Nachhaltiges Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen
Kork
Allgemeines
Geschichtliche Einordnung
Schon in der Antike wurde Kork von Menschen für Schuhe, Bojen und zur Fischerei verwendet. Auch als Dämmmaterial wurde es schon in mitte des 16. Jahrhunderts in den Zellen von Klöstern genutzt um diese vor Kälte und Feuchtigkeit zu isolieren. Im 15. und 16. Jahrhundert wurde er in den Schiffen verwendet, die die portugiesischen Entdecker zur Entdeckung der Neuen Welt führten. Bis heute wird Kork in der Technik vielerorts eingesetzt, sei es in des NASA-Shuttles, ESA-Raumschiffen oder in Kajaks.
Die wichtigste und auch bekannteste Bedeutung hat Kork für den Menschen für die Produktion und den Konsum von Wein. Zur Versiegelung der Gefäße in denen der Wein gelagert und konserviert wurde, war Kork durch seine physikalischen Eigenschaften das perfekte Material dafür. Durch seine Elastizität und die Luft- und Wasserdichtheit, passt sich der Kork ideal dem Hals der Weinflasche an. Er verhindert das auslaufen und erlauben zugleich jene minimale Oxydation, die für die Reifung des Weines wichtig ist.
Anbau
Kork ist die Rinde der sogenannten Korkeiche (Quercus suber), ein immergrüner Laubbaum, der vor allem im westlichen Mittelmeerraum vorkommt. Der größte Korkproduzent ist Portugal, wo ein Drittel der weltweiten Korkeichen beheimatet sind und 100 000 Tonnen Kork pro Jahr produziert wird.
Ab einem Baumalter von circa 20 Jahren und nachdem er eine Höhe von etwa 1,3 Meter und einen Stammdurchmesser von 70 Zentimeter erreicht hat, kann der Baum alle rund 10 Jahre geschält werden. Demnach muss zur Gewinnung des Korks keine Eiche gefällt werden und der Baum bekommt durch das Schälen keine negative Auswirkung auf seine natürliche Entwicklung. Es wird nur etwa ein Drittel der Rinde entfernt um den Baum nicht zu gefährden.
Die Korkeiche spielt nicht nur eine große Rolle in der Absorption von CO2 und demnach der Produktion von Sauerstoff, sondern durch seine geringe Brennfähigkeit verhält er sich als Barriere gegen Waldbrände und durch seine Fähigkeit auf kargen, trockenen Böden zu wachsen verhindert er Bodenerosionen.
Kork als Baumaterial
Kork hat besondere Eigenschaften welche es dem Material ermöglichen besondere Funktionen zu erfüllen. Durch die luftgefüllten Zellen weist Kork sehr gute wärmedämmende und schallisolierende Eigenschaften auf und aufgrund der geringen Dichte besitzt es ein geringes Eigengewicht. Die hohe Elastizität sorgt für gute Druck- & Biegefestigkeit.
Weitere bauphysikalische Eigenschaften sind die Dichtheit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten durch das eingelagerte Suberin oder auch Korkstoff genannt. Es eignet sich auch gut als Baustoff da es auch resistent gegen Schädlinge, fäulnis beständig und ein sehr gutes Brandverhalten hat. Kork ist eingestuft als “normal entflammbar”, hemmt jedoch die Brandausbreitung.
Der Preis für Korkdämmungen liegt im Schnitt bei 25 Euro pro Quadratmeter, was im Vergleich zu handelsüblichen Dämmungen etwas teurer ist und stark von der Qualität abhängig ist. Jedoch verglichen zu anderen nachwachsenden Dämmungen im Preisschema liegen.
Vor- & Nachteile
Kork hat besondere Eigenschaften welche es dem Material ermöglichen besondere Funktionen zu erfüllen. Durch die luftgefüllten Zellen weist Kork sehr gute wärmedämmende und schallisolierende Eigenschaften auf und aufgrund der geringen Dichte besitzt es ein geringes Eigengewicht. Die hohe Elastizität sorgt für gute Druck- & Biegefestigkeit.
