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Vorbild Natur

Sind Gebäude bald aus Pilzen und Bambus?

| Redakteur: Rebecca Vogt

Die Struktur des Myco-Tree besteht aus Pilzmyzelium und Bambus. Mit Methoden grafischer Statik in 3D wurde die Geometrie des Baumes tragfähig gemacht.
Die Struktur des Myco-Tree besteht aus Pilzmyzelium und Bambus. Mit Methoden grafischer Statik in 3D wurde die Geometrie des Baumes tragfähig gemacht. (Bild: Carlina Teteris)

Wissenschaftler aus Deutschland und der Schweiz arbeiten daran, konventionelle Materialien wie Stahl und Beton zu ersetzen. Zu diesem Zweck gewinnen sie aus Pilzmyzelium eine beliebig formbare Masse und als Endprodukt leichte Bausteine.

Die Knappheit und Endlichkeit von Ressourcen drängt sich aktuell immer mehr in unser Bewusstsein. Es wird nach Wegen gesucht, möglichst ressourcenschonend zu leben und zu produzieren. Eine andere Möglichkeit stellt der Einsatz neuartiger Materialien dar, die in der Lage sind, bisher verwendete Rohstoffe zu ersetzen. Bislang konzentriert sich zum Beispiel das Bauwesen auf einige wenige Materialien. Jedoch droht Sand, ein wichtiger Zuschlagstoff für Beton, in manchen Regionen bald auszugehen. Der Einsatz von Stahlbeton macht viele Länder von Importen abhängig.

Häuser wachsen und können wiederverwertet werden

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich suchen Wissenschaftler derzeit nach Alternativen zu den konventionellen Materialien. Sie erforschen den Einsatz von Pilzmyzelium in der Architektur. Das Ziel der Forscher: Wiederverwertbare Baustoffe wie Myzelium oder Bambus sollen in Zukunft Materialien wie Stahl und Beton ersetzen.

„Unsere Vision ist, Häuser künftig sozusagen wachsen zu lassen und nach Ende ihrer Nutzung die Baustoffe wiederzuverwerten“, erklärt der Leiter des Fachgebiets Nachhaltiges Bauen, Prof. Dirk E. Hebel. Gemeinsam mit der Block Research Group (BRG) an der ETH Zürich erforscht das interdisziplinäre Karlsruher Team aus Architekten, Bau- und Bioingenieuren, Material- und Energiewissenschaftlern den Einsatz regenerativer Materialien in der Architektur.

Das Ergebnis sind leichte Bausteine mit guter Isolation

Myzelium nennt man das Wurzelwerk von Pilzen. Es ist ein schnell wachsendes feines Geflecht aus fadenförmigen Zellen. Pilze ernähren sich von Cellulose, dem Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände, und wandeln sie in Chitin um. Um Bausteine aus Myzelium herzustellen, verwenden die Forscher den Pilz Ganoderma lucidum (Glänzender Lackporling) und mischen Pilzgewebe mit Holzspänen oder anderen pflanzlichen Abfällen. Auf einer Farm des Industriepartners Mycotech in Indonesien wächst dann innerhalb weniger Tage eine dichte, schwammähnliche Substanz aus miteinander verflochtenen Zellfäden.

Die so gewonnene Masse lässt sich in fast jede Form füllen, wo sie sich über einige Tage weiter verdichtet. Abschließend wird sie getrocknet, um das Wachstum zu stoppen und den Pilz abzutöten. Ergebnis sind dem KIT zufolge leichte Bausteine, die gut isolieren. Parallel arbeitet das Team um Hebel außerdem an neuartigen Verbundwerkstoffen mit Bambus. Dieser besitzt lange, stabile Fasern und wächst deutlich schneller als Holz.

Grafische Statik in 3D hilft bei der Belastbarkeit

Für gewöhnlich schneiden gewachsene oder wiederverwertete Baustoffe vergleichsweise schlecht ab, wenn es um ihre Druck- und Zugbelastbarkeit geht. Durch gezielte Gestaltung der geometrischen Form und des inneren Kräfteflusses lassen sich diese Eigenschaften nach Angaben der Forscher jedoch wesentlich verbessern. Die Wissenschaftler am KIT und der ETH Zürich greifen dabei auf Methoden grafischer Statik zurück, bei der statische Aufgaben zeichnerisch gelöst werden.

Mithilfe moderner Software erweitern sie die traditionell zweidimensionale grafische Statik auf die dritte Dimension. „Nachwachsende Baustoffe erhalten so das Potenzial, konventionelle Materialien in vielen architektonischen Strukturen zu ersetzen“, meint Hebel.

Präsentation des Myco-Tree

Unter dem Titel „Beyond Mining – Urban Growth“ präsentieren die Forscher bei der Seoul Biennale of Architecture and Urbanism 2017, die vom 2. September bis 5. November läuft, ihren Myco-Tree. Es handelt sich dabei um eine Struktur aus Pilzmyzelium und Bambus, deren Geometrie sie mit Methoden grafischer Statik in 3D verbessert und tragfähig gemacht haben.

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