VerKaufsPraktikum
Die Inhalte dieser Homepage sind ausschließlich für den Unterricht an der LBS Hartberg gedacht!
Holz
Der Baumbauplan
Der Bauplan aller Baumarten ist in seinen wesentlichen Merkmalen gleich. Der Stamm trägt nicht nur sein eigenes Gewicht, sondern auch das der Baumkrone mit den Blättern und Ästen. Diese oberirdischen Baumteile sind über die Wurzeln im Boden verankert. Die einzelnen Bausteine sorgen aber nicht nur für die Standfestigkeit eines Baumes, sie haben auch noch weitere lebenswichtige Funktionen zu erfüllen:
Die Blätter und Nadeln
Die Blätter oder Nadeln nehmen CO2 auf und produzieren im Blattgrün Zucker, Stärke und Sauerstoff. Dieser Vorgang wird auch als Photosynthese bezeichnet. Somit sind Blätter und Nadeln die „Kraftwerke“ der Pflanzen, denn hier entsteht die zum Leben notwendige Energie.
Bild: Blätter
Fabsits
Die Äste
Die Äste tragen die Blätter oder Nadeln und gewährleisten, dass jedes Blatt und jede Nadel so viel Licht wie möglich aufnehmen kann. Der Baum wächst immer dem Licht entgegen.
Bild: Nadeln
Fabsits
Der Stamm
Der Stamm trägt die Krone und ist für die Stabilität eines Baumes von entscheidender Bedeutung. Denn ein Baum weist immer die für seine Wuchssituation optimale Stabilität auf, d.h. dort, wo die Belastung aufgrund des Kronenwachstums oder z.B. der Hauptwindrichtung größer wird, wächst auch am meisten Stammholz nach. Darüber hinaus ist der
Stamm das Verbindungsglied zwischen Wurzel und Krone. Er transportiert Wasser von den Wurzeln zu den Ästen und Blättern, und gleichzeitig speichert er Photosyntheseprodukte, die er in umgekehrter Richtung von den Blättern zur Wurzel leitet.
Bild: Äste
Fabsits
Bild: Stamm
Fabsits
Die Wurzeln
Die Wurzeln verankern den Baum im Boden und nehmen Wasser und Nährstoffe aus ihm auf. Die für ihr Wachstum notwendigen Stoffe (Assimilate) erhalten die Wurzeln über den Stamm aus den Blättern.
Bild: Wurzeln
Fabsits
Der innere Aufbau eines Baumes
Rinde, Borke, Bast
Die äußere Schicht eines Baumstammes sowie der Zweige und Wurzeln bildet die Rinde. Sie schützt den Baum vor Austrocknung, mechanischen Beschädigungen, Witterungseinflüssen und vor dem Angriff holzzerstörender Pilze. Sie besteht zum einen aus der Borke, die auch primäre Rinde genannt wird. Diese besteht aus abgestorbenen Zellen und bildet den äußeren Teil der Rinde. Der innere Teil der Rinde ist der Bast. Dieser wird vom Kambium des Baumes nach außen abgegeben und besteht aus lebenden Zellen. Er ist die Versorgungsleitung des Baumes, denn in ihm werden die Assimilate aus den Blättern hinunter zu den Wurzeln transportiert. Die Bastzellen leben nur relativ kurze Zeit und werden später zu Borke. Der Bast wird auch als sekundäre Rinde bezeichnet.
Kambium
Das Kambium liegt zwischen der Rinde und dem eigentlichen Holzteil und ist eine teilungsfähige Zellschicht. Auf der Innenseite produziert es Holzzellen, auf der Außenseite Bastzellen. Damit ist das Kambium der Ort, an dem das Wachstum eines Baumes stattfindet.
Splintholz
Das Splintholz, eine weiche äußere Holzschicht, ist der sogenannte Holzzuwachs der letzten Jahre. Es dient der Wasserleitung und -speicherung. Gleichzeitig mit der Bildung eines neuen Splintholzringes durch das Kambium stirbt ein älterer Splintholzjahrring ab und wird zu Kernholz. Manche Baumarten, wie z.B. der Bergahorn, bilden nur Splintholz und kein Kernholz.
