Holzindustrie, -verbände

Grundsätzlich zeichnet sich Holz mit einer hohen Festigkeit im Verhältnis zum Eigengewicht aus, dies gilt insbesondere für die Zug- und Druckfestigkeit. Die jeweiligen Festigkeiten und Steifigkeiten sind holzartenabhängig. Unter Temperatureinwirkung zeigen sich nur geringste Volumenveränderun­gen, die deutlich unter der von anderen Baustoffen liegen. Da sich die Holzfeuchtigkeit der umgebenden Luftfeuchte anpasst, sind aber größere Volumenveränderungen quer zur Faser möglich; sie führen zu den Rissen, welche die Holzqualität aus mechanischer und optischer Sicht stark herabsetzen. Die Rissbildung kann minimiert werden durch einen geeigneten Einschnitt im Sägewerk und Heruntertrocknen auf die zu erwartende Gebrauchsfeuchte.

Der Trocknungsprozess verursacht hohe Kosten. Die natürliche Trocknung im Polter benötigt je nach Holzart und Querschnittsabmessungen Monate bis Jahre mit entsprechender Kapitalbindung. Deshalb werden die meisten konstruktiven Vollholzprodukte (Bauholzsortimente) künstlich getrocknet. Die Bauordnungen fordern zwingend berechenbare und langlebige Baustoffe für tragende Anwendungen. Inhomogene Baustoffe mit schwankenden Eigenschaften müssen hier mit erheblichen Sicherheitszuschlägen angesetzt werden. Deshalb werden grundsätzlich homogene Baustoffe vorgezogen.

Mit dem Einsatz des Hetzer-Trägers vor 100 Jahren, ein Vorläufer heutiger Brettschichthölzer (BS-Holz), begann eine erfolgreiche Entwicklung homogenisierter, konstruktiver Vollholzprodukte. Den Rohstoff Holz liefern die mitteleuropäischen Wälder. In Deutschland dominiert nach Fläche die Fichte (28,2 %), gefolgt von der Kiefer (23,3 %), Buche (14,8 %) und Eiche (9,6 %) [1].

 

 

Aus waldbaulicher Sicht sind Fichtenbestände dankbar; sie benötigen eine übersichtliche Pflege und weisen einen hohen Massezuwachs auf. Im Verhältnis zum relativ geringen Gewicht hat Fichtenholz gute Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften, worauf sich die hervorragende Eignung der Fichte als Bau- und Konstruktionsholz begründet. Es ist auch in der Be- und Verarbeitung problemlos, es lässt sich leicht trocknen und sortieren, einfach verkleben und gut imprägnieren. Der Sieger nimmt alles – also wurden die Technologien zur Be- und Verarbeitung der Fichte weiter vorangetrieben und haben zwischenzeitlich einen großen Vorsprung vor anderen Hölzern erreicht.

Schnittholz wird zu etwa 70 % im Bauwesen eingesetzt. Hier haben sich die Nadelhölzer durchgesetzt. Standard sind Fichte/Tanne, gefolgt von Kiefer, Lärche und zunehmend Douglasie. Laubhölzer werden für tragende Anwendung selten eingesetzt, eine gewisse Rolle spielen hier bisher Eiche und einige Tropenhölzer.
Nun sind die verschiedenen heimischen Laubbaumarten für eine standortgerechte und naturnahe Bewirtschaftung unserer Wälder von hoher Bedeutung. Die Forstwirtschaft hat – auch auf gesellschaftlichen Druck hin – den Laubholzanteil in Mitteleuropa deutlich gesteigert. Er beträgt nun kapp 60 % Nadel- und gut 40 % Laubholzwälder [1].

Während Deutschland zu den weltweit führenden Nadelschnittholzproduzenten gehört und die eingeschnittenen Mengen am Markt absetzen kann, ist die Produktion von Laubschnittholz derzeit von nachrangiger Bedeutung. Bei der Buche, der wichtigsten Holzart, liegt die Ursache dieser unbefriedigenden Situation vor allem an den rückläufigen Absatzmöglichkeiten im Inland. Und da das Buchenaufkommen langfristig weiter steigen wird, sind neue Einsatzgebiete zu erschließen, um den Buchenholzpreis zu halten oder besser noch zu steigern.

