Holz begleitet die Menschen seit dem Anbeginn der Zeit. Als simples Heizmaterial, als Baustoff für Unterkünfte oder als Bestandteil von Werkzeugen, Holz ist ein wahrer Alleskönner. Dabei kommen uns die verschiedenen Eigenschaften von Holz in den unterschiedlichsten Lebenslagen noch heute zugute. Wir haben hier die wichtigsten Punkte zusammengefasst.

Aufbau des lebenden Rohstoffs

Bevor wir uns mit den eigentlichen Eigenschaften von Holz beschäftigen, die für Bau und Verwendung wichtig sind, wollen wir ein bisschen Grundlagen-Forschung betreiben. Holz ist schließlich ein nachwachsender Rohstoff und die Umstände, unter denen Holz wächst, können durchaus Einflüsse auf die Weiterverarbeitung haben. Also beschäftigen wir uns zunächst mit dem Baum.

Baumstämme und Äste sind der holzige Teil eines Baumes. Sie sind beim lebenden Baum für den Nährstoff- und Wassertransport zuständig. Der Stamm wird geschützt von der Rinde.

Man unterteilt die Rinde in Borke und Bast. Die Borke ist der äußere, trockene Teil der Rinde, der aus den abgestorbenen Teilen des Bastes besteht. Sie hat eine Schutzfunktion. Der Bast hingegen lebt und ist für den Nährstoff-Transport zuständig.

Unter der Bastschicht liegt die äußere Wachstumsschicht, das Kambium. Erst darunter ist dann das, was wir als Holz kennen, mit den Jahresringen. Durch dieses Altholz ziehen sich jedoch von innen nach außen immer wieder Markstrahlen, ausgehend von der Markröhre in der Mitte des Baumes. Diese übernehmen den Nährstofftransport in waagerechter (radialer) Richtung und verbinden Mark und Rinde.

Jahresringe

Betrachtet man einen Baumstamm im Querschnitt, fallen die Jahresringe sofort auf. Jahresringe verraten das ungefähre Alter eines Baumes. An ihrer Dicke und Färbung kann man auch die Klimabedingungen in dem jeweiligen Wachstumszyklus ablesen.

Eigenschaften von Holz

Wie eingangs erwähnt, hat das Wachstum des Baumes Einfluss auf das Holz, was dabei herauskommt. Ein schnelles Beispiel: das Holz schnell gewachsener Nadelbäume ist weicher, als das langsamer wachsender Nadelbäume. Bei schnellem Wachstum bildet sich nämlich mehr weiches Frühholz (also der helle Teil des Jahresrings), das Spätholz ist aber wesentlich härter.

Anisotropie

Holz ist ein anisotroper Werkstoff. Das heißt, dass die Eigenschaften des Werkstoffes richtungsabhängig sind. Die mechanischen Eigenschaften in Faserrichtung sind wesentlich besser, als die Eigenschaften quer zur Faserrichtung.

Rohdichte

Die Rohdichte ist das Verhältnis der Masse zum Volumen. Sie beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit, Elastizität, Festigkeit, sowie das Quellen und Schwinden des Holzes.

Hauptsächlich setzt sich Holz aus Zellulose, Lignin und Wasser zusammen. Dazu kommen weitere Holzinhaltsstoffe, wie Harze, Gerbstoffe und Farbstoffe.

Verschiedene Zusammensetzungen dieser Inhaltsstoffe ergeben logischerweise unterschiedliche Rohdichten. Außerdem beeinflusst auch die Holzfeuchtigkeit die Rohdichte.

Holz ist hygroskop

Holz ist ein hygroskopes Material. Das heißt, dass es Feuchtigkeit aufnehmen und abgeben kann und sich so dem Umgebungsklima anpassen kann. Die Holzfeuchtigkeit beeinflusst dabei das Volumen.

Holzfeuchtigkeit

Bezogen auf das Gewicht des absolut trockenen Holzes wird mit dem Gewicht des im Holz enthaltenen Wassers die Holzfeuchtigkeit bestimmt. Diese lässt sich wiederum in zwei Bereiche untergliedern, den kapillaren Bereich und den hygroskopischen Bereich.

Im hygroskopischen Bereich sind die Holzfasern nicht gesättigt. Das Wasser befindet sich vollständig gebunden in den Zellwänden und die Fasersättigung liegt unter 30 % Holzfeuchtigkeit.

