Holz als Baustoff

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff und wird in vielen Bereichen eingesetzt. Es gibt viele verschiedene Holzarten mit sehr unterschiedlichen Beschaffenheiten. Hier wollen wir Ihnen etwas über den Baustoff Holz erzählen.

Energiebedarf

Holz ist eines der wichtigsten Baumaterialien und erfordert einen viel geringeren Energiebedarf für seine Produktion (5 - 7,5kWh/t) als Materialien wie Beton (25 - 300kWh/t), Glas (6000kWh/t) oder Kunststoff (8.200 - 20.000kWh/t). Es ist auch das einzige erneuerbare und CO2-neutrale Baumaterial.

Als natürlicher Rohstoff ist Holz nach der Fällung eines Baumes sehr anfällig gegenüber schädlichen Einflüssen. Um lange Freude an einem aus Holz gefertigten Produkt zu haben, ist der Schutz des unbehandelten Holzes vor Wetter- und Umwelteinflüssen absolut notwendig:

  • Pilzbefall bei Feuchtigkeit
  • Bakterieller Befall bei unzureichender Sauerstoffzufuhr  
  • Rissiges Holz bei Anwendung im Außenbereich durch Absorption des Wassers
  • Verfall des Holzbestandteils Lignin bei UV-Strahlung

Unter anderem aus diesen Gründen, muss für jeden Anwendungsbereich das Holz mit den richtigen Eigenschaften verwendet und die entsprechende Schutzbehandlung durchgeführt werden.

Aufbau des Holzes

Die leichten und weichen Holzarten haben einen einfacheren Aufbau als die dichteren und härteren Arten. Die weichen Holzarten haben einen größeren Luftanteil in den Zellen. Abgebildet sieht man eine Schnittdarstellung.

Die Form, Bildung und Größe der Zellen des Baumes bestimmen die Art und die Eigenschaften des Holzes. Um so größer und luftiger die Zellen, desto leichter und weicher das Holz. Die Zellen der inneren Schichten sind leblos und normalerweise auch dunkler, was auf die Bildung von Harz und natürlichen Oxiden zum Schutz des Holzes zurückzuführen ist. Diese Zellen transportieren keine Flüssigkeit mehr, sie sind verschlossen. Dies ist der härteste Bereich, in den auch am wenigsten Wasser eindringt und er wird als Kernholz bezeichnet. Die Schutzmaßnahmen richten sich somit überwiegend auf das Holz der äußeren, anfälligeren Schichten. Zur Möbel-Herstellung für den Außenbereich verwenden wir FSC-zertifizierte Harthölzer der Resistenzklasse 1.

Hartholz
Weichholz

Zellen

Frisches Holz, Zellen enthalten mehr als 40% Wasser
Holz am Punkt der Fasersättigung (ca. 30% Wasser)
Absolut trockenes Holz, die Zellen sind etwas geschrumpft

Ein lebender Baum enthält einen Wassergehalt von über 40%. Durch Verdunstung bis zum Erreichen des Sättigungspunktes verringert sich dieser Wassergehalt. Das restliche Wasser verbleibt in den Zellwänden und der Wassergehalt liegt je nach Temperatur bei ca. 30%. Unter dem Sättigungspunkt schwindet das Holz, quillt aber bei Befeuchtung erneut auf.

Schwindung durch Trocknung

Die Schwindung des Holzes ist, abhängend von der Richtung, sehr unterschiedlich. Dabei wird die tangentiale und die radiale Schwindung des Holzes unterschieden. 

  • Die tangentiale Schwindung beträgt circa das Zweifache der radialen Schwindung.
  • Die axiale Schwindung (in Längsrichtung des Stammholzes) ist sehr gering und ohne praktische Bedeutung.

Die dichten Hölzer schwinden mehr als die leichten Hölzer. Das Holz muss vor der Verwendung trocknen, bis es den für den Einsatzbereich charakteristischen Feuchtigkeitsgehalt erreicht hat.

Risse und Verziehen

Sonne und Wind entfernen das Oberflächenwasser beim Auftreffen auf eine der Seiten des Holzes. Das im Inneren vorhandene Wasser wandert langsamer zur Oberfläche als das Oberflächenwasser entfernt wird. Daher schwinden die äußeren, trockeneren Schichten mehr als die inneren, feuchteren Schichten und erzeugen dadurch große innere Spannungen. Diese Spannungen werden durch Risse abgebaut, die sich aber wieder abschwächen, wenn die Außenfeuchtigkeit sich erhöht.

Bei einem Brett erhöht sich die Schwindung auf der, der Sonne und Wind ausgesetzten Seite. Im Gegensatz zu der gegenüberliegenden Seite, die nicht auf dieselbe Art schwindet. Durch die unterschiedliche Schwindung des Materials entsteht Spannung, die durch eine Verformung des Brettes abgebaut wird. Deswegen soll die Verwendung von sehr breiten Brettern vermieden werden.

Je kleiner die Dichte der Hölzer ist, desto stärker reißen sie, denn es sind dann mehr luftleere Räume zwischen den mit Luft angefüllten Zellen vorhanden. Ein häufig von Greenleaf verwendetes Holz ist Jatoba. Das Jatoba-Holz (Hymenaea courbaril) ist ein exotisches Holz, das aus Mittelamerika stammt und deswegen nicht von europäischen Schädlingen wie Würmern und Pilzen, etc. befallen wird. Wegen seiner hohen Dichte, 910 kg/m³, ist es sehr widerstandsfähig gegen Wassereintritt und somit auch gegenüber den Folgen, die gravierender bei nicht so dichtem Holz auftreten. 

Schutzlack

UV-Strahlen verursachen den Abbau von Lignin und begünstigen seinen Verfall in einer Stärke, die zwischen 1mm und 2mm variiert. Für einen besseren Schutz werden in manchen Fällen Lacke mit Eisenoxide und andere Bestandteile verwendet, die als Lamellen parallel zur Holzoberfläche wirken und die Reflexion der UV-Strahlen begünstigen. Je größer die Anzahl der Lackaufträge, desto größer ist der Schutz gegen UV-Strahlen. Jedoch wird die Farbe des Holzes dadurch dunkler. Der in der Fabrik auf Wunsch hergestellte Anfangsschutz schließt das Eintauchen in einem Imprägniermittel ein, das abgesehen von der Verbesserung des UV-Schutzes, die Haftung des Harzes auf dem Holz begünstigt. Danach werden auf Wunsch noch mindestens 2 Lackschichten aufgetragen, wobei zwischen dem Auftrag der beiden Schichten nicht abgeschliffen wird.

Wartung

Holz benötigt, bedingt durch Umwelteinflüsse, eine regelmäßige Wartung.

Wenn das Lignin bereits zerfallen/beschädigt ist, schleifen Sie die Leisten, am besten nach der Reinigung, einzeln ab. Entfernen Sie alle Lackreste, damit der neue, das Holz schützende Lack, gut aufgenommen werden kann.

Bringen Sie mindestens zwei Schichten Schutzlack hintereinander auf, ohne zwischendurch zu schleifen. Das Wartungsintervall hängt von den Umwelteinflüssen ab, denen die Holzleisten ausgesetzt sind. An einem Ort mit einer natürlichen Umweltaggressivität wird empfohlen, die Wartung alle zwei Jahre durchzuführen, da nach dieser Zeit die Leisten die ersten Abnutzungen aufweisen können. Dieses Wartungsintervall muss bei einem Anstieg der Aggressivität der Umwelt verringert werden. Mit einer größeren Anzahl von Lackschichten vergrößert sich auch die Zeit zwischen den Wartungen.