung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Jakob Gebert Tel.: +49 561 804-5349 mail@jakobgebert.de Kunsthochschule in der Universität Kassel FG Möbeldesign und Ausstellungsarchitektur Menzelstr. 13-15 34121 Kassel | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV090X | Dreidimensionale Partikelvermessung und Prozessintegration in die Spanplattenherstellung - Akronym: 3VER | Das Projekt 3VER zielt darauf ab, die Ressourceneffizienz der Spanplattenproduktion zu steigern, indem der Rohstoffeinsatz besser auf die gewünschten Eigenschaften des Produktes abgestimmt wird. Bei der Erzeugung von Spänen (Zerspanung) im Herstellungsprozess von Spanplatten werden verschiedene Spangrößen und -geometrien erzeugt - einerseits gewollt für Deck- und Mittelschichten der Platten und andererseits ungewollt z. B. aufgrund der Abstumpfung der Schneiden im Zerspaner oder durch die Zerkleinerung während Transportvorgängen. Der Einfluss dieser Spanformen auf die weiteren Prozessschritte und das Produkt ist bislang nur unzureichend beschrieben, weil es an Messtechnologie zur Vermessung und dreidimensionalen Oberflächenerfassung der erzeugten Späne gefehlt hat. Zudem ist die optimale Klebstoffauftragsmenge für die Späne in der Theorie bekannt, jedoch kann eine oberflächenabhängige Beleimung in der Praxis nicht validiert und umgesetzt werden, da es auch hier an Messtechnologie gefehlt hat. Vor diesem Hintergrund wurde ein dreidimensionales Messsystem für Späne entwickelt, das diese Lücke schließt. Das Projekt schließt sich an die Entwicklung dieser dreidimensionalen Partikelvermessung an und bindet die Technologie in die industrielle Produktion ein, um die Zerspanung, das Stoffstrom-Management und die Klebstoffdosierung zu optimieren. Das Projekt 3VER soll dafür die wissenschaftlichen Voraussetzungen erarbeiten und im gleichen Ansatz auch die technische Umsetzung in der industriellen Produktion leisten. | Dr. Jan Lüdtke Tel.: +49 40 73962-602 jan.luedtke@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.12.2021 | 31.05.2024 | 2220HV093A | Verbundvorhaben: Entwicklung von biobasierten recycelbaren Schichtverbundwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Entwicklung von biobasierten (PLA) Sperrholz und Bewertung der biologischen Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit dieses Verbundes - Akronym: BioRePly | Im Forschungsvorhaben BioRePly sollen biobasierte recycelbare Schichtverbundwerkstoffe (Sperrhölzer) aus Furnier und Polylactid entwickelt werden. Dieses biobasierte Sperrholz wird hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften untersucht. Anschließend ist die Beständigkeit gegen Außenbedingungen wie Witterungseinflüsse, holzzerstörende Pilze und Regen zu untersuchen. Im Rahmen einer Recherche und Machbarkeitsuntersuchung sollen verschiedene Sammelstrategien zur Erfassung des Materials an dessen Lebensende (End-of-Life) entworfen werden. Diese sollen verhindern, dass das Material in der thermischen Verwertung endet und somit dem Stoffkreislauf entzogen wird. Zusätzlich werden Versuche zur biologischen Abbaubarkeit der Schichtverbunde durchgeführt. Diese finden in aeroben und anaeroben Milieu statt und werden sowohl im Labormaßstab, als auch im industriellen Maßstab durchgeführt. Eine vergleichende Ökobilanz wird die Umweltauswirkungen der innovativen kompostierbaren Verbundwerkstoffe nachweisen. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38100 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.12.2021 | 31.05.2024 | 2220HV093B | Verbundvorhaben: Entwicklung von biobasierten recycelbaren Schichtverbundwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Evaluation möglicher End-of-Life-Szenarien und ökobilanzielle Bewertung des Lebenszyklus von biobasiertem Sperrholz - Akronym: BioRePly | Im Forschungsvorhaben BioRePly sollen biobasierte recycelbare Schichtverbundwerkstoffe (Sperrhölzer) aus Furnier und Polylactid entwickelt werden. Dieses biobasierte Sperrholz wird hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften untersucht. Anschließend ist die Beständigkeit gegen Außenbedingungen wie Witterungseinflüsse, holzzerstörende Pilze und Regen zu untersuchen. Im Rahmen einer Recherche und Machbarkeitsuntersuchung sollen verschiedene Sammelstrategien zur Erfassung des Materials an dessen Lebensende (End-of-Life) entworfen werden. Diese sollen verhindern, dass das Material in der thermischen Verwertung endet und somit dem Stoffkreislauf entzogen wird. Zusätzlich werden Versuche zur biologischen Abbaubarkeit der Schichtverbunde durchgeführt. Diese finden in aeroben und anaeroben Milieu statt und werden sowohl im Labormaßstab, als auch im industriellen Maßstab durchgeführt. Eine vergleichende Ökobilanz wird die Umweltauswirkungen der innovativen kompostierbaren Verbundwerkstoffe nachweisen. | Prof. Christina Dornack Tel.: +49 351 463441-21 christina.dornack@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Umweltwissenschaften - Fachrichtung Hydrowissenschaften - Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft Pratzschwitzer Str. 15 01796 Pirna | ||
| 01.12.2020 | 30.04.2024 | 2220NR016A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines automatischen Drohnensystems zur Herstellung stabiler Sprach- und Datenverbindungen zwischen Rettungsdienst und den Hilfesuchenden für Notfälle im Wald; Teilvorhaben 1: Analyse, Datenerhebung und Implementierung der NotRufDrohne in die "Rettungskette-Forst" - Akronym: NotRufDrohne | Die Mobilfunkabdeckung in den baden-württembergischen Wäldern ist sehr lückenhaft und die Versorgungsqualität ist nicht verlässlich dokumentiert. Zahlreiche forstliche Anwendungen basieren auf Mobilfunkanwendungen, wie z.B. die hochpräzise Satellitennavigation oder die "Rettungskette Forst". Kann bei einem Unfall der Notruf nicht direkt abgesetzt werden, muss sich eine Person vom Unfallort entfernen und einen Ort mit ausreichender Mobilfunkanbindung suchen. In einem solchen Fall ist der Zeitverlust enorm und kann durch den