Untersuchung von Wachstumsprozessen baubotanischer Tragstrukturen


Dissertationsvorhaben "Untersuchung von Wachstumsprozessen baubotanischer Tragstrukturen" | Autor: Dipl.-Ing. Oliver Storz | Institut: ITKE | Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers (ITKE), Prof. Dr. Thomas Speck (PBMG Uni Freiburg)


 

Bisherige baubotanische Konstruktionen zeichneten sich dadurch aus, dass sie gleich nach Fertigstellung die maximal zu erwartenden Lasten aufnehmen konnten. Dies hat aufgrund der geringen Anfangsstabilität dieser Bauwerke zu einer hohen Pflanzendichte geführt, die wiederum die Größe der realisierbaren Bauwerke und damit auch ihre Nutzung und Verbreitung stark eingeschränkt hat.

Da Bäume jedoch über Wachstumsprozesse mit Selbstoptimierungsmechanismen verfügen, wodurch sie ihre Form und innere Struktur dem jeweiligen Lastverhältnis anpassen, können baubotanische Tragwerke mit der Zeit ein wesentlich stabileres Tragwerk ausbilden. Durch eine fundierte Kenntnis der Wachstumsmechanismen im Verbund eines baubotanischen Tragsystems kann die momentane Limitierung der Bauweise überwunden werden.

Um die Wachstumsprozesse lebender Holzpflanzen gezielt einsetzen zu können (auch bereits in der Planung) ist es notwendig, diese möglichst genau zu kennen. Die Umweltbedingungen für die Pflanzen sind in baubotanischen Strukturen jedoch andere, wie sie im Regelfall auftreten. Aus diesem Grund ist es wichtig, die unterschiedlichen Reaktionsmuster zu kennen. Für die statische (tragwerksplanerische) Beurteilung ist ein Monitoringsystem unabdingbar. Die Pflanzen in der Versuchsanlage haben bereits nach einem Jahr sehr hohe Unterschiede im Holzzuwachs aufgewiesen. Um ein solches, sehr inhomogenes System statisch beurteilen zu können, ist es notwendig ein Verfahren zu entwickeln, welches die Abbildung des Systems mit einem vertretbaren Aufwand leisten kann. Eines scheint jedoch fest zu stehen: Je mehr man über das Verhalten bzw. die Reaktionsmuster baubotanischer Strukturen weiß und sie als System verstehen kann, desto weniger detailorientiert muss man bei einer (statischen) Beurteilung einer solchen Struktur vorgehen.

 

Die Arbeit wird von Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers (ITKE) und Prof. Dr. Thomas Speck (PBMG Uni Freiburg) betreut und wurde im Rahmen des Stipendienprogramms der deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert.