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Holzforscherheft 2.0

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proHolz Steiermark (Projektleitung)

info@holzmachtschule.at www.holzmachtschule.at

Mag. a Petra Seebacher

DI Dr. in Birgit Pudelski

Veronika Peinelt, BSc

Constanze Seidl, BA

Philip Mlekusch, MEd

Thiemo Dsubanko

Markus Simon

Wolf Lass

Universität für Bodenkultur (Institut für Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe)

Priv.-Doz. Dr. Ulrich Müller

ulrich.mueller@boku.ac.at

Ing. Robert Stingl

robert.stingl@boku.ac.at

Fachinsp. Veronika Knoblich, Bakk.techn.

veronika.knoblichl@boku.ac.at

Pädagogische Hochschule Steiermark

HS-Prof. Mag. Dr.

Erich Reichel

Leiter NATech Zentrum für

Didaktik der naturwissenschaftlich-technischen

Bildung

erich.reichel@phst.at

Prof. Dipl.-Päd.

Hans Eck, MA

hans.eck@ainet.at

HS-Prof. in Mag. a Dr. in Ingrid Krumphals

Hochschulprofessorin für Fachdidaktik Physik

Institut für Sekundarstufe Allgemeinbildung

ingrid.krumphals@phst.at


» Was haben ein nachhaltig bewirtschafteter Wald

und Holzprodukte mit dem Klimaschutz zu tun?

» Warum riechen Nadelbäume so gut?

» Speichert ein Baum beim Wachsen wirklich CO 2

?

» Kann man mit Holz Materialien schneiden?

» Was hält mehr aus – Holz oder Stahl?

» Wie sieht durchsichtiges Holz aus?

DER ZWEITE TEIL

EINER ERFOLGSGESCHICHTE

Unglaubliche 20.000 Nutzer:innen haben innerhalb eines Jahres

die Online-Version unseres Holzforscherheftes 1.0 durchgeblättert.

Für uns von proHolz Steiermark ein großer Ansporn, an dieser

Erfolgsgeschichte gemeinsam mit unseren bewährten Partnern

weiterzuarbeiten.

Und hier ist es: das Holzforscherheft 2.0 mit vielen neuen Ideen,

Informationen und Experimenten. Diesmal widmen wir uns ausführlich

dem Thema „Wald, Holz & Klimaschutz“, nehmen Bäume

und Holz unter die Lupe, erforschen Holzeigenschaften und zeigen,

wie Mathematik im Wald funktionieren kann.

Wir wünschen euch auch dieses Mal wieder viel Spaß beim Lesen,

Forschen und Experimentieren und freuen uns natürlich wieder

auf eure Anregungen und Erfahrungsberichte (Kontaktdaten auf

der Nebenseite).

Euer Projektteam „Holzforscherheft 2.0

PS:

proHolz Steiermark erweitert laufend das kostenlose Angebot

für steirische Schulen und Kindergärten – auch speziell auf das

Holzforscherheft 2.0 abgestimmt (z.B. Verleihboxen).

Nähere Informationen siehe www.holzmachtschule.at

3


09 1. DER WALD IM KLIMAWANDEL – FAKT ODER FAKE?

09 1.1 Ein paar Fakten vorab

24 1.2 Wie viel wiegt Luft?

24 Versuch: CO 2

fällt ins Gewicht

26 Versuch: Die Kerzentreppe

28 Versuch: Echt spritzig – Pantomime mit CO 2

-Effekt

33 1.3 Wie können Waldflächen die

Temperatur beeinflussen?

34 Versuch: Albedo – Vergleich unterschiedlicher Oberflächen

36 Versuch: Simulation des Treibhauseffekts

38 1.4 Spielen bei der Klimaerwärmung auch Oberflächentemperaturen

von Gebäuden eine Rolle?

38 Versuch: Temperatur unterschiedlicher

Materialoberflächen I

42 Versuch: Temperatur unterschiedlicher

Materialoberflächen II

44 1.5 Wie funktioniert Klimaschutz

durch Substitutionsprodukte aus Holz?

45 Versuch: Verschiedene Fasern im Test

50 Versuch: Die wunderbare Schlange aus Zellophan

52 Versuch: Spielzeug aus Holz selbst bauen

55 2. BÄUME – GRÜNE WUNDER

ODER EINFACH PERFEKTE SYSTEME?

58 2.1 Chlorophyll – der grüne Wunderstoff im Baum?

58 Versuch: Chlorophyll – echt der Hammer

62 Versuch: Warum sehen Blätter und Nadeln

für uns Menschen grün aus?

64 2.2 Warum werden die Blätter im Herbst bunt?

64 Versuch: Extraktion von Chlorophyll

68 Versuch: Chlorophyll unter ultraviolettem Licht

69 2.3 Wie gelangt die bei der Fotosynthese erzeugte

Glukose von den Blättern und Nadeln in die

restlichen Teile des Baumes?

69 Versuch: Blätterskelett

72 2.4 Wie kommt das Wasser aus dem Boden

in die Blätter und Nadeln?

74 Versuch: Wie trinkt der Baum?

4


78 2.5 Wald – echt „dufte“!

79 Versuch: Ätherische Öle im Klassenzimmer

ohne Destillation

80 Versuch: Destillation von Fichtennadelöl

82 2.6 Holz unter dem Mikroskop

84 Versuch: Eine Baumscheibe unter der Lupe

90 2.7 Holz dicht auf den Fersen

90 Versuch: Dichtemessung von Holz

93 3. HOLZ – TRADITIONELL UND INNOVATIV

94 3.1 Bauen mit Holz

95 3.2 Holz brennt sicher

95 Versuch: Brandverhalten von Holz

98 3.3 Holz schneidet gut ab!

98 Versuch: Holz – echt schnittig!

100 3.4 Holz gibt Stabilität

101 Versuch: Was hält Holz im Vergleich

zu Aluminium oder Stahl aus?

104 Versuch: Stabilität von Holzwerkstoffen

107 Versuch: Fühlbox Holzwerkstoffe

108 3.5 Oberflächenbehandlung von Holz

108 Versuch: Behandlung von Holz mit Lack und Wachs

112 Versuch: Nachweis von Gerbsäure in Eichenholz

115 4. MIT WALD & HOLZ KANNST DU IMMER RECHNEN!

116 4.1 Darstellung von Längen und Flächenmaßen

sowie Volumen mit Ästen oder Holzstäben

123 4.2 Berechnung mit Winkelverhältnis:

Wie hoch ist ein Baum?

128 Wertschöpfungskette Holz

133 Berufe, die mitwachsen

134 Angebot von proHolz Steiermark für

steirische Kindergärten und Schulen

5


So arbeitest du

mit diesem Heft:

Am Anfang jedes Kapitels und direkt bei den einzelnen

Experimenten findest du grundlegende Informationen

zum jeweiligen Fachgebiet. Dieses Wissen ist notwendig,

um die nachfolgenden Experimente zu verstehen.

Überall, wo du einen QR-Code findest, werden online

unter www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2 vertiefende

Hintergrundinformationen angeboten. Dieses

Online-Angebot wird laufend erweitert und adaptiert.

Für einige Experimente werden Materialien benötigt,

die nicht einfach z.B. in einem Baumarkt gekauft werden

können (z.B. Furnier). Wendet euch als steirische

Schule oder Kindergarten an das Team von proHolz

Steiermark, wenn ihr nicht wisst, wie ihr zu diesen Materialien

kommt (Kontakt siehe S. 2 oder Rückseite).

Weiterbilden

Auch für das Holzforscherheft 2.0 gilt:

Die Experimente und das damit verbundene Wissen sind

Inhalt von Fortbildungen, die an der Pädagogischen Hochschule

Steiermark angeboten werden. Die aktuellen Termine

findest du in PH-online bzw. unter www.holzmachtschule.at.

Wenn sich mehrere Pädagog:innen in deiner

Bildungseinrichtung für das Thema Wald und Holz

interessieren, besteht auch die Möglichkeit, eine SCHILF

oder eine SCHÜLF durchzuführen

(Anfragen bitte an info@holzmachtschule.at schicken).

Fragen

Natürlich steht das Projektteam wieder gerne für

deine Fragen und Anregungen zur Verfügung!

Schreib uns einfach ein kurzes Mail oder ruf uns an

und wir werden dich gerne unterstützen!

6


KapiteL 1

Weißt du,

... was der Unterschied zwischen

Wetter und Witterung ist?

… was mit „Trockenstress“

gemeint ist?

… wie schwer

1 m³ CO 2

wirklich ist?

... wie der Wald die Gesamt-

Kohlenstoffmenge auf der

Erde beeinflusst?

... was mit einem Dendrometer

vermessen wird?

… welche Baumarten in Zukunft

in unseren Wäldern wachsen werden?

… wie Holzprodukte und

Klimawandel zusammenhängen?

7


8


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

1. Der Wald im Klimawandel-

Fakt oder Fake?

Fast täglich erfahren wir aus den Medien, wie sich das Ökosystem Wald und der

Mensch gegenseitig beeinflussen. Die Rede ist dabei zum Beispiel von Regenwaldabholzungen,

Baumpflanzaktionen, Borkenkäferbefall, „Waldbaden“ und vielem

mehr. Um die komplexen Zusammenhänge zu verstehen, haben wir in diesem

ersten Kapitel grundlegende Begriffe und Vorgänge zusammengefasst und einige

davon anhand von Experimenten näher unter die Lupe genommen.

1.1 Ein paar Fakten vorab

Was ist eigentlich der Unterschied

zwischen Wetter, Witterung und Klima?

Als „WETTER“ (von althochdeutsch

wetar =

Wind) bezeichnen wir

den spürbaren, kurzfristigen

Zustand der

Atmosphäre an einem

bestimmten Ort (z.B.

Sonnenschein, Bewölkung,

Regen, Wind,

Hitze, …).

Die WITTERUNG ist das Wetterverhalten

in einem bestimmten

Zeitabschnitt (von mehreren

Tagen bis zu einer Jahreszeit) in

einem bestimmten Gebiet. Kurz

gesagt ist die Witterung die regionale

Auswirkung von aktuellem

Wetter und lokalem Klima

in Bezug auf fühlbare Wetterelemente

wie Niederschlag,

Temperatur, Wind, Luftdruck

oder Luftfeuchtigkeit.

Das KLIMA ist der mittlere

Zustand der Atmosphäre an

einem bestimmten Ort oder

in einem bestimmten Gebiet

über einen längeren Zeitraum

(die definierten Zeitspannen

reichen dabei von 30 Jahren

bis hin zu Jahrhunderten oder

Jahrtausenden). Das Klima

wird wesentlich von Treibhausgasen

wie Wasserdampf

und CO 2

(Kohlenstoffdioxid)

beeinflusst.

Obwohl das Klima in der Wüste trocken ist, kann das Wetter trotzdem an einigen Tagen im Jahr regnerisch sein.

9


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Wie funktioniert der Kohlenstoffkreislauf?

Pflanzen nehmen durch die Fotosynthese Kohlenstoff

aus der Atmosphäre in Form von Kohlenstoffdioxid

(CO 2

) auf und geben einen Teil

davon durch die „Atmung“ wieder ab. Der andere

Teil wird in Glucose (Traubenzucker) umgewandelt

und in der Biomasse gespeichert.

Ein Teil dieser Biomasse wird von Mikroorganismen

zersetzt und unter anderem in Form

von CO 2

wieder an die Atmosphäre abgegeben

(= Verrottung).

Werden Bäume geerntet und zu Holzprodukten

weiterverarbeitet, wird diese Zersetzung

verhindert und der Kohlenstoff bleibt über einen

längeren Zeitraum im Holz gebunden.

Die nachfolgende Grafik zeigt deutlich den Einfluss des Menschen auf den

weltweiten Kohlenstoffkreislauf (anthropogen = vom Menschen gemacht):

ANTHROPOGENER KOHLENSTOFF-FLUSS

Durch die veränderte Landnutzung,

z.B. die Abholzung von Wäldern

für den Ackerbau, und die

verstärkte Nutzung von fossilen

Energiequellen, wird mehr Kohlenstoff

freigesetzt als durch die

Pflanzen an Land und im Wasser

aufgenommen werden kann.

Deshalb steigt der CO 2

-Gehalt in

der Atmosphäre an.

Die Kohlenstoff-Menge auf der Erde bleibt immer gleich. Wichtig für den Klimawandel

ist, ob der Kohlenstoff gebunden (z.B. in Holzprodukten oder in fossilen Rohstoffen

wie Erdöl oder Erdgas) oder freigesetzt (in der Atmosphäre) ist. Solange er

gebunden ist, treibt er den Klimawandel nicht weiter voran. In Form von CO 2

in der

Atmosphäre heizt er diese als Treibhausgas aber weiter auf. Freigesetzt wird CO 2

zum Beispiel bei Verbrennung oder Verrottung von Biomasse.

10


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

KOMPONENTEN DES GLOBALEN KOHLENSTOFFKREISLAUFS

Die weißen Pfeile in der Grafik symbolisieren den Ausstoß und die Aufnahme von CO 2

im globalen

Kohlenstoffkreislauf. Die Größe und Breite der Pfeile korrelieren mit der Menge des CO 2

.

Im Jahr 2020 sind aufgrund der Covid-19-Pandemie

im Vergleich zum Vorjahr sowohl der

globale Verbrauch von Primärenergie (z.B. von

Wind- oder Wasserkraftwerken) um 4,3 % auf

556,63 Exajoules als auch die CO 2

-Emissionen

um 6,3 % gesunken (auf 32 284,1 Mio. Tonnen

CO 2

). Das ist der niedrigste CO 2

-Emissionswert

seit dem 2. Weltkrieg.

11


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Wie beeinflusst der Wasserkreislauf das Klima

und was haben Bäume damit zu tun?

Ähnlich wie die Menge an Kohlenstoff bleibt

auch die Gesamtmenge an Wasser auf der

Erde bzw. in der Erdatmosphäre unverändert.

Wasser verdunstet und wird über Winde und

Luftmassenbewegungen über Land getragen,

wo es sich in Form von Wolken ansammelt.

Von dort gelangt es als Niederschlag oder

Tau zurück auf die Erde. Es verdunstet teilweise

wieder oder versickert im Grundwasser

und gelangt über Quellen und Fließgewässer

schlussendlich zurück ins Meer.

Bäume und andere Pflanzen spielen in diesem

Zyklus eine bedeutende Rolle: Sie nutzen das

Wasser aus der Erde für das Wachstum und

die Fotosynthese. Dabei transpirieren sie das

Wasser in Form von Wasserdampf wieder in

die Luft. Die Kombination der aktiven Transpiration

der Pflanzen und der passiven Verdunstung

des Bodens nennt man Evapotranspiration.

DER GLOBALE WASSERHAUSHALT VON WÄLDERN

Die blauen Pfeile in der Grafik symbolisieren die Wasserströme im globalen Wasserhaushalt.

Die Größe und Breite der Pfeile korrelieren mit der Menge des Wassers.

12


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Wie wirkt sich der Klimawandel

auf den Wasserkreislauf aus?

Wenn es wärmer wird, kann die Luft mehr Wasserdampf

aufnehmen und halten (1°C globale

Erwärmung bewirkt eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität

um 7 %). Allgemein wird

auf Basis von Klimamodellen daher angenommen,

dass die Klimaerwärmung eine Zunahme

an Niederschlägen mit sich bringt. Faktum ist

aber, dass sich die Temperaturveränderung

und der damit verbundene Niederschlag regional

sehr unterschiedlich auswirken: In einigen

Regionen wurde der Niederschlag im 20. Jahrhundert

mehr, in anderen weniger.

Expert:innen gehen im 21. Jahrhundert von einer

globalen Erwärmung von 2 – 3°C aus. Das

bedeutet eine Erhöhung der Wasserdampfkapazität

um rund 14 – 24 %. Konsequenzen für

das Wettergeschehen wären unter anderem

heftiger Starkregen und Überschwemmungen

in niederschlagsreichen Regionen, noch mehr

Dürreperioden in Trockengebieten und erhöhte

Sturmgefahr (durch die höhere Verdunstung

und Kondensation wird mehr latente Energie

in die Stratosphäre transportiert, was Tornados

und Hurrikans verursacht und verstärkt).

Österreich liegt in den mittleren Breiten. Laut

Klimastudien wird es bei uns im Sommer zu

einer Abnahme der Niederschläge kommen.

Die Zahl der klimabedingten Unwetter steigt weltweit in vielen Regionen.

Was hat die Abnahme von Niederschlägen

mit unserem Wald zu tun?

Bäume nehmen Wasser (mit Nährstoffen) über

die Wurzeln aus der Erde auf, transportieren es

über die Leitungsbahnen bis in die Blätter und

Nadeln, wo sie einen Teil über die Spaltöffnungen

(Stomata) in Form von Wasserdampf wieder

an die Atmosphäre abgeben. Diesen Vorgang

nennt man Transpiration. Wenn zu wenig

Niederschlag fällt, kann der Baum nicht mehr

genügend Wasser aus dem Boden „saugen“.

Sobald rund 40 % des Wasserspeichers aufgebraucht

sind, beginnt der Baum die Spaltöffnungen

zu schließen, um zu viel Verdunstung

zu verhindern. Bei diesem Prozess kann es vorkommen,

dass dabei die Blätter und Nadeln

abgeworfen werden. Vor allem jüngere Bäume

und Flachwurzler sind davon betroffen, weil

ihre Wurzeln eher in der oberen (trockenen)

Bodenschicht verankert sind.

13


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Aus der Praxis

Um die Auswirkungen von Trockenperioden

auf Bäume zu erforschen,

werden zum Beispiel mit Dendrometern

über einen längeren Zeitraum

millimetergenaue Messungen

des Stammumfanges durchgeführt.

Fazit: Bei Trockenheit nimmt der

Stammumfang ab – der Baum

„zieht“ sich zusammen und dehnt

sich erst wieder aus, wenn der Flüssigkeitshaushalt

wieder hergestellt

ist. Mit dem Abnehmen des Stammwachstums

verringert sich auch die

Klimaschutzleistung, da weniger

Kohlenstoff im Baum gebunden

werden kann.

Was bedeutet das für den Baum bzw. den Wald?

Mit durch Trockenheit beeinträchtigten Blättern

und Nadeln kann der Baum nicht mehr

ausreichend Fotosynthese betreiben. Das

schwächt ihn und macht ihn anfälliger für

Schädlinge. In der Fachsprache wird das als

„Trockenstress“ bezeichnet (ähnlich, wie

wenn ein Mensch großen Durst hat und keine

Flüssigkeit zur Verfügung steht).

Bei wärmerem Klima fühlen sich viele Schädlinge

wohler und vermehren und entwickeln

sich schneller. Durch längere Wärmeperioden

können sie mehrere Generationen bilden. In

Kombination mit Bäumen im Trockenstress

können die Auswirkungen auf betroffene

Waldflächen fatal sein. Besonders der Fichtenborkenkäfer

stellt die heimische Forstwirtschaft

immer wieder vor große Herausforderungen.

14


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Die folgende Abbildung zeigt das Ergebnis

einer langjährigen Untersuchung der Auswirkung

von Trockenstress auf das Fraßverhalten

von Borkenkäfern bei Monokulturen und

Mischkulturen an mehreren Waldparzellen auf

1,1 ha.