Einsatz von innovativen Technologien deutlich reduziert werden. Projektschritte sind: Präzise Identifikation von mobilfunkunterversorgten Waldgebieten durch Befragung der Vor-Ort-Einheiten in Verbindung mit einer Monitoring-App. Durchführung von systematischen Meßkampagnen mit Drohnen bei den identifizierten "Funklöchern" in verschiedenen Flughöhen über Grund. Ziel ist die Entwicklung und Konfektionierung einer sensorgesteuerten Drohne, die über dem Unfallort eine stabile Mobilfunk-Verbindung herstellt. Das System wird vollständig in den normalen Arbeitsablauf integriert. Ein permanentes, z.B. auf einem Waldarbeiterfahrzeug montiertes Drohnentransport und -startsystem registriert den Notruf durch den Verunfallten oder den Ersthelfer und erkennt, ob eine Mobilfunkverbindung hergestellt wird. Ist das nicht der Fall, steigt die Drohne automatisch auf und sucht selbständig eine geeignete Flughöhe bei der eine stabile Mobilfunkanbindung zwischen Anrufer und der Rettungsstelle hergestellt werden kann. Das Verfahren soll medienbruchfrei und endgeräteunabhängig die notwendige Sprach- und Sachdatenverbindung unmittelbar zum Unfallort herstellen und damit das therapiefreie Zeitintervall bei der Rettung grundlegend reduzieren. Auf der Hardwareseite müssen Anpassungen an marktverfügbaren Drohnen durchgeführt, aber auch Entwicklungsarbeit im Bereich der Avionik und der Funkmesstechnik geleistet werden. Ebenso wie bei der sicheren Integration in den Luftraum. | Uli Riemer Tel.: +49 761 4018-192 uli.riemer@forst.bwl.de Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg Wonnhaldestr. 4 79100 Freiburg im Breisgau | ||
| 01.12.2020 | 30.04.2024 | 2220NR016B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines automatischen Drohnensystems zur Herstellung stabiler Sprach- und Datenverbindungen zwischen Rettungsdienst und den Hilfesuchenden für Notfälle im Wald; Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Drohnensystems inkl. Energiemanagement unter Berücksichtigung der neuen EU-Regularien - Akronym: NotRufDrohne | Die Mobilfunkabdeckung in den baden-württembergischen Wäldern ist sehr lückenhaft und die Versorgungsqualität ist nicht verlässlich dokumentiert. Zahlreiche forstliche Anwendungen basieren auf Mobilfunkanwendungen, wie z.B. die hochpräzise Satellitennavigation oder die "Rettungskette Forst". Kann bei einem Unfall der Notruf nicht direkt abgesetzt werden, muss sich eine Person vom Unfallort entfernen und einen Ort mit ausreichender Mobilfunkanbindung suchen. In einem solchen Fall ist der Zeitverlust enorm und kann durch den Einsatz von innovativen Technologien deutlich reduziert werden. Projektschritte sind: Präzise Identifikation von mobilfunkunterversorgten Waldgebieten durch Befragung der Vor-Ort- Einheiten in Verbindung mit einer Monitoring-App. Durchführung von systematischen Meßkampagnen mit Drohnen bei den identifizierten "Funklöchern" in verschiedenen Flughöhen über Grund. Ziel ist die Entwicklung und Konfektionierung einer sensorgesteuerten Drohne, die über dem Unfallort eine stabile Mobilfunk-Verbindung herstellt. Das System wird vollständig in den normalen Arbeitsablauf integriert. Ein permanentes, z.B. auf einem Waldarbeiterfahrzeug montiertes Drohnentransport und -startsystem registriert den Notruf durch den Verunfallten oder den Ersthelfer und erkennt, ob eine Mobilfunkverbindung hergestellt wird. Ist das nicht der Fall, steigt die Drohne automatisch auf und sucht selbständig eine geeignete Flughöhe bei der eine stabile Mobilfunkanbindung zwischen Anrufer und der Rettungsstelle hergestellt werden kann. Das Verfahren soll medienbruchfrei und endgeräteunabhängig die notwendige Sprach- und Sachdatenverbindung unmittelbar zum Unfallort herstellen und damit das therapiefreie Zeitintervall bei der Rettung grundlegend reduzieren. Auf der Hardwareseite müssen Anpassungen an marktverfügbaren Drohnen durchgeführt, aber auch Entwicklungsarbeit im Bereich der Avionik und der Funkmesstechnik geleistet werden. Ebenso wie bei der sicheren Integration in den Luftraum. | Andreas Voss Tel.: +49 4185 9208041 a.voss@syrphus.com Syrphus GmbH Zum Wendeplatz 3 21220 Seevetal | ||
| 01.11.2020 | 31.10.2022 | 2220NR104A | Verbundvorhaben: Ofenoptimierung zur Schadstoffminderung mittels technologischer und katalytischer Maßnahmen; Teilvorhaben 1: Katalytische Maßnahmen - Akronym: OSmintekat | Ziel dieses Vorhabens ist es, ein Ofensystem mit intelligentem Bypassdesign, gegendruckoptimierten Katalysator und Lambda-Regelung zu entwickeln, welches gegenüber Systemen mit klassischem Bypass eine um 20% verringerte Schadstoffemissionen aufweist. | Dr. Martin Lammert Tel.: +49 4498 92326-206 martin.lammert@emission-partner.de Emission Partner GmbH & Co. KG Industriestr. 5 26683 Saterland | ||
| 01.11.2020 | 31.10.2022 | 2220NR104B | Verbundvorhaben: Ofenoptimierung zur Schadstoffminderung mittels technologischer und katalytischer Maßnahmen; Teilvorhaben 2: Technologische Maßnahmen - Akronym: OSmintekat | Ziel dieses Vorhabens ist es, ein Ofensystem mit intelligentem Bypassdesign, gegendruckoptimierten Katalysator und Lambda-Regelung zu entwickeln, welches gegenüber Systemen mit klassischem Bypass eine um 20% verringerte Schadstoffemissionen aufweist. | Onno Cramer Tel.: +49 491 6099-134 ocramer@www.leda.de LEDA Werk GmbH & Co. KG Groninger Str. 10 26789 Leer (Ostfriesland) | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2024 | 2220NR105C | Verbundvorhaben: Entwicklung und Praxisdauererprobung einer elektrostatischen und katalytisch wirkenden Einbautentechnik zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen in Einzelraumfeuerungsanlagen; Teilvorhaben 3: Bereitstellung der Versuchanlagen u. Durchführung der Feldversuche - Akronym: EKE-Technik | Der Einsatz von Biomasse ist zwar einerseits Kohlenstoffdioxidneutral, bei unsachgemäßer Nutzung entstehen bei der Verbrennung jedoch toxikologisch relevante Luftschadstoffe, welche für die Menschen und die Umwelt gefährlich sein können. Die bevorstehende nationale Umsetzung von EU-Emissionsrichtlinien für Biomassefeuerungsanlagen (Ökodesign-Richtlinie für Kleinfeuerungen) sowie neu eingeführte Umweltzeichen wie z. B. "Blauer Engel" werden mittelfristig zu deutlich strengeren Emissionsanforderungen, besonders hinsichtlich dem Ausstoß von Partikeln (Feinstaub) und Kohlenstoffmonoxid, aber auch weiteren Schadstoffen wie NOx und gasförmigen organischen Kohlenstoffverbindungen (OGC) führen. