Handbuch Technisches Produktdesign 2.Aufl. Holz PDF

168 Bild: Furnier aus Zebrano.    
   
  169 HOL HÖLZER Alphorn, Altar, Angelrute, Architekturmodell, Axt- stiel, Backgammonspiel, Balken,...

168 Bild: Furnier aus Zebrano.    
   
  169 HOL HÖLZER Alphorn, Altar, Angelrute, Architekturmodell, Axt- stiel, Backgammonspiel, Balken, Baseballschläger, Baugerüst, Bauklotz, Beichtstuhl, Besenstiel, Beton- schalung, Bettgestell, Biegeholz, Bilderrahmen, Bleistift, Blockflöte, Bogen, Bohle, Bohnenstange, Boot, Bootsinnenausbau, Bootsplanke, Bootssteg, Brett, Brücke, Bücherregal, Bühne, Bumerang, Buntstift, Butterfass, Campinganhänger, Cello, Dachbalken, Deichsel, Diele, Didgeridoo, Dübel, Einbaum, Essstäbchen, Fachwerk, Fahnenmast, Faserplatte, Fass, Fassadenelement, Fensterbrett, Fensterrahmen, Fensterladen, Feuerholz, Floß, Flö- te, Flügel, Frühstücksbrett, Furnier, Futterkrippe, Galgen, Galionsfigur, Garderobe, Geige, Gehstock, Giebel, Gitarre, Griffelschachtel, Hängebrücke, Harfe, Harke, Hebel, Heugabel, Hocker, Holzeisen- bahn, Holzhammer, Holzkeil, Holzlöffel, Holz- pantoffel, Holzperle, Holzschmuck, Holzschnitt, Holzwolle, Hütte, Ikone, Innenausbauten, Intarsie, Jalousie, Käfig, Kamm, Karren, Kegel, Kelle, Keule, Kirche, Kirchenbank, Kirchturmuhr, Kiste, Klavier, Kleiderbügel, Klettergerüst, Kochlöffel, Kommode, Kontrabass, Korb, Korken, Kreisel, Krippe, Kruzifix, Kühlwaggon, Kugel, Kuckucksuhr, Kutsche, Laden- einrichtung, Lanze, Latte, Laube, Lehnstuhl, Leiste, Leiter, Lineal, LKW-Aufbau, Maibaum, Marionet- te, Maske, Mast, Melkschemel, Mikado, Mühle, Nachtkästchen, Nähkästchen, Oboe, Obstkiste, Paddel, Palette, Palisade, Panflöte, Papier, Pappe, Paravent, Parkbank, Parkett, Pavillon, Pfahl, Pfeife, Pfeil, Pfeiler, Pforte, Pfosten, Planke, Pressspan- platte, Prothese, Pult, Puppenkopf, Rad, Räu- cherwerk, Regal, Reklametafel, Resonanzboden, Ruder, Ruderboot, Sarg, Schachfiguren, Schach- brett, Schale, Schaschlikstäbchen, Schaukelpferd, Schaukelstuhl, Schemel, Setzkasten, Schiffschaukel, Schiffsrahmen, Schiffstür, Schild, Schlitten, Schnit- zerei, Schrank, Schreibtisch, Schuh, Schuhspanner, Schulbank, Segelschiff, Seifenkiste, Servierwagen, Ski, Skulptur, Spanplatte, Spazierstock, Speer, Spielzeug, Spindel, Spinnrad, Sportgerät, Staffelei, Staffelstab, Stall, Standuhr, Statue, Steckenpferd, Stelze, Stopfei, Stricknadel, Stuhl, Tabaksdose, Ta- fel, Teller, Tempel, Theke, Tisch, Tischlerplatte, Tür, Türzarge, Tor, Treppe, Trog, Trommel, Truhe, Vase, Vertäfelung, Viehtränke, Violine, Vogelhäuschen, Wandverkleidung, Wandschrank, Wäscheklammer, Wasserrad, Webstuhl, Werkzeuggriff, Wiege, Wip- pe, Xylophon, Zahnstocher, Zaun A. Kalweit et al. (Hrsg.), Handbuch für Technisches Produktdesign, DOI 10.1007/978-3-642-02642-3_4, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012    
   
 170 Kapitel HOL Hölzer Der Thonet-Stuhl von 1859 gilt als Prototyp des Holz ist ein natürliches und lebendiges Material, modernen Massenmöbels. Während andere das in Natur und Umwelt einen ganz besonderen Möbelfabrikanten Mitte des 19. Jahrhunderts noch Stellenwert einnimmt. Die menschliche Gesellschaft versuchten, handwerkliche Einzelfertigungsprozesse nutzt den Rohstoff seit Urzeiten zur Energiegewin- für die Fabrikation zu etablieren, gelang es nung und als Baumaterial. Er bildet die Grundlage M. Thonet, das Bugholzverfahren im Möbelbau zu der Papierherstellung und ist Basismaterial für eine nutzen. Buchenholzstäbe wurden unter Dampfein- ganze Reihe chemischer Prozessketten. Auf Grund satz und Druck in geschwungene Formen gebracht seiner warmen Ausstrahlung und seines individu- HOL 2.3. Das Ergebnis war eine revolutionierende ellen Charakters ist Holz ein beliebtes Material Einfachheit und Eleganz in der Formgebung sowie für Wohnraumeinrichtungen und den Möbelbau. eine bis dahin unbekannte Exaktheit in der Ausfüh- Edle Holzarten bieten Möglichkeiten zur Schaffung rung. Mit über 100 Millionen verkaufter Exemplare besonderer Atmosphären, was den Werkstoff für wurde der Thonet Stuhl eines der ersten in Masse Luxusgegenstände, Innenverkleidungen von hoch- gefertigten Produkte weltweit. preisigen Automobilen oder Yachten stets geeignet gemacht hat. Seine klanglichen Qualitäten erklären die Anwendung im Bereich der Musikinstrumente. Die leichte Verarbeitbarkeit und das überaus große Angebot an unterschiedlichen Holzarten HOL 4 sind die Gründe dafür, warum gerade Architekten, Designer und Möbelbauer den Werkstoff häufig für Ihre Entwürfe verwenden. Allerdings hat der Raubbau am Naturprodukt Holz in den tropischen Regionen der Erde dazu geführt, dass gerade diese Berufsgruppen ein besonderes Verantwortungsge- fühl für den Rohstoff entwickelt haben und seltene Holzarten nur mit Vorsicht verwenden. Die Umweltproblematik in Verbindung mit dem ho- hen Gebrauchswert lässt in den nächsten Jahren ein großes Entwicklungspotenzial für Holzersatzwerk- stoffe erwarten HOL 5.1, HOL 5.2 , um auch in Zukunft eine bewusste und umweltverträgliche Nutzung der lebendigen Eigenschaften des Materials für Gestal- ter zu ermöglichen. Vom Aussterben bedrohte Holzarten wie Pockholz, Bild: Wiener Cafe Stuhl (Nr. 18) aus Bugholz./ Afrormosia und Rio-Palisander sind in der internati- Hersteller: Gebrüder Thonet (Werksdesign) onalen Naturschutzbestimmung CITES gelistet. Im Abstand von zwei Jahren werden die Listen überar- beitet und die Aufnahme oder Streichung von ein- zelnen Baumsorten diskutiert (Jackson, Day 2003). In Anhang I der CITES-Bestimmungen sind die direkt vom Aussterben bedrohten Arten aufgeführt. Jeglicher Handel mit diesen Hölzern, ihren Samen und aus ihnen erstellten Produkten ist verboten. Anhang II bezieht sich auf gefährdete Holzsorten. Legal erworbene Bestände dürfen nur mit schriftli- cher Genehmigung exportiert werden. Ebenso ist für die Einfuhr eine Genehmigung erforderlich. Möchte ein Ursprungsland eine bestimmte Holzart schützen, kann es die Aufnahme in den Anhang III beantragen. Das Land erhält dann die Möglichkeit zur Kontrolle der Ausfuhr. Bild: »slowwood«, Sessel aus Nussbaum-Furnierholz./ Design: UNITEDDESIGNWORKERS.com    
   