Das ist bemerkenswert. Die deutschen Wälder können letztlich nur durch ausreichende Erlöse nachhaltig bewirtschaftet werden. Nun wurde insbesondere vermehrt Buche aufgestockt – die vorherrschende Baumart in deutschen Urwäldern – ohne den künftigen Absatz angemessen zu kalkulieren. Eine 1:1-Übernahme von Einsatzgebieten, beispielsweise für den Massenmarkt „tragende Anwendungen im Bauwesen“, ist eben nicht möglich. Hier müssen bauaufsichtliche Nachweise vorliegen, die viel Zeit und Geld kosten. Und Buchenholz zählt aus technologischer Sicht zu den schwierigeren Kandidaten, trotz seines Gewichtes und seiner Härte. Es hat große Quell- und Schwindmaße, eine geringe Dauerhaftigkeit bei Bewitterung und es lässt sich nur schwer imprägnieren.

Aber die Festigkeit- und Steifigkeitskennwerte sind im Schnitt 50 % höher als die der Nadelhölzer! Dies erlaubt deutlich schlankere Konstruktionen und eröffnet architektonische Möglichkeiten, die sich dem Stahlbau nähern.

 

Vor etwa zehn Jahren starteten mehrere FuE-Projekte, die sich mit den Möglichkeiten des Einsatzes von Laubhölzern für tragende Anwendungen im Bauwesen befassten. Schnell kristallisierten sich die Buche, Eiche und Esche als technologische und mengenmäßige Potenzialträger heraus. Die zähe Esche besitzt die besten Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften und ist gut zu be- und verarbeiten. Leider ist Eschenholz stark anfällig für Pilze und in der niedrigsten Dauerhaftigkeitsklasse 5 (nicht dauerhaft) eingeordnet. Damit beschränkt sich der Einsatz auf trockene Umgebungsbedingungen. Zudem ist der Eschenanteil in den heimischen Wäldern mit etwa 1 % gering.

Die Eiche besitzt ebenfalls sehr gute Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften und ist obendrein die dauerhafteste aller hier im Beitrag genannten Holzarten. Aufgrund eines hohen Anteiles an Inhaltsstoffen wirkt Eiche in Verbindung mit Feuchtigkeit ab der Nutzungsklasse 2 auf Metalle korrosiv und lässt sich schwer verkleben. Die Trocknung größerer Querschnitte auf Gebrauchsfeuchte dauert vergleichsweise lange. Da die Eiche ein sehr geschätztes Holz, auch für Möbel und den Innenausbau ist, werden auch künftig keine größeren Absatzprobleme erwartet. Damit richten sich die Entwicklungen weiter auf die Buche.

 

 

 

Im Rahmen der Tagung „Laubholz im Bauwesen“ am 15. April 2010 in Würzburg wurde der Entwicklungsstand vorgestellt und ein Ausblick versucht. Ausgerichtet wurde sie vom Cluster Forst und Holz Bayern [2], von wo auch die Tagungsunterlagen erhältlich sind.
Der Staatssekretär des Bayerischen Staatsministeriums des Inneren, Gerhard Eck, eröffnete die Tagung mit einem klaren Bekenntnis zum Roh- und Werkstoff Holz. In seiner Funktion als Staatsekretär ist Eck auch für die staatliche Bauverwaltung verantwortlich. Er bekräftigte die Auffassung der bayerischen Staatsregierung, den klimaneutralen und nachwachsenden Rohstoff Holz vermehrt im Bauwesen einzusetzen. „Die Staatliche Bauverwaltung prüft bei jedem Bauvorhaben, inwieweit Holz verwendet werden kann und dokumentiert dies dann auch.“ Es folgte der Gesamtmoderator Prof. Dr. Dr. habil. Gerd Wegener (Holzforschung München), der die Bedeutung des „unterschätzten Riesen“ Forst- und Holzwirtschaft hervorhob. Er plädierte für eine engere Vernetzung der Branche untereinander und stellte die Clusterinitiative Bayerns vor.

In einem Impulsvortrag zur Laubholznutzung in der Schweiz zeigte Ruedi Streiff (Verband Schweizer Holzindustrie) eindrücklich, dass der Laubschnittholzabsatz auch dort rückläufig ist. Er plädierte für einen verstärkten Absatz, auch für nichttragende Bauelemente. Die fehlende Dauerhaftigkeit von Buchenholz kann durch Modifikationsverfahren (Thermoholz) erhöht werden.