Berthelot, S., Frühbrodt, T., Hajek, P., Nock, C. A., Dormann,

C. F., Bauhus, J., Fründ, J. (2021): Tree diversity reduces risk

of bark beetle infestation for preferred conifer species, but

increases risk for less preferred hosts. In: Journal of Ecology.

DOI: 10.1111/1365-2745.13672

Luftaufnahme vom Baumdiversitätsexperiment IDENT bei

Freiburg vor (links Jahr 2017) und nach (rechts Jahr 2018) der

Trockenheit und dem Borkenkäferbefall.

2017 2018

Quelle: Luftaufnahmen von K. R. Kovach

Viele Bäume werfen im Trockenstress ihre Blätter und Nadeln ab

Viele Baumarten „heilen“ kleine Wunden mit Harz (Pech). Für die Produktion von

Harz braucht der Baum Wasser. Wenn in Trockenzeiten Borkenkäfer mit ihren Fraßgängen

die (Assimilat-)Leitungsbahnen des Baumes schädigen, ist er aufgrund des

Wassermangels nicht mehr in der Lage, ausreichend Harz herzustellen und die Wunden

zu verschließen. Somit stirbt der Baum bei starkem Käferbefall mit der Zeit ab.

Was bedeutet das

für uns Menschen?

Wenn Bäume kein Wasser mehr verdunsten,

ist die damit verbundene Kühlung nicht mehr

gegeben – die Temperatur steigt weiter an.

15


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Wie reagieren Waldbesitzer:innen auf den Klimawandel?

NEUE HERAUSFORDERUNGEN

FÜR DIE FICHTE

In Österreichs Wäldern wachsen rund 3,4 Milliarden

Bäume in Form von 65 verschiedenen Waldbaumarten.

Die häufigste Baumart ist die Fichte. Sie gilt als

„Brotbaum“ der Forstwirtschaft, weil sie keine großen

Ansprüche an den Standort stellt, schnell wächst und

ihr Holz vielseitig verwendbar ist. Da sie flach (also

eher an der Erdoberfläche) wurzelt, braucht sie eine

gute und kontinuierliche Wasserversorgung, was bei

zunehmender Trockenheit nicht mehr an allen Standorten

gegeben ist.

Nachdem Bäume sehr lange Wachstumsperioden

(„Umtriebszeiten“) haben ist es schwierig, größere

Waldflächen kurzfristig an den Klimawandel anzupassen.

Bäume, die heute gepflanzt werden, werden

vielleicht erst in 100 Jahren oder noch später geerntet.

Welches Klima bei uns zu dieser Zeit herrschen wird,

kann keiner genau vorhersagen.

NEUE BAUMARTEN

IN UNSEREN WÄLDERN

Waldbesitzer:innen sind somit gefordert,

bei Nachpflanzungen gezielt

auf Baumarten zu setzen, die mit den

prognostizierten Klimabedingungen

möglichst gut zurecht kommen. Dazu

gehören auch Baumarten, die heute

noch nicht in Österreich vorkommen.

Die Veränderung des Klimas bringt

auch eine natürliche Änderung der

Baumartenzusammensetzung mit

sich. Die Forstwirtschaft kann den

Wald bei diesem Prozess aber unterstützen

und die Anpassung an die

Klimaerwärmung durch waldbauliche

Maßnahmen beschleunigen (zum Beispiel

durch gezielte Aufforstung = das

Pflanzen von jungen Bäumen).

Waldbesitzer:innen müssen im Sinne eines „klimafitten Waldes“

genau darauf achten, welche Baumarten gepflanzt werden.

16


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

KLIMAMODELLE UND

MÖGLICHE SZENARIEN

Wie sich der Klimawandel entwickeln wird,

hängt von vielen Faktoren ab. Die Frage ist

vor allem, welche Maßnahmen wir Menschen

ergreifen werden, um die negativen Entwicklungen

zu stoppen.

Um trotzdem möglichst präzise Vorhersagen

treffen zu können haben Klimaforscher:innen

Modelle entwickelt, die auf verschiedene

Szenarien eingehen. Diese Modelle sind eine

wesentliche Grundlage für die Waldbewirtschaftung.

Wie wissen

Waldbesitzer:innen,

welche Baumarten

für ihre Waldflächen

geeignet sind?

Welche Baumarten in den österreichischen

Wäldern am besten

wachsen hängt nicht nur vom Klima,

sondern zum Beispiel auch

von der Bodenbeschaffenheit

(Geologie) ab. Forschungsinstitutionen

wie das „BFW – Bundesforschungszentrum

für Wald“ oder

die Universität für Bodenkultur

(BOKU) beschäftigen sich intensiv

mit dieser Thematik. Sie entwickeln

auf Basis eines großen Daten-Pools

digitale Werkzeuge für

Forstexpert:innen und Waldbesitzer:innen,

um sie bei der Waldbewirtschaftung

zu unterstützen.

Die Douglasie stammt ursprünglich aus Nordamerika und gilt auch bei uns in

Österreich als eine der “klimafitten“ Baumarten für zukünftige Mischwälder.

17


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

STRATEGIEN FÜR EINE GEZIELTE WALDBEWIRTSCHAFTUNG (BEISPIELE):

UNTERSTÜTZTE

WANDERUNG

Bereits existierende heimische

Baumarten werden in

klimatisch geeignetere Gebiete

„umgesiedelt“: Dieser

natürliche Prozess wird durch

gezielte Aufforstung beschleunigt

(das Saatgut der neuen

Bäume wird speziell an die

zukünftigen Klimaumstände

angepasst – z.B. was die Trockenheitsresistenz

betrifft).

PFLANZUNG ANDERER

HEIMISCHER BAUMARTEN

Darunter versteht man die

Pflanzung von Baumarten,

die zwar in anderen Wäldern

Österreichs, aber noch nicht

in dem betroffenen Waldstück

wachsen (zum Beispiel zur

Generierung eines Mischwaldes

aus einem reinen Fichtenwald).

PFLANZUNG NICHT

HEIMISCHER BAUMARTEN

Diese Strategie wird eingesetzt,

wenn heimische Baumarten an

ihre Existenzgrundlage kommen.

Dabei werden Baumarten

gepflanzt, die in anderen Teilen

der Erde unter ähnlichen Bedingungen

gut wachsen.

Aus der Praxis

Zum Thema „klimafitter Wald“ laufen weltweit zahlreiche Forschungsprojekte. Eines davon

mit steirischer Beteiligung ist „FORSITE“ bzw. die „Dynamische Waldtypisierung“. Dabei

wurden in steirischen Wäldern Daten erhoben (z.B. Baumarten, Bodenbeschaffenheit/Geologie

etc.) und mit aktuellen Klimadaten in Verbindung gebracht. Die Gesamtdaten fließen

in eine Datenbank ein. Aus einer daraus generierten digitalen Karten können Waldbesitzer:innen

ablesen, welche Baumarten für ihre Waldfläche am besten geeignet sind.

18


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Wie verändert sich die Waldfläche in Österreich?

Auch wenn der Klimawandel den Wald und die Waldbesitzer:innen laufend vor neue Herausforderungen

stellt, wird die Waldfläche in Österreich jedes Jahr größer (Zunahme jährlich um ca.

3.400 ha; entspricht rund 4.700 Fußballfeldern).

Waldflächenentwicklung in Österreich

Quelle: Bundesforschungszentrum für Wald,

Österreichische Waldinventur - Zwischenauswertung

2016/18 in BFW Praxisinformation Nr. 50 – 2019.

Die Gründe dafür sind vielfältig: Zum Beispiel verschiebt sich aufgrund der Klimaerwärmung die

Baumgrenze im Gebirge nach oben, Almflächen und Weideflächen werden nicht mehr genutzt

und wachsen zu, oder Flächen werden einfach gezielt aufgeforstet.

12 %

verbleiben

im Wald

61,5 %

FAST 2/3 DER STEIERMARK

SIND MIT WALD BEDECKT.

Zuwachs: 8024 (1000 vfm)

Nutzung: 7051 (1000 fm)

Nutzungsprozent: 87,9 %

+ 12,1 %

88 %

des Holzes

werden

geerntet

IM STEIRISCHEN WALD

WÄCHST MEHR HOLZ NACH

ALS GEERNTET WIRD.

Quelle: Bundesforschungszentrum für Wald, Österreichische

Waldinventur - Zwischenauswertung 2016/18

19


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Welche Bedeutung haben nachhaltig bewirtschaftete

Wälder und Holzprodukte für uns als Klimaschützer?

Was bedeutet „nachhaltig bewirtschaftet“?

In Österreich muss dafür gesorgt werden, dass für jeden geernteten Waldbaum

mindestens ein neuer nachwächst. Dieses Prinzip der „Nachhaltigkeit“

ist im Forstgesetzt verankert.

Noch einmal kurz

zusammengefasst

die wichtigsten

Punkte im Überblick:

Bäume spenden Schatten und kühlen aufgrund von Verdunstungskälte

die Luft – das kühlt die Umgebungstemperatur

erheblich ab (nicht nur im Wald, sondern auch in

Städten, wo wenig natürlicher Schatten gegeben ist).

Bäume binden bei der Fotosynthese Kohlenstoffdioxid.

Wird das Holz weiterverarbeitet (z.B. zu Häusern oder Möbeln)

bleibt der Kohlenstoff so lange im Holz gebunden, bis

es verrottet oder verbrennt. Das verringert den CO 2

-Anteil

in der Atmosphäre und entlastet das Klima.

Holzprodukte aus heimischen (nachhaltig bewirtschafteten)

Wäldern sind eine klimafreundliche, regionale Chance,

Produkte aus umweltschädlicheren Rohstoffen zu ersetzen

(Holz ist ein nachwachsender Rohstoff; mit regionalen

Holzprodukten vermeiden wir lange Transportwege).

Erklärung zur nebenstehenden Grafik:

01_Wald nicht bewirtschaftet

Wird ein Baum nicht geerntet, fällt er irgendwann um und verrottet. Dabei

wird das aufgenommene und im Holz gelagerte CO 2

wieder freigesetzt. Die

verrottende Biomasse ist Nahrung für Bodenlebewesen und Mikroorganismen.

Sie wird zu natürlichem Dünger. Das ist gut für den Wald, aber der

positive Klimaeffekt ist geringer als bei der gezielten Holznutzung.

02_Wald nachhaltig bewirtschaftet

Wird das Holz geerntet, bleibt der Kohlenstoff auch in den Holzprodukten

weiter gespeichert, sogar noch länger, wenn Produkte nach ihrer ursprünglichen

Funktion noch für weitere Produkte gebraucht werden (second life).

Die Verwendung von Holz ist nur dann vorteilhaft, wenn gleichzeitig ein

neuer Baum für den gefällten nachgepflanzt wird und wieder CO 2

aufnimmt.

Äste, Nadeln, Laub etc. bleiben als Dünger im Wald. Das ist das

Prinzip der nachhaltigen Forstwirtschaft.

03_Produkte aus fossilen Rohstoffen

Werden Produkte aus fossilen Rohstoffen

hergestellt, ist das doppelt

schlecht für das Klima. Bei der Produktion wird im Boden gelagertes CO 2

freigesetzt und bei der Entsorgung der Produkte erneut.

20


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

01

Wald nicht bewirtschaftet

02

Wald nachhaltig bewirtschaftet

03

Produkte aus fossilen Rohstoffen

21


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

FÜR EXPERT:INNEN:

Immer wieder lesen wir in Medien, dass ein Kubikmeter Holz eine Tonne CO 2

bindet.

Aber wie kommt man eigentlich auf diesen Wert?

Vorab: Die dabei verwendete Formel ist keine

chemisch/stöchiometrisch korrekte Berechnung.

Sie bezieht sich auf das so genannte

„CO 2

-Äquivalent“ (CO 2

e oder CO 2

-eq).

Diese Maßeinheit wurde zur Bestimmung der

Klimawirkung unterschiedlicher Treibhausgase

kreiert (= der Index für die Erwärmungswirkung

einer bestimmten Menge eines Treibhausgases).

Holz ist ein Feststoff, in welchem Kohlenstoff

durch die Fotosynthese gespeichert wurde. Das

CO 2

-Äquivalent bedeutet: Wenn der gesamte

gespeicherte Kohlenstoff mit dem Sauerstoff

der Luft zu CO 2

reagieren würde, würde dabei

zirka eine Tonne CO 2

-Gas entstehen.

Die Berechnung dazu:

Holz besteht zu etwa 50 % aus Kohlenstoff (C).

Wenn wir davon ausgehen, dass 1 m³ Holz 500 kg wiegt,

wiegt der Kohlenstoff allein rund 250 kg.

CO 2

hat eine molekulare Masse von 44 g/mol,

C hat eine molekulare Masse von 12 g/mol.

Damit ergibt sich folgendes Verhältnis von CO 2

zu C:

44 g/mol / 12 g/mol = 3,67

250 kg * 3,67 = 917,5 kg

(annähernd eine Tonne)

Bei diesen Berechnungen gehen Expert:innen von unterschiedlichen Standpunkten

aus. Aber was denkt ihr? Welche Berechnung ist realistischer? Nur die Wirkung des

Kohlenstoffs zu betrachten, oder die Einbindung des Kohlenstoffs im Holz mit zu berücksichtigen?

Beide Seiten haben gute Argumente. Recherchiert und diskutiert sie in

der Klasse.

22


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

WARUM DIESE BERECHNUNG EIGENTLICH NICHT KORREKT IST:

Fotosynthese:

12 H 2

O + 6 CO 2

C 6

H 12

O 6

+ 6 O 2

+ 6 H 2

O

Zu beachten ist, dass der Sauerstoff in der Reaktion nicht aus dem Holz, sondern aus

der Luft kommt. Deshalb darf die Masse des Sauerstoffs nicht einfach mit in die Rechnung

mit einbezogen werden.

Die Fotosynthese ist eine endotherme Reaktion. Sie läuft nicht spontan ab, sondern

erfordert Energie. Diese erforderlichen 2870 kJ/mol stammen aus der Sonnenstrahlung.

Ohne Lichtenergie ist also keine Fotosynthese möglich (siehe S. 55 Physiologie

des Baumes).

Der Kohlenstoff kommt aus der im Holz fixierten Glukose (C 6

H 12

O 6

). Diese hat eine

molekulare Masse von 180 g/mol. Richtigerweise muss man also die Glukose mit dem

CO 2

ins Massenverhältnis setzen.

Abgebaut wird die Glukose unter anderem zu

6 CO 2

(CO 2

= molekulare Masse von 44 g/mol):

ALSO:

C 6

H 12

O 6

= 180 g/mol

6 CO 2

= 264 g/mol (entspricht 6 x 44 g/mol)

6*44 g/mol / 180g/mol = 1,47

Geht man davon aus, dass ein m³ Holz ca. 500 kg wiegt

und die Hälfte davon aus

Kohlenstoffverbindungen besteht (250 kg)

sieht die Berechnung folgendermaßen aus,

250 kg*1,47 = 366,67 kg

Nach diesem

Berechnungsschema wären

in einem Kubikmeter Holz

knapp 370 kg CO 2

gebunden.

23


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

1.2 Wie viel wiegt Luft?

Egal ob 370 kg oder 1.000 kg: Wie können in einem Kubikmeter Holz hunderte

Kilogramm CO 2

gebunden sein? CO 2

ist so etwas wie „Luft“ und „Luft“ wiegt ja

eigentlich nichts, oder? Die nächsten drei Versuche beweisen das Gegenteil.

CO 2

fällt ins Gewicht!

» 2 gleich große Luftballons

(verschiedene Farben)

» Sodasiphonflasche

» CO 2

-Kartusche

» Luftpumpe oder Blasbalg

» Briefwaage/Laborwaage

(am besten auf mg genau)

Der Inhalt der CO 2

-Kartusche wird in den leeren Sodasiphon

gefüllt. Ein Luftballon wird mit Hilfe des Sodasiphons

mit CO 2

aufgefüllt, der zweite Ballon wird

mit Hilfe der Luftpumpe aufgeblasen. Beide Ballons

sollen nach der Befüllung möglichst gleich groß sein.

Den Luftballon unbedingt mit einer Luftpumpe

oder einem Blasbalg und nicht mit dem Mund

aufblasen. Mit der Atemluft gelangen Flüssigkeit

und ein höherer CO 2

-Anteil in den Ballon

– das Versuchsergebnis wird verfälscht.

Luft

CO 2

LUFTBALLONPUMPE

SODASIPHON

24


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Der Ballon mit CO 2

ist deutlich schwerer. Er

fällt gerader und schneller zu Boden und

wiegt wesentlich mehr. Die Erklärung dazu:

Wenn man Luft als Gasgemisch betrachtet

und es mit reinem CO 2

vergleicht, dann ist

tatsächlich das CO 2

deutlich schwerer oder

physikalisch korrekt: dichter.

Mit diesem Experiment können Schüler:innen

kleine Gewichtsgrößen (g,

mg) näher gebracht werden. Dabei

kann auch auf Wiegetechniken eingegangen

werden (z.B. was bedeutet

„Tara“ bzw. „tarieren“). Was würde der

Inhalt der Ballone ohne die „Hülle“

wiegen?

Luft

CO 2

Nun werden beide Ballons auf der Laborwaage abgewogen – welcher

ist schwerer? Alternativ können beide Ballons aus der gleichen Höhe

fallen gelassen werden. Welcher fällt schneller zu Boden?

Hinweis: In einem Vakuum würden aufgrund der Erdanziehungskraft und der fehlenden Luftreibung

alle Körper gleich schnell zu Boden fallen. Durch die uns umgebende Luft fällt wegen des

Luftwiderstands der Körper mit höherer Masse (Luftballon mit CO 2

) schneller nach unten.

MESSERGEBNIS LUFT

MESSERGEBNIS CO 2

25


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Die Kerzentreppe

Der vorhergehende Versuch hat gezeigt, dass CO 2

schwerer ist als Luft

(also eine höhere Dichte als Luft hat). Diese Tatsache lässt sich anhand

eines weiteren Experiments anschaulich darstellen:

» durchsichtiger Behälter

» ca. 15 Teelichter

» Streichhölzer

oder Feuerzeug

» CO 2

-Ballon aus dem

vorhergehenden Versuch

oder 1 Sodasiphon und

1 CO 2

-Kartusche

Die Teelichter werden in Form einer „Kerzentreppe“

im durchsichtigen Behälter aufgestellt (als erstes ein

Teelicht, dann zwei übereinander, dann drei, dann

vier etc.). Die jeweils obersten Kerzen werden angezündet.

Anschließend wird vorsichtig das CO 2

entweder

aus dem Luftballon oder dem Sodasiphon in den

Behälter entlassen.

Die Kerzen löschen nacheinander

von unten her aus. Das CO 2

ist

schwerer als Luft und verdrängt

den Sauerstoff am Boden des Behälters.

Die Kerzen benötigen aber

Sauerstoff, um zu brennen. Wenn

sich immer mehr CO 2

im Behälter

befindet und sich dort am Boden

sammelt, erlischt eine Kerze nach

der anderen. Es geht zuerst das

unterste Teelicht aus, da das zugeführte

Kohlenstoffdioxid langsam

von unten nach oben steigt.

Wird mit einem Sodasiphon CO 2

in die Box entlassen, löschen die

Kerzen von unten nach oben aus (Beweis: reines CO 2

sinkt zu Boden –

es ist schwerer als Luft).

