Der Baustoff Holz

1. Allgemein

Holz ist ein natürlicher Baustoff, der seit Bestehen der Menschheit für die Nutzung erschlossen wurde. Es zeichnet sich durch gute Eigenschaften, wie leichte Bearbeitung, hohe Belastung, angenehmes Aussehen und gute raumklimatische Eigenschaften aus. Es findet daher auch heute in vielen Anwendungsbereichen eine breite Anwendung.

2. Chemische Zusammensetzung und Bestandteile

Das einheimische Nadelholz und Laubholz setzt sich wie folgt zusammen:
a) Holzcellulose (Gehalt 40-45%)
Diese baut sich hauptsächlich aus Glucose, Mannose- und Xylose-Bausteine auf. (Glucose: Traubenzucker; Mannose kommt als Baustein in der Steinnuss und in Johannesbrotbaumsamen vor; Xylose: Kleie- und Strohkomponente)
b) Hemicellulose (Gehalt 25-35%)
Besteht aus langen löslichen Polysacchariden (Holzgummi)
c) Lignin (Gehalt Nadelholz 27-30%, Laubholz 18-30%)
Ist verantwortlich, dass das Cellulosegerüst Druckfestigkeit und Starrheit erhält. Bewirkt die Verholzung des pflanzlichen Gewebes.
d) Kambium
ist das lebende Gewebe, dessen Zellen sich in der Vegetationsperiode immer wieder teilen.

3. Struktur des Holzes

Das Holz besteht aus Gefäßzellen, Sklerenchymatische Zellen, Libriformfasern und Parenchymatisch Zellen.

4. Einordnung der Holzarten

Hier sollen nur kurz wichtige Unterschiede bezogen auf den Holzschutz hervorgehoben werden. Die verschiedenen Holzsorten bestehen aus Splintholz und Kernholz dazu kommt noch eine Einteilung in Reifholz.
Splintholz ist im äußeren Bereich des Stamms. Die Zellen beinhalten Stärke, Einweiße und andere Spurenelemente. Im Kernbereich sind diese wichtigen Nahrungsgrundlagen für holzzerstörende Pilze und Insekten geringer. Mit zunehmendem Alter des verbauten Holzes nimmt der Anteil der Nahrungsgrundlage ab. Ebenso kann durch das Wässern (Flößen und Wasserlagerung) dieser Anteil verringert werden.
Von den Nadelhölzern sind Kiefer, Lärche und Douglasie und von den Laubhölzern Eiche, Robinie Kernhölzer. Zu den Reifhölzern gehören Fichte, Tanne und Rotbuche. Kernhölzer weißen in der Regel eine bessere Resistenz gegen holzzerstörende Pilze und Insekten auf.

5. Verwendung von Holz im Bauwesen und in der Industrie

Bauholz (Bretter, Bohlen, Balken, Platten, Pfosten, Spanplatten, Dämmplatten und a.),
Papierherstellung,
Holzessig, entsteht durch Holzverkohlung,
Holzverzuckerung als Futtermittel,
Holzwolle für Verpackung und Herstellung von Leichtbauplatten,
Brennmaterial (Buche getrocknet),
Holzbeton, Späne und Mehl aus Tannen-, Kiefern-, Fichten- und Lärchenholz zur besseren Haftung zw. Zement und Holzoberfläche ist eine Vorbehandlung mit Kalkmilch, Wasserglas, MgSiF₆ (Magnesiumhexaflurosilikat), CaCl₂ notwendig,
Wärmedämmplatten, Holzspäne, Stroh mit u= 0,06 W/m²K

6. Gefährdung des Holzes

Die Gefährdung des Holzes erfolgt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Einsatzbereich. Schäden treten im Allgemeinen dann auf, wenn:

Konstruktionen aus Holz erbaut werden, wo zweckmäßiger weise andere Baustoffe geeignet sind,
eine ungeeignete Holzart für die Konstruktion ausgewählt wurde und die natürliche Eigenresistenz unberücksichtigt bleibt,
die ganze Verarbeitung unzweckmäßig ist, zum Beispiel früher erfolgte ein Wintereinschlag, Wasserlagerung, sofort aus dem Wald gebracht und ordentlich gelagert, schnelle Trocknung.