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine neuartige integrierbare Nachoxidationstechnologie speziell für den Einsatz in handbeschickten Einzelraumfeuerungsanlagen entwickelt und in der Praxis dauererprobt werden. Die elektrostatische und katalytisch wirkende Einbautentechnik, sogenannte EKE-Technik, zur simultanen Minderung von staub- und gasförmigen Emissionen soll die verbesserte Oxidation der Einbautentechnik mit einer zusätzlich optimierten Agglomeration der organischen und anorganischen Feinstaubpartikel vereinen. Dieser Effekt soll durch eine gezielte elektrostatische Ionisation bzw. durch die zusätzliche Besprühung des Abgases mit Elektronen erzielt werden. Die dabei gebildeten Agglomerate werden an der Oberfläche des Einbautenmoduls adhäsiert, verbrannt und auf diesem Weg nachhaltig reduziert. Ziel ist es, dass die EKE-Technik nach erfolgreichem Abschluss dieses Forschungsvorhabens den Status der Marktreife erfährt. | Michael Russ Tel.: +49 7071 7003-18 michael.russ@wodtke.com wodtke GmbH Rittweg 55-57 72070 Tübingen | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR108A | Verbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 1: Projektkoordination, Schornsteinfeger-Messverfahren und EN-PME Verfahren - Akronym: LangEFeld | Das Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren. | Dr. Hans Hartmann Tel.: +49 9421 300-172 hans.hartmann@tfz.bayern.de Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Schulgasse 18A 94315 Straubing | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR108B | Verbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 2: Recherche, Prüfstandsuntersuchungen, Zählende und Online-Messverfahren, Katalysatoralterung - Akronym: LangEFeld | Das Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren. | Mario König Tel.: +49 341 2434-569 mario.koenig@dbfz.de DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH Torgauer Str. 116 04347 Leipzig | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR108C | Verbundvorhaben: Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld; Teilvorhaben 3: Charakterisierung der Brennstoffe und Stäube, gemeinsame Analytik - Akronym: LangEFeld | Das Vorhaben "LangEFeld" zielt auf ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Kleinfeuerungsanlagen wie dem Pellet- und Kaminofen ab. Hierbei soll es um die Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider im Feld gehen und die Abscheideeffizienz vor und nach dem Feldversuch werden ermittelt. Für die Beurteilung der Abscheidegrade sind geeignete Messverfahren zu suchen. Außerdem werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung in Prüfständen vor und nach dem Abscheider miteinander verglichen. Daraus sollen Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen abgeleitet werden. Gleichzeitig werden auch die Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen entwickeln zu können sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und Fördermaßnahmen für solche nachrüstbaren Komponenten ableiten zu können. Neben den Elektroabscheidern gibt es auch vielversprechende Katalysatorlösungen als integrierte Emissionsminderungsmaßnahme, die jedoch bisher keinen Langzeittests ausgesetzt wurden, weshalb momentan noch keine belastbaren Aussagen zu Standzeiten von Katalysatoren in Einzelraumfeuerungen getroffen werden können. Damit werden die im Projekt ohnehin erforderlichen Datenerfassungen und Dokumentationen an den Praxisanlagen zusätzlich dazu verwendet, die Einsatzbedingungen bei der gezielt herbeigeführten Katalysatoralterung über längere Betriebszeiten zu charakterisieren. | Prof. Dr. Stefan Pelz Tel.: +49 7472 951-235 pelz@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220NR119A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 1: Implementierung Technikum, Montage, Inbetriebnahme und erste Tests, Optimierungen - Akronym: CLAIRE | Im Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwis-senschaftliche Innovationen. | Martin Meiller Tel.: +49 9661 8155-421 martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTATZ An der Maxhütte 1 92237 Sulzbach-Rosenberg | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220NR119B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 2: Detail-Engineering, Einbringung feuerfester Werkstoffe für Rost- und Anlagenkomponenten, Roststäbe, Luftzuführung (Kühlung) durch einen Vorschub - Akronym: CLAIRE | Im Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwissenschaftliche Innovationen. | Dr. Thomas Weiß Tel.: +49 5032 895-164 t.weiss@ikn.eu IKN GmbH Ingenieurbüro-Kühlerbau-Neustadt Herzog-Erich-Allee 1 31535 Neustadt am Rübenberge | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220NR119C | Verbundvorhaben: Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen; Teilvorhaben 3: Fertigung und Montage, Ansprechpartner für alle Fragen im Bereich thermischer Verbrennungsprozesse von Biomasse und der dazugehörigen Emissionsminderungsstrategien - Akronym: CLAIRE | Im Rahmen von CLAIRE soll ein automatisch beschickter Biomassekessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, dem patentierten Verfahren (DE102017215337B3) von Fraunhofer UMSICHT einerseits und dem Komposit-Roststab von IKN andererseits, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid (CO), organischen gasförmigen Komponenten (OGC), Stickoxiden (NOx) und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktueller Technik liegen. Erreicht wird dies durch die extreme Zonierung der Anlage, was eine optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen ermöglicht. Die Komposit-Roststäbe von IKN sind auf Grund der Freiheitsgrade hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und der geometrischen Gestaltung die ideale Ergänzung des CLAIRE-Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt werden soll. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH verknüpft somit nicht nur Wissenschaft und Industrie sowie Praxis und Theorie in sinnvoller Weise, sondern auch verfahrenstechnische und materialwissenschaftliche Innovationen. | Alfons Fellner Tel.: +49 9608 9230128 a.fellner@oeko-therm.net A. P. Bioenergietechnik GmbH Träglhof 6 92242 Hirschau | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2024 | 2220NR121A | Verbundvorhaben: Untersuchung der Freisetzung partikulärer und gasförmiger Luftschadstoffe aus Kaminöfen in den Innenraum; Teilvorhaben 1: Hauptverantwortlichkeit bei Laboruntersuchungen der Schadstofffreisetzung und Laborüberprüfung der Partikelsensoren und Gassensoren - Akronym: PAGALUKA | Ziel des Vorhabens PAGALUKA ist die Schaffung einer Datenbasis zur Freisetzung von gas- und partikelförmigen Luftschadstoffen aus Kaminöfen in den Innenraum. Mit dem besseren Verständnis der Freisetzung lassen sich Maßnahmen ableiten, um diese so weit wie möglich zu vermeiden. Eine große Wissenslücke besteht derzeit noch im Bereich der Partikelkonzentrationen in Innenräumen mit Kleinfeuerungsanlagen. Zwar wurden mitunter erhöhte Partikelkonzentrationen nachgewiesen, nach dem derzeitigen Kenntnisstand ist aber nicht eindeutig geklärt, welche Partikel tatsächlich aus dem Brennraum des Ofens emittiert und welche erst außerhalb des Ofens aufgrund thermischer Einwirkung durch Nukleation neu entstehen. Die Erarbeitung eines besseren Verständnisses der Partikelemissions- und Partikelneubildungsprozesse stellt daher ein zentrales Ziel dieses Vorhabens dar. Ein Novum dieses Vorhabens ist die extrazelluläre Untersuchung des ROS-Bildungspotenzials der Partikel, das einen Aufschluss über mögliche gesundheitliche Auswirkungen liefert. Weiterhin sollen die Emissionen aus Kaminöfen auch bezüglich ihrer Gaszusammensetzung umfänglich charakterisiert werden. Auf Basis der gewonnenen Informationen sollen einerseits Konstruktionsempfehlungen für möglichst emissionsarme Kaminöfen und andererseits Handlungsempfehlungen für den emissionsarmen Betrieb erarbeitet werden. Basierend auf den Erkenntnissen zur Freisetzung von Luftschadstoffen soll ferner eine sensorgestützte Überwachung der Innenraumluftqualität beim Betrieb von Kaminöfen entwickelt und in die Abbrandsteuerung eines Kaminofens integriert werden, um so den Ofen energie- und emissionsoptimiert betreiben zu können. | Prof. Dr.-Ing. Christof Asbach Tel.: +49 2065 418-409 asbach@iuta.de Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA) Bliersheimer Str. 58-60 47229 Duisburg | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2024 | 2220NR123X | Entwicklung einer integrierten Abgasbehandlungstechnik für Scheitholz-Einzelraumfeuerungsanlagen zur langzeitstabilen Einhaltung der Grenzwertanforderungen des Blauen Umweltengels - Ultrafeinstaub-Filter- und Katalysatortechnologie, Regelungskonzept,Gesamtsystem - Akronym: CleanKFA | Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung und Erprobung eines innovativen Konzepts für ein integriertes Abgasbehandlungssystem in Einzelraumfeuerstätten, mit dem eine langzeitstabile Einhaltung der Emmisionsgrenzwerte des neuen Umweltzeichens "Blauer Engel" für Kaminöfen für Holz DE-ZU 212 erreicht werden kann. Auf Basis neuartiger Kombinationen aus zellulären und dichten keramischen Strukturen sollen geeignete Filter, Katalysatoren und Wärmespeicherelemente für die Integration in Feuerstätten ermittelt und deren optimale Einsatzbedingungen in Kombination mit einer geregelten Verbrennungsführung ausgetestet werden. Der besondere Fokus beim Funktionalitätsnachweis unter erweiterten Typprüfbedingungen gemäß der Kriterien des Umweltzeichens sowie in Langzeitversuchen liegt auf einer Verminderung der Feinstpartikel zur Einhaltung des neuen anzahlbezogenen Partikelgrenzwertes von 5.000.000/cm³. Darüber hinaus sind die Minderung von Kohlenstoffmonoxid um mindestens 65 % im Vergleich zu konventionellen Feuerstätten sowie die Reduzierung von gasförmigen organischen Verbindungen und Stickstoffoxiden gemäß den Emissionsanforderungen nachzuweisen. | Dr. rer. nat. Uwe Petasch Tel.: +49 351 2553-7616 uwe.petasch@ikts.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) Winterbergstr. 28 01277 Dresden | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2024 | 2220NR132A | Verbundvorhaben: Elektro-thermische Nachverbrennung für Einzelraumfeuerstätten; Teilvorhaben 1: Fertigung erforderlicher Komponenten, die nicht zugekauft werden können, Bereitstellung des Prüfstandes, Durchführung der Messkampagne zur Detektierung von Verschleißerscheinungen und etwaigen Schäden - Akronym: E-TNV | Saubere, emissionsarme Verbrennung von Kaminöfen und das in allen Phasen der Verbrennung und nicht nur auf dem Prüfstand! Um das zu erreichen, setzt unser Vorhaben E-TNV an der Wurzel des Problems an. Die Wurzel des Problems ist, dass während der Start- und der Ausbrandphase sowie beim Nachlegen von Holzscheiten in Kaminöfen die nötigen Temperaturen bzw. Prozessbedingungen, die für eine vollständige Verbrennung benötigt werden, nicht vorliegen. Daher treten in diesen Phasen Emissionen mit hoher toxischer und auch klimaschädlicher Wirkung auf. Mit unserem System zur elektro-thermischen Nachverbrennung stellen wir binnen Sekunden die nötigen Temperaturen bereit und ermöglichen eine vollständige Verbrennung bereits kurz nach der Zündung des Kaminofens. Über eine automatische Anschaltung des E-TNV-Systems kann die Aktivierung unabhängig vom Nutzer erfolgen. So wollen wir negative Einflüsse durch den Nutzer ausgleichen. Kein marktgängiges Verfahren besitzt das Potenzial die Herausforderungen bei Einzelfeuerstätten in diesem Umfang zu lösen. | Martin Meiller Tel.: +49 9661 8155-421 martin.meiller@umsicht.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTATZ An der Maxhütte 1 92237 Sulzbach-Rosenberg | ||