26


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Aus der Praxis

Die Tatsache, dass CO 2

die Flammen „erstickt“, wird

beim klassischen CO 2

-Löscher bei der Feuerwehr

genutzt. Dieser kommt überall dort zum Einsatz, wo

nicht mit Wasser gelöscht werden darf (zum Beispiel

bei Fettbränden in Küchen).

Eine Diskussion mit den Schüler:innen starten: CO 2

ist schwerer als Luft. Sinken die

schweren CO 2

-Moleküle somit auch in unserer Atmosphäre zu Boden? Das würde ja

bedeuten, dass wir in Abgasen ersticken würden. Faktum ist (wie die obenstehende

Grafik zeigt), dass die Luft, die uns umgibt, ja keine stehende Masse ist (wenn das so

wäre, hätten wir wirklich ein Problem). Sie ist dauerhaft in Bewegung (z.B. durch Winde,

Turbulenzen, warme Luft die nach oben steigt etc.). Somit haben die CO 2

-Moleküle

in der Luft überhaupt keine Möglichkeit, sich langsam abzusetzen und auf den Erdboden

zu sinken. Der Anteil der CO 2

-Moleküle in der Luft ist bis in eine Höhe von fast

100 Kilometer nahezu konstant.

27


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Echt spritzig!

Pantomime mit CO 2

-Effekt

Wer nicht mit Sodasiphonflaschen und CO 2

-Kartuschen arbeiten

möchte, kann mit diesem Experiment beweisen,

dass CO 2

ein schweres Gas ist.

» 1 volle Mineralwasserflasche

aus Plastik (prickelnd)

wahlweise 0,5 – 1,5 l

» 2 Stk. Spritzen (20 ml)

» 1 Stk. dünner Silikonschlauch

ca. 1 m lang

(z.B. aus einer Garten-

Tröpfchenbewässerung)

» 1 Absperrventil für den

Silikonschlauch

(z.B. für die Garten-

Tröpfchenbewässerung)

» 1 Stk. Luftballon

» 2 Stk. hohe Glasgefäße

(z.B. Blumenvasen – wenn

möglich durchsichtig)

» Blumendraht

» 1 Stk. Kerze/Teelicht

Die Aufzieh-Kolben werden aus den Spritzen entfernt.

Anschließend wird von den beiden Spritzen

jeweils das Ende mit der Andrückstelle abgeschnitten.

Nun wird der Silikonschlauch ungefähr in der

Mitte auseinandergeschnitten. Verbinde die beiden

Schlauchstücke mit dem Ventil. Auf die anderen

beiden Schlauch-Enden wird je eine Spritze (mit der

Nadelöffnung) gesteckt. Über eines der beiden (abgeschnittenen)

Spritzen-Enden wird der Luftballon

gestülpt, das andere wird fest in den Hals der vollen

Mineralwasserflasche gesteckt (funktioniert nur mit

Plastik- und nicht mit Glasflaschen). Eventuell mit Isolierband

fixieren.

Spritzen, Schlauch, Ventil und Luftballon

werden für das Experiment vorbereitet

HINWEIS:

Für diesen Versuch

können ausschließlich

Plastikflaschen

(PET-Flaschen) verwendet

werden, da

die Öffnungen von

Glasflaschen einen

zu kleinen Innenradius

haben und die

Spritzen nicht befestigt

werden können.

28


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Eine Diskussion mit den Schüler:innen starten: Warum „blubbert“ das Wasser in der

Mineralwasserflasche ? Was ist der Unterschied zwischen stillem und spritzigem

Wasser? Welches „Gas“ befindet sich im Mineralwasser? Wie viel CO 2

befindet sich in

der Flasche – wie schwer könnte das im Wasser gelöste CO 2

sein – hat ein Gas wie CO 2

überhaupt ein „Gewicht“? Was ist vom Gewicht her leichter – ein „Sixpack“ stilles oder

sprudelndes Mineralwasser?

Sobald der Versuch fertig aufgebaut ist, also ein Spritzen-Ende im Luftballon und das andere in

der Mineralwasserflasche steckt, kann das Ventil aufgedreht werden (das Experiment ist auch

eine gute Gelegenheit, um den Begriff „Ventil“ und die damit verbundenen Funktionen zu erklären).

Aufbau des Experiments

29


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

NUN MÜSSEN MINDESTENS ZWEI PERSONEN ZUSAMMENARBEITEN:

Eine Person nimmt das Schlauchende mit dem Luftballon und stellt sich erhöht z.B. auf einen

festen Hocker, eine Trittleiter oder einen Tisch (NICHT auf einen Drehstuhl oder einen Stuhl mit

Rollen!). Die zweite Person nimmt die Mineralwasserflasche und schüttelt sie kräftig.

ACHTUNG:

Die Spritze in der Mineralwasserflasche

dabei gut festhalten, sonst gibt es eine unfreiwillige Dusche!

Das von der Mineralwasserfirma

hineingepumpte CO 2

(ein kleiner

Teil davon hat sich chemisch zu

Kohlensäure verbunden) kann

herausgeschüttelt werden, steigt

in den Ballon hoch und bläst

ihn auf. Wasser, das bei diesem

Vorgang mit in den Ballon gelangt,

rinnt wieder zurück in die

Flasche. Hat der Ballon die gewünschte

Größe erreicht, wird

das Ventil im Schlauch geschlossen.

Somit kann die Spritze aus

der Flasche entnommen werden,

ohne dass das CO 2

wieder aus

dem Luftballon entweicht.

1. Eine Person steht

erhöht und hält das

Ende mit dem Luftballon,

die andere Person

schüttelt die Mineralwasserflasche.

Wenn

das meiste CO 2

aus der

Flasche entwichen ist,

unbedingt das Wasser

aus dem Luftballon

über den Schlauch

ablassen und anschließend

das Ventil

zudrehen.

Im nächsten Schritt wird ein

hohes, durchsichtige Gefäß benötig.

Die Kerze wird mit dem

Blumendraht so umwickelt, dass

sie möglichst einfach zum Boden

des Gefäßes und wieder heraus

transportiert werden kann.

Das Gefäß ist mit Luft gefüllt –

das kann mit der Kerze getestet

werden: Einfach die Kerze anzünden,

mit der Draht-Vorrichtung

vorsichtig in das Gefäß

bewegen – sie brennt im Gefäß

weiter. Danach die Kerze wieder

aus dem Gefäß entfernen.

2. Test - das Gefäß ist mit Luft gefüllt. Die

brennende Kerze kann also ohne Auslöschen

hinein- und hinausbewegt werden.

30


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Nun kommt die vorab gebaute Luftballon-

Spritze-Schlauch-Konstruktion zum Einsatz:

Das Spritzen-Ende, das zuvor in der Mineralwasserflasche

befestigt war, wird bodennah

in das durchsichtige Gefäß gesteckt. Das Ventil

wird vorsichtig geöffnet – das CO 2

aus dem

Luftballon strömt in das Gefäß. Bewegt man

die brennende Kerze jetzt wieder in Richtung

Gefäßboden, wird sie innerhalb kürzester Zeit

auslöschen (Erklärungen dazu siehe vorhergehende

Versuche).

Und jetzt ein echtes

„Experimentier-Highlight“:

Das Gefäß mit dem CO 2

wird genommen und

der Inhalt (also das CO 2

) wird vorsichtig in das

zweite Gefäß geleert. Das Spannende dabei:

Das CO 2

ist nicht sichtbar – das Ganze wirkt

wie Pantomime. Jetzt wird bei beiden Gefäßen

die Brennprobe wiederholt. Nachdem Gefäß

1 wieder mit Luft gefüllt ist, brennt die Kerze

im Gefäß 1 weiter. Im zweiten Gefäß, das beim

Umleeren mit dem durchsichtigen CO 2

gefüllt

wurde, erlischt die Kerze innerhalb von wenigen

Sekunden.

3. Das CO 2

wird über den Schlauch in ein

durchsichtiges Gefäß gefüllt.

5. Wird das CO 2

in das mit Luft gefüllte

Gefäß geleert, löscht die Kerze aus.

4. Wird die brennende Kerze in das mit CO 2

gefüllte Gefäß bewegt, löscht sie aus.

31


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

CO 2

ist, wie erwähnt, schwerer als Luft. Im Ballon

befindet sich das gasförmige CO 2

. Ist das

Ventil im Schlauch geschlossen, kann es nicht

entweichen. Wird das Ventil geöffnet, strömt

das CO 2

durch den Druck, den der Ballon ausübt,

sofort in das Glasgefäß aus. Dort verdrängt

es die Luft – es sinkt zu Boden.

Wird die brennende Kerze in das mit CO 2

gefüllte

Gefäß bewegt, erlischt sie aufgrund des

Sauerstoffmangels. Das CO 2

kann, obwohl es

nicht sichtbar ist, in das zweite Gefäß gegossen

werden. Auch hier verdrängt es die Luft, während

Gefäß 1 wieder mit normaler Luft gefüllt

ist. Darum brennt in Gefäß 1 die Kerze, während

sie in Gefäß 2 erlischt.

Dieser Effekt wird zum Beispiel in Weinkellern genützt. Hier besteht die Gefahr, dass

sich geruchloses CO oder CO 2

bildet und sich in den geschlossenen Räumen sammelt.

Deshalb nehmen Winzer:innen immer eine Kerze mit in den Keller. Erlischt diese aufgrund

des angesammelten Gases, müssen sie den Keller sofort verlassen. Auch in Bergwerken

wurden lange Zeit Kerzen als Indikatoren für CO 2

-Konzentrationen genützt.

Gingen die Kerzen aus, mussten die Bergleute sofort aus den Stollen flüchten.

Wie lange dauert es, um eine Tonne CO 2

durch Bäume zu kompensieren?

Pro Jahr bindet eine Buche zirka 12,5 kg CO 2

– theoretisch müssten also rund 80 Buchen

gepflanzt werden, um eine Tonne CO 2

zu kompensieren.

In der Praxis sieht es so aus, dass

die Menge an gebundenem CO 2

von vielen

Faktoren abhängig ist (u.a. von der Baumart,

vom Alter und dem Standort des Baumes).

32


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

1.3 Wie können Waldflächen

die Temperatur beeinflussen?

Auf den letzten Seiten haben wir uns intensiv mit den Themen Wasser- und

CO 2

-Kreislauf und den damit verbundenen Auswirkungen auf Bäume und Waldflächen

auseinandergesetzt. Aber was passiert konkret, wenn die Waldflächen

weniger werden und die Bodenversiegelung zunimmt? Wie wird die Temperatur

der Erdatmosphäre davon beeinflusst?

Was ist die Albedo und wie wirkt sie sich

auf die Temperatur aus?

Die „Albedo“ ist ein Rückstrahlkoeffizient, welcher

sich aufgrund von Oberflächenfarben ergibt.

Kurz gesagt: Je heller ein Körper ist, desto

größer ist die Albedo. Helle Oberflächen reflektieren

mehr Sonnenstrahlung – diese reflektierte

Strahlung steht für die Erwärmung

der Oberfläche bzw. des Körpers nicht zur Verfügung.

Der Rest der Strahlung wird von der

Oberfläche absorbiert (aufgenommen) und

erwärmt ihn. Der Albedo-Wert bewegt sich

in einem Bereich von 0 – 1, wobei 0 eine geringe

Rückstrahlung (z.B. 0,15 Asphalt) und 1

eine hohe Rückstrahlung (z.B. 0,9 Neuschnee)

bedeutet. Somit kann man davon ausgehen,

dass sich Neuschnee langsamer erwärmt und

weniger Wärme zurückstrahlt als eine Asphaltoberfläche.

Dieser Wert kann auch in Prozent

angegeben werden (z.B. 40 % entspricht 0,4).

Die Abbildung zeigt durchschnittliche Albedowerte von unterschiedlichen Oberflächen in %.

Je nach Färbung und Verschmutzungsgrad variieren diese Werte.

33


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Albedo - Vergleich

unterschiedlicher Oberflächen

Wenn dunkle Oberflächen sich stark aufheizen, warum ist es im

Sommer im dunklen Wald trotzdem kühler als am asphaltierten

Parkplatz? Schauen wir uns die Vorgänge anhand eines Experiments

an (Versuche inspiriert von: Scorza, C. et.al. (2019). Der Klimawandel:

Verstehen und Handeln. München: Fakultät für Physik LMU):

» 4 durchsichtige Behälter (ungefähre

Maße: L: 37 cm, B: 26 cm, H: 17 cm)

» schwarzes Tonpapier

(ca. 32 cm x 20 cm – muss in den

durchsichtigen Behälter passen)

» Blumenerde

» feuchter Waldboden

mit Waldpflanzen/Moos

» Halogenstrahler (kein LED-Strahler

er muss Wärme abgeben) mit Stativ

» Grillthermometer mit 4 Messfühlern

und/oder Laserthermometer

» Wärmebildkamera

» Wasser (zum Gießen)

Vorbereitung der Behälter: In Behälter eins

wird ein „Waldbiotop“ angepflanzt (feuchter

Waldboden evt. mit dunklem Moos, kleinen

Bäumchen/Zweigen, Waldklee oder sonstigen

„typischen“ Waldpflanzen – am besten direkt

aus dem Wald in den Behälter geben). In Behälter

zwei wird der Boden mit Blumenerde

bedeckt und angegossen, sodass die Erde gut

feucht ist. In Behälter drei wird der Boden mit

trockener Erde bedeckt. In die vierte Kiste wird

das schwarze Tonpapier gelegt.

Optimal ist ein

Grillthermometer

mit vier Fühlern

Das Thermometer zeigt die verschiedenen

Oberflächentemperaturen bei

Raumtemperatur an. Das Waldbiotop

und die Erde wurden mit frischem

Wasser befeuchtet. Am heißesten ist die

simulierte Asphaltfläche (Tonpapier),

am kühlsten das Waldbiotop.

34


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Der Halogenscheinwerfer wird aufgebaut und eingeschaltet. Die vier Behälter werden so aufgestellt,

dass alle gleich viel Wärmestrahlung vom Halogenscheinwerfer abbekommen. Die Messfühler

des Grillthermometers werden in allen 4 Kisten platziert (immer möglichst an der identen

Stelle). Den Strahler mindestens 30 Minuten laufen lassen, sodass sich die unterschiedlichen

Oberflächen erwärmen können. Nach rund einer halben Stunde werden die Temperaturen aller

vier Oberflächen gemessen und mit der Wärmebildkamera überprüft.

Schüler:innen vor der Durchführung des Experiments raten lassen, welche

Oberfläche am kühlsten bleibt und warum.

Auch die Wärmebildkamera beweist: Die Oberfläche des Waldbiotops heizt sich

bei der Bestrahlung mit dem Scheinwerfer am wenigsten auf.

Nach 30 Minuten Bestrahlung durch den Halogenscheinwerfer haben sich die Oberflächen ganz

unterschiedlich erhitzt. Am heißesten ist das schwarze Tonpapier, das eine asphaltierte Fläche

simulieren soll. Schwarze Oberflächen absorbieren Strahlung und geben diese als langwellige

Wärmestrahlung wieder ab.

An nächster Stelle steht die dunkle, trockene Erde. Die Erde liegt locker mit einigen Lufträumen

im Behälter. Luft überträgt Wärme schlecht, also ist die trockene Erde kühler als das Tonpapier.

An dritter Stelle kommt die nasse Erde. Wasser absorbiert einen Teil der Strahlung und erwärmt

sich deutlich langsamer als Feststoffe.

Daher gibt nasse Erde weniger langwellige Wärmestrahlung ab als trockene Erde.

Am kühlsten ist das Waldbiotop. Bei Bestrahlung und genügend Feuchtigkeit betreiben die

Pflanzen Fotosynthese. Die Energie aus der Strahlung wird absorbiert und in die Umwandlung

von H 2

O und CO 2

zu Zucker und Sauerstoff investiert. Die Pflanzen verdunsten zusätzlich Wasser,

was einen weiteren Kühleffekt zur Folge hat. Fazit: Obwohl die Oberfläche des Waldbiotops

sehr dunkel ist, gibt sie kaum Wärmestrahlung ab.

35


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Simulation des Treibhauseffekts

Die befüllten Behälter aus dem vorhergehenden Versuch

können für ein weiteres Experiment eingesetzt werden.

Dabei wird der Treibhauseffekt simuliert:

» Versuchsaufbau wie bei

Versuch „Albedo“

beschrieben

» Frischhaltefolie

» Sodasiphon

» CO 2

-Kartusche

Die vier Behälter werden mit Frischhaltefolie

abgedeckt und einige Minuten

mit dem Halogenscheinwerfer

bestrahlt. In den Behälter mit

dem schwarzen Tonpapier wird mit

dem Sodasiphon und der CO 2

-Kartusche

CO 2

eingeleitet. Die Temperatur

in den Behältern wird genau

beobachtet.

Hinweis:

Es ist wichtig alle Behälter zu bedecken,

da bereits die Folie einen

Effekt auf die Temperatur hat. Um

den Treibhauseffekt des CO 2

beobachten

zu können und nicht den

der Folie, muss die „Asphaltkiste“

mit den bedeckten Behältern verglichen

werden.

1: trockene Erde; 2: nasse Erde

3: Asphalt mit CO 2

; 4: Waldbiotop

36


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Die Temperatur im Behälter mit dem schwarzen

Tonpapier, welches eine Asphaltfläche

simuliert, steigt nach Einleitung des Treibhausgases

CO 2

stark an. Das Tonpapier erhitzt

sich durch die Wärmeeinstrahlung, da dunkle

Oberflächen Strahlung absorbieren und in

Form von langwelliger Wärmestrahlung wieder

abgeben. Die Luft im verschlossenen Behälter

wurde durch das zugegebene CO 2

nahezu völlig

verdrängt. Die CO 2

-Moleküle in der Luft werden

durch die langwellige Wärmestrahlung,

die vom Tonpapier ausgeht, zur Schwingung

angeregt. Die schwingenden Moleküle geben

ihrerseits die Schwingungsenergie wieder als

langwellige Wärmestrahlung zurück zum Tonpapier.

Dadurch erhitzt sich dieses immer

weiter. Wir haben eine Simulation des Treibhauseffektes.

Theoretisch ist mit diesem Experiment

ein Temperaturanstieg um bis zu 15 °C

möglich.

Da CO 2

schwerer ist als Luft (siehe S. 24 f), ist

die Frischhaltefolie nicht zwingend notwendig.

Sie soll nur Luftverwirbelungen und damit das

vorzeitige Austreten des CO 2

aus dem Behälter

verhindern.

Eine genaue Erklärung, wie der Treibhauseffekt

funktioniert, steht in vielen

Lehrbüchern und im Internet – hier noch

einmal eine kurze Zusammenfassung:

Die Sonnenstrahlung trifft auf die Erde, die

sich dadurch erwärmt. Die Strahlung wird

von der Erde teilweise in die Atmosphäre

„zurückgeworfen“ (reflektiert und teilweise

als Wärmestrahlung wieder abgegeben).

Die Treibhausgase (u.a. CO 2

) hindern diese

Wärmestrahlung daran, ins Weltall zu

gelangen (ähnlich wie die Glasfenster in

einem Treibhaus). Ein Teil der Wärmestrahlung

wird somit zur Erde zurückgeschickt.

Das nennen wir den „natürlichen

Treibhauseffekt“. Ohne diesen natürlichen

Treibhauseffekt würde die Temperatur auf

unserer Erde dauerhaft im Minusbereich

liegen).

Wenn sich aber zu viel Treibhausgas (z.B.