  171 HOL 1 Stoffen. Mit 18–30 % bildet Lignin den verholzenden Charakteristika und Materialeigenschaften und verfestigenden Anteil im Zellulosegerüst (Eck- hard et al. 2003). HOL 1.1 Die Entlignifizierung von Holz ist daher die Grund- Holzarten und deren Einteilung lage der modernen technischen Zellstoffverfahren zur Produktion des Ausgangsmaterials für die Auf der Erde existieren etwa 60.000 Holzgewächse, Papierindustrie PAP 1.1. Bei Nadelhölzern ist der von denen rund 10.000 in ihren Eigenschaften näher Ligninanteil höher als bei Laubhölzern. Neben den untersucht sind (Spring, Glas 2005) und etwa 300 Hauptbestandteilen enthält Holz einige Begleit- und gewerblich genutzt werden. Die einzelnen Holzs- Inhaltsstoffe (ca. 6 %) wie Harze, Wachse, Fette, Stär- Holz, ein ökologischer arten werden in Nadel- und Laubhölzer unterteilt. ke, Zucker, Phenole, Ligane, Chinone oder Sterine Rohstoff (Wendehorst 2004). Gerbstoffe schützen das Holz Mit seinem natürlichen Nadelholz stammt von zapfentragenden Bäumen, vor Pilzbefall und bewirken eine dunkle Färbung bei Lebenszyklus ist Holz ein deren Vorkommen zu einem großen Teil auf der der Verkernung. Laubhölzer enthalten in der Regel natürlich regenerierbarer nördlichen Hemisphäre liegt. Entwicklungsge- mehr Gerbstoffe als Nadelhözer und sind daher Rohstoff und anderen Ma- schichtlich gesehen sind Nadelhölzer älter als beständiger (z. B. Kernholz der Eiche). terialien in vielen Dingen Laubhölzer. Ihre Struktur ist daher einfacher aufge- überlegen. Lediglich Was- baut. Das Holz zählt zu den Weichhölzern, ist hell Aufbau / Stammquerschnitt ser und Sonne werden als gefärbt und preiswerter als Laubholz. Es wird daher Energiequellen für das Rinde überwiegend als Bauholz, für Schreinerarbeiten und Borke Bast (Phloem) Wachstum benötigt. Holz in der Papierherstellung verwendet (Jackson, Day Kambium lässt sich leicht und en- 2003). Die bekanntesten Nadelhölzer sind Tanne, Holzstrahl ergiesparend bearbeiten Fichte, Kiefer, Lärche, Eibe, Wacholder oder Dou- und ist recycelbar. Somit Grobjähriges Holz glasie. zählt es zu einem der Spätholzzone Frühholzzone ökologisch wertvollsten Die Struktur von Laubhölzern ist im Vergleich zu der Jahresring Werkstoffe. von Nadelhölzern wesentlich komplexer. Auffallend Markstrahl Markröhre ist die Gefäßstruktur, die sich durch kleine Löcher im Holzquerschnitt manifestiert. Laubhölzer sind we- sentlich härter als Nadelhözer. Eine Ausnahme bildet Balsa HOL 4 , das botanisch zwar zu den Harthölzern zählt, aber das weicheste aller Holzarten ist. Weitere Feinjähriges Holz typische Laubhölzer sind Ahorn, Birke, Eiche, Kasta- nie, Palisander, Ebenholz, Nussbaum, Buche, Esche, Kirsche, Teak oder Linde. Aus dem Blickwinkel der europäischen Holzindustrie existiert noch die Nomenklatur der Tropenhölzer. Diese ist jedoch nicht alternativ, sondern vielmehr als ergänzende Bezeichnung zu Nadel- und Laubhöl- zern zu verstehen. Gemeint sind Holzarten mit meist sehr gutem Eigenschaftsprofil aus den tropischen Rinde/Borke oder subtropischen Regionen (z. B. Mahagoni, Aba- Bast (Phloem) chi). Einige Tropenhölzer weisen bessere mecha- Kambium nische Eigenschaften auf als die in Europa üblichen Hölzer, sind beständiger gegen Witterungseinflüs- Splintholz Reifholz sen, Pilz- und Insektenbefall und auf Grund ihrer Kernholz optischen Qualitäten (Farbigkeit, Maserung) beliebt. Ihre Verwendung steht jedoch seit den 1970 er Jah- Abb. 1 ren stark in der Kritik. Die Eigenschaften der Hölzer werden durch die Art des natürlichen Wachstums bestimmt, das je HOL 1.2 nach Jahreszeit und Klimazone sehr unterschied- Zusammensetzung und Struktur lich ausfallen kann. So weisen die sich im Frühjahr bildenden Holzzellen eine geringere Dichte auf als Als Naturprodukt hat Holz eine enorm hohe Kom- die der späteren Monate und sind leichter und heller plexität im Aufbau. Die Materialeigenschaften der in ihrer Erscheinung. Aus den Veränderungen im einzelnen Holzarten werden daher nicht nur von der Wachstum über das Jahr hinweg resultieren die für jeweiligen Zusammensetzung bestimmt, sondern Bäume charakteristischen Ringe. Hinzu kommt das hängen von der Anordnung und Ausrichtung der Phänomen, dass sich die Eigenschaften über das Le- einzelnen Holzelemente, Gewebe und Zellen, als bensalter verändern. Optische Qualitäten erhält das dem kleinstem Element, ab. Holz insbesondere durch den Faserverlauf, wonach Im Aufbau besteht Holz je nach Holzart zu 38–51 % es mal gefleckt, mal gewellt, geaugt oder gestreift aus Zellulose und zu 24–40 % aus zelluloseähnlichen sein kann.    
   
