Qualitätssicherung im Fertigungsprozess des Holz-Hybrid-Turms
Die Stützen und Diagonalen des Holz-Hybrid-Turms der HASSLACHER Green Tower GmbH werden aus Brettschichtholz (BSH) gefertigt. Darunter versteht man aus mehreren Brettlagen (sogenannte Lamellen) und in gleiche Faserrichtung verleimte Hölzer. Um die für die Abtragung der Lasten aus der Windkraftanlage notwendigen Abmessung zu erreichen, werden mehrere BSH-Träger nochmals miteinander zu Verbundquerschnitten verklebt. Durch diese Blockverleimung mehrerer Einzelträger zu großdimensionalen Stützen können erhebliche Querschnitte gefertigt werden.
Da Holz ein Naturwerkstoff ist, unterliegt dieser natürlichen Schwankungen in seiner Dichte und damit seiner Festigkeit. Daher ist es das Ziel des Ingenieurholzbaus, im Rahmen des Materialauswahlprozesses einen extrem hohen Homogenisierungsgrad des Werkstoffes zu erreichen. Nur wenn die einzelnen Lamellen eine sehr niedrige Streuung in ihren mechanischen Eigenschaften aufweisen, kann ein hohes Maß an Materialsicherheit gewährleisten werden.
Dieser Homogenisierungsprozess erfolgt auf drei verschiedenen Ebenen:
1. Maschinelle Sortierung und Klassenbildung der eingesetzten Lamellen und anschließende Auswahl von Lamellen mit definierten Eigenschaften aus der vorliegenden Sortierverteilung
Jede Lamelle wird u.a. sowohl definierten Zuglasten als auch Biegeprüfungen ausgesetzt, im Rahmen eines anschließenden bildgebenden Verfahrens geröntgt (z.B. zur Feststellung von Tiefenfehlern), elektronisch die Holzfeuchte gemessen, der dynamische E-Modul mittels Laservibrometer bestimmt und die Steifigkeit mittels Impulshämmer zur Anregung des Körperschalls ermittelt. Für alle analysierten Einzellamellen wird sodann eine Verteilung ihrer Steifigkeit erstellt und nur jene Lamellen zugelassen, die innerhalb eines definierten Verteilungsranges liegen. Diese automatisierten Sortierverfahren der Lamellen erfolgen nach EN 14081 und EN 13183-1, die Bestimmung der Festigkeitsklassen nach EN 338 und DIN 4074.
2. Lamellierungseffekt durch Verklebung, der zu einer Homogenisierung der Eigenschaften führt und gleichzeitig die Größe einzelner Holzmerkmale limitiert
Jede Klebeverbindung – sowohl zwischen den Lamellen als auch an den Lamellenenden (Keilzinkverbindung) sowie zwischen den Leimbindern bei der Blockverleimung – wird mehrfach geprüft. So überprüft bspw. ein Leimauftragsscanner, ob zu geringe Leimmengen oder eine nicht flächendeckende Beleimung bei Keilzinkverbindungen vorliegen. Zusätzlich wird der Klebstoffauftrag hinsichtlich des Epoxidharz/Härter-Verhältnisses lückenlos gecheckt. Wesentliche Qualitätssicherungsprozesse stellen auch die Kontrolle der Klebstoff-Fugen-Integrität über Delaminierungsprüfungen und Schertest zur Überprüfung der Belastungsfähigkeit des Werkstoffes auf Abscheren dar.
3. Durch die Anwendung von einer Vielzahl von Lamellen und gleichzeitiger Beanspruchung stellt sich ein sogenannter Systemeffekt ein
Je höher die Anzahl der nebeneinander liegenden Lamellen in den Decklagen ist, desto eher gleichen sich abweichende Eigenschaften einzelner Lamellen statistisch aus. Der Systembeiwert ermöglicht die Multiplikation der Biegefestigkeit und Druckfestigkeit in Faserrichtung gemäß EN 1995-1-1, DIN 1052. Dabei wird die Position (Lage) einer jeden einzelnen Lamelle innerhalb des Trägers (Leimbinder) je nach Festigkeit optimiert definiert und dokumentiert.
Diese intern durchgeführten Maßnahmen zur Herstellung der BSH-Träger münden in einem CE-zertifizierten Bauprodukt, für das die Herstellwerke der HASSLACHER Gruppe jeweils eigens zertifiziert sind. Damit geht zusätzlich eine Fremdüberwachung der Herstellverfahren inkl. der Bewertung und Überprüfung der Leistungsbeständigkeit gemäß EN 1408:2013 einher, was für den hohen Qualitätsstandard bei der Herstellung des Produkts spricht.
Es handelt sich aufgrund der vorgenannten Beschreibung um einen hoch industriellen Produktionsprozess. In den Werken der HASSLACHER Gruppe werden jedes Jahr rund 450.000 m³ Brettschichtholz hergestellt.
Abschließend sei noch erwähnt, dass die europäischen Normen im Holzbau trotz der beschriebenen Homogenisierungsmaßnahmen für die konstruktive Auslegung von Anlagen mit dem Naturwerkstoff Holz einen Materialsicherheitsbeiwert von 30 % vorsehen. Dieser Sicherheitsbeiwert beträgt bei den hergestellten Werkstoffen Stahl oder Beton hingegen 10 %.