Steigt die Sättigung über 30 %, befinden wir uns im kapillaren Bereich. Hier sind die Fasern gesättigt, sie können kein weiteres Wasser aufnehmen. Überschüssiges Wasser befindet sich in Zellhohlräumen.

Volumenänderung durch Feuchtigkeit

Wenn die Fasern Wasser aufnehmen, verändert sich natürlich das Volumen. Deshalb unterteilt man Hölzer nach Feuchtigkeitsgehalt in drei Kategorien.

• trocken: Holzfeuchte ≤ 20 %
• halbtrocken: Holzfeuchte zwischen 20 % und 30 %
• feucht: Holzfeuchte > 30 %

Quell- und Schwindverformungen

Die Wasseraufnahme des Holzes kann zu Verformungen führen, durch die Vorgänge des Quellens und des Schwindens.

Als Quellen bezeichnet man den Vorgang des Wasser Aufnehmens, also der Volumenzunahme. Das Schwinden passiert dementsprechend, wenn das Holz trocknet und an Volumen verliert. Diese Verformungen geschehen weniger in Faserrichtung, sondern in radialer Richtung.

Rissbildung

Besonders während Schwindvorgängen stehen die einzelnen Zellen unter Spannung. Diese Spannung entsteht, weil das Material außen eher trocknet, als innen, sich außen also schon zusammenzieht, während die Zellen innen noch gequollen sind und dementsprechend mehr Platz brauchen, als wenn sie trocken sind. Das führt dann zu Zug-, Druck- und Scherspannungen. Ist diese Spannung zu groß, entstehen Risse. Größere Stücke neigen eher zu Rissen, da hier der Zeitunterschied während des Schwindens am größten ist.

Wärmedehnung

Temperaturabhängige Dehnungen kann man bei Hölzern normalerweise vernachlässigen. In Faserrichtung ist die Dehnung kaum bis gar nicht spürbar und kann daher in den allermeisten Fällen bei der Planung von Projekten ignoriert werden.

Wärmeleitfähigkeit

Holz leitet Wärme nicht besonders gut. Im Vergleich zu Stahl, Beton oder Naturstein hat Holz eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit. Das macht Holzböden für Fußbödenheizungen weniger geeignet. Allerdings kann man diese Eigenschaft zu seinem Vorteil nutzen: Holz lässt sich gut für Wärmedämmung einsetzen.

Elastizität als Eigenschaft von Holz

Holz weist verschiedene Elastizitäten auf. So sind Hölzer mit langen Zellfasern elastischer, als solche mit kürzeren Zellfasern. Auch die Feuchtigkeit und die Rohdichte haben Einfluss auf die Elastizität.

Die Eigenschaften von Holz und ihre Nutzen

Holz ist ein extrem vielseitiger Rohstoff.

Aufgrund seiner Herkunft zählt Holz zu den nachwachsenden Rohstoffen und ist damit nachhaltiger als beispielsweise Plastik.

Seine geringe Wärmeleitfähigkeit bei verhältnismäßig geringer Dichte macht Holz einen beliebten Baustoff für Isolierungen.

Worauf wir in diesem Artikel gar nicht näher eingegangen sind, was aber ebenfalls ein großer Vorteil von Holz ist, sind die unterschiedlichen Eigenschaften von Holz, die verschiedene Arten mit sich bringen. Das reicht von Kleinigkeiten wie Farbunterschieden, bis hin zu wichtigen Gegebenheiten was Härte und Stabilität angeht. Wenn dich diese Unterschiede genauer interessieren, kannst du in unserem Artikel zu verschiedenen Holzarten vorbeischauen.

Die relativ gut beeinflussbare Elastizität nutzen Menschen seit Jahrhunderten für Waffen wie Bögen, aber auch für nützliche Hilfen, wie beispielsweise Gehstöcke.

Außerdem lässt sich Holz mit wenig Aufwand auch witterungsbeständig machen. So ist es ein hervorragender Werkstoff, welches man auch ohne besondere Maschinerie verarbeiten kann.

Dich hat die Lust auf Holzbau gepackt? Wir haben verschiedenste Blogartikel rund um dieses Thema, mit Projekten, richtigen Bearbeitungsmethoden und vielem mehr!