Durch welche Einflüsse wird Holz geschädigt?
a) Witterungseinflüsse

Feuchtigkeit (Quellen und Schwinden Fichte radial -4%, tangial -8% axial -0,4%) (siehe hier auch die Online-Berechnung zum Schwinden
UV-Anteil des Sonnenlichts,
Temperaturschwankungen führen zur Rissbildung

b) Biologische Einflüsse (Pilze, Bakterien, Insekten)
Bei einer Holzfeuchte von 20-40 % und in einem Temperaturbereich von 0 bis 40 ºC wird die Cellulose und Hemicellulose zersetzt.
Im vollkommenen trockenen oder durchnässten Zustand erfolgt keine Fäulnis.
Holzzerstörende Insekten benötigen mindestens eine Holzfeuchte von (8) 10%.
c) Chemische Einflüsse (Säuren, Basen und Salze)
Holz hat eine relativ gute Beständigkeit im pH-Bereich 3-10, daher erfolgte auch ein Einsatz Kaliindustrie, Bergbau, landwirtschaftliche Bauten.

In einem 6,5 jährigen Versuchszeitraum (2007) werden Holzarten an realen Bedingungen unter Berücksichtigung der Gebrauchsklassen aus wissenschaftlicher und holzbaulicher Sicht untersucht. In diesem kurzen Zeitraum können noch keine verbindlichen Aussagen getroffen werden. Aber es zeichnen sich bestimmte Trends ab, die mit der bisherigen Auffassung über die Beständigkeit bestimmter Hölzer nicht übereinstimmen. In den Schlussfolgerungen des Vortrags auf der 13. Quedlinburger Holzbautagung heißt es "Die geprüften Nadelhölzer zeigten eine weitgehende Übereinstimmung mit den in EN 350-2 (1994) angegebenen Dauerhaftigkeiten. Ergebnisse für Lärchen- und Douglasienkernholz liegen allerdings in Gebrauchsklasse 3 noch nicht vor. Die Kernhölzer von Robinie und Eiche wiesen hingegen im Erdkontakt deutlich geringere Dauerhaftigkeiten auf als in der Norm angegeben. Während die Ergebnisse für Robinie in Gebrauchsklasse 3 noch nicht vorliegen, erwies sich Eichenkernholz bislang auch außerhalb des Erdkontaktes nur als wenig dauerhaft" [2] (entspricht Dauerhaftigkeitsklasse 4).

Durch welche handwerklichen und konstruktiven Maßnahmen kann die Gefährdung herabgesetzt werden?

Trockenheit und bewegte Luft verringert die Gefahr eines Schädlingsbefall.
Wasser ist vom Holz fernzuhalten, Holzkonstruktionen in einem Abstand von mindestens 30 cm von der Geländehöhe vor Spritzwasser sichern.
Wasser darf nirgends stehen, es muss immer ungehindert ablaufen können. Stirnflächen sind zu schützen.
Folien oder Bitumenbahnen sollten nicht verwendet werden. Wenn es erforderlich ist, nur einseitig und möglichst nur dann, wenn das Mauerwerk Feuchtigkeit abgibt.
Holz mit dem Feuchtigkeitsgehalt einbauen, den das Bauteil später einnimmt, Bauholz 15-17%, Bautischlerarbeiten 12-15%, Möbel 8-10%, Holzfußboden 6-9%
Holzteile von Rinde und Bast befreien.
Auswahl der Hölzer nach den entsprechenden Gefährdungsklassen oder auch Verzicht des Einsatzes von Holz.

Weitere Informationen zu Holz und Holzwerkstoffe finden Sie unter:
Holz, HWL-Platten, Weichfaserplatten,Schlagzeit, Holzschutz mit wenig Chemie und konstruktiver Holzschutz, Schäden an Holzkonstruktionen, Fußboden und Fachwerk

Ein sehr gut ausgearbeitetes Informationsmaterial vom Informationsdienst Holz, Baulicher Holzschutz, Reihe 3, Teil 5, Folge 2, Absatzförderungsfonds der deutschen Forst- und Holzwirtschaft Bonn, Sept. 1997, soll hier empfohlen werden, welches sich mit dem vorbeugenden baulichen Holzschutz nach DIN 68800 Teil 2 befasst. Hier werden Möglichkeiten aufgezeigt, um den vorbeugenden chemischen Holzschutz weitgehend oder sogar vollständig durch besondere bauliche Maßnahmen zu ersetzen. Es kann über www.infoholz.de bestellt werden.

Quelle:
[1]Klauditz, W.; Holz als Rohstoff und Werkstoff 4 314 (1941) [2] Brische, C.; Welzbacher, C.R.; Rapp, A.O.; Augusta, U; Dauerhaftigkeit heimischer Holzarten in verschiedenen Gebrauchsklassen & Feuchteschutz durch Hydrophobierung mit vegetabilen Ölen, Vortag auf 13. Quedlinburger Holzbautagung 30.3.2007 (Skript über Tel. 03946 701183)