Organischer Baustoff

Grundlagen der physikalischen und mechanischen Eigenschaften

Holz ist ein natürlicher, inhomogener, anisotroper, organisch gewachsener Baustoff und besteht überwiegend aus Zellwänden und Hohlräumen. Das anisotrope Verhalten lässt sich über den mikroskopischen Aufbau der Zellwände beschreiben. Dadurch werden die physikalischen und mechanischen Eigenschaften erläutert.

Abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur stellt sich im Holz eine Gleichgewichtsfeuchte ein. Die Fähigkeit der Wasseraufnahme- und Abgabe und das damit verbundene Quellen und Schwinden (Vergrößerung und Verkleinerung des Holzvolumens beziehungsweise Formänderung) resultiert aus der hygroskopischen Eigenschaft des Werkstoffes und findet nur unterhalb der Fasersättigungsbereiches (< 30 %) statt (s. Abb.). Holzbauteile sollen prinzipiell mit der zu erwartenden Gleichgewichtsfeuchte eingebaut werden. Grundsätzlich ist Holz trocken einzubauen und es ist durch bauliche Maßnahmen sicherzustellen, dass die Holzfeuchte dauerhaft 20% (Masseprozent) nicht übersteigt. Das Schwind- und Quellmaß (in %) unterscheidet sich in der Intensität und der Holzart nach den Hauptrichtungen, radial (5%), axial (0,1%) und tangential (10%). In der Praxis wird die Längenänderung in axialer Richtung (in Faserrichtung) oft vernachlässigt.



Solange Holz trocken ist, besteht keine Gefahr des Befalls durch holzzerstörende Pilze, da für Entwicklung des Pilzbefalls freies Wasser in den Zellhohlräumen des Holzes vorhanden sein muss. Die Holzfeuchte korreliert mit der Festigkeit sowie der Biegefestigkeit von Vollholzprodukten und Holzwerkstoffen. Diese werden daher in Abhängigkeit der zur erwartenden Gleichgewichtsfeuchte im Gebrauchszustand nach DIN EN 1995-1-1 in Nutzungsklassen eingeteilt:

Die Normenreihe DIN 68800 enthält die Verpflichtung, bauliche Maßnahmen vorrangig zu berücksichtigen. Konkret bedeutet dies die Umkehrung der Nachweispflicht: Wurde bis dato gefordert nachzuweisen, dass der Einsatz von vorbeugenden chemischen Holzschutzmaßnahmen nicht erforderlich ist, muss nunmehr die Notwendigkeit der Verwendung von chemischen Holzschutzmitteln belegt werden. Die im Teil 2 der DIN 68800 aufgezeigten baulich-konstruktiven Holzschutzmaßnahmen sind erste Planer- und Ausführungspflicht.

Autorenschaft: Holzbau Deutschland Institut / Abbildungen: Informationsdienst Holz, Düsseldorf

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Holz-Beton-Verbundbrücken in Schwäbisch Gmünd, 2012: Integrale HBV-Brücken mit 28 und 26 Meter Spannweite; 20 cm starke und 3,40 m breite Stahlbetonplatte C 40/50; indirekte Lagerung der Holzplatte in der Stahlbetonplatte; Holzplatte als blockverleimter Brettschichtholzträger aus NH GL 32c, im Querschnitt schlagregensicher mit > 30° zur Vertikalen gestuft, 22 m lang, 60 cm hoch und 2,80 m breit.

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Dauerhaftigkeitsklassen nach DIN EN 350 gegen Holz zerstörende Pilze und mechanische Eigenschaften nach DIN EN 68364 für ausgesuchte Holzarten. 5 Dauerhaftigkeitsklassen von 1 = sehr dauerhaft bis 5 = nicht dauerhaft – Farbkernholz ohne Erdkontakt von Eiche, Robinie und Edelkastanie sind dauerhafte Hölzer.

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Tragwerk der Multihalle in Mannheim (Carlfried Mutschler und Frei Otto, 1974): Lattengitterschale mit einer Spannweite von 85 Metern

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In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meistens Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Baugruppenhaus B26 in Berlin-Mitte von Kaden Klingbeil Architekten).

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