Der Holzbau zeichnet sich neben der nachwachsenden Rohstoffquelle vor allem durch einen hohen Vorfertigungsgrad sowie die damit verbundenen kurzen Bauzeiten und die Planungssicherheit aus. Wie bei anderen Baustoffen auch, ist eine hohe Feuchtigkeit über längere Zeiträume zu vermeiden, da diese im Fall von Holz zu einem Befall holzzerstörender Pilze führen kann. Diese hohen Feuchten werden typischerweise durch Leckagen während der Nutzung oder durch Undichtheiten bei der Ausführung verursacht und bleiben unter Umständen lange Zeit unbemerkt. Wenn Schäden dann schlussendlich sichtbar werden, ist oftmals bereits eine teure und aufwändige Sanierung notwendig.
Um das zu verhindern, werden im Projekt Mindwood der Holzforschung Austria gedruckte Feuchtesensoren zur großflächigen Bestimmung der Holzfeuchtigkeit direkt im Bauteil entwickelt. Dabei kommen hauptsächlich zwei Druckverfahren zur Anwendung: der Siebdruck sowie der Inkjetdruck. Während der Inkjetdruck ein digitales Druckverfahren ist und damit das Druckmuster sehr rasch (bis Losgröße 1) geändert werden kann, ist beim Siebdruck ein Negativ für jedes Druckmuster notwendig. Die Kalibration der ermittelten Messwerte mit der absoluten Holzfeuchtigkeit wurde in mehreren Versuchen im Klimaschrank durchgeführt und zeigte einen sehr guten Zusammenhang mit der tatsächlichen Holzfeuchtigkeit. Um die Anwendung dieser Feuchtesensoren unter Praxisbedingungen zu untersuchen, wird eine Reihe von Demonstratoren entwickelt, welche die unterschiedlichen potenziellen Anwendungen abbilden. Ein Beispiel dafür ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Hier befindet sich der gedruckte Feuchtesensor direkt auf dem Brettsperrholz-Deckenelement unterhalb des Fußbodenaufbaus. Die notwendige Elektronik zur Messung der Feuchtigkeit sowie zum Senden der Daten an ein Endgerät ist im Brettsperrholz-Wandelement integriert.
Eine Leiterplatte aus Holz
Im europäischen Forschungsprojekt HyPELignum (EU-Projekt Nr. 101070302) unter der Leitung des Forschungsinstituts RISE wird unter anderem untersucht, ob Holz beziehungsweise holzbasierte Materialien als Alternative zur klassischen Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Epoxidharz verwendet werden können. Holz hat hier großes Potenzial, da es bereits natürlicherweise über eine Faserverstärkung verfügt und damit günstige mechanische Eigenschaften aufweist. Ein Beispiel von den im Rahmen des Projekts HyPELignum gedruckten Leiterpatten auf Holz ist in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt.
Der Druck von Leiterplatten ist nicht die einzige Anwendung. Möbelplatten können ebenfalls mit Leiterbahnen und Sensoren bedruckt werden. So können auf einfache Weise elektronische Zusatzfunktionen, wie Touchsensorik oder Raumluftmonitoring-Systeme, in das Möbelstück integriert werden.
Kreislaufwirtschaft ist unverzichtbar
Für die Kreislaufwirtschaft ist insbesondere die Rezyklierbarkeit beziehungsweise Wiederverwendbarkeit von wesentlicher Bedeutung. Im Projekt HyPELignum werden daher schaltbare Polymere entwickelt, mit deren Hilfe das Holz und die Drucktinte unter bestimmten Bedingungen mit geringem Energieaufwand getrennt werden können. Damit bleiben letztendlich unbehandeltes Holz sowie eine Polymermischung übrig, die nachfolgend relativ leicht wieder in ihre Ausgangskomponenten getrennt werden können.
Das vierjährige Projekt HyPELignum wird zahlreiche Aspekte für die elektronischen Bauteile von morgen untersuchen. Das Projekt hat dabei großes Potenzial, völlig neue Märkte für Holz und Holzprodukte zu erschließen.