CO 2

) in der Atmosphäre befindet (also zu

viel Wärmestrahlung zur Erde zurückgeschickt

wird), erwärmt sich die Erde mehr

als durch den natürlichen Treibhauseffekt.

Der Klimawandel nimmt seinen Lauf.

37


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

1.4 Spielen bei der Klimaerwärmung

auch Oberflächentemperaturen

von Gebäuden eine Rolle?

Vor allem in Städten ist die Hitzeentwicklung im Sommer eine große Herausforderung.

Die starke Bestrahlung von Gebäuden und anderen Beton- bzw.

Asphaltflächen durch Sonnenlicht in Kombination mit geringer Luftbewegung

und geringer Abkühlung in der Nacht heizen Oberflächen extrem auf. Einen weiteren

Einfluss darauf haben unter anderem die hohe Schadstoffkonzentration,

die geringere Verdunstung der versiegelten Oberflächen

und die fehlende Vegetation (siehe S. 34 ff).

Dieses Phänomen, sowie der Einfluss der Baumaterialien und der Begrünung

kann von Schüler:innen mit einem Experiment erforscht werden

(entwickelt im Rahmen des Projektes „Let’s GRAZe“

nähere Informationen siehe www.letsgraze.at)

Temperatur unterschiedlicher

Materialoberflächen I

» 2 Steinfliesen (ca. 30 x 40 cm groß)

» 1 Holzplatte (ca. 30 x 40 cm groß)

» Halterungen, damit die Fliese und

die Holzplatte aufrecht hingestellt

werden können

» evt. Wärmebildkamera und/oder

Strahlungsthermometer

» Halogenscheinwerfer (kein LED –

muss Wärme entwickeln) + Stativ

» Grünpflanze (ca. 40 cm groß)

» evt. Hängepflanze + Halterung

Zwei Steinfliesen und eine Holzplatte werden

nebeneinander aufgestellt. Sie stellen Häuserfronten

aus unterschiedlichen Baustoffen dar.

Die Pflanze wird vor eine Steinfliese gestellt,

sodass sie möglichst viele Teile der Fliese bedeckt

(oder man nutzt die Hängepflanze mit

der Halterung). Bei Vorhandensein ähnlicher

Platten aus anderen Materialien können auch

diese zur Messung herangezogen werden (z.B.

Glas). Dadurch ergibt sich eine Reihe von Variationsmöglichkeiten

dieses Versuchsaufbaus

(Vorschläge für Materialien können auch von

den Schüler:innen eingebracht werden). Der

Scheinwerfer wird eingeschaltet und bestrahlt

nun gleichmäßig die Platten.

38


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

VORSICHT: Der Scheinwerfer wird sehr heiß

und sollte während des Betriebes nicht mehr

berührt werden. Eine Verstellung darf nur am

Stativ erfolgen. Ein ständiges Aus- und Einschalten

des Scheinwerfers verkürzt die Lebensdauer

des Leuchtmittels. Den Scheinwerfer in

einem Abstand von mindestens 1,5 – 2 m zu

den Platten aufstellen, um zu vermeiden, dass

die Steinfliesen durch die Hitzeentwicklung zerspringen.

Nach einiger Zeit werden mit einem Strahlungsthermometer

die Temperaturen der

Platten auf der Vorder- und Rückseite gemessen

und miteinander verglichen. Das kann in

einem ersten Schritt einfach mit den Händen

erfolgen, da die Temperaturunterschiede gut

spürbar sind. Eine Visualisierung der unterschiedlichen

Temperaturen an der Vorder- und

Rückseite der Platten mittels Wärmebildkamera

verdeutlicht die vorangehenden Temperaturmessungen.

Varianten:

In mehreren Versuchsreihen

die Pflanzen abwechselnd

vor die verschiedenen Materialien

stellen. Materialien

in verschiedenen Farben

einsetzen und die Temperaturen

vergleichen (z.B. helle

und dunkle Steinfliesen).

Laufende Temperatur-Messungen

während des Aufheizens

durchführen – wenn

die Plattentemperatur annähernd

konstant bleibt, ist

das Ende des Versuchs erreicht

(im Anschluss können

Aussagen über den Prozess

des Erwärmens getroffen

werden).

39


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

WÄRMEBILDAUFNAHMEN VON DEN PLATTEN (BEISPIELE):

Aufnahme

Vorderseite

der Platten

STEIN

STEIN

HOLZ

STEIN

BEGRÜNT

STEIN

HOLZ

BEGRÜNT

Die Messungen an der Vorderseite der Platten zeigen, dass sich die unbegrünte Steinfliese (Mitte)

am stärksten aufwärmt. Das Holz (rechts) bleibt selbst bei starker Bestrahlung kühler. Wie

deutlich zu erkennen ist, erscheinen die Teile der Steinfliese, die von der Hängepflanze bedeckt

werden (links) kühler als die unbegrünten Stellen. Stellt man eine Pflanze vor die Holzplatte, so

wird der Kühleffekt verstärkt.

Aufnahme

Rückseite

der Platten

HOLZ

STEIN

STEIN

BEGRÜNT

Betrachtet man die Rückseiten der bestrahlten Platten erkennt man, dass die Holzplatte (links)

eine niedrigere Temperatur aufweist als auf der bestrahlten Seite. Auch auf der teilweise mit

Pflanzen bedeckten Steinplatte (rechts) lassen sich Farbunterschiede erkennen, die wiederum

auf niedrigere Temperaturen schließen lassen. Dieser Effekt hängt mit der unterschiedlichen

Wärmeleitfähigkeit von Baumaterialien und der Temperatur der Vorderseite ab. Stoffe mit geringerer

Wärmeleitfähigkeit werden auch Wärmeisolatoren genannt (weitere Versuche und Erklärungen

zum Thema „Wärmeleitfähigkeit“ siehe Holzforscherheft 1.0 S. 60 – 63).

Aufnahme Vorderseite

nach langer

Bestrahlungsdauer

STEIN

BEGRÜNT

STEIN

HOLZ

Nach längerer Bestrahlung heizt sich die Steinfliese (Mitte) immer mehr auf, während Holz weiterhin

kühler bleibt (rechts). Am wenigsten Wärme strahlt die begrünte Oberfläche aus (links). Mit

diesem Experiment kann deutlich vermittelt werden, dass Holz als Baumaterial in der Stadt ein natürlicher

und nachwachsender Klimaregulator ist. Vor allem in Kombination mit Begrünung kann

es dazu beitragen, Hitzeinseln zu reduzieren.

40


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Die Abbildung zeigt den beobachteten Temperaturanstieg für Graz

(Station: Graz – Universität, Parameter: Mean temperature [T01]).

Quelle: ZAMG/HISTALP

Die Grafik zeigt die Hitzeinseln im Grazer Stadtbereich

im Zeitraum 1981-2010 (gelb/orange/rot)

basierend auf die mittlere jährliche Anzahl der

Sommertage (Tage, an denen die Tageshöchsttemperatur

25,0 °C erreicht oder überschreitet),

sowie die simulierten Werte an den Messtationen

Graz-Universität und Graz-Flughafen.

FÜR EXPERT:INNEN:

Wärmestrahlung ist Energie, welche sich unter

anderem über elektromagnetische Wellen,

die von der Sonne ausgestrahlt werden,

ausbreitet. Diese Energie sorgt dafür, dass

sich Gegenstände abhängig von ihren Materialeigenschaften

unterschiedlich stark aufheizen.

Je nach Beschaffenheit wird ein Teil

der Energie absorbiert (aufgenommen) bzw.

reflektiert (zurückgeworfen). Je mehr Wärmeenergie

ein Körper aufnimmt, umso höher

wird seine innere Energie U. Die innere

Energie wird manchmal auch als thermische

Energie bezeichnet und beschreibt alle Energien

im Körper. Wenn Wärme einem Körper

zugeführt wird, so steigt seine „Unordnung“

(= Entropie) – die einzelnen Teilchen im Körper

beginnen zu schwingen. Eine höhere

Entropie bedeutet, dass die Teilchen stärker

schwingen – der Körper erwärmt sich.

Quelle: ZAMG/SISSI-II: Simulationen von Städtischen

Klimaszenarien für österreichische Städte/BMWF.

41


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Temperatur unterschiedlicher

Materialoberflächen II

» verschiedene Oberflächen

z.B. verschiedene Arten von

Holzplatten (Vollholz, MDF-Platte, …),

Fliese, Spiegel, Aluplatte, Kunststoffplatte

(z.B. Schneidbrett) etc.

» Eiswürfel

» Sprühflasche mit kaltem Wasser

Vor dem Start des Experiments

werden die Materialien unter einem

Tuch versteckt. Die Schüler:innen

müssen durch Fühlen erraten, um

welche Materialien es sind handelt

(besonders gut geeignet für jüngere

Schüler:innen bzw. Schüler:innen mit

nicht-deutscher Muttersprache).

Alle Materialien werden nebeneinander aufgelegt.

Die Schüler:innen berühren sie mit den

Fingern, um mögliche Temperaturunterschiede

herauszufinden. Die subjektiv empfundenen

Temperaturunterschiede können zusätzlich

mit einer Wärmebildkamera oder einem

Strahlungsthermometer verifiziert werden.

Weiters sind damit auf Materialien, die gute

Wärmeleiter sind (z.B. Metall oder Stein), die

warmen Fingerabdrücke von den Berührungen

zu sehen.

In einem zweiten Schritt können die Platten mit

einem Halogenstrahler (siehe vorhergehender

Versuch) oder in der Sonne erwärmt werden.

Was fällt den Schüler:innen auf, wenn die Materialien

erneut berührt werden? Auch diese

Temperaturunterschiede können per Wärmebildkamera

oder Strahlungsthermometer

überprüft werden.

In einem dritten Schritt werden die Materialien

mit kaltem Wasser eingesprüht bzw. werden

Eiswürfel auf die Materialien gelegt. Nach einer

kurzen Pause werden die Materialien erneut

berührt. Was hat sich verändert? Wo schmelzen

die Eiswürfel bei Sonneneinstrahlung am

schnellsten?

42

Versuchsaufbau: Verschiedene Materialien werden

unter der Wärmequelle angeordnet.

Die Oberflächentemperaturen können u.a. mit einem

Strahlungsthermometer gemessen werden.


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Je nach Material wird zwischen Leiter, Halbleiter

und Isolator unterschieden. Ein Leiter ist

in der Wärmelehre ein Indikator für einen Gegenstand,

der Wärme gut weitergeben kann.

Dieser heizt sich daher schneller auf als ein

Isolator. Wenn man bei Raumtemperatur mit

seiner Hand auf verschiedene Oberflächen

greift, werden sich Gegenstände kälter oder

wärmer anfühlen. Jene, die sich besonders

kalt anfühlen, sind gute Wärmeleiter, da sie

die Wärme gut vom Körper wegleiten. Gegenstände,

die sich warm oder gleich warm wie

unser Körper anfühlen, sind Isolatoren. Sie

gehen keinen Wärmeaustausch mit unserem

Körper ein und fühlen sich daher weder warm

noch kalt an. Holz ist ein schlechter Wärmeleiter,

darum ist es ein optimaler Baustoff.

Darum fühlen sich ein Holzboden oder Wände aus Holz immer wärmer an als

Fliesenböden oder Betonwände. Aus diesem Grund kann die Raumtemperatur

in einem Holzhaus (aus massivem Holz) sogar um einige Grad niedriger sein als

in Bauten aus anderen Baustoffen – die Bewohner:innen werden es trotzdem als

„gleich warm“ empfinden. Auch Sauna-Bänke sind meist aus Holz gefertigt. Warum

empfindet man es trotzdem als heiß, wenn man sich ohne Handtuch hinsetzt? Der

Grund dafür ist der Schweiß. Wasser (also der Schweiß) ist ein guter Wärmeleiter.

Es sorgt dafür, dass wir uns am warmen, feuchten Holz verbrennen.

Daher ist ein Handtuch in der Sauna nicht nur aus hygienischen, sondern

auch aus physikalischen Gründen Pflicht.

Böden und Wände aus Holz fühlen sich immer wärmer an als Fliesenböden oder Betonwände.

43


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

1.5 Wie funktioniert Klimaschutz durch

Substitutionsprodukte aus Holz?

Regelmäßig erfahren wir aus den Medien, wie z.B. Mikroplastik unsere gesamte

Biosphäre negativ beeinflusst: Kleine Partikel werden in fast allen Lebewesen

nachgewiesen – egal ob Insekten, Weichtiere, Vögel oder Säugetiere. Angeblich

nimmt jeder Mensch pro Woche winzige Plastikteile im Ausmaß von mindestens

einer Kreditkarte über Nahrung und Atemluft zu sich.

Die Quellen für Mikroplastik sind sehr

unterschiedlich: Abrieb von Asphalt

und Fahrbahnmarkierungen, Abrieb

von Schuhsohlen, Kosmetika, Waschund

Putzmittel, Textilien, Plastikverpackungen

und vieles mehr.

Die Frage, die sich viele Forscher:innen

und Produktentwickler:innen stellen

ist, welche dieser Produkte durch Produkte

aus nachwachsenden Rohstoffen

ersetzt werden könnten. Holz spielt bei

diesen Diskussionen eine große Rolle.

Doch können holzbasierte Produkte

von den Eigenschaften her mit jenen

aus anderen Materialien mithalten?

Das kann anhand der nächsten Experimente

herausgefunden werden.

Augmented

Reality

SCAN ME!

Starte dein Handy oder Tablet und tauche über die AREEKA-App und Augmented Reality kostenlos

in die vielseitigen Einsatzgebiete von Holz ein. Nähere Infos zur App findest du auf Seite 72.

44


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Verschiedene Fasern im Test

Eine Mikroplastik-Quelle, die von jedem von uns beeinflusst werden kann, ist

unsere Kleidung. Synthetische Fasern liegen im Trend – Werbebotschaften wie Atmungsaktivität,

Langlebigkeit und hoher Tragekomfort werden damit verbunden.

Dass der Rohstoff für diese Materialien oft Kohle, Erdgas oder Erdöl ist, wird dabei

verschwiegen. Ebenso, dass beim Waschen dieser Kleidungsstücke Unmengen an

Mikroplastik freigesetzt werden und über das Abwasser in die Umwelt gelangen.

Stoffe, die aus Holz (also Zellulosefasern – siehe

Holzforscherheft 1.0) hergestellt werden,

bezeichnet man als „Viskose“. Lange war Viskose

aufgrund der aufwändigen und chemisch

intensiven Herstellung in Verruf. Moderne

Stoffe aus holzbasierten Spezialfasern wie den

Lyocell- und Modalfasern der Marke TENCEL

oder den Viscosefasern der Marke LENZING

ECOVERO werden jedoch lokal in Österreich

in geschlossenen Kreisläufen mit sehr hohen

Rückgewinnungsraten hergestellt. In den Bioraffinerien

der Lenzing AG werden aus dem

verwendeten Holz, das aus nachhaltiger Forstwirtschaft

kommt, nicht nur Fasern, sondern

auch biobasierte Materialien und Bioenergie

gewonnen. Somit werden 100 % der wertvollen

Ressource verwendet. Nebenprodukte

der Stofferzeugung finden sich in zahlreichen

Produkten wieder (z.B. Kaugummi, Tierfutter,

Vanilleeis, Nagellack, Lippenstift, Waschmittel

etc.). (Quelle: Lenzing AG)

Nebenprodukte der Faser-Erzeugung (hier Viskose) werden

zum Beispiel bei der Herstellung von Vanillin eingesetzt.

Was passiert mit Kleidungsstücken aus Viskose

wenn sie am Körper getragen oder gewaschen werden?

Wir vergleichen im nächsten Experiment verschiedene

Fasern, die in unserem Alltag zum

Einsatz kommen und nachhaltig in Österreich

hergestellt werden (aus diesem Grund wurde

keine Baumwolle berücksichtigt).

45


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

» vier Reagenzgläser;

1 Reagenzglas-Ständer

» mehrere Pipetten (3 ml)

» Reine Schafwolle (Woll-Knäuel)

» Polyamid (Woll-Knäuel)

» 100%ige Viskose (z.B. Lenzing

Viscose nonwoven spunacle wipe)

» Papier (80 g/m²)

» Teelicht

» Pinzette

» Essigessenz (25 % Essigsäure)

» 10 % Kaliumhydroxid-Lösung

» Wasser

Achtung: Versuch auf einem brandbeständigen

Untergrund durchführen; alle mit

offenem Feuer verbundenen Vorsichtsmaßnahmen

einhalten (z.B. Haare zusammenbinden).

Um die Abbaubarkeit zu simulieren, wird zuerst

eine Brennprobe durchgeführt. Zur Simulation

der „Tragbarkeit“ der Stoffe werden die

Fasern in 25%ige Essigsäure (Essigessenz) gegeben,

da der menschliche Schweiß einen PH-

Wert von 4-7 hat (sauer) und Essigsäure enthält.

Zur Simulation der Waschbarkeit werden

die Materialien in 10 % KOH (Kaliumhydroxidlösung),

eine Lauge mit einem PH-Wert von ca.

12 (basisch), gelegt.

Hinweis: Wenn möglich sollen die untersuchten

Materialien (Schafwolle, Polyamid, Viskose,

Papier) unterschiedliche Farben haben, um die

Proben leichter unterscheiden zu können.

In einem ersten Schritt werden Brennproben

von den Materialien erstellt. Dafür wird von

allen Fasern ein ca. 1,5 cm langes Stück abgeschnitten

und mit einer Pinzette über die Flamme

des Teelichts gehalten. Beobachtet werden

das Verhalten der Stoffe in der Flamme und der

Geruch.

Brennprobe Papier

Brennprobe Polyamid

Brennprobe Schafwolle

Brennprobe Viskose

46


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

BEISPIEL-ERGEBNISSE AUS DEM

ABBRANDVERSUCH

(z.T. subjektives Empfinden des

Entwickler:innen-Teams)

100 % Schafwolle (rot): schmilzt,

riecht nach verbrannten Haaren

100 % Polyamid (blau): glüht, schmilzt,

riecht nach verschmortem Kunststoff

100 % Viskosestoff (gelb): verbrennt

nahezu rückstandslos,

riecht nach verbranntem Papier

80 g/m² Papier (weiß): verbrennt nahezu

rückstandslos, kaum Geruchsentwicklung

In einem nächsten Schritt werden die vier Reagenzgläser mit kleinen

Material-Stücken (ca. 1,5 cm lang) befüllt (je Reagenzglas ein

Material – Schafwolle, Polyamid, Viskose, Papier).

NUN WERDEN FOLGENDE DREI

VERSUCHS-DURCHGÄNGE UMGESETZT

1. Durchgang:

Zu den Materialproben werden

mit der Pipette je 2 ml Essigsäure

dazugegeben

2. Durchgang:

Zugabe von je 2 ml KOH-Lauge

3. Durchgang:

Zugabe von je 2 ml Wasser („0-Probe“)

Nach jedem Durchgang müssen die Ergebnisse dokumentiert

(z.B. per Handy-Foto) und anschließend die Reagenzgläser gut

gereinigt werden. Vor jedem Durchgang kommen neue Materialproben

in die Gläser. Wenn möglich, können alle drei Durchgänge

gleichzeitig (in 12 Reagenzgläsern) umgesetzt werden.

Bei der Zugabe der verschiedenen Flüssigkeiten soll genau beobachtet

werden, was direkt bei der Zugabe, nach fünf Minuten und

nach ca. 30 Minuten passiert.