| 01.10.2022 | 31.03.2025 | 2220NR147A | Verbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Auslegung und analytische Bewertung des Filtermediums, experimentelle Untersuchungen - Akronym: PartEX4Abholz | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größtenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substanzen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderruflich entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90 %. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m3), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5·10^6 Partikel/cm3). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL 6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest. | Daniel Wohter Tel.: +49 241 80 96694 wohter@teer.rwth-aachen.de Lehr- und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe Wüllnerstr. 2 52062 Aachen | ||
| 01.10.2022 | 31.03.2025 | 2220NR147C | Verbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 3: Entwicklung & Fertigung des Filterelementes, Konstruktion einer kostengünstigen Trägerstruktur zur Aufnahme des Filtermediums, Ausarbeitung von Vertriebs-und Entsorgungswegen - Akronym: PartEX4Abholz | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders für die Reduktion partikulärer Emissionen aus dem Abgas von handbeschickten Stückholzfeuerungen, insbesondere von Einzelraumfeuerungen (ERF). Der Abscheider setzt dabei auf die Mechanismen der mechanischen Filtration. Die größenteils ultrafeinen Partikel und die an ihnen anhaftenden, organischen Substanzen, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, werden innerhalb eines offenporigen, faserigen Filtermediums sicher abgeschieden und sequestriert. Dadurch werden die toxikologisch relevanten Partikel der Umwelt unwiderrufliche entzogen. Das offenporige Filtermedium bildet den innovativen Kern des Abscheiders. Texturierte Garne werden zu strukturierten Filterpackungen und diese zum innovativen Filtermedium zusammengesetzt. Der Ansatz verspricht im Vergleich zu konventionellen Speicherfiltern aus Wirrfaservliesen eine hohe Speicherkapazität bei gleichzeitig hoher Abscheidewirkung. Der Abscheider ist zunächst als Dachaufsatz konzipiert. In Betrieb wird das Abgas mittels eines Lüfters mit geringer Leistung aktiv durch das Filtermedium geleitet und gereinigt. Der Abscheidegrad beträgt bis zu 90%. Damit werden die Grenzwerte des Blauen Engels für emissionsarme Kaminöfen sicher eingehalten, sowohl in Bezug auf die Partikelmasse (15 mg/m³), als auch hinsichtlich der Partikelanzahl (5*10^6 Partikel/cm³). Die Speicherung der Partikel stellt im Vergleich zu aktuell marktverfügbaren Abscheidern für ERF das Alleinstellungsmerkmal der Entwicklung dar. Ziel ist es, eine Standzeit von bis zu 500 Holzauflagen zu erreichen. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzeptes wurde im Technikumsmaßstab erbracht (TRL 3). Im beantragten Vorhaben soll das Verfahren mit Partnern aus den Bereichen Textil- und Feuerungstechnik optimiert und der Abscheider bis zum Entwicklungsstand TRL6 weiterentwickelt werden. Das Projekt schließt mit der Demonstration des Abscheiders in einem Praxistest. | Dr. Florian Winter Tel.: +49 5439 9416-53 fwinter@culimeta.de Culimeta Textilglas-Technologie GmbH & Co. KG Werner-von-Siemens-Str. 9 49593 Bersenbrück | ||
| 01.10.2022 | 31.03.2025 | 2220NR147D | Verbundvorhaben: Partikelabscheider mit Filterpackungen aus texturierten Garnen zur Abgasreinigung an Stückholzfeuerungen; Teilvorhaben 4: Weiterentwicklung der innovativen textiltechnischen Strukturen des Filtermediums, Optimierung der Garneigenschaften und der Gelegestruktur - Akronym: PartEX4Abholz | Das Ziel des Vorhabens PartEX4Abholz ist die Reduzierung partikulärer Emissionen aus dem Abgas von Stückholzfeuerungen. Der Lösungsansatz stellt die Entwicklung eines hocheffizienten speichernden Abscheiders dar, welcher auf der untersten Ebene aus einem innovativen Filtermedium besteht, welches in ein patronenförmiges Filterelement eingebettet ist. Das Filtermedium basiert auf texturierten (aufgebauschten) feinen Glasfasergarnen, an denen sich sowohl flüssige als auch feste Partikel sehr gut anlagern. Das ITA übernimmt innerhalb dieses Teilvorhabens die Aufgabe der Entwicklung der innovativen textiltechnischen Strukturen des Filtermediums. Hierzu zählt einerseits die Weiterentwicklung des Filtermediums auf Garnebene. Das Ziel ist es, die Partikelabscheidung im Vergleich zu einem Standardgarn deutlich zu steigern. Aufbauend auf den optimierten texturierten Garnen wird durch das ITA in enger Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Culimeta zudem eine geeignete Gelegestruktur (einzelne Filterschicht) entwickelt, welche wirtschaftlich herstellbar ist und im nachfolgenden Prozessschritt durch Culimeta maschinell in eine drei-dimensionale Struktur überführt und in das Filterelement (Filterpatrone) integriert werden kann. | Carsten Uthemann Tel.: +49 241 80 23486 carsten.uthemann@ita.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 4 - Maschinenwesen - Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University Otto-Blumenthal-Str. 1 52074 Aachen | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2024 | 2221HV008X | Hochfeste Verbindungsstellen für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (WVC) - Akronym: HoVerbind | Im Forschungsprojektes wird eine lokale Verdichtungstechnologie für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (Wood Veneer Composite, kurz: WVC) zu einer wirtschaftlichen Prozessführung weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Prozessparameter-Eigenschaftsbeziehung erforscht. Die Technologie dient dem Zweck eine hochfeste Verbindungsstelle für vorgespannte Schraubverbindungen in WVC unter wirtschaftlichen Bedingungen herzustellen. Indem die Verdichtung auf den wirksamen Bereich der Schraubverbindung reduziert ist, bleiben die spezifischen mechanischen Eigenschaften im restlichen