Kernholz
Das Kernholz besteht aus abgestorbenen Holzzellen. Es leitet kein Wasser und enthält auch sonst keine für den Baum verfügbaren Reservestoffe mehr. Das Kernholz trägt wesentlich zur Stabilität des Baumes bei. Bei manchen Baumarten, z.B. der Kiefer, verfärbt sich das Kernholz dunkel, weil Gerbstoffe und Harze dort abgelagert werden. Das Kernholz wird dichter und schwindet daher weniger.
Wenn der Baum gefällt ist, kann man auf seiner Schnittfläche den Grobbau des Holzes erkennen. Von außen nach innen sind zu unterscheiden:
Die Jahresringe
Sie bestehen aus dem Frühholz (hell) und dem Spätholz (dunkel). Zusammen bilden sie einen Jahresring. An der Anzahl der Jahresringe kann man das Alter eines Baumes ablesen.
Die Markstrahlen
Markstrahlen, auch Holzstrahlen genannt, transportieren den Saft ins Stamminnere und speichern die Aufbaustoffe, die der Baum nicht sofort verarbeiten kann.
Die Markröhre
Sie führt beim Keimling Saft, später trocknet sie dann aus.
Bild: Aufbau des Holzes
Bild: Teile des Stammes
Bild: Holzarten
Bild: Jahresringe
Der Feinbau des Holzes
Bild: Glas
Abbildung: Zusammenhang Rohstoffe, Werkstoffe, Hilfsstoffe
Jeder Jahresring wird durch Frühholz (im Frühjahr gewachsen) und Spätholz (im Spätsommer gewachsen) gebildet. Das Frühholz ist bei den meisten Bäumen breiter als das Spätholz und hat ein weites Gewebe mit dünnen Zellwänden (weitlumig). Weitlumige Zellen zeigen, dass der Baum schnell gewachsen ist. Das Holz ist daher nicht so widerstandsfähig und anfällig für Schädlinge und Pilze. Im Spätholz werden Zellen mit dicken Zellwänden gebildet, deshalb hat Spätholz ein dichtes Gewebe (englumig). Englumige Zelle bedeuten, dass der Baum langsam gewachsen ist. Das Holz ist widerstandsfähiger und resistenter gegen Schädlinge und Pilze.
Der Unterschied zwischen Frühholz und Spätholz ist umso deutlicher, je ausgeprägter der jahreszeitliche Rhythmus ist. Bei Tropenhölzern lassen sich die Jahresringe deshalb nur schwer unterscheiden. Das Fehlen deutlicher Jahresring-Grenzen ist deshalb ein Merkmal zur Erkennung von Tropenhölzern.
Weil das Frühholz weicher ist, nutzt es sich z.B. bei Verwendung als Holzfußboden schneller ab, deshalb erscheinen auf alten Dielenböden die Frühholzbereiche wie ausgewaschen. Feinjähriges Holz (mit engen Jahresringen) wird deshalb auch grobjährigem vorgezogen.
Das Wachstum des Holzes
Holz ist ein lebendiger Werkstoff. Bevor ein Baum geerntet werden kann, hat er ein langes Leben hinter sich (mitteleurop. Nadelhölzer etwa 100 Jahre, mitteleurop. Laubhölzer etwa 200 Jahre).
Zum Leben benötigt der Baum Nährstoffe sowie Wasser, Luft, Licht und Wärme. Wasser und Nährstoffe holt sich der Baum aus der Erde, aus der Luft entnimmt er Kohlenstoffdioxid (CO2). Mit der Energie des Sonnenlichts und dem Blattgrün (Chlorophyll) werden Aufbaustoffe für das Wachstum (chemische Energie in Form von Traubenzucker) und Sauerstoff, der wieder an die Luft abgegeben wird, erzeugt. Zusätzlich verdunstet der Baum über die Blätter überschüssiges Wasser und befeuchtet und entstaubt damit die Luft. Diesen Vorgang nennt man Assimilation oder, weil Licht die nötige Energie beisteuert, auch Fotosynthese.