  172 Kapitel HOL Hölzer Stammeinteilung Auf Fehler in der Holzstruktur wie Ästigkeit, Mase- rungen und Risse sowie so genannte Harzgallen (mit Krone / für Brennholz Harz gefüllte Hohlräume) muss bei der Holzverarbei- tung besonders geachtet werden. Stammschnitte / Auswahl Industrieholz / Stammschnitte Ganzholz / einstieliger Einschnitt für Papier u. Spiegelschnitt, Scharfschnitt, Nutzung für Balken und Kanthölzer Radialschnitt, Kreuz- Spanplatten schnitt, Riftschnitt, Cantibay-Schnitt, Die Randstücke werden zu Brettern verarbeitet. Zopfstück / für Kanthölzer (sehr astig) Mittelstamm / für Kanthölzer, Bohlen und Bretter (astig) Halbholz / zweistieliger Einschnitt Nutzung für Balken und Kanthölzer Erdstamm / für Bretter, Bohlen Die Randstücke werden zu Brettern und Leimholz verarbeitet. (fast astrein und hochwertig) Wurzelstock/ für Furniere mit Maserung Nadelbaum Dreistieliger Einschnitt Nutzung für Balken und Kanthölzer Die Randstücke werden zu Brettern verarbeitet. Krone / für Brennholz Schnittholz Kreuzholz / vierstieliger Einschnitt Schnittholz wird durch Nutzung für Balken und Kanthölzer Industrieholz / Sägen parallel zur Stamm- für Papier u. Die Randstücke werden zu Brettern Spanplatten verarbeitet. achse hergestellt. Es kann scharfkantig ge- Zopfstück / für Kanthölzer schnitten sein, aber auch (sehr astig) Baumkanten haben. Spiegelschnitt / Riftschnitt Mittelstamm / Nutzung für Bohlen und Bretter für Kanthölzer, Bohlen und Bretter (astig) Durch die stehenden Jahrringe bei dieser Einschnittart arbeitet das Holz Erdstamm / weniger. Jedoch verteuert sich das Holz für Bretter, Bohlen durch häufige Sägedurchläufe. und Leimholz (fast astrein und hochwertig) Wurzelstock/ Halbriftschnitt für Furniere mit Nutzung für Bohlen und Bretter LaubbaumNadelbaum Laubbaum, Maserung Durch die überwiegend stehenden Jahrringe bei dieser Einschnittart arbeitet das Holz weniger. Findet Abb. 2: nach bevorzugt Einsatz im Möbel- und Fensterbau. Das wertvollste Material für die Holz gewinnende Scharfschnitt / Rundschnitt Industrie liegt im Bereich des inneren Kernholzes. Es Nutzung für Bohlen und Bretter Schnittholz wird ist sehr kompakt, haltbar und dunkel verfärbt, da die Bei der Trocknung verwerfen sich diese wie folgt unterteilt: Poren und Gefäße, die ehemals zum Transport von Bretter nach außen. Balken, Flüssigkeit dienten, über die Jahre durch Partikel Kanthölzer, verstopft und undurchlässig wurden. Im Vergleich Kreuzhölzer, dazu ist das Material aus dem Bereich der äußeren Bretter, Schichten, auch Splintholz oder Weichholz genannt, Viertelschnitt Diese Einschnittart erzeugt formstabile Bohlen, weicher und heller als das der inneren Bereiche. Bretter ohne Verwerfung. Die Bretter zeichnen sich durch eine schöne Latten Typische Kernholz- oder Hartholzbäume sind Lärche, Maserung aus. Höhere Kosten entstehen Kirschbaum, Kiefer, Wacholder, Eibe, Eiche, Ulme, durch übermäßigen Verschnitt und Nacharbeit an einem Kantenschneider. Mahagoni, Palisander und Teak. Eine nur schwache Verkernung zeigen die Weichholzbäume Tanne, Erle, Fichte, Birke und Rotbuche. Die Mittelachse des Generelles: Es gibt diverse Arten von Gattersägen für den Einschnitt. Der Stammes, die so genannte Markröhre, wird bei der Abstand der einzelnen Sägeblätter zueinander ist variabel. Speziell Holzgewinnung ausgespart. Sie besteht aus meist ist eine Gattersäge für die Schwarte (äußere Randbrett). abgestorbenen Zellen, die häufig von Pilzen befallen sind. Abb. 3: nach [ 6, 25]    
   
  173 HOL 1.3 bau der Zellwände bewirkt eine Verringerung der Physikalische Eigenschaften Feuchtigkeitsaufnahme. Das »Arbeiten« des Holzes wird nahezu verhindert, was eine hohe Materialbe- Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften ständigkeit und verbesserte Verschleißeigenschaf- von Holz werden entscheidend von der Rohdichte, ten mit sich bringt. dem Feuchtigkeitsgehalt und der Richtung des Fa- serverlaufs bestimmt. Holz ist ein anisotropes Mate- Die Rohdichte einer Holzart (Verhältnis von Masse rial. Parallel zur Faser, also in Richtung der Baumach- zu Volumen) ist abhängig von seiner Porosität, also se, weist es die besten Eigenschaften auf. In radialer von Anzahl und Größe der Lufteinschlüsse, sowie und tangentialer Richtung nimmt die Qualität ab. von der eingeschlossenen Flüssigkeitsmenge. Es kann bei gleicher Holzart daher auf Grund des sich Die kapillar poröse Struktur des Holzwerkstoffs ändernden Flüssigkeitshaushaltes zu unterschiedli- bewirkt eine leichte Flüssigkeitsauf- und abnahme. chen Dichtewerten kommen. Haltbarkeit und Dichte Neben dem Faserverlauf ist daher der Feuchtig- eines Holzes stehen in engem Zusammenhang. Je keitsgehalt für das Eigenschaftsprofil von großer höher die Rohdichte, desto dauerhafter und härter Bedeutung. In trockenem Zustand werden erwar- ist das Holz. Zu den besonders widerstandfähigen tungsgemäß die besten mechanischen Resistenzen Holzsarten zählen Eiche, Mahagoni und Buche. erzielt. Durch die hygroskopische Eigenschaft kann jedoch der Feuchtegehalt nur schwerlich konstant Holzfeuchte bei verschiedenen Bauten gehalten werden. Abhängig vom Flüssigkeits- Wassergehalt Bauwerk/ Bauteilen haushalt der Umgebung ändert er sich, bis eine 30% Bauten mit direktem Wasserkontakt (Wasserbauwerke) Homogenisierung mit dem Umgebungszustand 25…30% sehr feuchte Bauten (Tunnel, Stollen...) erreicht ist: Das Holz arbeitet. Die mechanischen Eigenschaften können dadurch sehr differenzieren, 18…25% Objekte im Aussenbereich (Baugerüst, Straßenmöbel...) weshalb eine genaue Kenntnis der Veränderungs- 16…20% offene Bauten mit Überdachung prozesse besonders wichtig ist (Niemz 1993). 13…17% geschlossene Bauten 12…14% geschlossene Bauten mit temporärer Beheizung Verformung durch Schwindung 10…12% geschlossene Bauten mit dauernder Beheizung ler Richtung ntia n ge ta Holz mit maximalem Zellwände in Wassergehalt (30%) (in Zellwänden ist g un Wasser gebunden) d win Sch Wasser in den Zellhohlräumen gesättigte Zellwände und teilweise mit Wasser gefüllten Zellhohlräumen g in g dun tun c h win r Rich S iale in den Zellwänden rad Fasersättigung gebundenes Wasser Abb. 4: nach Wassergehalt ist Schwindung Mit zu- oder abnehmendem Feuchtigkeitshaus- geringer als die Fasersättigung halt sind zudem Volumenänderungen zu beachten (Quellen oder Schwinden). Diese finden bis zur Fa- sersättigungsgrenze statt, die bei etwa 30 % liegt. minimaler Wassergehalt maximale Schwindung Über diesem Wert bleibt das Volumen konstant. Die Änderungen erfolgen sowohl in radialer (2–4 %) als auch in tangentialer Richtung (1,5–2 %). In Faserrich- tung kann das Arbeiten des Holzes vernachlässigt werden. Verformungen und Risse während des Trocknungsprozesses sind auf unterschiedliche Abb. 5: nach Volumenveränderungen in tangentialer und radialer Richtung zurückzuführen. Hölzer sind also beson- ders dann bei der Verarbeitung beliebt, wenn das Maß der Ausdehnung in diese beiden Richtungen ähnlich stark ausfällt. Hier zeigt Mahagoni hervorra- gende Eigenschaften. Mit Hilfe einer Hochtemperaturbehandlung, bei der das Holz bis auf 250˚C erhitzt wird, kann Rohholz in seinen Eigenschaften gezielt positiv beeinflusst werden. Die hervorgerufene Veränderung im Auf- Bild: Nahaufnahme von verwitterten, gebrochenen Holzfasern.    
   