Plattenwerkstoff nahezu unverändert. Damit werden die Verbindungseigenschaften bei gleichzeitigem Erhalt des leichtbautechnischen Anwendungspotentials der Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe verbessert. Es werden die lokalen Verdichtungstechnologien axial, radial und deren Kombination auf vorgespannte Durchsteckschraubverbindungen und Einschraubverbindungen angewendet. Zur Beurteilung der Verdichtungsparameter werden mikroskopische Strukturanalysen, Schraubversuche und Vorspannkraftmessungen durchgeführt. Die Analyse der hochfesten Verbindungsstellen erfolgt anschließend hinsichtlich der Aspekte Maßhaltigkeit, Vorspannkraftverlust, Klimaeinfluss und statisch-/ dynamischer Tragfähigkeit. Diese Grundlagenuntersuchungen bilden die Voraussetzung für die geplante Implementierung der Technologie in die industrielle Fertigung. Neben der Performancebewertung lokal verdichteter Verbindungsstellen wird eine Fertigungsrichtlinie der lokalen Verdichtungstechnologie angestrebt. | Prof. Dr.-Ing. Markus Golder Tel.: +49 371 531-36902 markus.golder@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, Professur Förder- und Materialflusstechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2221HV020A | Verbundvorhaben: Entwicklung formaldehydfreier Dispersionsklebstoffe auf Basis von Polyvinylacetat zur Herstellung von Biokompositen; Teilvorhaben 1: Applikationstechnik und Werkstoffherstellung - Akronym: BioPVAc | Die Machbarkeit der Holzwerkstoffherstellung mit Polyvinylacetat (PVAc) und biogenen Bindemitteln konnte bereits erfolgreich demonstriert werden. Jedoch fehlen zur industriellen Umsetzung wenige, jedoch wesentliche Entwicklungsarbeiten. PVAc-Dispersionen wurden über Jahrzehnte für die Kaltverklebung von Flächen optimiert, nun soll eine Anpassung an die Bedürfnisse der Heißverklebung erfolgen. Die Lösungsansätze sind daher sowohl bei der Materialentwicklung als auch bei der Prozessentwicklung, der Applikation der Leime auf die Fasern und Späne zu setzen. Nur so können konkurrenzfähige, nachhaltige und emissionsarme Werkstoffe erzeugt werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Anpassung der Verfahrensparameter an die Anforderung des Dispersionsklebstoffes und die Herstellung von Biokompositen sowie deren Bewertung. | Dr. Claudia Schirp Tel.: +49 531 2155-318 claudia.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2221HV020B | Verbundvorhaben: Entwicklung formaldehydfreier Dispersionsklebstoffe auf Basis von Polyvinylacetat zur Herstellung von Biokompositen; Teilvorhaben 2: Synthese und Formulierung - Akronym: BioPVAc | Emissionen aus Werkstoffen zum Einsatz im Innenraum unterliegen strengen Vorgaben. Ein Ersatz für formaldehydhaltige Bindemittel bei der Holzwerkstoffherstellung zu entwickeln ist daher nach wie vor eines der dringendsten Ziele der Branche. Es ist zu erwarten, dass die Grenzwerte für Formaldehyd und andere Schadstoffe in der Innenraumluft weiter gesenkt werden. Parallel gewinnt die Kreislaufwirtschaft weiter an Bedeutung. Im Bereich der Holzwerkstoffe bedeutet dies, dass Altmöbel verstärkt im Sinne der Kaskadennutzung in neue Holzwerkstoffe eingesetzt werden. Sowohl frisches, natürliches Holz als auch Altmöbel bringen einen nicht unerheblichen Anteil an Formaldehydquellen in den Werkstoff, so dass mit den klassischen Holzwerkstoffbindemitteln zukünftig die Grenzwerte nicht einzuhalten sind. Daher ist es zwingend erforderlich Klebstoffsysteme einzusetzen, die aufgrund ihrer chemischen Struktur kaum Formaldehyd oder andere Aldehyde enthalten oder abspalten. Auf diese Weise tragen ausschließlich holzeigene Formaldehydquellen zur Emissionsbildung des Werkstoffes bei. Technisch möglich ist dies z.B. mit Isocyanat-basierten Klebstoffen. Hier sprechen jedoch ausreichende Verfügbarkeit und Kosten entgegen. Zudem ist es wünschenswert, neben technischen und ökonomischen Aspekten auch ökologische Aspekte zu berücksichtigen. Die Machbarkeit der Holzwerkstoffherstellung mit Polyvinylacetat (PVAc) und biogenen Bindemitteln konnte bereits erfolgreich demonstriert werden. Jedoch fehlen zur industriellen Umsetzung wenige, jedoch wesentliche Entwicklungsarbeiten. PVAc-Dispersionen wurden über Jahrzehnte für die Kaltverklebung von Flächen optimiert, nun soll eine Anpassung an die Bedürfnisse der Heißverklebung erfolgen. Die Lösungsansätze zielen daher sowohl auf die Material- als auch auf die Prozessentwicklung und Applikation der Leime auf die Fasern und Späne ab. Nur so können konkurrenzfähige, nachhaltige und emissionsarme Werkstoffe erzeugt werden. | Dr. Daniela Klein Tel.: +49 5231 749-5318 daniela.klein@jowat.de Jowat SE Ernst-Hilker-Str. 10-14 32758 Detmold | ||
| 01.09.2022 | 31.08.2024 | 2221HV035A | Verbundvorhaben: Recyclinggerechte Konstruktion von Funktionsbeschlägen; Teilvorhaben 1: Konstruktion eines justier- und lösbaren Textilscharniers für Holzmöbel - Akronym: ReKonFu | Scharniere für Kastenmöbel werden derzeit überwiegend aus Metallen gefertigt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die fertigungsreife Entwicklung eines justierbaren Textilscharniers auf Naturfaserbasis zum Einsatz in Kastenmöbeln, um diesen Metallanteil zu verringern. Der Scharniermechanismus wird realisiert, indem ein Textil mittig in die Möbelplatte geführt wird und an seinen Enden durch Laschen mit justierbaren Holzkomponenten verbunden ist. Die Entwicklung des dafür erforderlichen Textils basiert auf der Untersuchung von Naturfasern und Matrixmaterialien, welche den Recyclingprozess möglichst nicht beeinflussen. Für die Bildung der Funktion werden zwei Varianten untersucht: Kederband und Mehrlagengewebe. Die Justierbarkeit des Textilscharniers kann stufenlos oder schrittweise durch entsprechende Konstruktionsmaßnahmen umgesetzt werden. Die mittige Führung des Textils im Holzwerkstoff macht eine Gehrung, welche den Öffnungswinkel bestimmt erforderlich. Weiterhin wird die Anbindung zum Möbelkorpus lösbar gestaltet um den Recyclingansatz weiter zu verfolgen. Die Entwicklung