47


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

ERGEBNIS:

ESSIGSÄURE

(v.l.: Schafwolle, Polyamid,

Viskose, Papier)

nach 30 min

KALIUMHYDROXID

(v.l.: Schafwolle, Polyamid,

Viskose, Papier)

nach 30 min

WASSER

(v.l.: Schafwolle, Polyamid,

Viskose, Papier)

nach 30 min

Die mit Säure und Lauge

bearbeiteten Fasern können

zusätzlich unter dem Mikroskop

analysiert werden.

48


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Wie erwartet passiert bei der Zugabe

von Wasser kaum etwas, außer dass

die Fasern und das Papier nass werden.

Bereits bei der Zugabe von Essigsäure

„zischt“ das Papier – es scheint

deutlich zu reagieren. Die anderen

Fasern reagieren kaum. Wird jedoch

KOH-Lauge zugegeben, beginnt die

Schafwolle sich sofort zu verfärben.

Nach 30 Minuten in der Lauge hat sich

ein Teil der Schafwoll-Fasern aufgelöst,

der Rest ist „zusammengeschmort“ (ist

unter dem Mikroskop deutlich erkennbar).

Das Papier bekommt in der Lauge

eine gelblich-grünliche Farbe.

ESSIGSÄURE

KALIUM-

HYDROXID

WASSER

SCHURWOLLE (reine Schafwolle) ist ein Eiweißfaserstoff und besteht hauptsächlich aus Proteinen.

Sie setzt sich aus ca. 50 % Kohlenstoff, 25 % Sauerstoff, 15 % Stickstoff, Wasser und Schwefel

zusammen. Daher kommt auch der Geruch nach verkohlten Haaren bei der Brennprobe. Außerdem

reagieren die Proteine stark mit der Lauge und denaturieren.

Deshalb Vorsicht beim Waschen von Kleidungsstücken aus Schafwolle: Nachdem

die mechanische Belastung in der Waschmaschine zusammen mit der Waschlauge

die Fasern extrem belastet, ist Handwäsche angesagt.

POLYAMIDE sind Kunststoffe

und werden u.a. aus

Erdöl hergestellt. Daher

kommen der Plastik-Geruch

und das Schmoren

beim Verbrennen. Sie sind

jedoch äußerst widerstandsfähig

gegen Laugen

und Säuren. Problematisch

ist allerdings der Abrieb

bei der Wäsche in der

Waschmaschine – dadurch

entsteht Mikroplastik.

VISKOSE reagiert

ebenfalls nicht auf

Wasser, Säuren oder

Laugen. Somit ist sie

pflegeleicht, angenehm

zu tragen und noch

dazu aus nachwachsenden

Rohstoffen

(Zellulose/Holz).

PAPIER besteht neben Zellulose auch

aus so genannten „mineralischen

Füllstoffen“ (siehe Papierforscher-heft

auf www.papiermachtschule.at).

Diese mineralischen Bestandteile (z.B.

Calciumcarbonat) reagieren mit Säure

zu Kaliumcarbonat und Kohlensäure.

Diese zerfällt sofort zu Kohlenstoffdioxid

und Wasser. Daher kommt das

Zischen. Calciumcarbonat (Kreidegestein)

reagiert mit Kaliumhydroxid

zu Kaliumcarbonat und Calciumhydroxid

(Portlandit), welches die grünlich-hellgelbe

Verfärbung des Papiers

bewirkt.

49


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Die wunderbare Schlange

aus Zellophan

Zellophan ist bereits seit vielen Jahrzehnten im Einsatz (zum Beispiel zum

Abdichten von Marmeladegläsern mit selbstgemachter Marmelade).

Es basiert auf Zellulosefasern (aus Holz), ist durchsichtig und kann

Verpackungen aus Plastik ersetzen.

Echtes Zellulosehydrat ist optisch kaum von

Plastikfolien zu unterscheiden, ist aber vollständig

biologisch abbaubar. Es ist wasserdampfaber

nicht flüssigkeitsdurchlässig. Somit bildet

sich in Zellophan-Verpackungen auch bei

warmem Inhalt kein Kondenswasser. Darum

der Einsatz bei der Marmeladen-Herstellung:

Das Zellophan dehnt sich bei der hohen Luftfeuchtigkeit

über der heißen Marmelade aus.

Kühlt die Marmelade aus, schrumpft die Folie

und schließt das Glas luftdicht ab. Weiters wird

echtes Zellophan zum Beispiel in der Medizin

verwendet (u.a. als Membranwerkstoff für Dialysatoren

=> Blutreinigungsgeräte).

Durchsichtige Verpackungen aus Kunststoff werden fälschlicherweise im Handel

auch als „Zellophan“ oder „Zellglas“ bezeichnet. Diese haben mit dem eigentlichen

„Zellophan“ aus Holz aber nichts zu tun! Meist bestehen diese Folien z.B. aus

Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polysterol (PS) oder verschiedenen Polyestern.

Darum besondere Vorsicht beim Kauf von durchsichtigen Folien!

Echtes Zellophan reagiert auf Feuchtigkeit.

Verpackungen aus Kunststoff werden oft

fälschlicher Weise als Zellophan bezeichnet.

50


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

Mit folgendem Versuch erforschen wir

die speziellen Eigenschaften von echtem Zellophan:

» echtes Zellophan/Zellglas/

Einmach-Folie (Achtung –

keine Plastikfolie!)

» Schere

» dicker Karton (ähnlich Bierdeckel)

oder Schwammtuch

» Wasser

Aus dem Zellophan wird eine kleine Schlange

ausgeschnitten und in einem ersten Schritt für

mindestens eine halbe Minute auf die Handfläche

gelegt. Anschließend wird der Karton

bzw. das Schwammtuch mit ganz wenig Wasser

besprüht. Nun wird die Schlange vorsichtig

auf dem leicht feuchten Karton platziert. Wenn

sich die Schlange nicht mehr verändert, wird

sie umgedreht und die Rückseite analysiert.

Ein Basteltipp für jüngere Schüler:innen

(Volksschule): Die Zellophan-Folien

(Einmach-Folien) haben normalerweise

eine ungefähre Größe von

16,5 x 16,5 cm. Aus Holzstäbchen (z.B.

Eis-Stäbchen) wird ein Rahmen gebastelt

– das Zellophan wird als „Fenster“

in den Rahmen geklebt. Jetzt wird die

Form eines Nadelbaums und eines

Laubbaums auf das Zellophan gezeichnet.

Anhand der Schablone kann

herausgefunden werden, welche Bäume

z.B. rund um die Schule wachsen.

In der Hand windet sich die Zellophan-Schlange,

weil sie Wasser anziehend (hygroskopisch)

ist und daher die Feuchtigkeit der Haut „verschluckt“

(aufnimmt/absorbiert). Sie dehnt sich

dabei aus, lässt Wassermoleküle durchdringen

und verliert sie anschließend durch Verdunsten

wieder. Dieses Ausdehnen der Folie kann

im Teilchenmodell erklärt werden: Wenn sich

die Wassermoleküle an einer Seite der Folie

zwischen die langen und vielschichtigen Zellophan-Ketten

drängen, schieben sie die Ketten

auseinander, die Folie wölbt sich. Beim weiteren

Eindringen der Wasserteilchen durch die

gesamte Zellophan-Folie erfahren alle Zellophan-Ketten

eine Ausdehnung und die Folie

wird wieder glatt.

Die Abbildung zeigt wie sich die Wassermoleküle aus der feuchten

Unterlage zwischen die Fasern drängen und sich die Folie auf der

Unterseite dadurch ausdehnt. Die Folienschlange „bewegt“ sich.

51


1 _ Wald, holz und Klimaschutz

Spielzeug aus Holz selbst bauen

Nicht nur bei Verpackungsmaterialien oder bei Textilien liegen holzbasierte Produkte

im Trend, auch bei Spielzeugen wird verstärkt auf den nachwachsenden

Rohstoff Holz gesetzt. Hier eine Idee, wie ein „Zauberwürfel“

aus Holz ganz einfach selbst hergestellt werden kann:

» 8 quadratische Holzwürfel

» 12 ausgedruckte quadratische

Fotos (Gesamtmaß richtet sich

nach der Größe der Holzwürfel)

» Schere

» Klebestreifen/Klebeband

» Klebestift/Klebe-Stick

01_1

Download Fotos für den

Würfel und Videoanleitung

www.holzmachtschule.at/

holzforscherheft2

01_2

Hier ist der Gegen-

Klebestreifen zu sehen.

01_1 Lege in einem ersten Schritt immer

zwei Würfel nebeneinander auf und

klebe sie mit Klebestreifen zusammen.

01_2 Klappe die Würfel nach oben und

klebe von der Gegenseite ebenfalls

einen Klebestreifen auf.

02_1

2_1 & 02_2 Lege nun die acht Würfel

wie auf der Abbildung ersichtlich

nebeneinander.

Hier ist ein weiterer nicht

sichtbarer Klebestreifen

02_2

52


Wald, holz und Klimaschutz _ 1

03_ Hebe nun alle acht

Würfel gemeinsam auf

und drehe sie um.

04_ Klebe nun die Würfel an

der Rückseite wie folgt

zusammen

03

05_ Klappe nun die äußeren

Würfel nach oben (bzw. nach

innen)

06_ Fixiere rechts und links die

neuen Außenseiten vertikal

miteinander

07_ Jetzt können die Würfel

mit interessanten Wald und

Holzbildern beklebt werden.

04

05

06

07

53


Zeichne auf der Rückseite der Bilder einen Raster ein, der dem Format der einzelnen kleinen

Holzwürfel entspricht (Vorlage auf www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2). Schneide die Bilder

aus und klebe sie mit dem Klebestift auf alle Seiten des Würfels. Fertig ist der Zauberwürfel!

Die Fotos können auch auf Etikettenpapier

ausgedruckt werden.

Das Ablösen der Bild-Teile

erfordert zwar etwas Geduld

(und Geschick), aber die Trockenzeit

des Klebers entfällt.

Herzlichen Dank an die Ideengeber:innen:

Cornelia Rieder-Gradinger und Christina Adorjan

von „Kompetenzzentrum Holz GmbH -

Wood K plus“ und „TechnologyKids“

(Video: „https://www.youtube.com/channel/

UCh5aZCW5Hzcex5dPhXYixdw“)

Cornelia Rieder-Gradinger, Christina Adorjan

https://www.wood-kplus.at/de/partner/

foerderprojekte/wood-be-better

https://www.technologykids.at/wood-be-better

54


KapiteL 2

Weißt du,

… was Chlorophyll mit

Sonnenlicht zu tun hat?

… warum Blätter

ausgerechnet grün sind?

… ob Bäume auch in

der Nacht wachsen?

... wie die Fotosyntheseleistung

eines Baumes gemessen

werden kann?

… warum sich Blätter im Herbst

bunt verfärben?

… wie du mit Augmented Reality einen

Baum zum Leben erweckst?

… was der Unterschied

zwischen Nadel- und Laubholz ist?

55


2 _ die welt der bäume

2. Bäume grüne Wunder oder

einfach perfekte Systeme?

Auch wenn es am ersten Blick vielleicht nicht sofort ersichtlich ist, aber Bäume

ticken eigentlich gar nicht so anders als wir Menschen: Sie wachsen, essen, trinken,

atmen, ruhen und suchen sich Verbündete, wenn es darum geht, Schwächen

auszumerzen oder Probleme zu lösen. Dieses Kapitel gibt einen kleinen Einblick in

die Welt der Bäume und zeigt auf, wie sie sich auf uns Menschen auswirken.

Wie viele verschiedene Baumarten gibt es?

In Österreichs Wäldern wachsen rund 65 verschiedene

Baumarten. Wie viele Baumarten

es weltweit gibt, ist noch immer ungelöst. Forschende

gehen aufgrund von Erfahrungswerten

von rund 73.300 Baumarten aus – davon

müssen rund 9.000 aber erst entdeckt werden

(z.B. in bislang unerforschten südamerikanischen

Regenwäldern). Knapp die Hälfte der

Baumarten kommt in Südamerika vor (ca. 43

%), in Eurasien sind es 22 %. Die weltweiten

Forschungsaktivitäten in den Wäldern sind notwendig,

weil dadurch zum Beispiel Wald-Systeme

identifiziert werden können, die besonders

widerstandsfähig gegenüber den globalen Veränderungen

sind. Diese Systeme könnten vielleicht

in etwas abgewandelter Form auf andere

Regionen der Erde übertragen werden.

In steirischen Wäldern wachsen

auf rund 1 Million Hektar

zirka 850 Millionen Bäume.

Auf jede:n Steirer:in entfallen

demnach statistisch durchschnittlich

700 Bäume.

Der älteste Baum Österreichs:

die über 1.000-jährige Eiche

in Bad Blumau in der Steiermark

56


die welt der Bäume _ 2

REKORDE UND FAKTEN

RUND UM WÄLDER & BÄUME

Abbildungsquelle für den Wald in der Weltkarte: © Wirestock - Freepik.com

Was ist ein Z-Baum?

Das Z im Z-Baum steht für Zukunft. Somit ist

ein Zukunftsbaum ein Baum, der besonders

schön, groß, gesund und gerade wächst und

ein ausgezeichnetes Saatgut für die zukünftigen

Generationen abgeben kann.

Ein Baum mit Postanschrift

Die Bräutigamseiche im Dodauer Forst in

Deutschland hat seit 1927 eine eigene Postanschrift:

Bräutigamseiche, Dodauer Forst,

D-23701 Eutin. In einem Astloch landen Briefe

aus aller Welt, die der Partnersuche dienen.

Dank dieser Eiche sind angeblich schon über

100 Ehen geschlossen worden.

1,5 Mio. Bäume dank Instagram

Eine nachhaltige Bekleidungsmarke hat im Jahr

2019 auf Instagram versprochen, pro zehn

Likes einen Baum zu setzen. Der Beitrag ging

viral und bekam innerhalb von 24 Stunden fünf

Millionen Likes und hat (mit Stand 2022) das

Pflanzen von 1,5 Millionen Bäumen ermöglicht.

1 Baum – 40 Früchte

Ein Künster aus New York hat durch das Veredeln

vieler Äste einen Baum kreiert, der vierzig

verschiedene Früchte, darunter Pfirsiche, Marillen,

Pflaumen, Kirschen und Nektarinen, trägt.

Diese Bäume blühen in verschiedensten Farben

und werden inzwischen in Museen ausgestellt.

57


2 _ die welt der bäume

2.1 Chlorophyll - der grüne Wunderstoff im Baum?

Wie im Kapitel „Wald & Klima“ mehrmals erwähnt, können Bäume das Treibhausgas

CO 2

für lange Zeit im Holz binden. Wird das Holz genutzt (z.B. als Möbelstück

oder als Haus), verlängert sich diese „Speicherleistung“, bis das Holz verbrennt

oder verrottet. Verantwortlich für diesen Vorgang ist die Fotosynthese.

Sie ist die Grundlage für das Leben auf der Erde.

Die Fotosynthese findet in den pflanzlichen Zellen

in den Chloroplasten statt (chloro = altgriechisch

für grün) – also in den Nadeln und Blättern

der Bäume. Chloroplasten enthalten, wie

der Name schon sagt, den grünen Blattfarbstoff

Chlorophyll. In den nächsten Versuchen werden

der Aufbau eines Blattes und das damit verbundene

Chlorophyll mit einfachen Methoden erforscht.

Chlorophyll – echt der Hammer

» 1 Hammer

» 1 stabile, glatte Unterlage

(z.B. ein Schneidbrett)

» 1 weißes Baumwolltuch

(ca. 20 x 20 cm)

» frisch gepflückte Blätter

oder Äste mit Nadeln

Die Blätter oder Nadeln werden auf der Unterlage platziert

(sie können dabei auch in Form eines Musters angeordnet

werden). Darüber wird das Baumwolltuch gelegt.

Anschließend wird mit dem Hammer gefühlvoll auf

die Stellen geklopft, wo die Blätter und Nadeln liegen.

Bald zeichnen sich die einzelnen Blätter und Nadeln als

grünes Farbschema auf dem Tuch ab. Wenn das Blatt

fertig „geklopft“ ist, bleibt unter dem Tuch nur mehr das

Blattskelett übrig.

58


die welt der Bäume _ 2

Um den Lärm, der durch

das Klopfen entsteht,

zu mindern, einfach ein

Schwammtuch unter die

Unterlage legen. Bei Bedarf

mit den Schüler:innen den

Umgang mit dem Hammer

durchbesprechen (ein

Hammer ist ein Werkzeug

und keine Waffe; Verletzungsgefahr

bei nicht sachgemäßer

Handhabung).

Besonders gut gelingt der

Versuch im Frühjahr und

im Sommer (im Herbst und

Winter fehlt den Blättern

und Nadeln der „Saft“).

Durch das Hämmern platzen die Zellen im

Blatt auf und die Inhaltsstoffe übertragen

sich auf das Tuch. Der grüne Blattfarbstoff

Chlorophyll ist dabei vorherrschend – deshalb

sind die Abdrücke grün. Übrig bleibt das

so genannte Blattskelett mit den gut sichtbaren

Blattadern. Über diese Adern wurden

die Blätter mit Wasser versorgt. Im Gegenzug

versorgen sie den Baum mit Assimilaten, also

den Nährstoffen, die bei der Fotosynthese

entstehen. Die Abdrücke der Blätter können

in einem nächsten Experiment unter UV-Licht

untersucht werden (siehe S. 62).

Chlorophylle sind natürliche Farbstoffe, die von fotosynthetisch aktiven Pflanzen

gebildet werden. Sie erfüllen wichtige Funktionen bei der Fotosynthese, darunter

die Absorption des Lichts, den Energie- und den Elektronentransfer. Chlorophyll-

Moleküle sind für die grüne Farbe von Pflanzen verantwortlich.

Daher werden sie auch „Blattgrün“ genannt.

59


2 _ die welt der bäume

Was hat Chlorophyll mit Sonnenlicht zu tun?

Damit Bäume bei der Fotosynthese Zucker

(Glukose) und Sauerstoff produzieren können,

benötigen sie Energie in Form von

Strahlung. Unter „Strahlung“ verstehen wir

elektromagnetische Wellen unterschiedlicher

Länge, die von der Sonne ausgehen.

Licht ist der für uns sichtbare Teil dieser

Wellen in einem Bereich von 380 nm – 750

nm. Diese Wellen können wir auch mit bloßem

Auge wahrnehmen.

Die Bereiche, die für die Pflanzen ausschlaggebend sind, werden auch PAR (photosynthetic

active radiation) genannt. Die wichtigsten Bereiche liegen hier bei 350 nm bis 500

nm und 600 nm bis 700 nm.

Das Licht, das wir als weißes, helles Licht wahrnehmen, besteht

aus einer Mischung unterschiedlichster Wellenlängen.

60


die welt der Bäume _ 2

Das Chlorophyll, welches für die Absorption (Aufnahme) des Sonnenlichts verantwortlich ist, ist

Teil des Lichtsammelkomplexes. Es wandelt Strahlung in Energie für die Fotosynthese um oder

gibt sie in Form von Fluoreszenz oder Wärmestrahlung wieder ab.