 174 Kapitel HOL Hölzer Auch bezüglich der Entflammbarkeit sind unter- HOL 1.4 schiedliche Charakteristika zwischen den einzelnen Mechanische Eigenschaften Holzsorten festzustellen. Eine gute Entflammbarkeit geht einher mit einer niedrigen Rohdichte und qua- Die mechanischen Eigenschaften von Holz werden lifiziert diese Holzarten als besonders geeigneten von der Faserrichtung bestimmt. Parallel zur Faser Brennstoff. Eine schlechte Entflammbarkeit weist fallen sowohl Zug- als auch Druckfestigkeit höher andererseits jedoch auf einen hohen Gebrauchsnut- aus als in Querrichtung. Ein weiterer wichtiger zen als Baustoff hin. Durch eine spezielle Oberflä- Einflussfaktor neben der Dichte, den Wachstums- chenbehandlung mit chemischen Substanzen lässt verhältnissen (Standort, Klima) und der Astigkeit sich die Entflammbarkeit von Holz beeinflussen. ist der Flüssigkeitsgehalt. Die Festigkeit sinkt ganz entscheidend mit steigender Feuchte. Daher werden Brandverhalten und Entflammbarkeit von Hölzern die Festigkeitswerte immer mit Bezug zur Holzfeuch- hoch Entflammbarkeit niedrig te angegeben. trockenes Holz feuchtes Holz Festigkeitswerte einiger Holzarten bei 12% Holzfeuchte geringe Holzrohdichte hohe Holzrohdichte Holzarten Zugfestigkeit Druckfestigkeit Biegefestigkeit Holz mit Rinde und Ästen Holz ohne Rinde längs quer längs quer quer rissige, rauhe Holzoberfläche glattes, geschliffenes Holz Ahorn 82 — 49 — 95 vertikale Holzstücke horizontale Holzstücke Buche 135 — 60 — 120 kleine Holzstücke große Holzstücke Eiche 90 4,0 53 11,0 91 Entflammbarkeit von Hölzern Esche 160 7,0 48 11,0 102 leicht weniger leicht schwer Fichte 90 2,7 43 5,8 66 entflammbar entflammbar entflammbar Kiefer 104 3,0 47 7,7 87 Pappel, Kiefer, Tanne, Buche, Kastanie, Ebenholz, Steineiche, Weide, Erle und fast Mahagoni… Buchs, Lärche… Lärche 107 2,3 47 5,0 96 alle Nadelbäume Nussbaum 100 3,5 48 12,0 119 Abb. 6: nach Rotbuche 130 7,0 53 9,0 105 Die Eigenschaften von trockenem Holz zur Leitung Angaben in N/mm2 von Wärme und Elektrizität sind als schlecht zu be- werten, steigen jedoch mit zunehmender Holzfeuch- Abb. 8: nach te. Holz ist folglich ein sehr guter Wärmeisolator mit einer im Vergleich zu anderen Materialien sehr Einflüsse der Holzfeuchte auf die Festigkeitswerte niedrigen Wärmeleitzahl (siehe Abb. 7). Das natür- Holzfeuchte (u) 0 5 10 20 30 40 [%] liche Material wird daher vielfach zur Wärmedäm- 100% mung im Fußbodenbereich eingesetzt. Bei der Aus- (hoch) Zugfestigkeit mz wahl der entsprechenden Holzart ist zu beachten, dass mit steigender Rohdichte die Wärmedämmei- Druckfestigkeit md 50% genschaften abnehmen. Biegefestigkeit mb (gering) 0% Wärmeleitzahlen Material Abb. 9: nach Kupfer Gold Aluminium Eisen Mauerwerk Glas Wasser Hartgummi Wolle Holz 0 0,5 1 10 50 100 200 300 400.. Isolierend...... leitetend Wärmeleitzahl (W/mK) Abb. 7: nach    
   
  175 Biegefestigkeit Einige Hölzer (z. B. Esche, Kiefer) weisen eine hohe Biegsamkeit und Bruchfestigkeit auf. Diese Eigen- biegsam: z.B. Kiefer, Tanne, Esche… schaften werden vor allem zur Herstellung von nicht biegsam: alle Harthölzer Produkten und Gegenständen mit freier Form- gebung oder Krümmung im Möbelbereich, für Musikins trumente und Sportgeräte genutzt. Da sich Holz nach Beendigung einer Krafteinwirkung wieder Schlagfestigkeit seiner Ausgangsform anpasst, muss die gewünschte wird beeinflusst durch: Formveränderung konserviert werden. Der Biege- - Holzart prozess kann durch Erweichung der Zellwände unter - Größe Dampfeinwirkung vereinfacht werden HOL 2.3. - Schlagrichtung - Werkstoffdichte, - Feuchtigkeit im Holz Die Härte eines Holzes gibt dessen Abriebfestigkeit Abriebfestigkeit an und meint den Widerstand vor Eindringen von …ist in axialer Fremdkörpern (z. B. Nägel, Hobel) und Schmutz- Ebene hoch partikeln in die Holzoberfläche. Die Grobporigkeit einer Holzoberfläche ist mitentscheidend für die Schmutzaufnahme und lässt Parkettböden schneller …ist in tangentialer …ist in radialer Ebene geringer verschmutzen. Sie hat Einfluss auf die Wahl der Be- Ebene gering arbeitungstechnik und des Werkzeugs. Wie bei den Spaltfestigkeit Festigkeitswerten ist die Härte von der Holzfeuchte, leicht spaltbar: Rohdichte und Faserrichtung abhängig. Sie sinkt mit grünes Holz spaltbar: zunehmendem Flüssigkeitsgehalt. Kastanie, Lärche, Tanne… schwer spaltbar: Ulme, Ahorn spaltbar (splittert): Härte von Hölzern Esche Grundprinzipien Härte nach Brinell (,
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 *1 - Faserverlauf 0 Festigkeitswerte einiger Holzarten bei 12% Holzfeuchte - Ästigkeit Holzarten Zugfestigkeit - Feuchtigkeit Druckfestigkeit Biegefestigkeit Abb. 11: nach längs quer - Temperatur längs quer quer Ahorn 82 — 49 — 95 Torsionsfestigkeit Buche 135 — wird — durch: 120 60 beeinflusst Eiche 90 4,0 - 53 11,0 Querschnittsform 91 und -größe - Holzart Esche 160 7,0 - 48 11,0 Faserverlauf 102 - Ästigkeit Fichte 90 2,7 43 5,8 - Feuchtigkeit 66 Kiefer 104 3,0 47 7,7 87 Knickfestigkeit Lärche 107 2,3 47 5,0 96 Sonderfall der Druckfestigkeit. Nussbaum 100 3,5 Sie 48 wird beeinflusst 12,0 durch: 119 Rotbuche 130 7,0 - 53 Schlankheitsgrad 9,0 105 - Querschnittsform Angaben in N/mm2 - Art der Einspannung - Holzart - Feuchtigkeit Abb. 10: nach [6, 25] Ebenso wird das E-Modul von der Holzfeuchte beeinflusst. Weitere Einflussfaktoren sind die Holzart sowie Richtung und Dauer der Krafteinwirkung. Mit steigendem Feuchtegehalt ist die Neigung zur Bild: Woodon® Verformung größer, während das E-Modul KEN 3D-Furnier./ Hersteller: REHOLZ® bei zunehmender Dichte ansteigt. Der Einfluss der Temperatur auf die Festigkeitswerte kann im Bereich zwischen -30 °C und +30 °C vernachlässigt werden (Merkel, Thomas 2003).    
   