und Zusammenführung dieser Holzkomponenten macht eine genaue Berücksichtigung der Lastverhältnisse erforderlich, welche mit den Anforderungen an die Textilkomponente abzustimmen sind. Dazu wird ein Lastenheft erstellt und entsprechend notwendige CAD-Modelle sowie FEM-Berechnungen durchgeführt. Das Projekt wird durch weiterführende Untersuchungen ergänzt. Während die Holzkomponenten einen Leichtbauoptimierungsalgorithmus durchlaufen um unnötigen Materialeinsatz zu vermeiden, wird das Textil auf einen Formgedächtniseffekt hin untersucht und eine darauf basierende Funktionsintegration von Zuhaltemechanismen oder Türdämpfungssystemen geprüft. Abschließend wird die Recyclingfähigkeit des Produktes bewertet. Ergebnis ist ein neuer Scharniertyp, welcher unter den Gesichtspunkten des Design for Recycling gestaltet ist und eine Alternative zu konventionellen, metallischen Beschlägen darstellt. | Dipl.-Ing. Kevin Schlunze Tel.: +49 351 4662-384 kevin.schlunze@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.09.2022 | 31.08.2024 | 2221HV035B | Verbundvorhaben: Recyclinggerechte Konstruktion von Funktionsbeschlägen; Teilvorhaben 2: Entwicklung eines funktionalisierten Mehrlagengewebes zum Einsatz in Textilscharnieren - Akronym: ReKonFu | Scharniere für Kastenmöbel werden derzeit überwiegend aus Metallen gefertigt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die fertigungsreife Entwicklung eines justierbaren Textilscharniers auf Naturfaserbasis zum Einsatz in Kastenmöbeln, um diesen Metallanteil zu verringern. Der Scharniermechanismus wird realisiert, indem ein Textil mittig in die Möbelplatte geführt wird und an seinen Enden durch Laschen mit justierbaren Holzkomponenten verbunden ist. Die Entwicklung des dafür erforderlichen Textils basiert auf der Untersuchung von Naturfasern und Matrixmaterialien, welche den Recyclingprozess möglichst nicht beeinflussen. Für die Bildung der Funktion werden zwei Varianten untersucht: Kederband und Mehrlagengewebe. Die Justierbarkeit des Textilscharniers kann stufenlos oder schrittweise durch entsprechende Konstruktionsmaßnahmen umgesetzt werden. Die mittige Führung des Textils im Holzwerkstoff macht eine Gehrung, welche den Öffnungswinkel bestimmt erforderlich. Weiterhin wird die Anbindung zum Möbelkorpus lösbar gestaltet um den Recyclingansatz weiter zu verfolgen. Die Entwicklung und Zusammenführung dieser Holzkomponenten macht eine genaue Berücksichtigung der Lastverhältnisse erforderlich, welche mit den Anforderungen an die Textilkomponente abzustimmen sind. Dazu wird ein Lastenheft erstellt und entsprechend notwendige CAD-Modelle sowie FEM-Berechnungen durchgeführt. Das Projekt wird durch weiterführende Untersuchungen ergänzt. Während die Holzkomponenten einen Leichtbauoptimierungsalgorithmus durchlaufen um unnötigen Materialeinsatz zu vermeiden, wird das Textil auf einen Formgedächtniseffekt hin untersucht und eine darauf basierende Funktionsintegration von Zuhaltemechanismen oder Türdämpfungssystemen geprüft. Abschließend wird die Recyclingfähigkeit des Produktes bewertet. Ergebnis ist ein neuer Scharniertyp, welcher unter den Gesichtspunkten des Design for Recycling gestaltet ist und eine Alternative zu konventionellen, metallischen Beschlägen darstellt. | Leon Freitag Tel.: +49 511 9296-2266 leon.freitag@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Heisterbergallee 10a 30453 Hannover | ||
| 01.09.2022 | 31.08.2024 | 2221HV035C | Verbundvorhaben: Recyclinggerechte Konstruktion von Funktionsbeschlägen; Teilvorhaben 3: Entwicklung eines Kederbandes und eines Produktionskonzepts für Textilkomponenten auf Naturfaserbasis - Akronym: ReKonFu | Scharniere für Kastenmöbel werden derzeit überwiegend aus Metallen gefertigt. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die fertigungsreife Entwicklung eines justierbaren Textilscharniers auf Naturfaserbasis zum Einsatz in Kastenmöbeln, um diesen Metallanteil zu verringern. Der Scharniermechanismus wird realisiert, indem ein Textil mittig in die Möbelplatte geführt wird und an seinen Enden durch Laschen mit justierbaren Holzkomponenten verbunden ist. Die Entwicklung des dafür erforderlichen Textils basiert auf der Untersuchung von Naturfasern und Matrixmaterialien, welche den Recyclingprozess möglichst nicht beeinflussen. Für die Bildung der Funktion werden zwei Varianten untersucht: Kederband und Mehrlagengewebe. Die Justierbarkeit des Textilscharniers kann stufenlos oder schrittweise durch entsprechende Konstruktionsmaßnahmen umgesetzt werden. Die mittige Führung des Textils im Holzwerkstoff macht eine Gehrung, welche den Öffnungswinkel bestimmt erforderlich. Weiterhin wird die Anbindung zum Möbelkorpus lösbar gestaltet um den Recyclingansatz weiter zu verfolgen. Die Entwicklung und Zusammenführung dieser Holzkomponenten macht eine genaue Berücksichtigung der Lastverhältnisse erforderlich, welche mit den Anforderungen an die Textilkomponente abzustimmen sind. Dazu wird ein Lastenheft erstellt und entsprechend notwendige CAD-Modelle sowie FEM-Berechnungen durchgeführt. Das Projekt wird durch weiterführende Untersuchungen ergänzt. Während die Holzkomponenten einen Leichtbauoptimierungsalgorithmus durchlaufen um unnötigen Materialeinsatz zu vermeiden, wird das Textil auf einen Formgedächtniseffekt hin untersucht und eine darauf basierende Funktionsintegration von Zuhaltemechanismen oder Türdämpfungssystemen geprüft. Abschließend wird die Recyclingfähigkeit des Produktes bewertet. Ergebnis ist ein neuer Scharniertyp, welcher unter den Gesichtspunkten des Design for Recycling gestaltet ist und eine Alternative zu konventionellen, metallischen Beschlägen darstellt. | Ingo Michels Tel.: +49 831 56113-16 ingo.michels@topp-textil.de Topp Textil GmbH Heubachstr. 4 87471 Durach | ||