Bild: Funktion Baum
Weil Wälder für den Menschen und die Umwelt lebenswichtig sind, sollten wir mit dem Werkstoff Holz sorgsam umgehen und nicht mehr verbrauchen, als in den Wäldern nachwachsen kann. Das unkontrollierte Abholzen der tropischen Regenwälder ist es auch, dass die Verwendung von Tropenhölzern ins Gerede gebracht hat. Es werden aber auch in den Tropen Wälder nach forstwirtschaftlichen Gesichtspunkten bewirtschaftet.
Chemische Zusammensetzung
Die technischen Eigenschaften der Hölzer werden im Wesentlichen durch ihren strukturellen Aufbau und ihre chemische Zusammensetzung bestimmt. Der chemische Aufbau der mitteleuropäischen Nutzhölzer kann dabei wie folgt beschrieben werden:
Holozellulosen
Unter Holozellulosen versteht man die Gesamtheit der Gerüst- oder Skelettsubstanzen des Holzes ohne Lignin und Inhaltsstoffe.
Zellulosen
Die Zellulosen sind wasserunlösliche Mehrfachzuckermoleküle.
Hemizellulosen
Hemizellulosen bestehen ebenfalls aus Zucker. Die Aufgabe dieser Zellulosearten konnte bisher noch nicht eindeutig geklärt werden. Sie werden jedoch im Bereich der gerüstbildenden Stoffe und der Vorratsstoffe vermutet.
Lignin
Das Lignin wird als Kitt- und Stützsubstanz eingelagert. Die Festigkeit, besonders die Druckfestigkeit, des Holzes wird dadurch erhöht. Die Hemizellulosen und das Lignin bewirken das Verholzen bestimmter Pflanzenteile.
Holzinhaltsstoffe
Art und Anteil der Inhaltsstoffe ist bei den Holzarten verschieden. Harze, Fette und ätherische Öle sind ebenso wie Gerbstoffe, Kautschuk und Mineralstoffe in bestimmten Hölzern enthalten. Einige Bäume sind außerdem besonders reich an Farbstoffen.
Je nach Verkernung des Stammes werden die Bäume eingeteilt in:
Kernholzbäume
Kernholzbäume besitzen eine regelmäßige Farbkernbildung. Der Splint ist feuchter als der Kern. Zu den Kernholzbäumen gehören Nadelbäume, wie Kiefer und Lärche oder Laubbäume, wie die Eiche.
Reifholzbäume
Reifholzbäume besitzen ein helles Kernholz. Sie haben keinen Farbunterschied über den gesamten Querschnitt. Der Splint ist feuchter als der Kern. Zu den Reifholzbäumen gehören die Nadelbäume Fichte und Tanne oder z. B. Laubbäume wie Rotbuche oder Linde.
Kernreifholzbäume
Zwischen Farbkern und Splint liegt eine Übergangszone. Zu den Kernreifholzbäumen gehören die Ulme (Rüster) und die Esche.
Splintholzbäume
Diese Bäume besitzen kein Kernholz und kein Reifholz, sondern lediglich Splintholz, das durchgehend gleichmäßig hart ist. Splintholzbäume sind beispielsweise Berg- und Spitzahorn, Weißbuche, Erle und Birke.
Schnittarten
Bild: Schnittrichtungen
Bild: Schnittrichtungen
Holzfeuchtigkeit
Holz verändert aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften seine Feuchte in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit der Umgebung. Wird Feuchtigkeit aufgenommen, quillt es, wird Feuchtigkeit abgegeben, schwindet es. Frisch gefälltes Holz hat etwa 60 % Holzfeuchte. Der Fasersättigungspunkt liegt bei 30 %, weiteres Absinken der Feuchtigkeit führt dann zu Schwund. Holz sollte trocken eingebaut werden, hohe Feuchte vermindert die Festigkeit und beeinflusst Dimension und Formstabilität. Zu feuchtes Holz birgt die Gefahr von Schädling- und Pilzbefall. Konstruktiv muss die Durchlüftung der Bauteile aus Holz vorgesehen werden, um das Faulen zu vermeiden.