 176 Kapitel HOL Hölzer HOL 2 HOL 2.1 Prinzipien und Eigenheiten der Holzverarbeitung Materialaufbereitung Sowohl bei der Einzelanfertigung als auch der Mas- Zur Materialaufbereitung von Holz stehen eine Reihe senproduktion von Holzerzeugnissen unterscheidet von Werkzeugen und Hilfsmittel zur Verfügung, die man grundsätzlich drei Hauptarbeitsgebiete. In der für den Umgang mit den besonderen Holzeigen- Phase der Materialaufbereitung wird das Holz ge- schaften spezielle Eigenheiten aufweisen (Vigue, säubert, abgerichtet und auf die notwendigen Maße Maschek-Schneider 2002; Jeremy 1997). zugeschnitten. Übersicht der Verarbeitungsmittel Werkzeuge zum... Anreißen Reißnadel, Bleistift, Streichmaß, Körner, Spitzbohrer, Ellipsenzirkel, Stangenzirkel, Holzzirkel Bohren und Schrauben Verschiedene Arten und Größen von Hand- und maschinellen Bohr- werkzeugen: Reibahle, Schneckenbohrer, Bohrwinde, div. Bohrer, div. Senker, Handbohrmaschine, Schraubendreher, Akkuschrauber, Ständer- Astlochbohr-, elektr. Handbohr-, Wand-Astlochbohr-, Dübellochbohr-, Lochreihenbohr-, Langlochbohrmaschine Feilen, Raspeln, Glätten und Schleifen Verschiedene Arten und Formen von Feilen und Raspeln: Holzraspel, Feile, Ziehklinge, Rundfeile, Schabhobel, Schleifpapier, Stahlwolle, Schwingschleifmaschine, elektr. Schleifbock, Band-, Kanten-, Scheiben-, Zylinder-, Breitband- und Handbandschleifmaschine, Winkelschleifer Fräsen Tisch-, Kantenober-, Ober-, Lamellofräsmaschine, Umleimerfräse, Kunststoff- und Furnierfräse, Kittfräse Hobeln Verschiedene Arten, Formen und Größen von Hobeln: Hobeleisen, Raubank, Fug-, Schlicht-, Metall-, Sims-, Falz-, Kehl-, Nut-, Profil-, Feder-, Ziehklingen-, Schiff-, Schabhobel, Hirnholz-, Grat-, Schrupp- und Putz- Bild: Schnitt durch einen Holzstamm. hobel, Abrichthobel- und Dickenhobelmaschine, elektr. Handhobel Messen Gliedermaßstab, Rollmaßband, Messuhr, Schlauchwaage, Schlagschnur, Je nach Bedarf werden Bohrungen angebracht und Gehrungsmaß, Stellschmiege, Messschieber, Wasserwaage, div. Winkel- Kanten vorbereitet. Der zweite Schwerpunkt der maße, Rachenlehre, elektr. Messzeuge, Laserentfernungsmessgerät Holzverarbeitung besteht im Fügen der einzelnen Nageln und Herausziehen Verschiedene Arten und Formen von Hämmern und Zangen: Zimmer- Bausteine zu einem Produkt. Dabei gibt es Mög- manns-, Klauen-, Holz-, Kunststoffhammer, Ziegenfuß, Brecheisen, lichkeiten zur Herstellung lösbarer und unlösbarer Nagelversenker, Kneifzange, Kombizange, Seitenschneider Verbindungen, deren Erstellung und mechanische Sägen Eigenschaften durch konstruktive Maßnahmen Verschiedene Arten und Formen von Sägen: Gestell-, Gehrungs-, Fein-, Hand-, Bügel-, Spann-, Laub-, Handstich-, Schitter-, Furnier-, Rücken-, unterstützt und optimiert werden können. Die Ober- Stich-, Absatz-, Schweif-, Grat, Tisch-, Band-, Trenn-, Blockbandsäge. Fuchsschwanz, elektr. Kreis- und Formatsäge, elektr. Stichsäge, flächenbehandlung steht im Mittelpunkt des dritten Kapp-Tischkombikreissäge, elektr. Tauchsäge und Schattenfugensäge Verarbeitungsgangs. Hier werden alle Tätigkeiten Spannen und Klemmen und Prozesse zusammengefasst, die mit der Verede- Verschiedene Arten, Formen und Größen von Zwingen und Klammern: Schraubzwinge, Spannknecht, Bandzwinge, Kantenzwinge, Hebelleim lung und Eigenschaftsoptimierung von Holzoberflä- zwinge, Stahlfeder, Gehrungszwinge, Spannschraube, Hilfsspannstock, chen im Zusammenhang stehen (Jackson, Day 1998). Kanten- und Fugenleimpresse, Leimklammer, pneumtische und hydraulische Spannwerkzeuge Stemmen Verschiedene Abmessungen und Formen von Stech-, Loch- und Hohl- beiteln, Schreinerklüpfel Abb. 12: nach [6, 25] Bild: Holzschreibtisch mit Intarsien.    
   
  177 Konstruktionsbeispiele für eine Holzverbindung HOL 2.2 Fugenverbindung Fügen von Holz Beim Fügen einzelner Holzbauteile muss je nach Fugenverbindung mit Profil Anwendung entschieden werden, ob als Ergebnis eine lösbare oder unlösbare Verbindung geschaffen werden soll. Während bei lösbaren Verbindungen gefederte Fugenverbindung Verbindungsmittel wie Schrauben und Nägel Holzverbindung, Fugenverbindung, Federverbindung, verwendet werden, geht die dauerhafte Fixierung Kronenfuge, gespundete Fugenverbindung, Hirnleisten, Eck- einer Holzkonstruktion auf Leime oder Kleber zurück Kronenfuge Fingerverzinkung, Lamello-Feder, Überblattung, verbindung, (Jackson, Day 1997). Als Innovationen in diesem Keilzinken, Kreuzsprossen, Gestellverbindung Bereich sind »WoodWelding« bzw. »Woobration« zu nennen, die in der Schweiz zwischen 2002 und Doppelt gespundete 2008 entwickelt wurden. Mit den Techniken ist es Fugenverbindung möglich, Holzbauteile dauerhaft unter Nutzung von Bild: Eckverbindung durch Ultraschall- bzw. Vibrationsenergie zu verschweißen, Zinken. ohne die konventionellen Bindemittel und Kleber zu Hirnleisten verwenden. Eckverbindung Fingerverzinkung Einzinker Eckverbindung mit Lamello-Feder Rahmenverbindung Überblattung Halbe T-Überblattung Stapelbare Überblattung Bild: Fügeverbindung eines Holztisches./ Foto: Garpa Längsverbindung Holzverbindungen müssen auf die verwendeten Pro- Keilzinken file und Abmaße abgestimmt und für den entspre- Längsverbindung mit chenden mechanischen Einsatzfall ausgelegt sein. angewinkeltem Zapfen Um einen Überblick über die Vielzahl der Verbin- dungen zu geben, sind links die möglichen Kon- struktionsarten unterteilt in sechs Hauptgruppen Sprossenverbindung aufgeführt. Die Darstellungen sollen als Anregung Kreuzsprossen zur individuellen Anpassung verstanden werden. Sie zeigen nur einen kleinen Teil aller Möglichkeiten und informieren über die vorhandenen Prinzipien. Gestellverbindung gedübelte Gestellverbindung Bild: Hocker aus schichtverleimtem Nussbaumholz gedrech- selt./ Design: Ray Eames/ 1960 für Time Life Building in New Abb. 13: nach [6, 25] York entworfen/ Hersteller: Vitra    
   
