Dieses Haus im amerikanischen Zionsville (Indiana) hat eine Thermoholz-Fassade.  Foto: HAUS Architects

Grundstoffe des Bauens

31. März 2021 | Artikel teilen

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Verfahren der Holzmodifikation (1)

Holz ist ein beliebter Werkstoff rund ums Haus – sowohl für den Innenausbau als auch im Outdoor-Bereich. Menschen schätzen insbesondere die warme Anmutung und Natürlichkeit des Materials. Doch im Freien sind unbehandelte Hölzer leider oft nicht widerstandsfähig gegen Wettereinflüsse und die Zersetzung durch Schädlinge. Man muss sie also irgendwie schützen. Das funktioniert heute auch ohne „Chemiekeule“, denn mittlerweile gibt es mehrere „sanfte“ Verfahren der Holzmodifikation.

Feuchtigkeit, UV-Strahlung, Insekten, Pilze, Bakterien: Unbehandeltes Holz kann im Freien durch viele Einflüsse verformt, aufgequellt oder schlimmstenfalls sogar völlig zerstört werden. Tropische Harthölzer wie Teak oder Bangkirai haben hier zweifelsohne Vorteile, sind aber aus anderen Gründen hoch umstritten – Stichwort Raubbau am Regenwald.

Doch auch einheimische Hölzer von Laubäumen oder Nadelbäumen lassen sich mittlerweile auf sanfte Weise derart modifizieren, dass sie auch im Freien deutlich widerstandsfähiger und dauerhafter werden. Man kann die Hölzer beispielsweise einer Hitzebehandlung unterziehen (Thermoholz) oder mit Alkohol imprägnieren („Kebony“). Um diese zwei Verfahren geht es in Teil 1 unseres Beitrags. Im zweiten Teil stellen wir dann Holzmodifikationen mithilfe von Essigsäureanhydrid (Accoya“) und Silizium vor („Organowood“).

Thermoholz

Über Thermoholz haben wir auf BaustoffWissen schon mal in einem Gastbeitrag von Neil Summers informiert (Verband für amerikanische Laubhölzer). Bei diesem Modifikationsverfahren wird der natürliche Rohstoff heißem Wasserdampf ausgesetzt, bei Temperaturen zwischen 150 und 250 °C. Die Methode kommt in Europa vor allem bei heimischen Laub- und Nadelbäumen wie Buche, Esche, Fichte und Kiefer zum Einsatz, die im Naturzustand wenig widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit, Mikroorganismen oder Schädlinge sind. Durch die Hitzebehandlung wird das Material deutlich dunkler und erinnert optisch an Tropenholz. Zugleich wird das Holz weicher, wodurch es sich leichter zuschneiden, biegen und verarbeiten lässt.

Der wesentliche Vorteil von Thermoholz liegt aber woanders: Das hitzebehandelte Material nimmt kaum noch Wasser auf und ist daher vergleichsweise resistent gegen Fäulnis und Schädlinge. Das Verfahren verringert den Feuchtigkeitsgehalt des Holzes auf etwa 4 bis 6 %. Es nimmt auch bei erhöhter Luftfeuchtigkeit weniger Wasser auf als vor der Hitzebehandlung. Diese senkt die Gleichgewichtsfeuchte des Materials permanent. Die verringerte Wasseraufnahme bedeutet weniger Quellen und Schwinden, wodurch die Gefahr mechanischer Risse abnimmt. Zudem heißt weniger Wasser natürlich auch weniger Fäulnis.

Die thermische Behandlung führt unter anderem dazu, dass der Anteil an Hemizellulose im Holz sinkt. So wird das „Nahrungsangebot“ für Holzschädlinge verringert. Hemizellulose gehört neben Zellulose und Lignin zu den Grundsubstanzen von Holz und hat für die Pflanzenzellen eine verbindende Kittfunktion. Das erklärt zum Teil, warum Thermoholz nach der Behandlung weicher und biegsamer ist. Die veränderte Stofflichkeit sorgt nebenbei auch dafür, dass Thermoholz eine geringere Wärmeleitfähigkeit hat als der unbehandelte Ausgangsrohstoff – es dämmt also besser.

Auf der anderen Seite ist Thermoholz weicher und damit weniger biegefest als die verwendeten Hölzer vor der Behandlung. Als Konstruktionsholz für tragende Funktionen im Dach- und Wandbereich kommt es daher nicht infrage. Für Terrassendielen, Fassadenverkleidungen, Zäune, Windschutzelemente oder auch Spielgeräte kann man Thermoholz aber problemlos verwenden. Manche setzen es freilich auch in Innenräumen ein – dann nicht wegen der Witterungsbeständigkeit, sondern eher wegen der schönen dunklen Optik.

Furfuryliertes Holz

Dach und Fassade diese Landhauses bei New York bestehen komplett aus Kebony. Foto: Jesse Turnquist

Von furfuryliertem Holz spricht man, wenn einheimische Weichhölzer mit Bio-Alkohol imprägniert und anschließend unter Hitze getrocknet werden, wodurch sie Eigenschaften wie tropische Harthölzer erhalten. Dieses umweltschonende Modifikationsverfahren wurde ab 1997 vom Hersteller Kebony AS in den Markt eingeführt (www.kebony.de). Die norwegische Firma hat dafür eine Erfindung des kanadischen Professors Marc H. Schneider weiterentwickelt.

Bei der Kebony-Technologie wird FSC-zertifiziertes Kiefernholz mit Furfurylalkohol imprägniert. Dabei handelt es sich nach Herstellerangaben um ein Nebenprodukt der Bio-Landwirtschaft. Durch die Tränkung in dem organischen Bio-Alkohol und die anschließende Trocknung unter Hitze kommt es zur Polymerisation des Furfurylalkohols. Es entstehen also langkettige Furanpolymere, die sich dauerhaft in den Zellwänden des Kieferholzes einlagern.

Laut Kebony sind die Holzellen dank dieser stabilen Polymere um etwa 50 % dicker als zuvor. Dadurch wird das Holz insgesamt stabiler, härter und haltbarer. Die Behandlung schützt zudem vor Fäule und Schädlingen und vermindert das Quellen und Schwinden. Sie sorgt zudem – ähnlich wie bei Thermoholz – für eine dunkelbraune Einfärbung des Rohstoffs. Mit der Zeit bildet das Material dann aber eine silbergraue Patina aus.

Kebony-Holz ist im Außenbereich vielfältig einsetzbar – von der Terrasse über die Fassade bis hin zum Dach. Auch für stark wasserbelastete Bereiche wie etwa Stege, Strandwege oder sogar Bootdecks ist es laut Hersteller einsetzbar. Anders als beim Thermoholz wird das Material durch die Modifikation nicht weicher, sondern sogar härter und stabiler. Deshalb empfiehlt Kebony den Werkstoff auch als Konstruktionsholz für tragende Holzelemente. Und selbstverständlich kann man ihn auch in Innenräumen verwenden: Gerade wegen der verbesserten Härte ist furfuryliertes Holz zum Beispiel auch eine Option für den Fußboden.

Über den Autor Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift baustoffpraxis. Kontakt: freierjournalist@rolandgrimm.com

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