Wirtschaftliche und ökologische Potenziale von Hochregallagern aus Holz

Ausgangssituation

Der allgegenwärtige Megatrend "Nachhaltigkeit" beschäftigt immer größere Teile unserer Gesellschaft. Aus diesem Grund sind nun auch vermehrt Unternehmen an diesem Thema interessiert und präsentieren sich in der Öffentlichkeit als besonders umweltfreundlich. In der Intralogistik lag der Focus in dieser Hinsicht bisher auf der Erhöhung der Energieeffizienz. Einige Betriebe, welche die ökologische Ideologie besonders stark verfolgen, haben in den letzten Jahren jedoch auch die von ihnen verwendeten Werkstoffe unter die Lupe genommen. So wurden im Bereich der Lagertechnik bereits sechs Hochregallager aus Holz anstatt Stahl gebaut (Stand Dezember 2104). Dieser nachwachsende Rohstoff nimmt während seines Wachstums CO2 aus der Luft auf und schließt es ein, weshalb Holz eine negative CO2 Bilanz aufweist. Ein weiterer Vorteil ist die vergleichsweise gute Korrosionsbeständigkeit. In speziellen Anwendungsfällen, wie zum Beispiel der Lagerung von Salz, ist es aufgrund von Wechselwirkungen zwischen dem Lagergut und dem Konstruktionswerkstoff nur schwer möglich eine Stahlkonstruktion zu realisieren. Trotz all der Vorteile ist es für Planer dennoch schwierig diesen alternativen Werkstoff zu berücksichtigen, da die geltenden Normen und Richtlinien ausschließlich für Stahl-Hochregale ausgelegt sind. Über die wichtigste Planungsgröße, die Investitionskosten, sowie den Hauptnutzen, die Nachhaltigkeit, gibt es zudem bisher noch keine gesicherten Aussagen.

Stand der Technik und Forschung

Als Hochregallager werden Lager mit einer Höhe von mehr als zwölf Metern bezeichnet. Sie werden ab einer Höhe von zwanzig Metern in Silobauweise ausgeführt, das heißt die Regalkonstruktion dient gleichzeitig als Träger von Dach und Fassade. Auftretende Kräfte sind neben dem Gewicht der Lagergüter, Schneelasten, Windlasten sowie vom Regalbediengerät übertragene Kräfte. Holz-Hochregallager werden aus Fichten-Brettschichtholzträgern gebaut, welche durch metallische Verbindungsmittel zusammengehalten werden. Derzeit werden die Regalsteher aus einem Stück gefertigt, weshalb die maximale Lagerhöhe für Holz-Hochregale, aufgrund der limitierten Transportmaße, auf dreißig Meter begrenzt ist. 

Potenziale des Werkstoffs Holz

Holz ist der wichtigste und am meisten verwendete nachwachsende Rohstoff. Es bindet bei seiner Entstehung CO2 und kann später energiesparend verarbeitet werden. Im Vergleich zu Stahl besitzt es eine bedeuten höhere Korrosionsbeständigkeit und ist auch ohne Behandlung gegen die meisten Säuren und Laugen resistent. Entgegen des allgemeinen Empfindens ist Holz im Brandfall sicherer als Stahl. Grund hierfür ist die geringe Wärmeleitfähigkeit und somit die gleichbleibende Festigkeit der innenliegenden Bereiche. Der hohe Grad der Vorfertigung der Holzbauteile verursacht weiters eine starke Verkürzung der benötigten Montagezeit.

Vorgehensweise und Zielsetzung

Ziel der Forschungsaufgabe ist es die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Hochregallagern aus Holz zu bestimmen und mit der Stahlausführung zu vergleichen. Des weiteren sollen standardisierte Berechnungsvorschriften für die Holzausführung erstellt und für Unternehmen zugänglich gemacht werden.

Um einen aussagekräftigen Vergleich zwischen den Konstruktionswerkstoffen durchführen zu können, werden zu Beginn die Vorteile und Schwachstellen von Hochregallagern aus Holz lokalisiert und günstige Einsatzszenarien aufgezeigt. Anschließend werden mehrere Konzepte von Lagermodulen konstruiert und berechnet, wobei ein besonderes Augenmerk auf Lasten bei der automatischen Bedienung der Lagerstellplätze gelegt wird. Aus den gewonnen Daten sollen nachfolgend allgemeine Berechnungsansätze abgeleitet werden. Zur Bewertung der Nachhaltigkeit ist die Erstellung von Ökobilanzen für beide Konstruktionswerkstoffe geplant. Die Wirtschaftlichkeit wird durch Berechnung der Lebenszykluskosten bestimmt.

Forschungspartner

  • Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion, Technische Universität München

Projektpartner

  • Hess Timber GmbH & Co. KG
  • Kaufmann Bausysteme GmbH
  • Ladenburger GmbH
  • Josera GmbH & Co. KG
  • Alnatura GmbH
  • Offsetdruckerei Schwarzach GmbH
  • Salinen Austria AG
  • Jungheinrich AG
  • LTW Intralogistics GmbH
  • Viastore Systems GmbH
  • Merz Kley und Partner AG
  • Luy & Partner GbR
  • Lieb Obermüller + Partner Ingenieure
  • Weissenborn Logistik-Consulting
  • Amberger Holzbau GmbH
  • Landesinnungsverband des Bayerischen Zimmererhandwerks
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Förderung

Das IGF-Vorhaben 17959N/1 der Forschungsvereinigung Intralogistik/Fördertechnik und Logistiksysteme e.V. (FG IFL) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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