Weitere bauphysikalische Eigenschaften sind die Dichtheit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten durch das eingelagerte Suberin oder auch Korkstoff genannt. Es eignet sich auch gut als Baustoff da es auch resistent gegen Schädlinge, fäulnis beständig und ein sehr gutes Brandverhalten hat. Kork ist eingestuft als “normal entflammbar”, hemmt jedoch die Brandausbreitung.
Der Preis für Korkdämmungen liegt im Schnitt bei 25 Euro pro Quadratmeter, was im Vergleich zu handelsüblichen Dämmungen etwas teurer ist und stark von der Qualität abhängig ist. Jedoch verglichen zu anderen nachwachsenden Dämmungen im Preisschema liegen.
Vorteile
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> geringes Eigengewicht (über 50% des Volumens ist Luft)
> Luft- und Gasundurchlässig hohe Flexibilität (elastisch und kompressibel)
> hohe Widerstandsfähigkeit (Reibung, Abnutzung, Stöße)
> gute Isolierfährigkeit (akkustisch & thermisch)
> geringe Brennfähigkeit
> Antistatisch & Anti-Allergisch
> hohe Wiederverwertbarkeit (nahezu vollständige Verwertung)
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Nachteile
> VOC-Abgabe an die Innenraumluft und damit verbundene unangenehme Gerüche
> Anbau durch den Klimawandel bedroht
> weiter Transportweg nach Österreich
> ist vor langanhaltender Nässe zu schützen um Pilzbefall vorzubeugen
Baustoffe
Kurzübersicht
Kork wird bei der Herstellung zwischen zwei unterschiedlichen Systemen unterschieden, dem Backkork und dem Presskork.
Bei der Herstellung von Backkork werden dem Kork ca. 350°C heißem Wasserdampf zugeführt und dieser unter Druck gebacken. Durch die hohe Temperatur wird das natürliche Harz Suberin aus den Zellen entfernt, wodurch es zu einer Expandierung der Zellen und zu einer Verklebung mithilfe des Harzes zwischen den Zellen untereinander kommt. Durch den hohen Porenanteil werden durch diesen Prozess die Dämmeigenschaften des Korks wesentlich verbessert. Kork steht als Dämmstoff in Form von Platten aber auch als loses Granulat zur Verfügung.
Für die Herstellung von Presskorkplatten, wird aus der Rinde ein Granulat gewonnen. Unter der Zufuhr von hohem Druck und Zugabe von Bindemitteln, in Form von Harzen, wird das Granulat zu Blöcken gepresst und anschließend zu Platten gesägt. Wegen des geringeren Porenanteils des Presskork wird dieser weniger als Dämmplatten genutzt, sondern hauptsächlich als Trittschallschutz und für Bodenbeläge. Eine weitere Aufarbeitung gegen Brand, Schimmel und Schädlinge ist nicht erforderlich.
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1) Korkblöcke / Expandierter Kork
Herstellung
Expandierter Kork wird meist aus Kork mit minderer Qualität hergestellt. Es handelt sich hier beispielsweise um Abfälle, die bei der Holzgewinnung entstehen, rezyklierte Korkstoppel, oder auch als Beiprodukt der Komposit-Kork Industrie.
Diese Beiprodukte werden zu Schrot vermahlen und anschließend dampfgekocht und unter hohem Druck expandiert. Der Kork bläht sich hierbei um das Fünffache seines Volumens auf. Das bei diesem Vorgang austretende Harz, das Suberin bindet das poröse Material zu festen Blöcken, es bedarf also keiner zusätzlichen Bindemittel.
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Die Korkblöcke können dann beispielsweise mit einer CNC-Maschiene in einem anderen Prozess als Baublöcke gefräst werden. Als ein Nut-Falz-Stecksystem das sich ineinander verkeilt und keine zusätzlichen Kleber benötigt.