| 15.10.2022 | 14.10.2025 | 2221HV038A | Verbundvorhaben: Herstellung stofflich vollständig recyclebarer Filter und Dämmstoffe aus Aerogelen aus Altholz; Teilvorhaben 1: Aufarbeitung, Bereitstellung und Charakterisierung der Rohstoffe, Charakterisierung der Produkte, Recycling der Produkte - Akronym: AltholzAerogel | Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Aerogelen mittels aus Altholz gewonnener Rohstoffe (Cellulose, Lignin, Hemicellulose). Aus den Aerogelen werden Dämmstoffe und/oder schadstoffabsorbierende Filter hergestellt, aus denen nach Ende der Gebrauchsdauer wieder die genannten Rohstoffe gewonnen werden können. Zusätzlich werden beispielhaft weitere Varianten aus nachwachsenden Rohstoffen aufgezeigt. Aerogele zeichnen sich durch hervorragende Dämmeigenschaften, geringe Schallübertragung und gute Absorptionswirkung für flüchtige chemische Stoffe aus. Das eröffnet diesen Materialien zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, z.B. als Dämmstoffe oder Filter. Während die ersten Aerogele aus Siliziumdioxid hergestellt wurden, gibt es heute vielseitige Ausgangsmaterialien, die u.a. auch aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden können, wie z.B. aus Cellulose, Lignin, Stärke oder aus Polysacchariden. Diese Stoffe können auch aus Abfällen oder Produktionsresten verschiedener Herstellungsverfahren gewonnen werden. | Dr. Jan Gunschera Tel.: +49 531 2155-352 jan.gunschera@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Bienroder Weg 54 E 38108 Braunschweig | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2024 | 2221HV099X | Hochbelastbare Biegefedern aus Holzwerkstoffen - Akronym: HoBieFed | HoBieFed dient als Grundstein für das Forschungsgebiet hochbelasteter Biegefedern aus Holzwerkstoffen in technischen Anwendungen. Als Einstieg dazu werden Biegefedern aus GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) oder nachgeordnet Stahl auf ihr Substitutionspotential untersucht. Praxisorientierte Bewertungskriterien und ein breit angelegtes Prüfspektrum sollen eine Beschreibung anwendbarer mathematischer Ansätzen für den Festigkeits- und Funktionsnachweis ermöglichen. Statistische Versuchsauswertungen und detaillierte Schadensfallanalysen führen zu einem genaueren Verständnis für die wirkenden Mechanismen innerhalb der Wechselbiege belasteten Holzwerkstoffe. Abschließend wird mittels ökonomischer und ökologischer Betrachtungen an einem Fallbeispiel das Nachhaltigkeitspotential im Vergleich zu den Biegefedern nach Stand der Technik herausgearbeitet. | Prof. Dr.-Ing. Markus Golder Tel.: +49 371 531-36902 markus.golder@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau, Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, Professur Förder- und Materialflusstechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | ||
| 01.12.2022 | 31.05.2024 | 2222HV027X | Interlocking Dowel System (IDS) Machbarkeitsstudie - Innovative Holz-Holz Verbindung für materialsparende Holztafelelemente - Akronym: IDS | Ziel des Projektes ist die Umsetzung einer Machbarkeitsstudie zur Generierung grundlegender Erkenntnisse für die Realisierung einer innovativen Holztafelbauweise. Diese basiert auf einem neuartigen Konstruktionskonzept bei dem lastabtragende, flächige Wandelemente aus geschosshohen Holzwerkstoff-platten mit Hilfe lastaffin verteilter Holz-Stab-Dübel ohne zusätzliche metallische Verbindungsmittel verbunden und zugleich auf Abstand gehalten werden. Der Ansatz fokussiert auf die Invertierung des etablierten Prinzips des Holzrahmenbaus. Die äußeren Deckschichten werden dabei – bionischen Prinzipien folgend - zu tragenden Elementen. Die Schwellen, Stiele und Rähme verschwinden weitgehend. Die kraftschlüssige Kopplung der Elemente erfolgt über nicht-orthogonal ausgerichtete Holz-Stabdübel, die in vorgefertigte, schräge Bohrungen eingetrieben und mit axial gerichteten Holznägeln aufgespreizt und in den Deckschichten dauerhaft verankert werden. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Stahr Tel.: +49 341 3076-6263 alexander.stahr@htwk-leipzig.de Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Karl-Liebknecht-Str. 132 04277 Leipzig | ||
| 01.03.2019 | 31.12.2022 | 22404917 | Dynamisches Modell für den stromoptimierten Betrieb von dezentralen Biomasseheizkraftwerken in Nahwärmenetzen durch intelligente Integration von Power-to-Heat und Wärmespeicher - Akronym: BioDyNahMo | Ziel des Vorhabens ist es, den Betrieb von derzeit häufig defizitären Biomasse-Heizkraftwerken in ländlichen Nahwärmenetzen ökonomischer zu gestalten. Dazu wird im Projektvorhaben BioDyNahMo, mittels dynamischer Systemsimulation und –analyse, die Flexibilisierung eines bestehenden Biomasseheizkraftwerkes durch den Einsatz eines Langzeit-Wärmespeichers mit integriertem Power-to-Heat System realisiert. Zur Erstellung stromorientierter Anlagenfahrpläne (Berücksichtigung von Strompreissignalen), bei gleichzeitiger Garantie der Versorgungssicherheit im Wärmenetz, werden numerische Optimierungsverfahren verwendet. Im Fokus des Simulationsmodells steht die optimale Auslegung und Steuerung der einzelnen Komponenten im Energieverbund zur Steigerung der Ressourceneffizienz (Wirtschaftlichkeit, Wirkungsgrad, Ökologie) des Gesamtmodells. | Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer Tel.: +49 9421 187-100 gaderer@tum.de Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme Schulgasse 16 94315 Straubing | ||
| 01.10.2018 | 30.09.2021 | 22409517 | Biomasseheizwerke mit hocheffizienter Wärmeauskopplung durch die innovative Integration einer Abgaskondensationswärmepumpe - Akronym: BioKond | Im Rahmen des Projektes BioKond soll anhand bestehender Heiz(kraft)werke eine intensive Analyse der möglichen Effizienzsteigerung durchgeführt und die Ergebnisse in ein bestehendes Auslegungsprogramm transformiert werden. Dabei soll insbesondere die effektivste verfügbare Maßnahme, die Abgaskondensation am Biomasseheizwerk, weiterentwickelt und innovativ mit Hilfe einer Wärmepumpe in Netze mit zu hohen Rücklauftemperaturen integriert werden. | Prof. Dr.-Ing. Matthias Gaderer Tel.: +49 9421 187-100 gaderer@tum.de Technische Universität München - Professur für Regenerative Energiesysteme Schulgasse 16 94315 Straubing | X |