Sollfeuchtigkeit des Holzes
Bauholz 12 – 18 %
Fenster 12 – 15 %
Möbel, Böden 08 – 10 %
Furniere 07 – 10 %
Holzwerkstoffe 05 – 07 %
Arbeiten des Holzes (Quellen und Schwinden)
Wasser wird aus der Luft aufgenommen und in den Zellwänden gelagert. Durch den anatomischen Aufbau des Holzes schwindet und quillt es unterschiedlich in den verschiedenen Schnittrichtungen. Außerdem schwindet und quillt das Splintholz mehr als das Kernholz, dadurch kommt es zu Verformungen (Werfen) der aus dem Baumstamm geschnittenen Hölzer je nach ihrer ursprünglichen Lage im Stamm.
Die Kernseite ist die „rechte“ Seite des Holzes.
Die Splintseite ist die „linke“ Seite des Holzes.
Bild: Schwindrichtungen
Holztrocknung
Frisches Holz weist eine Feuchte von ca. 50 - 60 % auf.
Das Holz trocknet sehr rasch durch Abgabe der Feuchte an die Luft bis auf ca. 30 % Feuchtegehalt aus. Um die oben genannten Sollfeuchtegehalte zu erreichen müssen die Hölzer sehr lange an der Luft (Lufttrocknung bis mehrere Jahre lang) oder in Trockenkammern (künstliche Trocknung wendige Tage bis Wochen) getrocknet werden.
Holz ist ein Naturprodukt und weist unterschiedliche Beschaffenheiten auf, daher gibt es Toleranzen für verschiedene Eigenschaften. Qualitätsunterschiede bzw. Fehler die die Verwendung beeinträchtigen sind:
• Krümmungen
• Schrägfaser
• Drehwuchs
• Astigkeit
• Harzgallen
• Risse
• Insekten- oder Pilzschäden
Für Bauholz werden drei Güteklassen lt. ÖNORM B 3802 unterschieden:
Güteklassen 1, 2 und 3, wobei mit zunehmender Zahl die Qualität sinkt.
Schnittholzarten werden lt. ÖNORM B 3001 unterschieden in:
-
Latten z.B. 30/50, 40/60 mm
-
Bretter Schmalware 8 – 17 mm Dicke
Breitware 18, 24, 35 mm Dicke
Breite: 100 – 220 mm
-
Pfosten (Bohlen) mind. 40 mm Dicke und mind. 180 mm Breite
-
Staffel z.B. 50/80 mm
-
Kanthölzer z.B. 8/14, 10/16 cm (Sparren) …
-
Balken z.B. 10/20 – 20/24 cm
Eigenschaften des Holzes
Härte
Der Härtegrad einer Holzart ist ein wichtiger Hinweis auf die zu erwartende Verschleiß- und Eindrucksfestigkeit. Die Härte von Holz kann nach dem Brinell-Verfahren bestimmt werden. Je höher die Messzahl der Brinellhärte, desto härter das Holz. Angegebene Härten sind jedoch immer als Durchschnittswerte zu verstehen.
Festigkeit
-
Druckfestigkeit – ist parallel zur Faser größer als normal zur Faser
-
Zugfestigkeit - Holz hat eine sehr hohe Zugfestigkeit
-
Knickfestigkeit – gibt Aufschluss über das seitliche Ausknicken
-
Schubfestigkeit – gibt den Widerstand gegen das Abscheren der Holzfasern
in Längstrichtung an
Elastizität
Wie weit geht das Holz nach Biegung in ihre ursprüngliche Form zurück
Biegsamkeit
Wird durch Dämpfen erhöht.
Spaltbarkeit
Harthölzer und Weichhölzer haben unterschiedliche Spaltbarkeiten. Das Spalten in Faserrichtung ist leichter.
Farbe
Die Farbe ist von Holz zu Holz unterschiedlich, sogar innerhalb einer Holzart gibt es Unterschiede, auch ein Baumstamm weist unterschiedliche Farben auf (Splint – Kern).
Maserung
So wird die Zeichnung des Holzes bezeichnet.