Einsatzgebiete und Arten
Korkblöcke kommen als tragendes Wand-Element im ökologischen Hausbau vor. Als tragendes Bauteil können Korkblöcke gut Druckkräfte aufnehmen und in den Boden ableiten, die horizontalen Kräfte werden jedoch mit zusätzlichen Holzkonstruktionen aufgenommen.
Bauphysikalische Aspekte
Expandierter Kork weist eine große Vielfalt besonderer Eigenschaften auf: Der Baustoff ist schwer entflammbar, schimmelresistent, insektensicher, wasserabweisend und gleichzeitig diffusionsoffen, hat sehr gute Wärme- und Schalldämmeigenschaften und kann somit gleichsam als Material für Wand, Decke und Dach eingesetzt werden. Außerdem ist Kork ein Plusenergieprodukt: Aus der Nachnutzung – etwa durch Verbrennung – kann mehr Energie gewonnen werden, als für die Herstellung aufzuwenden ist.
Vorteile
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> leicht – es wiegt weniger als Beton und Metall
> schwer entflammbar
> schimmelresistent
> Insektensicher
> wasserabweisend gleichzeitig diffusionsoffen
> gute Wärme- und Schalldämmeigenschaften
> Plusenergieprodukt (durch Verbrennung kann Energie gewonnen werden)
> kann dirket vor Ort geschnitten werden
> Korkrinde bindet rund dreimal mehr Kohlenstoff als Holz
> Verbesserung der Kohlenstoffbilanz des Gebäudes
Nachteile
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> relativ teuer
> als Rohstoff nur begrenzt verfügbar
2) Dämmstoffe
Herstellung
Kork wird bei der Herstellung von Dämmstoffen zwischen zwei unterschiedlichen Systemen unterschieden, dem Backkork und Korkgranulat, der Presskork wird hauptsächlich als Bodenbelag oder zum Trittschutz verwendet.
Bei der Herstellung von Backkork werden dem Kork ca. 350°C heißem Wasserdampf zugeführt und dieser unter Druck gebacken. Durch die hohe Temperatur wird das natürliche Harz Suberin aus den Zellen entfernt, wodurch es zu einer Expandierung der Zellen und zu einer Verklebung mithilfe des Harzes zwischen den Zellen untereinander kommt.
Kork steht als Dämmstoff in Form von Platten aber auch als loses Granulat zur Verfügung. Für die Herstellung des Schüttdämmstoffes werden Flaschenkorken aber auch Abfall der Plattenherstellung verwendet.
Die Herstellung und das Expandieren des Korkes, verursacht fast 3/4 der Grauen Energie (ca. 12,7 MJ/kg). Der Lebenszyklus von Backkork reduziert den Treibhauseffekt (ca. -1,4 kg CO2-Äq./kg). Durch seine starke Energieerzeugung in der Nachnutzung, gehört Kork zu einem Plusenergie-Produkt. Außerdem bindet die Korkeiche selbst während des Wachstums Kohlenstoff und wirkt so dem Klimawandel entgegen.
Einsatzgebiete und Arten
Kork ist sehr vielseitig einsetzbar. Wegen dem hohen Widerstand gegen Druckbelastung, kann der Rohstoff als Decken- und Bodendämmung verwendet werden. Als Dämmstoff kann er sowohl am Dach also auch an den Wänden verwendet werden. Als Dachdämmung ist Kork als Warm- und Kaltdach einsetzbar. Der Einsatz als Zwischen- und Untersparrendämmung im Dachbereich ist ebenfalls möglich. An Außenwänden kann Kork hinter einer Verkleidung oder unter einer Putzschicht eingesetzt werden, jedoch niemals im Sockelbereich, da es bei langanhaltender Nässe zu einem Pilzbefall kommen kann.
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Auch im Holzbau kann Korkgranulat in Holzrahmen- und Holztafelkonstruktionen als Einblasdämmung eingesetzt werden, wobei Schüttkork nur dort eingesetzt werden soll wo die Dämmung nicht belastet wird, und sie sich nach dem Einbringen nicht setzen können.