  178 Kapitel HOL Hölzer Nicht lösbare Holzverbindungen Prinzip der WoodWelding Technologie Zur Herstellung nicht lösbarer Holzverbindungen Je nach Porosität des Trägermaterials wird das zu stehen in der Holzverarbeitung hauptsächlich verbindende Werkstück vorgebohrt 1 Leime oder Kleber zur Verfügung, deren Verwen- dung keine nachteiligen Gefügeveränderungen der beteiligten Materialpaarungen (Holz mit Holz, Holz mit Kunststoffen, Metallen, Keramik, Stein oder Glas) bewirken. Kleber sind meist flüssige organische Stoffe. Leime werden mit Wasser als Verdünnungs- Kunststoffdübel einbringen und mittels Ultraschall in Schwingung versetzen und Lösungsmittel versetzt (Dunky, Niemz 2002). Kunststoffstift 2 Klebstoffe Leime/natürlich Glutinleime: - Fugen sind elastisch - nicht feuchtigkeits- und wärmebeständig - nur für trockene Innenräume geeignet Kaseinleime: Glutinleim, Kaseinleim, Montageleim, Furnierleim, - Fugen sind elastisch Mischleim, Lackleim,- feuchtigkeits- Phenolharzleim, Harnstoffharz- und schimmelbeständig Werkstück 1 - nicht geeignet für freibewitterte Bauteile leim, Melaminharzleim, Epoxidharz-Kleber, Polychlo- - Festigkeit so hoch wie bei Kunstharzleimen Werkstück 2 Bild: Schnitt durch eine ropren-Kleber, Neopren-Kleber, Polyurethan-Kleber, Leime/synthetisch Montageleime: Kunststoff verflüssigt sich durch Ultraschall, zieht WoodWelding-Verbin- Schmelz-Kleber, Leim, - fürKleber Holzverbindungen in die Poren des Holzes ein und härtet aus Furnierleime: dung./ 3 - generell für Furniere Foto: WoodWelding SA Mischleime: - feuchtigkeits-und witterungsbeständig - für Innenbauteile und Möbel Lackleime: - lösen Nitrolackschichten an - lösen Kunstharzlacke nicht an Phenolharzleime: - wasser-, koch-, tropen- und wetterbeständig Abb. 15: nach [WoodWelding SA] Harnstoffharzleime: - nicht wasser-, koch- und wetterbeständig - kurzzeitig feuchtigkeitsbeständig - wird von Tischlern für das Furnieren gewählt Melaminharzleime: Lösbare Holzverbindungen - beständig gegen kaltes und warmes Wasser Für lösbare Verbindungen stehen die handelsübli- Kleber Epoxidharz-Kleber: chen Mittel zur Verfügung. Die nachfolgende Grafik - hohe Festigkeit und Elastizität - relativ hoher Preis gibt einen Überblick. Polychloropren-Kleber (Neoprenkleber): - Ankleben von Kanten - Furnieren von Rundungen/kleineren Flächen Verbindungsmittel - Verkleben von Holz mit Metall, Kunststoff, Langholzfeder, Winkelfeder, Dübel, Nägel, Klammer, Feder-Nut Gummi und Leder Lamello-Feder Drahtstifte, Schrauben Polyurethan-Kleber: - für Beschichtung mit PVC-Folien Langholzfeder Winkelfeder - feuchtigkeits- und wärmebeständig - Verkleben von Kunststofffolien mit Träger- platten Dübel Schmelz-Kleber: Bild: Dübel nach einem - Aufleimen von Kanten aus Furnieren, Kunststoff oder Vollholz Nägel Drahtstifte Zugversuch./ - feuchtigkeitsbeständig Foto: WoodWelding SA Abb. 14: nach Klammern Die »WoodWelding« Technologie bietet eine weitere Möglichkeit, um Holzbauteile mittels Ultraschallener- gie FUE 5.9 zu verbinden. Dabei wird ein thermo- plastisches Verbindungselement, z. B. ein Kunst- Schrauben stoffdübel, an der Verbindungsstelle in Schwingung versetzt und verflüssigt. Unter geringem Druckauf- wand dringt der Kunststoff in die offenporöse Struk- tur des Trägermaterials ein und erstarrt. Ergebnis ist eine hoch belastbare Verbindung, die gegenüber Leim- und Klebeverbindungen einen erheblichen Zeit- und Kostenvorteil mit sich bringt. Im Vergleich Abb. 16: nach bietet das Verfahren auch Vorteile in Bezug auf Wit- terungs- und Vibrationsbeständigkeit.    
   
  179 HOL 2.3 Prinzip des Biegens von Schichtholz Biegen von Holz 1 Zurichten von Holzleisten Das Biegen von Holz bietet eine sehr gute Möglich- 2 Schützen der der Holzleisten vor Abdruckstellen (z.B. mit einer Hartfaserzwischenlage) keit zur Herstellung von Freiformflächen im Möbel- oder Schiffsbau. Durch Biegung wird zudem die Form 1 Strukturfestigkeit von Holz erhöht. Öffnungen für Spannzwingen Während dünnes Holz ohne Vorbehandlung gebo- Holzleisten, gen werden kann, ist für dicke Holzprofile und zur miteinander Erzielung starker Biegungen die Einwirkung von verleimt Wasserdampf erforderlich. Unter Dampf erweichen die Holzfasern. Das Holzteil wird um eine Form Form 2 gebogen und mit einem Haltebügel fixiert. Dieser presst die äußeren Fasern zusammen und verhin- dert lokales Ausreißen. Damit nach Entfernen der Abb. 18: nach Haltebügel das Holzbauteil in der gewünschten Form verbleibt, ist je nach Holzart und Dicke des Aufbau von Biegeformen Papierkorb aus Bugholz./ Profils ein Trockungsprozess von bis zu einer Woche Zusammengefügt aus In mehreren Lagen aus Foto: Manufactum erforderlich. Massivholz Sperrholz Prinzip des Dampfbiegens Zum Holzbiegen wurden auch Möglichkeiten 1 Auswählen und Zurichten des Holzes ohne Nutzung aufwän- diger Formwerkzeuge Geradefaseriges Holz Pressvorrichtung mit großen Druckplatten entwickelt. Bekannt ist vor ohne Äste und Risse verwenden allem das einseitige An- Gestreckte Länge des Zuschnittes = Länge der Außenkontur schlitzen von Faserplatten. F Beim Zip-Shaping werden geformter Querholm in gegenüberliegende 2 Zugerichtetes Holz in Dampfkammer dämpfen Dampfkammer Oberflächen Kerben flexible Druck- Hartfaserdruck- eingefräst und durch platte platten zum Zusammenpassen der Ausgleich von Dampf Unebenheiten beiden Holzplatten die gewünschte Krümmung erzeug HOL 3.6. Verbindungs- Holz balken F 3 Biegen und Fixieren Spannen in Biegeform, anschließend Fixieren in einer Trockenform Pressvorrichtung mit Pressen mit Werkstück und kleinen Druckplatten flexibler Gegenform F F flexible Gegenform Furnier Abb. 17: nach Werkstück F F Dünne Holzstreifen und Furniere lassen sich auch in trockenem Zustand biegen. Zur Herstellung einer Abb. 19: nach begogenen Geometrie werden mehrere Schich- ten um eine oder mehrere Formen gebogen und mit Befestigungszwingen angepresst. Damit das Schichtholz HOL 3.3.3 die Form dauerhaft annimmt, muss es mit Holzleim fixiert werden. Hier bietet sich die Verwendung von Harnstoffharzleim an. Dieser bindet langsam ab und ermöglicht somit eine präzi- se und saubere Fixierung der einzelnen Schichten. Bild rechts: Paimio Chair aus geformtem Sperrholz und laminierter, massiver Birke./ Hersteller: Huonekalu-ja Rakennustyötehdas Ab, Finnland/ Design: Alvar Aalto    
   