Die generellen Vorzüge und Anforderungen von Holzbauweisen wurden von Prof. Dr. Ing. Mike Sieder (TU München) gezeigt. Er unterstrich notwendige Weiterentwicklungen, um konkurrenzfähig zu bleiben und verwies auf die Gefahr der stark wachsenden energetischen Nutzung insbesondere von Buchenholz. Dies wurde von Prof. i.R. Dr. Ing. Peter Glos (Holzforschung München) bekräftigt, der obendrein an verschiedenen Beispielen die zurückgedrängten Einsatzgebiete von Laubhölzern aufzeigte. Demgegenüber erläuterte er die neuen Normen zur Festigkeitssortierung von Laubschnittholz, die einen großen Schritt zur regulären Nutzung für tragende Zwecke bedeuten und auch auf andere Einsatzgebiete ausstrahlen werden. Die Verklebung von Laubhölzern und die Qualitätssicherung wurde von Forstrat Michael Schmidt (Holzforschung München) vorgestellt. Tragende Bauteile müssen 50 Jahre funktionieren; die Prüfverfahren stellen höchste Ansprüche an die Verbindungen. Die etablierten Prüfungen für Nadelhölzer können aber nicht 1 : 1 auf Laubhölzer umgesetzt werden. Schmidt zeigte die vielen Faktoren, welche auf die Verklebung wirken, und erläuterte das nun zugelassene Prüfverfahren für Verklebungen an Buche.

Die mechanischen Unterschiede zwischen Buchen- und Fichtenholz wurden von Dr. Ing. Matthias Frese (Karlsruher Institut für Technologie [KIT], Bereich Holzbau und Baukonstruktion) präsentiert. Er stellte neben den Vorzügen von BS-Holz aus Buche auch mögliche Hybridträger vor. Hier werden in den auf Zug und Druck belasteten äußeren Bereichen hochfeste Lamellen aus Buche eingesetzt und im Kern Lamellen aus Fichte. Zudem verwies er auf neue Möglichkeiten für wirtschaftliche Holz-/Holz-Verbindungen und stellte neu entwickelte Mehrzapfen-Verbindungen vor.

Die Wirtschaftlichkeit und Marktchancen aus dem Blick eines Ingenieurholzbaubetriebes wurden von Jürgen Schaffitzel (Schaffitzel Holzindustrie, Schwäbisch-Hall) vorgestellt. Man hat sich in vielen Feldversuchen zu praktischen Fragen zur Produktion im Werk gestellt. Die Erfahrungen zeigen, dass die Verarbeitung von BS-Holz aus Buche nicht 1 : 1 von BS-Holz aus Nadelhölzern übernommen werden können. Sie ist eigenständig, aber praktikabel. Aufgrund der „Einzelfertigung“ liegt der Preis von BS-Holz aus Buche zwei- bis dreimal höher als der von Fichte! Schaffitzel erwartet aber eine Preisangleichung in den kommenden Jahren. Für architektonische Anwendungen, im Sanierungsmarkt und für Anwendungen, in dem die Schubfestigkeit maßgebend wird, ist BS-Holz aus Buche bereits wettbewerbsfähig.
Die Entwicklung von BS-Holz aus Laubhölzern wurde von der Studiengemeinschaft Holzleimbau und deren Mitgliedsunternehmen von Beginn an intensiv unterstützt und begleitet. Im Ergebnis wurde nun eine „Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung von Brettschichtholz aus Buche“ erreicht [3]. Damit sind reguläre Anwendungen in der Nutzungsklasse 1 möglich geworden.

Eine Pilotanwendung beim Erweiterungsbau Bayerische Landesanstalt für Wald- und Forstwirtschaft wurde von FA Michael Schmidt vorgestellt. Weitere Objekte aus dem Schweizer Brücken- und Hallenbau erläuterte Ruedi Streiff. Im Schlusswort hob Prof. Wegener die Notwendigkeit des Schulterschlusses der gesamten Forst-Holz-Kette hervor, damit die verstärkte Anwendung von Laubhölzern im Bauwesen Realität wird.

Literaturhinweise

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