Timcelium – wood-based sandwich panels made by mycelium

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/503003-WP10

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Der Bausektor muss dringend seine erheblichen CO₂-Emissionen und seinen Ressourcenverbrauch reduzieren. Gleichzeitig führt die Anpassung der Schweizer Wälder an den Klimawandel zu einem steigenden Anteil an Laubbäumen, die besser an Trockenheit angepasst sind. Daten der Schweizer Landesforstinventur zeigen bereits den zunehmenden Anteil von Buchen in den Schweizer Wäldern. Derzeit werden 80% des Buchenholzes direkt zur Energiegewinnung verbrannt. Es mangelt an technischen Möglichkeiten, Buchenholz und seine nicht sägefähigen Anteile im Bauwesen zu verwenden. Dieses Umsetzungsprojekt geht diese beiden Herausforderungen an, indem es eine neuartige, wiederverwendbare und innovative Sandwichplatte aus nicht sägefähigem Hartholz entwickelt. Derzeit werden solche Sandwichplatten, die in Fassaden von Industriegebäuden eingesetzt werden, typischerweise aus Metallblech und Polyurethanschaum energieintensiv hergestellt und sind nicht kreislauffähig. Dieses Umsetzungsprojekt zielt darauf ab, Timcelium, eine innovative, vollständig biobasierte Sandwichplatte, von einem Prototyp im Labormassstab zu einem vorindustriellen Demonstrator weiterzuentwickeln. Damit wird eine hochwertige, zirkuläre Anwendung für nicht sägefähiges Holz und Restholz aus der Schweiz erschlossen, das sonst überwiegend verbrannt würde. Die zentrale Innovation von Timcelium liegt in seiner Materialzusammensetzung, da es die CO₂-intensiven Metall- und Polyurethanschichten herkömmlicher Sandwichplatten ersetzt

Kurzbeschreibung (Englisch)

The construction sector urgently needs to reduce its substantial carbon emissions and resource consumption. Industrial buildings are often enveloped by so called sandwich panels, typically made of metal sheets and polyurethane foam that are energy-intensive and lack circularity. Furthermore, adaptations to climate change in Swiss forests leads to an enlarging proportion of deciduous trees better adapted to drought. Data from the Swiss National Forest Inventory already show the increasing amount of beech in Swiss forests. At the moment 80% of beech timber is directly burnt for energy. There exists a shortage of technical possibilities to use beech or even non-sawable beech in construction. This implementation project addresses these two challenges by advancing a novel and re-usable innovative sandwich panel made from non-sawable and residual hard wood. This implementation project aims to advance Timcelium, an innovative, fully bio-based sandwich panel, from a lab-scale prototype (TRL 5) to a pre-industrial demonstrator (TRL 7). The project will demonstrate a high-value, circular application for Swiss non-sawable and residual wood, which would otherwise be predominantly incinerated. The central innovation of Timcelium lies in its material composition, as it replaces the CO2-intensive metal and polyurethane (PU) foam layers of conventional sandwich panels.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Le secteur de la construction doit réduire de manière urgente ses émissions de carbone et sa consommation de ressources. Les bâtiments industriels sont souvent enveloppés de panneaux sandwich composés de tôles métalliques et de mousse de polyuréthane, des matériaux très énergivores dont la circularité est limitée. Parallèlement, l'adaptation des forêts suisses au changement climatique entraîne une augmentation de la proportion d'essences feuillues mieux résistantes à la sécheresse. Les données de l'Inventaire forestier national suisse montrent déjà une hausse notable du hêtre dans les forêts suisses. Aujourd'hui, 80% du bois de hêtre est directement brûlé pour la production d'énergie, faute de possibilités techniques permettant de l'utiliser dans la construction, en particulier lorsque le bois est de qualité non sciable. Ce projet d'implémentation répond à ces deux défis en développant un panneau sandwich innovant, réutilisable et entièrement biosourcé, fabriqué à partir de bois dur non sciable et de bois résiduel. Le projet vise à faire progresser Timcelium, un panneau sandwich entièrement bio-basé, du stade de prototype de laboratoire à un démonstrateur préindustriel. Il mettra en valeur une application circulaire et à haute valeur ajoutée du bois suisse non sciable et résiduel, qui serait autrement principalement incinéré. L'innovation centrale de Timcelium réside dans sa composition matérielle, qui remplace les couches métalliques et la mousse de polyuréthane des panneaux conventionnels, fortement émettrices de CO2, par des matériaux biosourcés performants.

Kurzbeschreibung (Italienisch)

Il settore delle costruzioni ha un urgente bisogno di ridurre le proprie ingenti emissioni di carbonio e il consumo di risorse. Gli edifici industriali sono spesso rivestiti con i cosiddetti pannelli sandwich, tipicamente realizzati in lamiera e schiuma di poliuretano, materiali ad alto impatto energetico e non riciclabili in modo circolare. Parallelamente, gli adattamenti ai cambiamenti climatici nelle foreste svizzere stanno portando a un aumento della percentuale di alberi decidui più resistenti alla siccità. I dati dell’Inventario Forestale Nazionale mostrano già un incremento significativo della presenza di faggio nelle foreste svizzere. Attualmente, circa l’80% del legno di faggio viene bruciato direttamente per la produzione di energia, poiché mancano adeguate soluzioni tecniche per impiegare il faggio, in particolare quello non segabile, nel settore delle costruzioni. Questo progetto di implementazione affronta entrambe le sfide, promuovendo un innovativo pannello sandwich riutilizzabile, realizzato con legno duro non segabile e materiale residuale. L’iniziativa mira a far progredire Timcelium, un pannello sandwich completamente bio-based, dal livello di prototipo in scala di laboratorio (TRL 5) a un dimostratore preindustriale (TRL 7). Il progetto dimostrerà un’applicazione circolare di alto valore per il legno svizzero non segabile e residuale, che altrimenti verrebbe per lo più incenerito. L’innovazione principale di Timcelium risiede nella sua composizione: il pannello sostituisce infatti gli strati metallici ad alta intensità di CO₂ e gli strati in schiuma di poliuretano (PU) tipici dei pannelli sandwich convenzionali.