  180 Kapitel HOL Hölzer HOL 2.4 Um ein ansprechendes Ergebnis zu erzielen, sollten Oberflächenbehandlung manche Holzarten vorgebleicht werden. Schleifen Auswahl von Holzbehandlungsmitteln: Zum Schleifen von Holz stehen sowohl natürliche Alkydharzlack Schleifmittel wie Granit MIN 4.2.1 oder Diamant Hergestellt aus Alkydharzen (synthetische hydrophobe Polymere). Einfache Verarbeitung und gute Dauerhaftigkeit. Zusätzlich eine gute MIN 4.5.2 als auch künstliche Schleifmittel wie Silizi- Abriebfestigkeit und Auswahl von transparenten Farben. Hoher Anteil des Lösungsmittels (50%). Langsame Trocknung. umkarbid KER 4.7 zur Verfügung. Sie befinden sich Eignet sich sowohl für Innen- und Außenanwendungen, Nassbereich. zerkleinert als Korngemisch in Schleifpapier/-gewe- Biolack/ Ökolack be und Schleifscheiben. Sowohl Korngröße als auch Hergestellt auf Basis natürlicher Öle (Leinöl), Baumharzen und Lösungs- mitteln. Härte der Scheiben TRE 1.2 zählen als Kriterien für Einfache Verarbeitung und gute Dauerhaftigkeit. Meistens aus nach- die Wahl der für einen Anwendungsfall optimalen wachsende Rohstoffen. Hoher Anteil des Lösungsmittels (60%). Langsame Trocknung. Lösung. Die Härte der Schleifscheibe ergibt sich aus Eignen sich nur für Innenanwendungen. der Kombination von Kornhärte und Kornbindung, Biolasuren/ Ökolasuren die Güte eines Schleifpapiers aus der Unterlage, der Hergestellt auf Basis natürlicher Öle (bspw. Leinöl), pflanzlicher Wachse und Lösungsmitteln. Art der Verleimung und dem Schleifkorn. Einfache Verarbeitung und ermöglicht den Austausch von Feuchtigkeit im Holz. Gute Dauerhaftigkeit. Meistens aus nachwachsenden Rohstoffen. Besteht aus einem hohen Anteil an Lösungsmitteln. Körnung / Verwendung Eignen sich sowohl für Innen- und Außenanwendungen, Nassbereich. Schleifkorn DD-Lack/ Polyurethanlack Hergestellt aus Alkyd- und Polyesterharz, Isocyanate und Lösungsmittel. 2. Leimung Hohe Dauerhaftigkeit und Abriebfestigkeit. 1. Leimung Hoher Anteil des Lösungsmittels. Langsame Trocknung. Trägerwerkstoff Klarlack eignet sich nur für Innenanwendungen, wobei sich pigmen- tierter Lack sich für Außenanwendungen und den Nassbereich eignet. Körnung Nummer der Körnung Anwendung Holzöl grob 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24 grobe Sonderschleifarbeiten Hergestellt auf Basis natürlicher Öle (bspw. Leinöl), pflanzlicher Wachse und Lösungsmitteln. mittel 30, 36, 46 Entfernen von Einfache Verarbeitung und ermöglicht den Austausch von Feuchtigkeit Leim, Lack und Anstrich im Holz. Gute Dauerhaftigkeit. Meistens aus nachwachsenden Rohstoffen. Besteht aus einem hohen Anteil aus Lösungsmitteln. 54, 60, 70, 80, 90 Vorschleifen von gehobelten Eignet sich nur für Innenanwendungen. und furnierten Flächen Lasuren fein 100, 120, 150, 180 Feinschliff Hergestellt aus synthetischen/ pflanzlichen Ölen und Lösungsmitteln. Einfache Verarbeitung und ermöglicht den Austausch von Feuchtigkeit sehr fein 220, 240, 280, 320, 400 Schleifen von Spachtel, Lack im Holz. Gute Dauerhaftigkeit. Besteht aus einem hohen Anteil an Lösungsmitteln. Eignen sich sowohl für Innen- und Außenanwendungen, Nassbereich. 500, 600, 800 feine Sonderschleifarbeiten Nitrolack Hergestellt aus Nitrocellulose, Alkydharze und Lösungsmittel. Abb. 20: nach Einfache Verarbeitung und trocknet schnell. Günstig. Hoher Anteil des Lösungsmittels (ca. 80%). Leicht entflammbar. Eignet sich für Innenanwendungen und nur bedingt für den Nassbereich. Grundieren SD-Lack Holz wird grundiert, um eine Verfestigung und Fül- Hergestellt aus Nitrocellulose, Melaminharz und Harnstoff. lung der an der Oberfläche befindlichen Holzporen Einfache Verarbeitung und trocknet schnell. Hohe Dauerhaftigkeit. Hoher Anteil des Lösungsmittels (ca. 80%). Leicht entflammbar und zu bewirken und eine Grundlage für den Verbund Abspaltung von Formaldehyd. Bild: Schleifpapier. zwischen Holzoberfläche und Lack zu schaffen. Eignet sich für Innenanwendungen und nur bedingt für den Nassbereich. UV-Lack Hergestellt aus Acrylat. Oberflächenveredelung Gute Dauerhaftigkeit und hohe Abriebfestigkeit. Der Lack ist schwer Holzoberflächen können zur Veredelung auf Hoch- entflammbar und hat einen geringen Anteil Lösungsmittel. Bei der Aushärtung entstehen hohe Energiekosten. Bei der Aushärtung glanz poliert werden. Um gleichmäßige Ergebnisse kann es zu Hautreizungen kommen. Nich alle Farbtöne sind mit UV- Lacken machbar. UV-Lack rauht das Holz auf. zu erzielen, müssen die Holzporen zuerst mit Füll- Eignet sich für Innenanwendungen und nur bedingt für den Nassbereich. stoffen geschlossen werden (Grundierung). Diese Wachs auf Wasserbasis bestehen aus einer Kombination von Bindemitteln Hergestellt aus synthetischen bzw. natürlichen Wachsen. (z. B. Öl) und Kleinstpartikeln wie Reismehl oder Einfache Verarbeitung und geringer Lösungsmittelanteil. Nach der Trocknung muss das Bauteil poliert und gelegentlich nach- Bimssteinpulver. Durch Tränken von Holz in Kunst- gewachst werden. Eignet sich nur für Innenanwendungen. harz kann darüber hinaus vor der Weiterverarbei- tung eine Eigenschaftsoptimierung erreicht werden. Wachs auf Basis von Lösungsmittel Hergestellt aus synthetischen bzw. natürlichen Wachsen. Einfache Verarbeitung und schnelle Trocknung. Nach der Trocknung muss das Bauteil poliert und gelegentlich nach- Holz färben gewachst werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Holzfarbe Eignet sich nur für Innenanwendungen. und somit die Erscheinung von Holz zu verändern. Wasserlack Durch Bleichmittel wie Wasserstoffperoxid, Oxal- Hergestellt als Dispersion mit Acrylat und Wasser. Einfache Verarbeitung, hohe Dauerhaftigkeit und hohe Abriebfestigkeit. oder Zitronensäure lassen sich Holzwerkstoffe Besteht aus einem geringen Anteil Lösungsmittel und vergilbt nicht als Klarlack. Schwer entflammbar. Wasserlack rauht das Holz auf. aufhellen. Klarlack eignet sich nur für Innenanwendungen, wobei sich pigmen- tierter Lack sich für Außenanwendungen/ Nassbereich eignet. Beizen TRE 3.4 bedeutet die Veränderung der Holz- Legende: farbigkeit unter Einsatz farbgebender Flüssigkeiten Inhaltsstoffe Vorteile Nachteile Anwendung/ Eignung und Chemikalien. Dazu muss die Holzoberfläche vor dem Auftrag gesäubert und geschliffen werden. Abb. 21: nach [3, 30] Harzreste sind zu entfernen.    
   