Streuung

Strahlung, die gestreut, also in alle Richtungen zurückgeworfen, und die transmittiert, also durchgelassen

wird, nimmt das menschliche Auge wahr. Strahlung, die absorbiert, also aufgenommen

wird, dient der Energiegewinnung im Blatt. Diese Strahlung wird für das menschliche Auge „geschluckt“

(siehe Experiment S. 63). In der Natur werden Blätter natürlich von allen Seiten angestrahlt,

nicht nur von oben wie in der Grafik schematisch dargestellt. Der Strahlungsbereich

zwischen 500 nm und 600 nm wird auch nach allen Seiten „gestreut“. Deshalb sehen Blätter auch

oben wie unten grün aus.

Je stärker ein Blatt fluoresziert, desto weniger Fotosynthese macht es. Das nutzt man

bei der Messung mittels Fluoreszenzspektrometer aus, um Rückschlüsse auf die Fotosyntheseleistung

eines Baumes ziehen zu können (Auswirkungen siehe S. 14 f). In

Zukunft könnte damit der Gesundheitszustand eines Waldes einfach per Satellitenbild

analysiert werden. Schon heute werden Drohnen zur Messung eingesetzt.

61


2 _ die welt der bäume

Warum sehen Blätter und Nadeln

für uns Menschen grün aus?

Bei diesem Experiment werden grüne Pflanzenteile mit verschiedenfärbigem

Licht beschienen. Die Forscherfragen, die es zu beantworten gilt, lauten:

Sind Blätter wirklich immer grün und warum sind sie ausgerechnet grün

(und nicht z.B. blau oder rot)?

» eine undurchsichtige Box mit

„Gucklöchern“ zum

Verschließen (z.B. aus Holz)

» ein LED-Band mit

unterschiedlichen Farben und

einer Fernbedienung

(mit Batterie oder Netzteil)

» ein frisch gepflücktes Blatt,

frische Nadeln von einem

Baum oder eine kleine

Pflanze im Topf

Vorbereitung der Box

Das LED-Band wird in die Box geklebt oder gelegt.

Am besten so, dass es durch die Gucklöcher nicht

direkt gesehen werden kann. Die Stromversorgung

muss so nach außen gelegt werden, dass kein Licht

von außen eindringen kann.

Umsetzung

Die grünen Pflanzen(teile) werden so in der Box

platziert, dass sie von den Gucklöchern aus gesehen

werden können. Der Deckel wird geschlossen,

sodass kein weiteres Licht in die Box eindringen

kann. Dann wird das LED-Band eingeschaltet und

die Pflanzen(teile) werden mit verschiedenen Farben

bestrahlt. Optimal funktioniert der Versuch in einem

abgedunkelten Raum bzw. könnte ein dunkles Tuch

bzw. eine größere Decke über die Box und den/die

Betrachter:in gelegt werden.

Einblick in die Versuchsbox: eine undurchsichtige Kiste mit zwei kleinen „Gucklöchern“,

einem bunten LED-Band und einer Pflanze (bzw. Blättern/Nadeln).

62


die welt der Bäume _ 2

Werden die Pflanzenteile mit weißem Licht beschienen,

erscheinen sie intensiv grün. Wird

die Lichtfarbe auf Rot oder Blau umgeschaltet,

erscheinen die Blätter und Nadeln viel dunkler

(eher graubraun). Bei einer gesunden, gut

mit Wasser und Nährstoffen versorgten Pflanze

absorbiert das Chlorophyll vor allem im UV

und blauen Bereich (350 nm – 500 nm) sowie

im roten Bereich (600 nm – 780 nm).

Je nach Farbe des Lichtes verändert sich für den/die Betrachter:in die Farbe der Blätter:

Nur bei grünem bzw. weißem Licht erscheinen die Blätter wirklich grün. Das hängt mit der

Licht-Reflexion der Oberfläche zusammen.

Grünes Licht wird gestreut und transmittiert.

Dadurch erscheinen den Betrachter:innen die

Blätter grün. Abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit

und dem Aufbau der Blätter

variiert die Grünfärbung stark.

EINFACH ERKLÄRT HEISST DAS:

Das grüne Chlorophyll im Blatt nimmt die roten,

violetten, blauen und gelben Farbanteile

des Sonnenlichts auf und betreibt mit der

Energie Fotosynthese. Die grünen Farbanteile

braucht das Blatt nicht – sie werden vom Blatt

in alle Richtungen gestreut und gelangen als

einzige Farbe zu unserem menschlichen Auge.

Deshalb sehen Blätter für uns grün aus.

Dieser Versuch erfordert etwas

Training. Der Mensch ist darin

geübt, gesehene Dinge sofort

und unbewusst zu interpretieren:

In der Box ist rotes Licht – klar,

dass das Blatt rötlich aussieht. Bei

diesem Experiment geht es aber

darum, genauer hinzusehen: Ist

das Blatt wirklich rot, oder dunkelbraun/graubraun?

Und viel wichtiger:

Wenn das Blatt mit weißem

Licht beschienen wird, ist es dann

weiß?

63


2 _ die welt der bäume

2.2 Warum werden die Blätter im Herbst bunt?

In den Experimenten der vorhergehenden Seiten haben wir uns ausführlich dem

Thema „Chlorphyll“ gewidmet. Doch ein Blatt besteht aus viel mehr Inhaltsstoffen.

Mit dem nächsten Versuch kann eindeutig nachgewiesen werden, dass in

grünen Blättern nicht nur grüne, sondern auch orange und gelbe Bestandteile

enthalten sind. Damit verbunden ist die Verfärbung der Blätter im Herbst.

Extraktion von Chlorophyll

» ein kleiner Mörser mit Pistill

» ein kleines Glas (Reagenzglas oder

Schnapsglas)

» frisch gepflückte Blätter oder Nadeln

» Oberflächendesinfektionsmittel (40 %

Ethanol, 19 % Isopropanol)

» Pipette

» Filterpapier (ca. 15 cm x 1,5 cm –

abhängig von der Größe des Glases) mit

einem Loch am oberen Rand

» Glasbehälter (z.B. Wasserglas,

Marmeladenglas…)

» Zahnstocher oder Schaschlikspieß

» UV-Licht-Lampe

Die Blätter oder Nadeln in möglichst kleine

Stücke schneiden und in den Mörser

geben. Mit einer Pipette ca. 6 ml Desinfektionsmittel

dazugeben und das Pflanzenmaterial

möglichst vollständig zerreiben.

Mit der Pipette wird vorsichtig

die dabei entstandene grüne Flüssigkeit

in das Gläschen transferiert (möglichst

ohne Feststoffe). Anschließend wird mit

der Pipette am unteren Ende des Filterpapiers

(ca. 1,5 cm über dem unteren

Rand) ein grüner Streifen aufgetragen.

Das beste Ergebnis wird erzielt, wenn

der Streifen kurz getrocknet wird und der

Auftrag wiederholt wird.

Mit einem Mörser werden die Nadeln und/oder Blätter zerkleinert.

64


die welt der Bäume _ 2

Mit einer Pipette wird das extrahierte

Chlorophyll auf das Filterpapier

aufgetragen.

Sollten jüngere Forscher:innen

Probleme

beim sauberen Auftragen

der Chlorophylllösung

haben, kann der untere

Rand des Filterpapiers

auch ca. 2 cm nach oben

gefaltet werden. Die

Knickstelle wird vorsichtig

in die grüne Lösung getaucht.

So entsteht eine

gerade Linie mit Chlorophylllösung.

Anschließend wird das Filterpapier mit Hilfe des Zahnstochers

bzw. des Schaschlikspießes in den Glasbehälter gehängt.

Nun so viel Desinfektionsmittel in das Glas geben,

dass der Streifen ca. 0,5 cm in die Flüssigkeit eintaucht.

ACHTUNG: Der grüne Auftrag darf das Fließmittel (Desinfektionsmittel)

nicht berühren! Nach zirka einer Stunde wird

das Ergebnis betrachtet.

Auf dem Filterpapier haben sich mehrere gelbe,

orange, grüne und braune Streifen gebildet.

Denn durch das Mörsern wurden die Zellen in

den Blättern und Nadeln vollständig zerstört

und dabei die Zellbestandteile freigesetzt. Dazu

gehören die grünen Moleküle, das Chlorophyll

a und b und die orange-roten Carotine der

Lichtsammelkomplexe I und II aus den Chloroplasten.

Auch die farbigen Bestandteile der

Chromoplasten und der Vakuole, die orangeroten

Carotine (α-, β-, γ-, δ-, Lycopin), sowie weitere

Carotinoide, die gelb-orangen Xantophylle

(Lutein und Zeaxanthin) und die rot-violetten

Anthocyane trennen sich auf. Diese Farbstoffe

der Zelle lösen sich aufgrund ihres Aufbaus und

ihrer Polarität unterschiedlich gut in Ethanol

(polar) und Isopropanol (unpolar).

65


2 _ die welt der bäume

Wird das Filterpapier in die mobile Phase (also

das Lösungsmittel) getaucht, steigt die Flüssigkeit

durch die Kapillarität im Papier auf (siehe

Papierforscherheft unter www.papiermachtschule.at).

Die aufgetragenen Moleküle lösen

sich im aufsteigenden Desinfektionsmittel

unterschiedlich gut und steigen deshalb unterschiedlich

hoch auf. So entstehen die verschiedenfarbigen

Streifen. Oberhalb der zwei grünen

Streifen aus Chlorphyll a und b befindet

sich meist noch ein brauner Streifen aus oxidierten,

„kaputt“ gegangenen Molekülen.

Lauffront:

Oxidationsprodukte

Carotine

Oxidierte Chlorophylle

Aufgestiegene

mobile Phase

Chlorophyll a

Chlorophyll b

Xanthophylle (Lutein

und Zeaxanthin)

Auftrag: Weitere

unlösliche und ungelöste

Zellbestandteile

Varianten

VARIANTE 1 » DIREKT IN DEN PFLANZENSAFT HÄNGEN

Wird das Filterpapier direkt in das Zellextrakt gehängt, so steigen auch hier die

gelösten Moleküle unterschiedlich stark auf. Durch die Menge an Inhaltsstoffen

sind allerdings keine klar abgegrenzten Linien erkennbar. Trotzdem sind auch

hier deutlich die unterschiedlichen Farbtöne sichtbar.

AUF TASCHENTUCH

AUF KÜCHENROLLE

Fichte Efeu Efeu Fichte Efeu Fichte

66


die welt der Bäume _ 2

VARIANTE 2 » ANDERE FLIESSMITTEL VERWENDEN UND VERGLEICHEN

Wird eine andere mobile Phase benutzt (z.B. ein anderes Desinfektionsmittel

aus 70 % EtOH (polar), lösen sich andere Bestandteile besonders gut und es

entstehen andere Streifen. Daher ist unbedingt darauf zu achten, welches

Lösungs- und Fließmittel eingesetzt wird.

Lauffront:

Oxidationsprodukte

Chlorophyll a

Carotine

Chlorophyll b

Anthocyane

Xanthophylle (Lutein

und Zeaxanthin)

Auftrag: Weitere

unlösliche und

ungelöste

Zellbestandteile

Neben den grünen Chloroplasten enthalten Blattzellen auch bunte Chromoplasten.

Sie sind unter anderem für die bunte Färbung von Blüten und Früchten

verantwortlich. Im Herbst werden die Chloroplasten (mit dem grünen Chlorophyll)

abgebaut oder zu Chromoplasten umgewandelt. Der grüne Farbstoff aus den

Blättern verschwindet und die gelben, orangen und roten Farbstoffe werden nicht

mehr überlagert. Die Blätter färben sich bunt!

Der Aufbau der pflanzlichen Zelle kann in steirischen Schulen anhand der „genähten

Pflanzenzelle“ genauer erforscht werden. Diese steht über proHolz Steiermark kostenlos

zum Verleih zur Verfügung (siehe www.holzmachtschule.at/verleihmaterialien)

67


2 _ die welt der bäume

Chlorophyll unter

ultraviolettem Licht

Ergänzend zum vorherigen Experiment kann folgender Versuch durchgeführt werden:

Während das Filterpapier im Fließmittel hängt,

kann der restliche Pflanzensaft unter UV-Licht

betrachtet werden (das eingesetzte ultraviolette

Licht hat eine Wellenlänge von 395 nm). Der

Raum sollte dazu möglichst gut abgedunkelt

werden, damit der Effekt gut sichtbar ist (oder

es wird unter großen dunklen Tüchern (Leintüchern)

oder Decken gearbeitet). Der Pflanzensaft

fluoresziert gelb/orange bis intensiv rot.

ACHTUNG: Dieses UV-Licht ist für den Menschen

ungefährlich, jedoch sollte nie direkt in

die Lampe geschaut werden.

Das UV-Licht trifft auf die Chlorophyllmoleküle

und versetzt diese in einen energiereichen, angeregten

Zustand. Da die Energie in der Chlorophyll-Lösung

nicht für Fotosynthese genutzt

werden kann, wird sie in Form von Fluoreszenz

wieder abgegeben. Daher kommt das intensiv

gelb-rote Leuchten. Im lebenden Baum würde

diese Energie, die wir als leuchtendes Rot sehen,

für die Fotosynthese, also die Umwandlung

von CO 2

und H 2

O zu Zucker (Glukose) und

O 2

, aufgewandt werden.

Wenn UV-Licht auf Chlorophyll trifft, fluoresziert es gelb/orange bis intensiv rot.

68


die welt der Bäume _ 2

2.3 Wie gelangt die bei der Fotosynthese

erzeugte Glukose von den Blättern und Nadeln

in die restlichen Teile des Baumes?

Wichtige „Transportkanäle“ in Blättern sind die so genannten „Blattadern“. Sie

durchlaufen die Blätter netzförmig (von der Mittelrippe ausgehend) und ermöglichen

den Zustrom von Wasser und den Abtransport von Assimilaten (u.a. Glukose).

Mit folgendem Versuch können die Blattadern sichtbar gemacht werden:

Danke an den Ideengeber Hans Peter Killingseder

bei der Fortbildung „Mathematik im Wald“

Blätterskelett

» frische Blätter von Bäumen

» größeres Schraubglas mit weiter Öffnung

» 10%ige Kaliumhydroxid-Lösung (KOH)

Alternative: 7-10%ige Waschsoda-Lösung

(Natrium Carbonat Na 2

CO 3

)

» Topf (als Wasserbad für das Erwärmen

der Lösung) & hitzebeständiges Gefäß

(z.B. Metallschüssel)

Je Schüler:in:

» 1 Unterlage, mind. 1 Stk. Küchenrolle,

1 weiche Zahnbürste

Vorbereitung

(kann auch zu Hause erfolgen):

Zuerst werden die Blätter in heißer

KOH-Lösung mazeriert (macerare

= lat. „zermürben“ – in der Biologie

versteht man darunter das Zerfallen

von pflanzlichem Gewebe in seine

Zellen). Dazu wird die KOH-Lösung

in ein hitzebeständiges Gefäß (z.B.

eine Metallschüssel) geleert. Wasser

wird (z.B. in einem Topf) zum Sieden

bzw. Kochen gebracht – das hitzebeständige

Gefäß mit der Lösung

wird in das heiße Wasserbad gestellt.

Die Blätter werden darin ca. 20 – 40

Minuten lang eingeweicht (bei der

Waschsoda-Lösung kann es mehrere

Stunden dauern bzw. funktioniert

das Experiment nur mit sehr weichen

Blättern). Anschließend werden die

Blätter mehrfach mit Wasser abgespült

und in das mit reinem Wasser

gefüllte Schraubglas gegeben.

Mazerierte Blätter im Wasserbad

69


2 _ die welt der bäume

In der Schule

Jede:r Schüler:in bekommt eine Unterlage. Darauf werden das Stück Küchenrolle und das

mazerierte Blatt gelegt. Mit der weichen Zahnbürste werden ganz vorsichtig die weichen

Blatteile abgebürstet. Übrig bleiben die Blattadern in Form eines wunderschönen Blätterskeletts.

Dieser Versuch eignet sich sehr gut, um eine aufgeregte Klasse zu beruhigen. Damit das

Experiment funktioniert, sind seitens der Schüler:innen Sorgfalt und Konzentration gefragt.

ACHTUNG:

KOH ist eine starke Lauge – unbedingt Handschuhe und Schutzbrille tragen! Vorsicht,

wenn die Blätter in die heiße Lösung gegeben werden – es kann zu einem Siedeverzug

kommen. Am besten eine Zange benutzen, damit ein entsprechender Abstand zum Topf

(Wasserbad) gehalten werden kann.

Wer nicht mit Lauge arbeiten möchte, kann die Blätter einfach einige Wochen lang in

ein dichtes, mit Wasser gefülltes Gefäß geben (z.B. in ein leeres großes Essiggurkenglas).

Wie bereits erwähnt, ist ein Aufkochen mit Waschsoda möglich, um die Mazerierung

umzusetzen (70 – 100 g Waschsoda auf 1 l Wasser). Die Blätter müssen dabei

aber viel länger gekocht werden, als in der KOH-Lauge (mind. 2 – 3 Stunden).

70


die welt der Bäume _ 2

Beim Erhitzen der KOH-Lösung wird die Zellstruktur

der Blätter aufgelöst. Somit können

alle Blattbestandteile bis auf die widerstandsfähigen

Blattadern mit der Zahnbürste entfernt

werden. Warum sind die Blattadern so

widerstandsfähig? Ganz einfach: Ohne Blattadern

keine Wasserversorgung – ohne Wasserversorgung

keine Fotosynthese.

Die Pflanze würde nicht mehr mit Nährstoffen

versorgt werden und absterben. Deshalb sind

die Blattadern oder „Leitbündel“ von einer besonderen

Schutzhülle, den so genannten „Leitbündelscheidezellen“

(auch Sklerenchymzellen

gennant) umgeben. Sie haben eine besonders

widerstandsfähige Zellwand.

In Blättern funktioniert die Versorgung über die Blattadern. Aber wie sieht es

bei Nadeln von Nadelbäumen aus? Natürlich verlaufen auch in den Nadeln

Transportkanäle – aber nicht netzweise verzweigt wie bei den Blättern,

sondern längs und parallel.

Vergleich Aufbau eines typischen Blatts zu einer typischen Nadel

Schematischer

Blatt-

Querschnitt

Im Xylem wird das

Wasser in die Blätter

transportiert, im

Phloem werden die

Assimilate aus dem

Blatt in die gesamte

Pflanze verteilt.

Schematischer

Nadel-

Querschnitt

Quelle: Privatdozent Dr. Ulrich Müller (BOKU Wien)

71


2 _ die welt der bäume

2.4 Wie kommt das Wasser aus dem Boden

in die Blätter und Nadeln?

Einleitend eine kurze Zusammenfassung, wie sich ein Baum mit Wasser

und Nahrung versorgt (nähere Informationen siehe

Holzexperimente Forscherheft 1.0 S. 16 f):

Bäume nehmen Wasser und Nährstoffe über

die Wurzeln aus der Erde auf. Der Motor für

die Aufnahme ist der positive Wurzeldruck (Osmose).

Über die Leitungsbahnen im Splintholz

werden die Wasserteilchen im gesamten Baum

verteilt.

Auf der Unterseite der Blätter und Nadeln sind

kleine Öffnungen (Spaltöffnungen oder Stomata),

über die der Baum atmet. Wind und

Sonneneinstrahlung bewirken, dass die Wasserteilchen

an diesen Öffnungen verdunsten.

Dabei „ziehen“ sie immer mehr Wasserteilchen

aus den Leitungen nach – es entsteht ein Sog,

wie bei einem Trinkhalm. Unterstützt wird dieser

Vorgang durch die Kapillarwirkung.