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Technisch gesehen ist Kork auch für die Innendämmung einsetzbar, ist aber wegen der Freisetzung von VOCs umstritten.
Bauphysikalische Aspekte
Wärmeleitfähigkeit λ:
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spez. Wärmespeicherkapazität c:
Wasserdampfdiffusionswiderstand μ:
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Baustoffklasse:
Temperaturbeständigkeit:
Rohdichte:
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Druckfestigkeit Rs:
Primärenergiegehalt PE:
0,040-0,060 W/(mK) (exp. Platte)
0,050 W/(mK) (Granulat)
1.700-2.100 J/(kg·K)
5-10 (exp. Platte)
1 (Granulat)
B 2 normal entflammbar
< 100°C
100-220 kg/m³ (exp. Platte)
(<200) kg/m³ (Granulat)
<0,10 N/mm² (bei 10% Stauchung)
65-450 kWh/m³ (exp. Platte)
90-200 kWh/m³ (Granulat)
Vorteile
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> geringes Eigengewicht (über 50% des Volumens ist Luft)
> Luft- und Gasundurchlässig
> hohe Flexibilität (elastisch und kompressibel)
> gute Isolierfährigkeit (akkustisch & thermisch)
> geringe Brennfähigkeit
Nachteile
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> VOC-Abgabe an die Innenraumluft und damit verbundene unangenehme Gerüche
> Anbau durch den Klimawandel bedroht
> weiter Transportweg nach Österreich
Projekte
1) Korkenzieher Haus von Rundzwei
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© Gui Rebello
Dass Kork sich als Dämmstoff gut eignet ist in der Baubranche bereits bekannt. Das Architekten Duo von Rundzwei treibt das ganze noch weiter und mach das Material Kork zum Aushängeschild.
Das Einfamilienhaus ist fast gänzlich aus recyclebaren Rohstoffen erbaut. Zusammen mit Holz, Stampfbeton und Zellulose findet auch Kork einen Platz. Die Fassade besteht aus Presskorkplatten und übernimmt nach dem verglasten Erdgeschoß neben der Optik auch eine dämmende Wirkung ein
2) Kork in Eton / England
von Matthew Barnett Howland, Dido Milne, Oliver Wilton
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© David Grandorge
In diesem Haus bestehen nicht nur einzelne Teile oder Elemente aus Kork, sondern die Architekten haben die gesamte Struktur aus Kork konstruiert. Die 5 pyramiden ähnlichen Türme saugen mittels Oberlichter Licht in den Innenraum und fügen sich inmitten der Bäume so auch gut in die Umgebung ein. Die Konstruktion besteht aus 1268 Korkblöcken die Wände und Dächer bilden. Es werden keine weiteren Dämmstoffe, Kleber oder Putze benötigt. Einzig allein Holz kommt im Bereich der Fenster und Türen als weiteres Baumaterial zum Einsatz. Das gesamte Bauprojekt ist CO² negativ, was heißt dass es hat mehr Kohlendioxid gebunden als während des gesamten Bauablaufes abgegeben.
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Im Zuge eines zehnjährigen Forschungsprojekts und in Kooperation mit der Bartlett School of Architecture, der University of Bath, MPH Architects sowie mit Partnern aus der Industrie entwickelten die Architekten ein außergewöhnliches modulares System. Durch die innovative Entwicklung ist es gelungen, ein Gebäude fast gänzlich aus massiven Korkblöcken und vereinzelten Holzelementen zu errichten.
Das Fertighaus besteht aus mehr als 1000 ineinandergreifende Korkblöcke. Diese Korkblöcke durch ein innovatives Klick-System miteinander verbunden. Für das komplizierte Dach wurde zuerst eine leichte Konstruktion aus Metall und Holz vorgefertigt und dann mit Kork gedämmt. Materialien wie Putz, Beton oder Zement kamen überhaupt nicht zum Einsatz.
© Magnus Dennis
© Alex De Rijke
3) KLEIN A45 / Shandaken, USA / Bjarke Ingels Group