  181 Ein weiteres Verfahren zur Veränderung der Holz- Aktiver Insektenbefall lässt sich auch durch Heißluft farbigkeit ist das Mattieren. Während der dünne bei 55 °C oder mit Begasungsverfahren bekämpfen. Auftrag von Überzugsmitteln wie Schelllackmat- Wirkungen und Anwendungsbereiche der einzelnen tierungen oder Harzlacke eine matte bis leicht Holzschutzmittel können der Fachliteratur entnom- glänzende, offene Oberfläche bewirkt, erreicht man men werden (Eckhard et al. 2003, Hein 1998, Kempe durch den Auftrag mehrerer Schichten beim Lackie- 2004, Zujest 2003). ren geschlossene Oberflächenstrukturen und nach Möglichkeit auch Hochglanzeffekte. Als Lackauftrag- Konstruktive Holzschutzmaßnahmen stechniken sind Spritzen BES1.1, elektrostatisches Die Holzkonstruktion sollte mit einer Überdachung gestaltet sein, die Lackieren BES 1.2 , Tauchen BES 1.3 oder Gießen einen ausreichenden Schutz vor direkten Wettereinflüssen bietet. verbreitet. Horizontale Flächen, die direkt der Witterung ausgesetzt sind und auf denen Wasser stehenbleiben kann, sind zu vermeiden. Waagerecht verbautes Holz ist mit einer Schräge von ca. 15° zu versehen, um das Wasser ungehindert abfließen zu lassen. Kanten und Ecken sollten mit einem kleinem Radius versehen sein. Stehendes Wasser auf Holzkonstruktionen/Holzflächen ist zu vermeiden. Demnach folgt, dass auch Zapflöcher anzubohren sind. Schraubenlöcher sind abzudecken. Um das Ablaufen von Wasser zu beschleunigen ist das Gestalten von Tropfnuten sinnvoll. Im Holz können Äste zu Spannungen führen, die wiederum zu Rissbildungen neigen. Hier kann Wasser eindringen. Die Gestaltung einer Holzkonstrunktion muss so ausgelegt sein, dass das Holz ungehindert arbeiten kann. Wegen der Kapillarwirkung in den Zellzwischenräumen kann Holz Feuchtigkeit aufnehmen. Dies ist durch waagerechte/senkrechte Sperrschichten zu vermeiden. Bild: Bootsdeck mit witterungsbeständiger Oberflächenbe- Für den Spritzwasserschutz ist die Holzkonstruktion so auszulegen, handlung. dass ein ausreichender Abstand zum Erdreich vorhanden ist. Die Holzkonstuktion sollte so ausgelgt sein, dass ausreichend Luft zirkulieren kann. Lasuren bieten gegenüber konventionellen Lacksy- stemen eine Reihe von Vorteilen. Nach der Behand- Abb. 22: nach lung scheinen Farbe und Textur des Holzes noch durch. Darüber hinaus sind sie wasserabweisend, Insekten- und Pilzbefall sowie faulendes Holz lässt Bild: Lasiertes Holz. lassen aber dennoch Feuchtedifferenzen zu. Das sich zur Verwendung am Bau oder bei Garten- und Atmen des Holzes wird ermöglicht. Auf Wasser ba- Stadtmobiliar auch präventiv durch konstruktive sierende Lasuren sind besonders umweltfreundlich Maßnahmen vermeiden. Die Beachtung einiger und sehr witterungsbeständig. Regeln (siehe Abb.22) verhindert die übermäßige Aufnahme von Feuchtigkeit sowie eine permanente Holzschutz Durchnässung des natürlichen Werkstoffs. Als Als natürliches Material ist Holz dem Befall von Faustregel gilt, dass der Feuchtegehalt im Holz nicht Pilzen und Insekten sowie unterschiedlichen Witte- dauerhaft über 20 % liegen darf. rungen und Feuchtigkeitsschwankungen ausgesetzt. Zum Schutz vor Veränderung der mechanischen und Bild: Wohnhaus mit Holzschindelfassade./ optischen Eigenschaften dienen Holzschutzmittel, banz+riecks architekten die sowohl vorbeugend als auch bei Schädlingsbe- fall bekämpfend eingesetzt werden können. Um eine Überbelastung durch Holzschutzmittel zu vermei- den, sollte die Intensität einer Behandlung stets auf den Beanspruchungsfall abgestimmt und entspre- chend dosiert werden. Bezüglich der Zusammenset- zung, des Anwendungsbereiches und der Wirkung lassen sich vier Hauptgruppen unterscheiden: UÊ wasserlöslich zur Vorbeugung UÊ Emulsion zur Vorbeugung UÊ organisch zur Vorbeugung oder kurativen Behandlung UÊ Präparate für Spezialanwendungen In neuesten Entwicklungen werden die Potenziale von Titandioxid-Nanopartikeln MET 5.4 zum Block von UV-Strahlung genutzt. Eingebracht in Holz- schutzmittel können diese die Neigung zum Ausblei- chen bzw. Vergilben deutlich reduzieren (Hartmann 2006).    
   
  182 Kapitel HOL Hölzer HOL 3 Das Arbeiten mit Massiv- bzw. Vollholz bedeutet Holzwerkstoffe für die verschiedenen Anwendungsgebiete die Weiterverarbeitung vorkonfektionierter Profile der Holz verarbeitenden Industrie. Vollholz ist be- HOL 3.1 liebt, weist jedoch auf Grund der hygroskopischen Massivhölzer Eigenschaften einige Nachteile auf. Durch Astan- sätze oder das natürliche Wachstum hat es zwar Massivholz (auch Vollholz genannt) wird durch Quer- besondere ästhetische Qualitäten, unter Festig