Baustoffe Holz, Beton, Kupfer und Ziegel im Kompakt-Über ... / 2.1 Baurelevante Eigenschaften von Holz

Festigkeit: Holz ist ein aus Zellulose bestehender Verbundbaustoff mit einem hohen Hohlraumanteil. Trotz seiner vergleichsweise geringen Dichte weist er eine hohe Steifigkeit und Festigkeit auf, womit der Rohstoff bei gleicher Tragfähigkeit leichter ist als andere, insbesondere massive Baustoffe. Noch vor etwa 60 Jahren war Holz deshalb ein wichtiges Material im Flugzeugbau. Durch die Röhrenbündelstruktur können Kräfte v. a. in Faserrichtung aufgenommen werden. Dadurch weist Holz eine ebenso hohe Druckfestigkeit wie Beton auf, kann aber im Gegensatz zum Massivbaustoff zusätzlich Zugkräfte aufnehmen. Diese Eigenschaft macht Holz für unterschiedlichste Tragsysteme flexibel einsetzbar. Die Zug- und Druckfestigkeiten sind quer zur Faserrichtung signifikant geringer.

Rohdichte: Die Rohdichte hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften von Holz. Sie hängt von dem Verhältnis des Zellwandanteils zum Porenraum im Holzkörper ab. Da sich Holzarten in Form und Größe ihrer Zellen und der Zellwanddicken differenzieren, zeichnen sie sich durch unterschiedliche Rohdichten und damit verbunden durch individuelle Eigenschaften aus. So hat Nadelholz meist eine geringere Dichte als Laubholz und somit auch eine geringere Festigkeit. Da der Porenraum und die Zellzwischenräume zudem aufgrund der Umgebungsfeuchte mit mehr oder weniger Wasser gefüllt sind, verändert sich die Rohdichte mit dem Feuchtgehalt des Holzes. Für Bauholz wird die sogenannte Normal-Rohdichte mit einer Holzfeuchte von 12 % angegeben, welche sich bei langer Lagerung im sogenannten Normalklima mit 20 ° Celsius und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit einstellt.

Wärmedämmeigenschaften: Aufgrund des hohen Hohlraumanteils hat Holz günstige Wärmedämmeigenschaften, wodurch es das tragfähigste aller wärmedämmenden Materialien darstellt. Durch die Verwendung von Holz werden Wärmebrücken reduziert, was das Planen und Bauen insbesondere von energieeffizienten Gebäuden vereinfacht.

Widerstand gegen Witterungseinflüsse: Wird Holz im Außenbereich verwendet, ist es Witterungseinflüssen wie Sonneneinstrahlung, Regen, häufigem Temperatur- und Feuchtewechsel und UV-Strahlen ausgesetzt. Bei Änderung der Temperatur und Feuchte quillt oder schwindet das Holz. Das bedeutet, es verändert seine Form durch die Änderung der Holzfeuchte. Voraussetzung ist ein Feuchtigkeitsgefälle zwischen dem Holz und seiner Umgebung. Die Holzfeuchte passt sich der Luftfeuchtigkeit der Umgebung an. Nimmt es Feuchtigkeit aus der Luft auf, wird sein Volumen größer – es quillt; gibt es Feuchtigkeit an die Luft ab, verliert es an Volumen – es schwindet. Die Schwind- und Quellverformungen treten hauptsächlich quer zur Faserrichtung des Holzes auf. Dagegen kann der Verformungsanteil in Faserlängsrichtung vernachlässigt werden. Mögliche Formveränderungen müssen bei der Planung berücksichtigt werden. Der Baustoff sollte sich ungehindert verformen können, um Spannungen zu vermeiden. Tragwerke sind so auszubilden, dass sie möglichst keinen witterungsbedingten Feuchtewechseln ausgesetzt sind. Deshalb liegen sie meist innerhalb des Gebäudes und sind durch entsprechende Fassadenbekleidungen geschützt. Beim Einbau des Holzes ist auf die Holzfeuchte zu achten, welche unter anderem durch Vorgaben in der DIN EN 1995-1-1 definiert ist. Ist Holz UV-Strahlung ausgesetzt, werden an der Oberfläche Holzbestandteile abgebaut und es kommt zu Verfärbungen. Da die Vergrauung stark von der Intensität der Sonneneinstrahlung und Wettereinwirkung abhängt, haben neben der Himmelsrichtung auch Dachüberstände oder Vor- und Rücksprünge in der Fassade einen Einfluss auf den Farbton. Soll eine einheitliche Verfärbung erreicht werden, besteht die Möglichkeit durch technische Verfahren das Vergrauen vorwegzunehmen.

Widerstand gegen chemische Substanzen: Abhängig von der Holzart ist der Baustoff widerstandsfähig gegenüber einer Vielzahl von chemischen Verbindungen, weshalb er sich für den Bau von Lagerhallen mit korrosivem Klima, beispielsweise der chemischen Industrie oder für Salzlager für den Straßen-Winterdienst, eignet.