Ansatz
Im modernen Holzbau gewinnen kreislauffähige Konstruktionen zunehmend an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurde eine Verbindungstechnologie entwickelt, die es ermöglicht, Holzbauteile ausschließlich mit Holznägeln zu befestigen und damit vollständig auf metallische Verbindungsmittel zu verzichten. Diese Holznägel bestehen aus hochverdichtetem europäischem Buchenholz und werden mit passenden Druckluftgeräten in das Bauteil eingeschossen. Durch die beim Eintrieb entstehende Reibungshitze aktiviert sich das im Holz enthaltene Lignin, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Nagel und umgebendem Holz entsteht.
Über die reine Verbindungstechnik hinaus eröffnet der Ansatz neue Möglichkeiten im Massivholzbau. So können beispielsweise mehrschichtige Holzmodule hergestellt werden, bei denen die einzelnen Lagen ausschließlich durch Holznägel verbunden sind. Im Unterschied zu konventionellen Systemen entstehen dadurch Bauteile ohne vollflächige Verleimung und ohne metallische Bestandteile. Dies ermöglicht die Herstellung sortenreiner Konstruktionen und erleichtert den Rückbau sowie die Wiederverwendung der eingesetzten Materialien.
- Baustoffe
- Innovation
- Zirkuläres Bauen
Datenblatt:
Themenfeld
Holzbau / Kreislaufgerechtes Bauen und kreislaufgerechte Befestigungssysteme
Art der Innovation
Holznagelsystem / Kraftschlüssige Holz-Holz-Verbindung
Reifegrad
Am Markt verfügbar mit ETA-Zulassung und EPD / bereits umgesetzt
Initiator
Unternehmen
Herausforderungen
Die Entwicklung des Holznagelsystems stellte besondere Anforderungen an Material, Verbindungstechnik und Verarbeitung. Ziel war es, einen Holznagel so zu gestalten, dass er mit Druckluftgeräten in Holzbauteile eingeschossen werden kann. Gleichzeitig mussten ausreichende Trag- und Auszugswerte für strukturelle Anwendungen erreicht werden. Darüber hinaus erforderte die Umsetzung ein abgestimmtes System aus Holznägeln und geeigneten Verarbeitungsgeräten, einschließlich spezieller Nagelköpfe für automatisierte Fertigungsanlagen. Beim Einschießen führt die Reibungsenergie zur Erwärmung des Materials und aktiviert das im Holz enthaltene Lignin. Dadurch entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Nagel und Holz mit hoher Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit.
Zentrale Herausforderungen:
- Entwicklung eines hochfesten Holznagels aus hochverdichtetem europäischem Buchenholz
- Entwicklung passender pneumatischer Nagelgeräte
- Sicherstellung ausreichender Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit der Holznägel
- Untersuchung des Trag- und Ausziehverhaltens im Vergleich zu metallischen Verbindungsmitteln
- Nachweis der Feuerbeständigkeit
- Integration in bestehende Bemessungsansätze nach Eurocode 5
- Gewährleistung einer prozesssicheren Anwendung in handwerklicher und industrieller Fertigung
- Übertragbarkeit auf unterschiedliche Holzbausysteme
Ziele & Erfolge
Die Entwicklung des Holznagelsystems zielt auf die Reduktion metallischer Verbindungsmittel, die Verringerung von Treibhausgasemissionen sowie die Herstellung sortenreiner, rückbaubarer Holzbauteile. Gleichzeitig soll eine prozesssichere und zeiteffiziente Verarbeitung in handwerklichen und industriellen Anwendungen ermöglicht werden.
Diese Technologie schafft die Voraussetzung für kreislauffähige Konstruktionen im Holzbau und dient als Grundlage für mehrschichtige Massivholzelemente ohne vollflächige Verleimung oder Metall. Im Unterschied zu klassischen Holzverbindungen erfolgt die Verarbeitung ohne Vorbohren und zusätzliche Arbeitsschritte, was eine effiziente und reproduzierbare Ausführung unterstützt. Die Praxistauglichkeit zeigt sich unter anderem im Gewerbebau, etwa beim Mitarbeiterwohnhaus von Holzbau Reisecker.
Zahlen & Daten
Diese Holznageltechnologie ermöglicht mechanische Holzverbindungen ohne metallische Verbindungsmittel und ohne vollflächige Verleimung. Die Verarbeitung erfolgt ohne Vorbohren und ist sowohl im handwerklichen Einsatz als auch in der industriellen Fertigung anwendbar. Dadurch können reproduzierbare Verbindungen mit definierten Tragwerten hergestellt werden.
Millimeter maximaler Längenbereich
Der Längenbereich der Holznägel beläuft sich je nach Anwendung auf 25–75 mm.
Prozent geringere CO₂-Emissionen
Die Holznägel weisen im Vergleich zu Stahlnägeln bis zu 66 Prozent geringere CO₂-Emissionen auf.
Varianten
Je nach Anwendung können drei Varianten der Holznägel zum Einsatz kommen: mit Kopf, ohne Kopf und gestuft.
Weitere Vorteile im Überblick:
- keine Wärmebrücken im Holz
- keine Korrosion
- mit Holznägeln vernagelte Elemente lassen sich einfach nachbearbeiten (einschneiden / schleifen / überstreichen)
Akteure, Links & Praxis
Weiterführende Informationen
Referenzprojekte
Eine Zusammenstellung internationaler Projekte mit LIGNOLOC® Holznägeln findet sich auf der Website der BECK Fastening GmbH: