Holz hat einfach eine urgemütliche Ausstrahlung. Foto: Wickis Grillhütten
Holz als Baustoff: Die wichtigsten bauphysikalischen Eigenschaften
Kaum ein Baustoff wird so geliebt und weckt gleichzeitig so viele negative Assoziationen wie Holz. Die meisten Menschen lieben die behagliche Optik und Materialität des Naturstoffs. Holz gilt als Inbegriff von Gemütlichkeit. Zugleich gibt es aber auch viele Zweifel. Das Brandverhalten, die Tragfähigkeit und die Anfälligkeit gegenüber Schädlingen stehen dabei im Mittelpunkt. Schaut man sich die bauphysikalischen Eigenschaften von Holz näher an, entpuppen sich allerdings viele Ängste als Vorurteile.
Bauen mit Holz erlebt in den letzten Jahren eine kleine Renaissance. Der uralte Baustoff wird nicht zuletzt wiederentdeckt, weil er aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird und daher als besonders nachhaltig gilt. Er ist im Gebäudebereich zudem universell einsetzbar: für Wände, Decken, Böden, Türen und Fenster ebenso wie für den Innenausbau oder für Terrassen und Fassaden. Verarbeiter und Hausbesitzer haben gleichermaßen ihre Freude an dem Material: Holz lässt sich leicht und flexibel verarbeiten, hat eine warme Oberfläche, reguliert die Luftfeuchtigkeit, absorbiert Schadstoffe wie zum Beispiel Formaldehyd und sieht bei alledem auch noch verdammt gut aus. Da Holz relativ porös ist, bietet es zudem eine vergleichsweise hohe natürliche Wärmedämmung.
Feuchtigkeit als Gefahr
Doch es gibt auch Holzeigenschaften, die für die Verwendung als Baustoff nicht so positiv sind. Zumindest dann nicht, wenn man sie einfach ignoriert. Insbesondere die Feuchtigkeit des Materials ist hier zu nennen. Frisch geschlagenes Holz enthält normalerweise zwischen 40 und 60 Massenprozent reines Wasser. Wenn man es in diesem Zustand verbaut, kann das gravierende Folgeschäden auslösen.
Ein gutes Beispiel dafür ist Schimmelbildung im Bereich des Dachstuhls. So etwas passiert oft, wenn ein Dachgeschoss mit Dämmstoff und Dampfbremsen luftdicht eingepackt wird, obwohl das Holz des Dachstuhls noch viel zu viel Feuchtigkeit enthält. Eine natürliche Austrocknung ist dann unmöglich, und Schimmelpilze finden dauerhaft perfekte Lebensbedingungen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass frisches Holz zunächst trocknen kann. Die Holzfeuchte sollte maximal bei 20% liegen, bevor der Baustoff verarbeitet wird.
Feuchtes Holz ist nicht nur anfällig für Schimmelpilzbefall, sondern auch für Angriffe anderer Schädlinge wie etwa Insekten, Pilze oder Bakterien. Eigentlich werden fast alle Eigenschaften des Holzes durch Feuchtigkeit negativ beeinflusst. Das gilt für die Wärmedämmung ebenso wie für die Druckfestigkeit. Und natürlich auch für die Formbeständigkeit: Nimmt Holz Feuchtigkeit auf, beginnt es zu quellen (Volumenvergrößerung), beim Trocknen kommt es dagegen zum Schwinden (Volumenverkleinerung), was dann auch Schwindrisse nach sich ziehen kann.
Stabiler Baustoff
Bauholz übernimmt auch tragende Funktionen – wie bei diesem siebenstöckigen Wohnhaus. Foto: Fermacell
Holz muss also ausreichend trocken sein, bevor es verbaut wird. Und vor allem im Außenbereich muss es zudem dauerhaft vor Feuchtigkeitseinwirkung und Schädlingsbefall geschützt werden. Das geschieht durch geeignete Holzschutzmittel oder durch konstruktiven Holzschutz. Mehr zu diesem Thema könnt Ihr im Fachwissenbeitrag „Empfindliche Schönheit – Wie man Holz im Garten zur dauerhaften Freude macht“ nachlesen.
Wird Holz richtig eingesetzt und angemessen gepflegt, ist es auch im Außenbereich ein wetterbeständiger und dauerhaft stabiler Baustoff. Es ist zwar nicht so fest wie Stahl oder Beton, aber bezogen auf sein deutlich geringeres Gewicht hat der Baustoff doch eine relativ hohe Festigkeit. Wobei man hier natürlich nicht verallgemeinern darf. Die Festigkeit wird im Wesentlichen durch die Rohdichte bestimmt, und die ist, je nach verwendeter Baumart, sehr unterschiedlich. Die Dichte von Bauholz schwankt zwischen 400 und 1.000 kg/m³.
Generell kann man sagen, dass Holz eine relativ hohe Zugfestigkeit hat (höher als Beton), während die Druckfestigkeit nur etwa 50% und die Schubfestigkeit nur etwa 10% der Zugfestigkeitswerte erreicht. Holz kann Kräfte von außen zudem weitaus besser aufnehmen, wenn sie parallel zur Faserstruktur wirken anstatt quer zu ihr. Übertragen auf den Baumstamm bedeutet das: Die Kräfte, die von oben nach unten drücken, sind unproblematischer als solche, die seitlich angreifen.
Fakten zum Brandverhalten
Um keine Eigenschaft des Holzes ranken sich so viele Ängste wie um das Brandverhalten. Klar ist: Holz wird in die Baustoffklasse B („brennbar“) eingestuft. Aber diese Information ist eigentlich schon überflüssig, denn schließlich weiß jedes Kind, das schon einmal an einem Lagerfeuer gesessen hat, dass Holz brennt.
Allerdings ist der Feuerwiderstand von relativ dicken Holzquerschnitten weitaus höher als Viele denken. Ein dünnes Stück Holz mag so schnell abbrennen wie ein Streichholz, aber im modernen Holzbau arbeitet man mit großvolumigen Balken oder dicken Brettschichten. Deren Oberfläche gerät bei längerer Beflammung zwar in Brand, sie bildet aber zugleich eine Verkohlungsschicht aus, die das weitere Abbrennen stark verzögert. Ein dicker Pfeiler aus Eichenholz, der keine Schwindrisse aufweist, brennt beispielsweise nur etwa um 0,4mm pro Minute ab.
Holzkonstruktionen sind deshalb im Brandfall oft sogar länger tragfähig als manche Baustoffe, die als schwer oder gar nicht entflammbar eingestuft werden. Stahl ist zum Beispiel ein nicht brennbarer Baustoff, der aber bei großer Hitze schmilzt und dann schnell seine Tragfähigkeit verliert, während moderne Vollholzprodukte ihre Tragfähigkeit unterhalb der Verkohlungsschicht oft länger beibehalten. Erhöhen lässt sich dieser Feuerwiderstand noch durch Beplankung mit nicht brennbaren Gips- oder Gipsfaserplatten. So ist mit Holzbau-Elementen auch ein geprüfter Feuerwiderstand bis zu 90 Minuten möglich (siehe Fachwissen-Beitrag zu den Feuerwiderstandsklassen).
