Holz - ein natürlicher Baustoff für das Holzhaus und weitere Produkte

1. Eigenschaften des Baustoffs Holz

Holz ist ein natürlicher Bau- und Werkstoff und es dient als Energiequelle. Holz wird seit Bestehen der Menschheit für die Nutzung erschlossen. 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. Mit Beginn des 20. Jahrhundert ist Holz aufgrund zahlreicher neuer Baustoffe in den Hintergrund getreten. Zu dieser Zeit hatte man wenig auf den Holzschutz geachtet, ebenso war die Brennbarkeit ein Problem. Aktuell werden etwa 15 bis 20 Prozent der Kleingebäude aus Holz gebaut. In der kanadische Stadt Vancouver wird aktuell die Errichtung eines 30-stöckigen Wolkenkratzers aus Holz geplant. Die Stabilität und Feuerfestigkeit der riesigen Konstruktion soll durch kreuzweise angelegte und beschichtete Brettsperrholzblöcke erreicht werden.

In Transkarpatien gibt es sowohl viel alte aber auch neue Holzhäuser. Hier eine der zahlreichen neuen Holzkirchen in Blockbauweise

Im Unterschied zu vielen anderen Rohstoffen ist Holz erneuerbar. Dies macht es sowohl in ökologischer als auch ökonomischer Hinsicht zu einer der wichtigsten Ressourcen. Daneben ist der Wald einer der wichtigsten Klimaregulatoren.
Gerade tropische Harthölzer sind sehr nachgefragt. Ihr Gesamtverbrauch ist inzwischen auf jährlich über 130 Mio. m³ angestiegen. Viele der natürlichen Ökosysteme (Regenwälder) werden dem Raubbau geopfert. Einmal für den Verkauf der wertvollen Harthölzer mit hohen Renditen, anderseits werden Plantagen mit Öl-Palmen angelegt, da der Öksprit ein lukratives Geschäft auf Kosten der natürlichen Umwelt ist.
Aus einer systematisch bewirtschafteten tropischen Hartholzplantage mit ca. 1100 Teakbäume (1 ha) können pro Jahr 20 m³ produziert werden.

2. Chemische Zusammensetzung und Bestandteile von Holz

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. Die Struktur des Holzes

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

4. Die 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, Eiweiße 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

Beispiel: Ein sehr schönes Fachwerkgebäude in Markkleeberg bei Leipzig

Bauholz (Bretter, Blogbohlen, Balken, Platten, Pfosten, Spanplatten, Dämmplatten u. a.),
(http://www.ais-online.de/schoene-aussichten-spezialthermoholz-fuer-fenster-und-wintergaerten-23406/neuheit.html?origin=news&newsletterid=1312) Spezialthermoholz für Fenster und Wintergärten, durch die thermische Behandlung verändern sich die chemischen Eigenschaften des Holzes (formbeständig, besonders dauerhaft und widerstandsfähig),
Papierherstellung,
Holzwolle für Verpackung und Herstellung von Leichtbauplatten,
Brennmaterial (Buche getrocknet),
Holzbeton, Späne und Mehl aus Tannen-, Kiefern-, Fichten- und Lärchenholz zur besseren Haftung zwischen Zement und Holzoberfläche ist eine Vorbehandlung mit Kalkmilch, Wasserglas, MgSiF₆ (Magnesiumhexaflurosilikat), CaCl₂ notwendig,
Wärmedämmplatten, Holzspäne, Stroh mit u= 0,06 W/m²K
Holzverzuckerung als Futtermittel,
Holz dient aber auch als Chemierohstoff und Faserlieferant. So wurde z. B. bei uns in Velykyi Bychkov 1868 die erste chemische Fabrik in Transkarpatien (Habsburg/Ungarn) errichtet und aus Buchenholz Holzessig, Holzkohle und später Schwefelsäure hergestellt.