Feinheit
Ergibt sich durch das Wachstum, Holzart, Standort, Boden, Klima …, feines Gefüge (Ahorn, Pappel ...), grobes Gefüge (Eiche, Esche …)
Geruch
Entsteht durchs Verdunsten ätherischer Öle, Harze und Gerbstoffe.
Klang
Je nach Holzart gibt es einen unterschiedlichen Klang (Musikinstrumente, Klangspiele …) trockenes Holz klingt heller als feuchtes.
Dichte:
-
Balsa = 0,15,
-
Schlangenholz = 1,38
-
Fichte = ca. 0,45
Holzschädlinge
Pilze
Für Pilzbefall ist eine hohe Feuchtigkeit des Holzes (>20%) sowie warme Temperaturen und geringe Luftbewegung erforderlich. Mit Ausnahme des echten Hausschwammes kann trockenes Holz von Pilzen nicht befallen werden. Pilze entziehen dem Holz Zellulose und Lignin und wandeln sie in Zucker um. Dadurch wird das Holz rissig, braun, weich und morsch.
-
Blaufäule
-
Lagerfäule
-
Echter Hausschwamm
-
Weißer Porenhausschwamm
-
Kellerschwamm
-
Moderfäule
Tierische Holzschädlinge
Die eigentlichen Schädlinge sind Larven von Insekten („Holzwürmer“). Die Insekten legen ihre Eier in Ritzen des Holzes wo die Larven schlüpfen. Diese fressen sich durch das Holz und verlassen es je nach ihrer Entwicklung nach ca. 1 – 8 Jahren, dabei hinterlassen Sie Fluglöcher an der Holzoberfläche.
-
Blauer Scheibenbock
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Holzwespe
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Hausbock
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Nagekäfer
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Splintholzkäfer
Bild: Blauer Scheibenbock
Bild: Holzwurm
Bild: Holzwespe
Bild: Hausbock
Bild: Blaufäule
Bild: Lagerfäule
Bild: Echter Hausschwamm
Bild: Weißer Porenschwamm
Bild: Kellerschwamm
Bild: Moderfäule
Bild: Splintholzkäfer
Bild: Nagekäfer
Die Verwendung von Holz
Für nahezu jede denkbare Anwendung gibt es eine passende Holzart. Dementsprechend wird Holz in fast all unseren Lebensbereichen eingesetzt.
Bei Treppen, Möbeln, Küchen, beim Innenausbau mit Span- oder Faserplatten, bei Decken- und Wandvertäfelungen, Außenfassaden und Zäunen sowie in der Leimbauweise - überall bietet sich Holz als Werkstoff an. Holz wird oft im sichtbaren Bereich eingesetzt. Die Ästhetik der Holzmaserung und -farbe sowie der Strukturreichtum von Holzoberflächen sprechen offensichtlich den Geschmack vieler Verbraucher an. Holz strahlt eine natürliche Wärme aus.
Aber auch im Bauwesen spielt Holz traditionell eine große Rolle. Als Dachstuhl oder Deckenträger wird es im verbauten Bereich eingesetzt. Viele Verstrebungen und Stabilisatoren von Bauteilen werden aus Holzbalken konstruiert. Weiters wird Holz im Fertigteilhausbau und Fertigteilbau immer mehr eingesetzt.
Einer der wichtigsten Anwendungsbereiche des Holzes ist die Papierherstellung. Es werden unterschiedliche Papiere für die verschiedensten Verwendungen produziert. Nach seinem Gebrauch steht es als Altpapier für weitere Verwendungen zur Verfügung.
Holz eignet sich in idealer Weise als Verpackungsmaterial, sei es zum Bau großer Exportkisten oder einfach als Karton. Als natürliches Füllmaterial wird Holz in Form von Holzwolle nicht nur in der Warenverpackung eingesetzt, sondern mittlerweile auch als Dämmmaterial in Zwischenwänden beim Hausbau. Hierbei macht man sich die hervorragenden Isoliereigenschaften des Holzes zunutze.
