Die Entwicklung eines Dämmstoffs aus einem nachwachsenden Rohstoff am Beispiel Flachs

Eine Wettbewerbsarbeit von Milan Gajewski
Lessing-Gymnasium, Mitte

Zur Wärmedämmung werden in unseren Häusern hauptsächlich Materialien wie Glaswolle und Styropor eingesetzt. Diese Materialien und ihre Herstellungsverfahren sind nicht besonders umweltverträglich. Gibt es Alternativen aus der Natur? Und sind diese konkurrenzfähig? Auf die Thematik aufmerksam geworden  bin ich durch eine Radiosendung mit dem Thema ,, Einsatz von Baumaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen“.  Daraufhin wollte ich die Entstehung eines natürlichen Dämmstoffs verfolgen und selber einen solchen entwickeln. Meine Wahl fiel dabei auf Flachs. Andere Materialien wie beispielsweise Hanf oder Schilf hätten aus verschiedenen Gründen mehr Umstände erfordert (im Falle von Hanf Genehmigungen für den Anbau). Im Prinzip kommen jedoch auch solche Stoffe als Alternativen zum Einsatz von Glaswolle oder Styropor im Häuserbau in Frage.

Mit dem Anbau des Flachses habe ich am 24.03.2004 begonnen. Das Schul-Umwelt-Zentrum Mitte hatte mir dankenswerter Weise drei Beete von 0,8m x 10m Größe für die Aussaat zur Verfügung gestellt. In der Regel wird empfohlen, mit der Aussaat zwischen Mitte März und Mitte April zu beginnen. Von daher war der Zeitpunkt gut gewählt. Die Saattiefe beträgt im Optimalfall 2 cm und die Saatstärke sollte bis zu 2000 keimfähige Samen pro Quadratmeter betragen. Die Saattiefe habe ich gut eingehalten. Die Saatstärke dürfte geringer gewesen sein. Das wiederum kann sich negativ auf die Faserqualität auswirken, da Faserlein dazu neigt, sich stärker zu verzweigen, wenn der Platz dafür da ist. Dazu kommt, dass Unkräuter es leichter haben, sich auszubreiten, wenn die Dichte der Flachspflanzen es zulässt.

Ende Juni bis Anfang Juli fing der Faserlein langsam an, sich gelb zu verfärben und Samenkapseln zu bilden, so dass nun der Zeitpunkt gekommen war, den Flachs zu raufen. Bei der Raufe werden die Pflanzen mit möglichst viel vom Wurzelwerk herausgerissen, damit so wenig Fasermaterial wie möglich verloren geht. Anschließend werden die herausgerissenen Pflanzen auf dem Feld (oder vielmehr Beet) ausgebreitet und für mehrere Wochen zur Tauröste liegengelassen. Bei der Tauröste werden die Pflanzen der Witterung und Mikroorganismen ausgesetzt. Die Röstbakterien spielen nun eine entscheidende Rolle. Sie lösen die Bastfasern des Flachses allmählich von der Rindenschicht ab. Das Wachstum der Bakterien ist vom Tauwasser abhängig, weshalb dieses Röstverfahren als Tauröste bezeichnet wird.

Vom 30. 08. 2004 an begann ich die Fasern vom Holz zu lösen. Am schnellsten verfährt man, indem man die Pflanzen ,,zerbricht“. Beim Brechen werden die Stengel geknickt und die Holzschicht gebrochen. Dabei entstehen so genannte Schäben, kleine Holzsplitter, die anschließen größtenteils entfernt werden. Werden die Fasern später allerdings als Textilfasern  verwendet, müssen natürlich alle Splitter entfernt sein. Zum Verfeinern der Fasern kann man sich einer Hechel bedienen, eine Art Metallkamm, durch die die Fasern gezogen werden.

Insgesamt verfügte ich am Ende der Ernte über Fasermaterial von mehr als einem Kilogramm.

Der nächste Schritt bestand in der Herstellung von Dämmplatten aus dem Rohmaterial. Da ich ferner vorhatte, die einzelnen Platten später zu einem Modellhaus zur Prüfung der Wärme dämmenden Eigenschaft zusammenzubauen, brauchte ich außerdem verschieden große Einzeldämmplatten.
Es erforderte eine Reihe von Versuchen, bis eine formstabile, leichte und gut zu verbauende Platte entstanden war. Um die Flachsfasern miteinander zu verkleben, benutzte ich Stärke.
Für Vergleichsmessungen habe ich ein Modellhaus aus den hergestellten Flachsdämmplatten mit Aluminiumfolienbeschichtung* errichtet (mit Holz als Stützkonstruktion). Zum Vergleich mit diesem Modellhaus habe ich das Styroporhaus von Kosmos Future Technics benutzt.
Diese beiden Modellhäuser sind in etwa gleich groß und nach der Abdichtung einiger Öffnungen im Kosmoshaus miteinander vergleichbar.

* Die Beschichtung der Dämmplatten mit Aluminiumfolie hatte sich durch die Herstellungsweise der Platten ergeben.

Auf dem Regionalwettbewerb bei BMW

Insgesamt lässt sich sagen, dass Flachs tatsächlich eine interessante Alternative zu herkömmlichen Dämmstoffen darstellt, da die Herstellungsverfahren relativ unkompliziert sind und die Messergebnisse zeigen, dass Flachs als Dämmstoff den Vergleich mit Styropor durchaus nicht scheuen muss. Der Preisnachteil besteht zwar, doch wird die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen als Dämmmaterial staatlich gefördert. Außerdem lässt eine vermehrte Nachfrage nach Alternativen aus der Natur ein Sinken der Preise erhoffen. Hinzu kommt, dass sich der Ertrag und die Produktivität durch die Verbesserung alter Herstellungstechniken und durch die Entwicklung neuer sicherlich noch steigern lassen, sodass Flachs und andere Dämmstoffe aus der Natur noch konkurrenzfähiger werden.
Demnächst werde ich noch die Kompostierbarkeit der Dämmplatten überprüfen. Die Beschichtung mit Aluminiumfolie stellt keine Probleme dar, da sie sich mit wenig Aufwand lösen lässt und überdies recyclebar ist. Möglich wären noch Versuche zur Überprüfung der Resistenz gegenüber Schädlingsbefall. Während meiner Arbeiten ist kein Schimmelbefall aufgetreten, so dass weitere Versuche dazu nicht zwingend notwendig sind.