Kurzbeschreibung
"Der Gebäudebereich verursacht mehr als 40% des EU-weiten Energieverbrauchs und CO2 Ausstoßes. Ein erheblicher Teil dieser Energie wird durch Ziegelaußenwände abgegeben bzw. im Produktionsprozess benötigt. Trotz des natürlichen anorganischen Materials aus dem Ziegel besteht und mit einer Lebensdauer von mehr als 100 Jahren, muss er folglich als ressourcenverbrauchsrelevantes Produkt angesehen werden mit signifikanten Emissionen auch im Produktionsprozess. Die Verbesserung der Ziegeleigenschaften in Verbindung mit einer effizienteren Gestaltung von Produktionsprozessen ist jedoch mit derzeitig verfügbaren Verfahren und Entwicklungsstrategien kaum möglich." Fundierte Modelle und Konzepte zur Bestimmung der Performance von Mauerwerk als auch des Produktionsprozesses auf Basis (mikro)struktureller Charakteristika, welche gezielt adaptiert werden müssten, fehlen. Versuchstechnisch identifiziertes Potential zur Erhöhung der Festigkeit durch spezielle Mikroporenstrukturen von bis zu 40% (bei gleichbleibender Bruttodichte) und eine Verringerung der Brenntemperatur im Herstellungsprozess um bis zu 20% bei gleichzeitiger Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften um bis zu 25% kann somit nicht ausgeschöpft werden. Im Vorgängerprojekt „Innovative Brick“ konnten, auf Basis von umfangreichen Versuchen zur Identifikation der Mikrostruktur von Ziegelscherben, bereits Wege aufgezeigt werden wie dieses Potential durch moderne wissenschaftliche Methoden gehoben werden kann. "Wesentliche Entwicklungsschritte, speziell in Bezug auf die Nutzbarmachung der nun vorliegenden (weltweit einzigartigen) Information der Mikrostruktur mittels computergestützten Simulationskonzepten, fehlen jedoch noch und sind Ziel dieses Projektes. Physikalisch fundierte Modelle zur Bestimmung der effektiven thermischen als auch mechanischen Eigenschaften von Ziegel, beginnend bei der Mikrostruktur bis hin zu Mauerwerksverbänden, sollen entwickelt und in drei sogenannte virtuelle Versuchslabore implementiert werden. Aktuelle wissenschaftliche Methoden und Konzepte aus den Bereichen Mehrskalenmodellierung, Kontinuum-Mikromechanik und numerischer Versagensmodellierung, sowie ausgereifte stochastische Konzepte zur Berücksichtigung von Defektverteilungen in Mauerwerk, sollen dabei zur Anwendung kommen." "Mit solch virtuellen Versuchslaboren ist es letztendlich möglich Optimierungspotential für Ziegelscherben, Ziegel und Mauerwerkssysteme zu identifizieren und in effizienter Weise im Produktionsprozess umzusetzen. Dadurch würde die Grundlage für eine komplette Neuausrichtung der bestehenden Forschungs- und Entwicklungsprozesse in der Ziegelindustrie, und darüber hinaus in verwandten Industriebereichen, geschaffen und die weltweite Innovationsführerschaft von Österreich in diesem Bereich sichergestellt bzw. ausgebaut. Durch die oben erwähnten Verbesserungspotentiale auf mehreren Ebenen kann eine, durch numerische Simulationen bereits nachgewiesene, Energieeinsparung von bis zu 15 % im Produktionsprozess erwartet werden." Die Größe der möglichen Reduktion der Treibhausgasemissionen durch die Erhöhung der Wärmedämmwirkung bei gleichzeitig schlankeren Wandkonstruktionen wurde mit 31% für Wohnflächen abgeschätzt.