Wenig bekannt sind die Möglichkeiten, die Holz als Rohstoff für die chemische Industrie bietet. Wesentlicher Bestandteil des Holzes ist die Zellulose, aus der chemische Produkte wie Viskosefasern, Cellophan, Lacke oder Tapetenkleister hergestellt werden können. Darüber hinaus stecken jedoch noch weitere Potentiale im Holz: Alkohole, Phenole und viele weitere chemische Grundstoffe können aus Holz gewonnen werden. Damit wird Holz bei abnehmenden Vorräten anderer Rohstoffe zukünftig wichtiger Rohstoff der chemischen Industrie.
Die Verwendung von Holz als Energieträger gewinnt auch in den Industriestaaten zunehmend an Bedeutung.
Holz als Energieträger
Holz ist das Brennmaterial überhaupt. Seit der Mensch das Feuer bezwang, hat ihn das Brennholz durch seine Entwicklungsgeschichte begleitet. Nach einer - historisch betrachtet - kurzen Phase, in der das Holz bei uns fast vollständig durch Kohle, Gas und Strom ersetzt wurde, erlebt das Brennholz jetzt wieder eine Renaissance. Gemeinsam mit Wind, Wasser und Sonne ist Holz einer der Energieträger der Zukunft.
Die Eigenschaften von Holz als Energielieferant sind hervorragend, und bei seiner Verwendung werden fossile Brennstoffe eingespart. In Mitteleuropa spielt die Holzheizung derzeit zwar insgesamt eine geringe Rolle, ist jedoch in stetigem Aufstieg begriffen. Das liegt vor allem daran, dass die Holzheizungen einen immer höheren Wirkungsgrad erzielen. Man braucht somit für die gleiche Heizleistung immer weniger Holz. Holz wird von einigen Unternehmen auch bereits als gebrauchsfertiges Brennholz zur Verfügung gestellt, so dass die anstrengende Arbeit im Wald für den Endverbraucher entfällt. Natürlich hat das seinen Preis, aber gegenüber Öl und Gas ist Holz als Rohstoff immer noch konkurrenzlos günstig. Die Beschaffung von Holz ist in unseren Breiten relativ unproblematisch, und innovative Holzheizprodukte werden zudem ständig weiterentwickelt (z.B. Holzpellets, Hackgut).
Bild: Brennholz
Bild: Kaminofen
Holzzertifizierung
Der Forest Stewardship Council FSC wurde 1993 von Vertretern der Wald- und Holzwirtschaft, der Umweltverbände und indigener Völker gegründet. Der FSC vergibt an nationale Zertifizierungsstellen das Recht, Holz aus naturnah bewirtschafteten Wäldern im eigenen Land mit dem FSC-Label auszuzeichnen. Die Standards, die erfüllt werden müssen, sind auf der Basis der generellen Prinzipien und Kriterien für eine naturgerechte und sozialverträgliche Waldwirtschaft des FSC formuliert. Der Ausdruck „FSC“ wird auch synonym für das Zertifizierungssystem oder das Gütesigel benutzt, mit welchem Holz-Produkte als Erzeugnisse von nach FSC-Kriterien zertifizierten Forstbetrieben gekennzeichnet werden.
PEFC – Programme for the Endorsement of Forest certification Schemes – ist Europas Kennzeichnung für Holz aus nachhaltiger Waldwirtschaft. Sie ist eine gemeinsame Initiative der Familienforstwirtschaft, der Holzverarbeitung, von Umweltgruppen und Gewerkschaften zur Kennzeichnung von Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern. Sie bestätigt den Käufern und Kunden, dass beim Kauf eines solchen Produktes nachhaltige Waldbewirtschaftung gefördert wird.
Jeder Betrieb muss, falls er zertifiziertes Holz verkaufen will, eine Teilnahmeerklärung unterschreiben. Damit verpflichtet er sich zur Einhaltung allgemeiner Bewirtschaftungskriterien (PEFC Leitlinie) und zur Umsetzung festgelegter Ziele und Maßnahmen. In jedem Regionenbericht sind mindestens zehn Ziele angeführt, die bis zur Neuzertifizierung in fünf Jahren erreicht werden müssen.
Bild: FSC ZEichen
Bild: PEFC Zeichen
Bild: PEFC