Mit der Zeichnung auf der Nebenseite kannst du den Wassertransport im Baum hautnah erleben:

Nimm ein mobiles Endgerät (Mobiltelefon, Tablet o.ä.) und lade aus dem App-Store bzw. Google-

Play-Store die AREEKA-App herunter. Halte die Kamera des Handys bzw. Tablets auf die Zeichnung

und schon geht es los (der Download-Prozess kann ein bis zwei Minuten dauern):

» Tippe auf den Wasserstrom im Baum, um ihn in Gang zu setzen.

» Tippe auf die Sonne und den Wind, um sie „einzuschalten“ und die Geschwindigkeit

des Wasserstroms zu beeinflussen.

Wie in der Realität beschleunigen Sonneneinstrahlung

(mehr Verdunstung) und der Wind

den Wasserstrom im Baum.

Augmented

Reality

SCAN ME!

So erweckst du die Augmented-Reality-Zeichnung auf Seite 73 zum Leben:

72


die welt der Bäume _ 2

WASSERTRANSPORT IM BAUM

73


2 _ die welt der bäume

Wie trinkt der Baum?

Dieser komplexe Vorgang kann bereits jüngeren Schüler:innen anhand der

Geschichte „Der König und die Buche“ und einem damit verbundenen

Experiment näher gebracht werden.

» 1 durchsichtige Schüssel

(ca. Größe einer

Salatschüssel)

» 1 Kübel (oder ein anderes

Gefäß – vom Volumen her

mindestens so groß

wie die Schüssel)

» 1 Stück durchsichtiger

Schlauch (ca. 1,5 m)

» 1 Klebekristall

(selbstklebend)

» gebastelte Figuren aus

Holz oder Papier (König,

Königin, Prinzessin, Prinz)

» Märchen

„Der König und die Buche“

» evt. ein gebastelter Baum

Die Schüssel wird mit Wasser gefüllt und auf einen

Tisch gestellt. Den Kübel und den Schlauch griffbereit

halten, aber noch verstecken. Auf die Krone der Königin

wird der Kristall geklebt.

Nun wird die Geschichte vorgelesen – die Figuren werden

dazu entsprechend bewegt. Kurz zusammengefasst

geht die Königin im Wald spazieren. Sie schaut ihr

Spiegelbild im See an, dabei fällt der wertvolle Kristall

ins Wasser. Ohne diesen Kristall „verliert“ sie die Macht

im Königreich. Nachdem die Königin aber aus Holz bzw.

Papier besteht, darf sie nicht nass werden. Wie kann

sie ihren Kristall zurückholen, ohne dass sie mit dem

Wasser in Berührung kommt? Ein Baum gibt der Königin

den Tipp, dass sie gleich agieren soll wie er, wenn er

Wasser aufnimmt.

Bastel-Vorlagen und

Märchen: Download unter

www.holzmachtschule.at/

holzforscherheft2

Herzlichen Dank an

Elke Hofstätter für

diese Experimentidee!

www.hofstaetter-elke.eu

Materialien für das Experiment

74


die welt der Bäume _ 2

An diesem Punkt der Geschichte wird der Kübel auf dem Boden unter der Schüssel platziert. Der

Schlauch wird in den „See“ (also die volle Wasserschüssel) gesteckt – dann wird kurz angesaugt,

bis das Wasser fast den Mund erreicht hat. Anschließend den Daumen auf das Schlauchende

halten und dann in den Kübel stecken. Das Wasser läuft nun von selbst in den Kübel, bis der See

leer ist.

Der Schlauch im Experiment symbolisiert die

sehr viel feineren Leitungsbahnen in einem

Baum. Ein Baumstamm besteht aus unzähligen

Leitungsbahnen, durch die das Wasser

unter anderem mit Hilfe des Kapillareffektes

nach oben steigt. Für kleinere Kinder kann

dieser Prozess wie folgt erklärt werden: Wasser

kann in ganz dünnen Röhrchen nach oben

steigen („klettern“), da die kleinen Wasserteilchen

an Oberflächen haften (Adhäsion). Verglichen

werden kann dieser Vorgang mit Kindern,

die am Türrahmen nach oben klettern.

Außerdem halten sich die Wasserteilchen aneinander

fest und ziehen sich nach oben (Kohäsion).

Das Ganze nennt man Kapillareffekt

oder „Haarröhrchenwirkung“ (capillus = lat.

Haar). In diesem Experiment wirkt allerdings

nicht der Kapillareffekt, da der Schlauch viel

zu dick ist.

Das Gewicht der Wasserteilchen im längeren

Teil des Schlauches (zum Kübel) ist schwerer

als im kürzeren. Dieses, in den tiefer stehenden

Kübel, ablaufende Wasser zieht durch die

Kohäsionskraft das Wasser aus dem „See“.

Das Experiment zeigt nur einen kleinen Teil

des tatsächlichen „Trinkvorgangs“ im Baum.

Dieser ist noch viel komplexer und wird auf

den folgenden Seiten noch weiter erläutert.

Die Schüler:innen am Anfang

raten lassen, warum die Figuren

nicht nass werden dürfen.

Die Kinder selbst raten lassen,

wie man mit den zwei Gefäßen

und dem Schlauch das Wasser

aus dem „See“ bringen könnte

(sie evt. sogar selbst probieren

lassen). Nähere Informationen

zum Aufbau von Holz (Leitungsbahnen,

Zellen etc.)

siehe Holzforscherheft 1.0

(online als Blätterkatalog unter

www.holzmachtschule.at).

75


2 _ die welt der bäume

Was hat der Wassertransport im Baum mit dem Wachstum zu tun?

Bäume können 120 bis 150 Meter hoch werden.

Die Baumhöhe ist hauptsächlich durch

den Wassertransport limitiert. Das beginnt bei

der Wasseraufnahme der Wurzeln im Boden,

geht über die Weiterleitung in den Leitungsbahnen

im Holz bis hin zur Transpiration an

den Blättern und Nadeln. Ein entscheidender

Faktor ist der Aufbau des Holzes (siehe S. 84 ff).

Nur ca. 5 % des aufgenommenen Wassers werden tatsächlich in der Pflanze für die

Zellentwicklung und das Wachstum verwertet, 95 % werden direkt verdunstet.

Darum ist es zum Beispiel in einem Wald immer kühler als in bebautem Gebiet

(laut neuesten Untersuchungen um ca. 4°C).

Als Faustformel kann man annehmen, dass Fichten ca. 10 l, Buchen ca. 30 l,

Eichen 40 l und Birken weit über 100 l pro (heißem, sonnigem) Tag verdunsten.

Große Regenwaldbäume verdunsten sogar bis zu 1.200 l/Tag.

FÜR EXPERT:INNEN

Die Transpiration von Bäumen als die treibende Kraft für die Wasseraufnahme kann in einem

faszinierenden Experiment nachgewiesen werden. Nicht für einen kurzen Workshop geeignet,

sondern eher ein längerfristiger Versuch in der Schule: Ein künstlicher Baum wird über eine

Höhe von bis zu 10 m nachgestellt. Mit Hilfe eines Ventilators wird Wind erzeugt. Messungen haben

ergeben, dass innerhalb von 8 Stunden der künstliche Baum selbst ohne Wind 2,88 g Wasser

verdunstet – durch den Wind wird dieser Wasserverlust deutlich beschleunigt.

Hier sind bereits nach weniger als 2 h die 2,75 g Wasser verdunstet.

Eine genaue Versuchsbeschreibung ist in Susman et al. (2011) Water transport in trees – an artificial

laboratory tree; Phys. Educ. 46340 (http://iopscience.iop.org/0031-9120/46/3/015) zu finden.

Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus aus Susman et al. (2011). Die Gramm Angaben sind

Hochrechnungen aufgrund der in der Veröffentlichung angegebenen Verdunstung pro Minute.

76


die welt der Bäume _ 2

Stimmt es, dass Bäume nur am Tag wachsen?

Das Thema, ob Bäume nur am Tag, in der Nacht

oder immer wachsen, wurde lange diskutiert.

Allerneueste Untersuchungen haben jetzt gezeigt,

dass Bäume hauptsächlich in der Nacht

wachsen (Zweifel et al. (2021); Why trees grow

at night; New Phytologist).

Die Forscher:innen haben über acht Jahre den

stündlichen Zuwachs von Stammdurchmessern

bei Bäumen gemessen. Dabei haben sie

festgestellt, dass Bäume hauptsächlich dann

wachsen, wenn das Sättigungsdefizit (VPD – vapour

pressure deficit) am geringsten ist. Das ist

in der Nacht – genauer gesagt kurz nach Mitternacht

– der Fall. Das bedeutet, wenn die Luftfeuchtigkeit

am höchsten ist, macht der Baum

am meisten Dickenwachstum. Je früher er in

der Nacht zu wachsen beginnt, desto stärker

wächst er insgesamt. Ein hohes Sättigungsdefizit

(trockene Luft) am Tag verhindert dagegen

das Wachstum.

Außerdem hat das Forscher:innen-Team aufgezeigt,

dass das Wachstum von Bäumen empfindlicher

auf das Sättigungsdefizit reagiert als

die Verdunstung.

Das heißt, dass Bäume bei Trockenheit schneller

aufhören zu wachsen, als dass die Stomata

(Spaltöffnungen an Blättern und Nadeln) sich

schließen, und somit die Verdunstung von

Wasser verhindern (siehe S. 72 f).

77


2 _ die welt der bäume

2.5 Wald - echt „dufte“!

Weltweit bestätigen Studien die wohltuende und gesundheitsfördernde Wirkung

von Waldspaziergängen auf den Menschen. Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle:

Beruhigende Geräusche (sanftes Rauschen des Windes, Vogelstimmen …), angenehme

Temperaturen (u.a. aufgrund der Verdunstung von Wasser), die Farbe

„Grün“ als beruhigendes optisches Element oder der „herrliche Waldgeruch“.

Immer öfter werden diese Wald-Düfte in

Wohn- und Arbeitsräumen eingesetzt, um die

positive Wirkung auch außerhalb der Wälder

zu verspüren. Meist handelt es sich dabei um

ätherische Öle, die aus verschiedenen (Nadel-)

Bäumen gewonnen werden.

Diese ätherischen Öle haben in den Bäumen

verschiedenste Funktionen: Sie können Lockstoffe

für bestimmte Insekten sein, Fressfeinde

und Krankheitserreger abwehren, die Wundheilung

bei Schäden beschleunigen oder als

„Frostschutz“ dienen.

Die Geruchsstoffe befinden sich nicht nur in den Nadeln, sondern auch direkt im

Holz. Darum riecht es so gut, wenn man ein Holzhaus oder einen Raum betritt, der

mit unbehandeltem Holz ausgestattet wurde. Besonders intensiv riecht zum Beispiel

Zirbenholz. Ihm werden dank der ätherischen Öle gesundheitsfördernde und

antibakterielle Eigenschaften zugeschrieben.

Die positive Wirkung von

Holz auf den Menschen

wurde u.a. von der TU München

(Lehrstuhl für Holzbau

und Baukonstruktion)

in einer Studie erforscht

(„Gesundheitliche Interaktionen

von Holz – Mensch

– Raum“). Die Ergebnisse

dokumentieren eine Verbesserung

des Raumklimas

und der Lebensqualität sowie

ein gesteigertes Wohlbefinden

durch unbehandelte

Holzoberflächen. Die

Leistungs- und Erholungsfähigkeit

sowie die Stressresistenz

wurden gesteigert, selbst eine mögliche Vorbeugung gegen Demenz konnte in Aussicht

gestellt werden. Nicht umsonst wird Holz zum Beispiel im Krankenhausbau verstärkt eingesetzt.

78


die welt der Bäume _ 2

Ätherische Öle im Klassenzimmer

ohne Destillation

Ätherische Öle wirken sich nicht nur auf den Baum selbst, sondern auch auf uns

Menschen positiv aus. In diesem Experiment machen wir uns die heilende Wirkung

von Fichtennadelöl zu Nutze und stellen Maiwipferlsirup als Hustenstiller her.

» 1 Schraubglas (z.B. sauberes

Essiggurkenglas)

» Maiwipferln (frische,

grüne Fichtentriebe; ca. 300 g)

» brauner Zucker (ca. 600 g)

» kleine Flasche (zum Abfüllen

des Saftes)

» (Kaffee)filter

Wie der Name schon sagt, werden die Maiwipferln

zwischen Mitte April und Anfang Juni (je nach

Lage des Waldes) von Fichtenbäumen gepflückt.

ACHTUNG: Nicht zu viele Triebe vom gleichen

Baum abnehmen, um das Wachstum nicht negativ

zu beeinflussen! Die Maiwipferln anschließend

schichtweise abwechselnd mit dem braunen Zucker

in das Glas geben (die letzte Schicht muss

aus Zucker bestehen) und rund drei Wochen in

die Sonne (z.B. auf die Fensterbank) stellen (ohne

Schraub-Deckel, aber mit einem sauberen Tuch

abgedeckt). In dieser Zeit entzieht der Zucker

den Maiwipferln den Saft und es bildet sich Sirup.

Nach drei Wochen werden die Feststoffe herausgefiltert

(z.B. durch einen Kaffeefilter) und der

entstandene Hustensaft kann rund ein Jahr im

Kühlschrank gelagert werden.

Die jungen Fichtennadeln haben noch keine ausgeprägte

schützende Wachsschicht (Cuticula). Die

Triebe enthalten besonders viele wertvolle ätherische

Öle, Harze, Tannine und Vitamin C. Der Zucker

wirkt hygroskopisch und entzieht den noch

jungen Nadeln die Flüssigkeit (also das zuvor aufgenommene

Wasser). Darin gelöst sind die heilenden

Wirk- und Duftstoffe.

In Maiwipferln sind besonders viele

Wirk- und Duftstoffe gelöst.

79


2 _ die welt der bäume

Destillation von Fichtennadelöl

» frische Fichtenzweige

(ca. 500 g)

» frisches, reines Wasser

(ca. 500 ml)

(Verhältnis frisches Material

zu Wasser 1:1)

» Destille

» evt. Wasseranschluss

(nur bei Kühlung mit fließendem

Wasser notwendig)

oder Eiswürfel)

» Herdplatte

» sterilisiertes Glas mit Verschluss

» PH-Indikator

» sterilisierter Kaffee-Filter

» Pipette

Versuchsaufbau mit Destille

Vorbereitung: Das Glasgefäß wird sterilisiert, indem

es z.B. 5 Minuten in einem Topf ausgekocht wird.

Der Kaffeefilter (zum Filtern des Hydrolates) wird

für 30 Sekunden in der Mikrowelle erhitzt.

Es gibt verschiedene Formen der Destillation – bei

diesem Experiment wird eine Wasserdampf-Destillation

durchgeführt. Dazu werden die Fichtennadeln

zuerst mit einem scharfen Messer oder

einer scharfen Schere zerkleinert und in den Aromakorb

der Destille gegeben. Der Kessel wird mit

dem Wasser gefüllt und der Aromakorb so eingesetzt,

dass das Pflanzenmaterial nicht direkt das

Wasser berührt.

Der Kessel wird mit einem Deckel mit angeschlossener

Kühlkuppel verschlossen. Diese Kühlkuppel

kann mit Eis oder kaltem Wasser gefüllt sein, oder

mit fließendem kalten Wasser gekühlt werden.

Der Kessel wird erhitzt, das Wasser beginnt zu

kochen. Der aufsteigende Wasserdampf

durchdringt das Pflanzenmaterial

im Aromakorb und

ätherische Öle und andere wasserlösliche,

flüchtige Substanzen

werden mitgerissen.

Der Dampf kondensiert in der

Kühlkuppel, wird wieder flüssig,

läuft durch das Dampfrohr ab

und kann in dem sterilisierten

Glas aufgefangen werden. Die

Flüssigkeit ist eine Mischung aus

ätherischen Ölen und dem so genannten

Hydrolat. Die Destillation

ist abgeschlossen, wenn der

PH-Wert im Hydrolat auf 6 – 7 zu

steigen beginnt.

80


die welt der Bäume _ 2

Die ätherischen Öle schwimmen auf der Oberfläche und

können nun mit einer Pipette abgenommen werden.

HINWEIS: Der Geruch der ätherischen Öle ändert sich in den ersten 3 – 4 Wochen noch etwas,

danach stabilisiert er sich. Schwebstoffe sollten mit einem sauberen Filter (z.B. dem sterilisierten

Kaffeefilter) abgefiltert werden. Sie lassen das Hydrolat schneller verderben.

81


2 _ die welt der bäume

2.6 Holz unter dem Mikroskop

Der Aufbau von Holz kann am besten mit einem Mikroskop erforscht werden.

Die Palette reicht dabei von einfachen Becherlupen (nur sehr bedingt geeignet),

klassischen „analogen“ Stereomikroskopen (Schüler:innen-Mikroskopen) über

digitale Handmikroskope bis hin zu professionellen Durchlichtmikroskopen. Auf

den folgenden Seiten stellen wir Themen bzw. Teile des Baumes vor, die sich optimal

für die Mikroskopie eignen.

Wie entstehen Jahresringe?

Wie Jahresringe zustande kommen, wird im

Holzforscherheft 1.0 (S. 12 f) bildlich dargestellt

und auf den nächsten Seiten dieses Heftes detaillierter

erläutert. Kurz zusammengefasst entstehen

sie durch eine Abfolge von Wachstum

und Ruhephase: Im Frühjahr wächst der Baum

schnell – er bildet große Zellen mit dünnen Zellwänden

aus – das Holz ist hell (sog. „Frühholz“).

Im Sommer beginnt er mit der Einlagerung von

Nährstoffen und mit dem Schutz gegen Kälte

und Schädlinge – dieses Holz ist dunkler (sog.

Spätholz). Somit entsteht pro Jahr ein Jahresring.

In Ländern mit gleichbleibendem Klima

(ohne lange Hitze- und Kälteperioden) gibt es

keine typischen Jahresringe.

Die Dendrochronologie ist ein Fachgebiet, das sich intensiv mit der Jahrringforschung

auseinandersetzt (dendro = lat. Baum; chrono = lat. Zeit). Dabei wird einerseits z.B.

die klimatische Veränderung über die letzten Jahrtausende erforscht, andererseits

kann mit dieser Wissenschaft das Alter von Holzstücken (z.B. Holzbalken) und somit

von ganzen Holzgebäuden, -möbeln oder sogar Fossilien definiert werden.

82


die welt der Bäume _ 2

FÜR EXPERT:INNEN

Der für die Dendrochronologie essentielle „Hohenheimer Jahrringkalender“ geht 12.500 Jahre

zurück bis zum Ende der letzten Eiszeit. Anhand der speziellen Jahrring-Abfolge können Objekte

(z.B. Holzbalken) damit relativ genau datiert werden. Somit ist es möglich, z.B. das Alter von Gebäuden

zu bestimmen oder konservierte Holzstücke (z.B. aus Mooren) den Wachstumszeiten

zuzuordnen. Weiters werden aus den Jahrringen Ereignisse wie Schäden am Baum z.B. durch

Kriege (Einschüsse), Wild oder Unwetter herausgelesen.

Eine Holzprobe muss mindestens 50 Jahrringe aufweisen, damit eine Altersbestimmung durchgeführt

werden kann. Der Jahrring-Kalender wurde zum Teil aus versteinerten Mooreichen-Stücken

erstellt. Somit kann auch das Alter von fossilen Fundstücken bestimmt werden (die Dendrochronologie

gilt in diesem Fall als zuverlässiger als die C14-Methode).

