Materialkenngrößen als Grundlage für innovative Verarbeitungstechnologien und Produkte zur wirtschaftlich nachhaltigen Nutzung der Österreichischen Nadelholzreserven "XXL-Wood"

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation

Die österreichische Forstwirtschaft kämpft mit massiven Absatzproblemen bei Nadelstarkholz (BHD > 40cm), welches größtenteils aus Bergwaldregionen stammt. Das Starkholz ist nicht für eine hochautomatisierte Sägetechnik und Weiterverarbeitung geeignet und weist aufgrund seiner Wuchsbedingungen zumeist eine starke Variabilität der Holzeigenschaften im Stamm auf.

Hohe Preisabschläge im Verkauf von Starkholzstämmen wirken sich negativ auf die wirtschaftliche Entwicklung von Bergregionen aus und bedeuten auch eine Gefahr für eine nachhaltige und zugleich ertragreiche Forstwirtschaft, da die Bewirtschaftung von Gebirgswäldern ohnehin sehr kosten- und arbeitsintensiv ist und eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Umsetzung von Waldbaukonzepten nur mit langen Umtriebszeiten zu erreichen ist.

Inhalte, Zielsetzung und Methoden

Dieses Projekt hat das Ziel, die Konkurrenzfähigkeit von Nadelstarkholz am nationalen und internationalen Markt zu steigern, in dem gesicherte Kenngrößen wie Festigkeits- und Fasereigenschaften von Starkholz über den Querschnitt und die Höhe ermittelt werden. Aufgrund dieser Daten können die speziellen Eigenschaften von Starkholz und deren Lage im Stamm identifiziert werden, was die Entwicklung von Konzepten für eine optimale Nutzung und Produktentwicklung ermöglicht.

Der gesamte Stamm erfährt somit eine Wertsteigerung, da dieser nach den später gewünschten Produkteigenschaften aufgeteilt und weiterverarbeitet werden kann. Das Projekt verfolgt ebenfalls das Ziel, die gesamte Wertschöpfungskette Starkholz von der Produktion bis zum fertigen Produkt mit einzubeziehen und das Starkholz als selbständiges Produkt zu etablieren. Es wurden Fichten-Starkholzstämme aus verschiedenen Regionen Österreichs nach festgesetzten Vorgaben bezüglich Standort, Höhenlage und visuell beurteilter Rundholzqualität geerntet und in ein Sägewerk transportiert, wo die Stämme eingeschnitten wurden. Die Lamellen (Bretter) wurden bezüglich ihrer Holzeigenschaften beurteilt und auf Zugfestigkeit und Zug- E-Modul geprüft. Aus Stammscheiben wurden Proben für mikroskopische Untersuchungen präpariert und spezifische Fasereigenschaften wie, beispielsweise Zellwandstärke, Mikrofibrillenwinkel oder Faserlänge mit den neuesten Technologien bestimmt.

Der Zusammenhang der gewonnen Kenngrößen mit der Lage im Stamm und Funktionen über den Querschnitt ermöglichen ein erstes Qualitäts- bzw. Eigenschaftsmodell eines Starkholzstammes. Daraus können im Rahmen von Nachfolgeprojekten Nutzungs- bzw. Einschnittmodelle, optimiert abgestimmt auf verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des Schnittholzes oder des Hackgutes, entwickelt werden. Dabei wurde bereits auf eine Technik mit Eco-Design zurückgegriffen, welche eine nachhaltige und ressourcenschonende Produktgestaltung im gesamtem Produktionsablauf analysiert, evaluiert und hilft, optimale Strategien zu entwickeln, welche die Kundenanforderungen maßgeblich berücksichtigen.

Vorliegende Ergebnisse und Ausblick

Die Daten aus der Ermittlung der verschiedenen Holzeigenschaften - sowohl in Bauteilgröße als auch auf Faserniveau - und deren Verteilung im Stamm zeigen ein sehr komplexes Bild des spezifischen Werkstoffes Starkholz. Sehr eindeutig lässt sich die Differenzierung zwischen den Holzeigenschaften des juvenilen und des adulten Holzes zeigen, wobei einige Holzeigenschaften einen klaren Alterstrend zeigen. Sehr interessant sind die Fasereigenschaften des "alten" Holzes, welche nur mithilfe von Spezialisten in der Zellstoff- und Papierverarbeitung optimal bewertet werden können. Mögliche Vorteile in den Mikroeigenschaften werden allerdings von den auch größer werdenden Ästen in Bauteilgröße und für Anwendungen im Massivholzbereich wieder zunichte gemacht, daher ist bei der Verarbeitungstechnologie und bei der Produktentwicklung noch großer Entwicklungsbedarf gegeben.

Projektleiter

Univ.Prof. DI Dr. Alfred Teischinger
Institut für Holzforschung - ihf (BOKU Wien)
Peter-Jordan-Straße 82, 1190 Wien

Projekt- und Kooperationspartner

• Institut für Stahlbau,
  Holzbau und Flächentragwerke/ LIGNUM

Forschung

• TU Graz, Erzherzog-Johann Universität
• Institut für Konstruktionslehre und Fördertechnik - Technische Universität Wien
• Hauptverband der Land- und Forstwirtschaftsbetriebe Österreichs
• Schaffer Sägewerk - Holzexport GmbH
• Holzcluster Steiermark GmbH
• Bundeswaldbauernverband - BWV