Immer beliebter sind Möbel und andere Einrichtungsgegenstände aus richtigem Holz, wie Buche, Eiche, Esche, Erle, Eiche, Kirschbaum, Nussbaum Ahorn oder Birke. Möbel aus Massivholz sind hochwertig und bei guter Pflege langlebig. Die Holzmöbel haben zahlreiche positive Eigenschaften. Sie beinhalten keine Klebstoffe, wie z. B. Formaldehyd bei den älteren Möbel aus Spanplatten. Sie lassen mit einer entsprechenden Politur leicht pflegen und schaffen auch ein angenehmes Raumklima, da Holz hygroskopisch ist. Auch für Allergiker ist der Holzwerkstoff besonders gut geeignet. Er wirkt antibakteriell und verhindert die elektrostatische Aufladung von Staub. Holz ist umweltfreundlich, da es ein Bestandteil der Natur ist.

Auch im Außenbereich wird Echtholz gerne verwendet. Ob für Terrasse oder Garten, der Naturstoff ist sehr beliebt. Für eine Holzterrasse werden beispielsweise gerne Lärche oder Robinie genutzt. Auch für hölzerne Fassadenverkleidungen kommt Lärchenholz gerne zum Einsatz. Bei Bau eines Gartenhauses oder auch einer Sauna können Blockbohlen aus skandinavischer Fichte genutzt werden. Blockbohlen strahlen Wärme und Gemütlichkeit aus und eignen sich daher gut für derlei Bauvorhaben.

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 Befalls durch Holz zerstörende Insekten und Pilze. Das ist zum Beispiel ein Problem beim Dachgeschossausbau. Durch eine unsachgemäße Ausführung und der Mangel an Kontrollfähigkeit sind besonders die Dachsparren und die Fuß- bzw. Drempelpfetten gefährdet.
Holzkonstruktionen müssen sich mindestens in einem Abstand von 30 cm oberhalb der Geländeoberfläche befinden, damit sie nicht dem Spritzwasser ausgesetzt sind.
Holzteile müssen vor Schlagregen, durch einen großen Dachüberhang einer Verschalung oder einem geeigneten Putzaufbau geschützt werden. Z. B. bei älteren Fachwerkbauten, wo der schützende Putz auf der Wetterseite entfernt wurde, sind die tragenden Hölzer nach der Freilegung in kurzer Zeit verfault.
Wasser darf nirgends auf der Holzoberfläche stehen. Das Wasser muss immer ungehindert ablaufen können, z. B. beim Handlauf oder bei der Brüstung von Balkons. Die Stirnflächen von tragenden Holzteilen sind vor der Feuchtigkeitsaufnahme zu schützen.
Folien oder Bitumenbahnen als Schutz vor Feuchtigkeit sollten nicht verwendet werden. Wenn es erforderlich ist, nur einseitig und möglichst nur dann, wenn das Mauerwerk Feuchtigkeit abgibt.
Holz ist mit dem Feuchtigkeitsgehalt einzubauen, welches das Bauteil später annimmt. Z. B. Bauholz 15-17%, Bautischlerarbeiten 12-15%, Möbel 8-10% und der Holzfußboden 6-9%.
Alle Holzteile sind grundsätzlich von Rinde und Bast zu befreien.
Die Auswahl der Hölzer ist nach den entsprechenden Gefährdungsklassen zu erfolgen. Auf einen Verzicht des Einsatzes von Holz ist dann erforderlich, wenn eine Gefährdung der statischen Bauelemente zu erwarten ist.

Weitere Informationen zu Holz und Holzwerkstoffe finden Sie unter in der rechte Spalte

Zu empfehlen ist der Vortrag von Erwin Thoma: (www.youtube.com/watch?v=nxPhhU8Gtic feature=youtu.be) Häuser wie der Baum, Städte wie der Wald mit sehr viel Wissen über Holz.

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.

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)
[3] Vancouver erhält Wolkenkratzer aus Holz 29.3.2012, Baudienst http://www.dashoefer.de/Online-Angebote/Newsletter/Baudienst/?cid=34685&uid=2089843&e=info@ib-rauch.de&from=ONL-BAUNEW&wa=BAU12-13