DENDROCHRONOLOGIE

Im wahrsten Sinne des Wortes hinterlassen „einschneidende“ Ereignisse ihre Spuren im Holz.

Anhand dessen können viele geschichtlich interessante Geschehnisse Jahrringen zugeordnet werden.

83


2 _ die welt der bäume

Eine Baumscheibe unter der Lupe

» Baumscheibe/Holzscheibe,

sonstige Holzstücke, Furniere

» Handmikroskope

(www.holzmachtschule.at/

verleihmaterialien)

DM4-Mikroskop mit Display

(Zoom: 500/1000;

Fokussierbereich: 10-40 mm)

» evt. ergänzend ein

größeres Binokular

» evt. Laborrasierklingen/

Bügelklinge (mit nur einer

Schneideseite und einem Griff)

» evt. Pipette

Die meisten Mobiltelefone und Tablets

können als Lupe eingesetzt werden:

I-Phones haben eine Lupenfunktion vorinstalliert

und in den App-Stores findet

man zahlreiche kostenlose Lupen-Apps.

Für die Betrachtung von Jahresringen sind ganze

Baumscheiben besonders gut geeignet. Die Klasse

wird in Gruppen/Teams aufgeteilt – jede Gruppe

erhält ein Mikroskop. Wenn vorhanden, wird

am Binokular ein Jahrring stark vergrößert. Für

eine genauere Betrachtung des Holzes kann mit

der Labor-Rasierklinge eine Scharte in den Querschnitt

gemacht werden. Dadurch ist es möglich,

den Aufbau horizontal und vertikal zu betrachten.

Deutlich ist der Übergang zwischen der hellen

Frühholzzone zum dunkleren Spätholz erkennbar.

Nadelbäume haben die Strategie, dünnwandige

Zellen mit einem großen Lumen (Hohlraum

in Holzzellen) für den Wassertransport im Frühjahr

zu bilden (heller Teil im Jahrring) und dickwandige

Zellen mit engen Lumen für die Festigkeit

ab Sommer (dunkle Teile im Jahrring).

84


die welt der Bäume _ 2

In Laubhölzern sind eher Größe und Anzahl an

Gefäßen ausschlaggebend. Ringporige Laubhölzer

(z.B. Esche, Ulme, Eiche) stellen den

Wassertransport durch große Gefäße im Frühjahr

sicher. Ab dem Sommer wird die Festigkeit

durch kleinere und eine geringere Anzahl an

großlumigen Gefäßen gewährleistet. Bei zerstreutporigen

Laubhölzern (z.B. Buche, Ahorn,

Pappel) ist der Unterschied zwischen Früh- und

Spätholz weniger deutlich – der Jahrring ist dadurch

schwerer zu erkennen (siehe Holzforscherheft

1.0 Seite 18).

Bäume machen sekundäres Dickenwachstum.

Das unterscheidet Bäume von allen anderen

Pflanzen – z.B. auch von Palmen (Palmen sind

keine echten „Bäume“). Das heißt, dass sie jedes

Jahr um eine „Schicht“ dicker werden. Das

Kambium (befindet sich zwischen Bast und

Holz) betreibt aktive Zellteilung. Nach innen

werden jedes Jahr neue Holzzellen (Xylemzellen)

für den Wassertransport gebildet, nach

außen Bastzellen (Phloemzellen), in welchen

der Assimilattransport (z.B. für Nährstoffe/

Glukose) stattfindet.

Wie beim Kinderspiel „Fang den Hut“ wird der

Baum jedes Jahr höher und dicker. Im Frühjahr

werden, wie erwähnt, hauptsächlich Zellen

und Gefäße gebildet, die einen effektiven

Wassertransport sicherstellen, ab dem Sommer

werden Gefäße gebildet, die die Stabilität

des Baumes für den Winter sicherstellen.

wie wächst ein baum?

Ein Baum wächst an der Spitze in die

Höhe, bzw. an den Astspitzen in die

Länge. Im Bereich des Stammes

erfolgt das sekundäre Dickenwachstum.

Vom Kambium (grün)

bilden sich jedes Jahr neue Holzzellen

(Wassertransport) nach

innen und neue Bastzellen

(Assimilattransport) nach

außen. Abgestorbene Bastzellen

bilden die Rinde, ältere,

je nach Baumart eventuell funktionslose

Holzzellen, bilden

das Kernholz. Dieses ist oft

durch eine dunklere Färbung

zu erkennen.

Ast

Kambium

Rinde

85


2 _ die welt der bäume

VARIANTE 1

Die Schüler:innen können weitere Objekte rund

um Wald & Holz mit den Mikroskopen untersuchen

(z.B. Äste, Moos, Furniere, Zapfen, Samen, …). Welche

Funktion haben diese Objekte im Wald? Anschließend

können die Holzstücke mit Materialien

im Raum verglichen werden. Besonders interessante

Dinge werden dem/der Pädagog:in für das

Binokular gebracht und evt. am Schluss der ganzen

Klasse vorgestellt. Dabei werden das selbständige

Präsentieren eigener Forschungsergebnisse und

das Sprechen vor der Klasse in einem ungezwungenen

Rahmen trainiert.

VARIANTE 2

Alternativ können mit mobilen Handmikroskopen

bzw. mobilen Endgeräten mit Lupen-Funktion Objekte

direkt im Wald mikroskopiert werden. Oder es

werden im Wald interessante Gegenstände für die

Mikroskopie im Klassenzimmer gesucht. Oft tauchen

dabei Abfälle auf. Anhand von diesen kann die

Diskussion gestartet werden, was im Wald erlaubt

ist und was nicht. Auch Insekten, ausgerissene kleine

Bäumchen o.ä. können Diskussionsgrundlage

für das Verhalten im Wald sein.

VARIANTE 3

Holz und Holzprodukte sind saugfähig, sofern die

Oberfläche nicht versiegelt wurde (z.B. mit Wachs,

Lack oder Öl). Was passiert, wenn man mit der Pipette

Wasser auf Holzoberflächen tropft? Mit den

meisten Mikroskopen kann das Eindringen des

Wassers genau untersucht werden. Bei intensiver

Beobachtung fällt auf, dass der Wassertropfen

den Untergrund gleich wie eine Lupe optisch vergrößert.

Das kann zum Anlass genommen werden,

einen Exkurs zur „Optik“ zu machen.

86


die welt der Bäume _ 2

Einblicke in das Holz

mit Augmented Reality

Das Bild mit der Areeka-App scannen. Klicke auf die Zahlen von 1 – 5 (oder die Pfeile links und

rechts davon), um immer tiefer in das Holz einzutauchen. Nähere Informationen zum Aufbau

von Holz findest du auch im Holzforscherheft 1.0.

Augmented

Reality

SCAN ME!

BEWEGTE BILDER MIT AUGMENTED REALITY:

Mit dieser Zeichnung kannst du auch ohne Mikroskop in die Tiefen des Holzes eintauchen: Nimm

ein mobiles Endgerät (Mobiltelefon, Tablet o.ä.) und lade aus dem App-Store bzw. Google-Play-

Store die AREEKA-App herunter. Halte die Kamera des Handys bzw. Tablets auf die Zeichnung

und schon geht es los (der Download-Prozess kann ein bis zwei Minuten dauern):

87


2 _ die welt der bäume

FÜR EXPERT:INNEN:

HOLZAUFBAU – UNTERSCHIEDE ZWISCHEN LAUB- UND NADELHÖLZERN

UND WAS DAS ABWERFEN DER BLÄTTER IM HERBST DAMIT ZU TUN HAT:

Das Holz von Laub- und Nadelbäumen ist prinzipiell aus

unterschiedlichen Zellen und Gefäßen aufgebaut:

NADELBÄUME

» Tracheiden sind zum Wasser- und Nährstofftransport

bzw. zur Festigung gebildete, meist

stark verholzte, in axialer Richtung langgestreckte

Zellen; dünnwandig im Frühholz; dickwandig im

Spätholz. Tracheiden sind mit Tüpfeln verbunden

(Hoftüpfel und Fenstertüpfel). Als Tüpfel

werden in der Pflanzenanatomie dünne Stellen

oder Aussparungen in der Sekundärwand von

Pflanzenzellen bezeichnet, die dem Stoffaustausch

zwischen benachbarten Zellen dienen.

Nicht mehr genutzte Tracheiden im Totholz dienen

der Stabilisierung und haben verschlossene

Tüpfel.

» Holzstrahlen = Markstrahlen;

radiale Versorgung mit Wasser und

Nährstoffen & Speicherung

» Harzkanäle = „Interzellulare“;

Abwehr von abiotischen und

biotischen Schädlingen

» Siebzellen im „Phloem“ (Bast);

Leitung von Assimilaten; basipetal

(= von oben nach unten)

BESTANDTEILE DES NADELHOLZES

AUFBAU DES NADELHOLZES

Eine Ausnahme unter den Nadelbäumen ist die europäische Goldlärche.

Ihre Nadeln haben keine so ausgeprägte Cuticula (Wachsschicht) und ihre Stomata

sind schlechter geschützt. Deshalb verlieren sie im Winter die Nadeln,

obwohl Lärchenholz den typischen Nadelholzaufbau hat.

Amerikanische Lärchen verlieren ihre Nadeln nicht.

88


die welt der Bäume _ 2

LAUBBÄUME

» Tracheen = „modernere“ Gefäßelemente;

großlumig mit aufgelösten Querwänden

für den optimalen Wasser- und Nährstofftransport

zwischen den Zellen; Thyllen (nur

im Kernholz) verschließen die Tracheen und

dienen der Stabilisierung.

» Tracheiden haben keine aufgelösten

Querwände, sondern leiten Wasser & Nährstoffe

über „Tüpfel“ von Zelle zu Zelle. Sie

sorgen für Stabilisierung und Festigkeit.

» Siebröhren und Geleitzellen im

„Phloem“ (Bast); Leitung von Assimilaten;

basipetal (= von oben nach unten)

» Holzstrahlen = Markstrahlen;

radiale Versorgung mit Wasser und

Nährstoffen & Speicherung

» Fasern (Stabilisierung & Holzhärte)

BESTANDTEILE DES LAUBHOLZES

AUFBAU DES LAUBHOLZES

Ein Grund, warum die meisten Nadelbäume im

Winter ihre Nadeln behalten und Laubbäume

ihre Blätter abwerfen ist (neben dem unterschiedlichen

Aufbau von Blättern und Nadeln)

die unterschiedliche Holz-Zusammensetzung.

Nadelbäume sind entwicklungsgeschichtlich

älter und deshalb einfacher aufgebaut.

Sie transportieren wesentlich langsamer und

weniger Wasser, da sie keine Tracheen (großlumige

Gefäßelemente) haben. Aber deshalb

reagieren sie auch entscheidend unempfindlicher

auf Frost und Wassermangel. Es schadet

ihnen also nicht, die Nadeln auch im Winter zu

behalten.

Unter www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2 findest du ein kleines

Quiz mit professionellen Mikroskopie-Bildern der „Holzforschung

Austria“. Rate mit, was auf den Bildern zu sehen ist!

89


2 _ die welt der bäume

2.7 Holz dicht auf den Fersen

Der Wechsel zwischen Früh- und Spätholz wirkt sich auf die Stabilität des Holzes

aus. Vor allem für Holz, das im Baubereich verwendet wird (sogenanntes

Konstruktionsholz), ist das ein entscheidender Faktor. Durch die Verteilung

großlumiger Gefäße und Leit-Elemente schwankt die Dichte des Holzes

innerhalb eines Jahrrings extrem.

Die Dichte kann mit einer ganz einfachen Methode gemessen werden:

Dichtemessung von Holz

» flache, unbehandelte Holzstücke

von verschiedenen Holzarten

(Querschnitte von Baumstämmen

bzw. Teile von Baumscheiben)

» Scanner oder Kopierer

Die Baumscheibe(n) bzw. Holzstücke werden auf

einen Scanner bzw. Kopierer gelegt – es wird eine

Schwarz-Weiß-Kopie angefertigt.

Die Jahrringe erscheinen auf der Kopie als hellere

und dunklere Streifen. Diese Muster aus Streifen

sehen je nach Holzart ganz unterschiedlich aus.

Manche haben dunkle „Punkte“, andere sind

ganz gleichmäßig. Bei einigen Holzarten sind

die Streifen kaum wahrnehmbar, andere haben

scharf abgegrenzte, tief schwarze Linien. Je dunkler

die Stellen sind, desto dichter ist das Holz.

Anhand der charakteristischen Muster

kann die Holzart erkannt werden. Wer

schafft es die meisten Holzarten richtig

zuzuordnen? Macht einen Wettbewerb

und findet es heraus!

Verschiedene Holzarten werden

schwarz-weiß kopiert.

90


die welt der Bäume _ 2

Quelle: Prof. Michael Grabner, BOKU Wien

Bei der Dendrochronologie werden

vom Holz Spezialkopien oder Röntgenaufnahmen

angefertigt. Mittels

spezieller Computerprogramme (z.B.

WinDENDRO © ) werden die Grau- bis

Schwarzabstufungen als Grafik ausgegeben.

Je nach Holzart sehen diese

Grafiken ganz unterschiedlich aus und

sind somit charakteristisch für die jeweilige

Holzart. Auch Besonderheiten,

wie z.B. Verletzungen oder besonders

schmale Jahrringe werden dadurch

deutlich.

1

2

3

Durch die starken

Dichteschwankungen

z.B. bei Nadelhölzern

oder bei ringporigen

Laubhölzern (siehe

Grafik 1 und 2) sind

diese besonders

brüchig an den Übergangsstellen.

Zerstreuporige Laubhölzer

(Grafik 3) sind

viel gleichmäßiger und

weniger anfällig für

Brüche. Sie haben dadurch

insgesamt eine

höhere Dichte.

Quelle: Priv. Dozent Dr. Ulrich Müller, BOKU Wien

Quelle: Prof. Michael Grabner, BOKU Wien

Die Grafik der Buche hat sehr

viele, eng beieinanderliegende

„Peaks“. Das bedeutet, die Buche

hat dichtes Holz, das nicht

zur Brüchigkeit neigt.

Bei der Fichte hingegen sind

deutliche Dichteschwankungen

zu erkennen. Das Holz

kann „mit der Faser“ leicht

gebrochen werden. Am besten

ist dies anhand von Furnieren

zu zeigen.

91


92


KapiteL 3

Weißt du,

… was Yakisugi oder

Sho Sugi Ban ist?

… ob Holz sicher

brennt?

… ob Holz zur Säge

werden kann?

… warum Holzwerkstoffe

verleimt werden?

… wie sich Lacke und

Wachs auf Holzoberflächen

auswirken?

… wie Holz mit Karbonisieren

konserviert wird?

… ob Holz hält,

was es verspricht?

93


3 _ holz als bau- und werkstoff

3. Holz traditionell

und innovativ

Wie Ausgrabungen zeigen, haben Menschen bereits vor tausenden von Jahren mit

Holz gearbeitet. Jahrhunderte alte Holzbauten stehen bis heute – unter anderem

der „Sallegger Hof“ aus dem Jahr 1409 im steirischen Freilichtmuseum Stübing.

Holz hat sich also als Bau- und Werkstoff bewährt. Nicht umsonst wurde im Jahr

2018 jedes vierte Gebäude in Österreich mit Holz errichtet – Tendenz steigend.

3.1 Bauen mit Holz

Was hat der Holzbau mit dem Klima zu tun?

Aktuelle, groß angelegte deutsche Studien haben

bewiesen, dass durch das Bauen mit Holz

eine große Menge an CO 2

in der Atmosphäre

verhindert werden kann (im Vergleich zu mineralischen

Baustoffen wie Ziegel oder Beton).

Konkret könnten laut Berechnungen von

2016 bis 2030 durch eine Substitution von mineralischen

Baustoffen durch Holz insgesamt

6,5 Millionen Tonnen CO 2

-Äquivalent im Wohnungsneubau

eingespart werden

(Quelle: Treibhausgasbilanz von Holzgebäuden;

Prof. Annette Hafner, Ruhr Universität Bochum).

Warum hat sich Holz seit

Generationen bewährt?

Warum wird dann nicht

jeder Bau ein Holzbau?

Holz ist vielseitig, es ist leicht zu bearbeiten

und kann in fast jede Form gebracht werden.

Es ist, was das Gewicht betrifft, ein eher leichter

Baustoff, was vor allem bei Aufstockungen

oder bei Bauten in exponierten Lagen Vorteile

bringt. Weiters hat Holz eine niedrige Wärmeleitfähigkeit

– somit braucht ein Holzhaus

eigentlich keine zusätzliche Wärmedämmung.

Um diese positive Eigenschaft auch bei Gebäuden

aus anderen Baumaterialien zu nützen,

kam in den letzten Jahren verstärkt Holzwolle

als natürliche und nachwachsende Wärmedämmung

zum Einsatz.

Trotz umfangreicher Informationsoffensiven

kursieren in der Bevölkerung immer noch

Vorurteile, was das Bauen mit Holz betrifft.

Zwei der häufigsten Aussagen werden bei den

nächsten Experimenten genauer unter die

Lupe genommen:

1. „Aber Holz brennt doch!“

2. „Holz hält nicht so viel aus

wie Stahlbeton!“

94

Der Salleggerhof – ein Holzbau aus dem Jahr

1409 (Freilichtmuseum Stübing b. Graz)


holz als Bau- und werkstoff _ 3

3.2 Holz brennt sicher

Brandverhalten von Holz

Um es vorwegzunehmen: Ja, natürlich brennt Holz! Das kann jede:r bestätigen,

die/der einen Holzofen besitzt oder schon einmal einen gemütlichen Abend

am Lagerfeuer verbracht hat. Im Gegensatz zu anderen Materialien

brennt Holz aber gleichmäßig und berechenbar ab.

Dass Holz karbonisiert, wird in Japan bereits seit dem 16. Jahrhundert genützt – zum

Beispiel bei den holzkonservierenden Verfahren „Yakisugi“ (jap. für „verbrennen“)

oder „Sho Sugi Ban“ (jap. für „verbrannte Planke“). Dies sind attraktive und effektive

Methoden, um Holz gegen Verwitterung, Schädlingsbefall und (ironischer Weise)

auch gegen Brandgefahr zu schützen. Im Außenbereich werden diese Methoden zur

Konservierung ganzer Hausfassaden genützt, im Innenbereich können damit besonders

widerstandsfähige und optisch ansprechende Möbelstücke geschaffen werden.

Im Folgenden werden in sehr praxisnahen Experimenten verschiedene Materialien bezüglich

des Brandverhaltens miteinander verglichen:

Styropor (als typischer Dämmstoff), Holz (Dreischichtplatte – keine Dämmung notwendig),

vorbehandeltes Holz (karbonisiert nach Yakisugi) und OSB-Platten (bestehen u.a. aus

Holzspänen und werden z.B. bei Renovierungen und im Innenausbau genutzt).

95


3 _ holz als bau- und werkstoff

ACHTUNG:

Diesen Versuch am besten im Freien oder in einem sehr gut gelüfteten Raum ohne Brandmelder

durchführen. Ein Kübel mit Wasser muss zur Sicherheit bereitgestellt werden. Alle

Schüler:innen müssen einen Sicherheitsabstand einhalten oder entsprechende Schutzkleidung

tragen.

» Platten (je ca. 20x20x15 cm)

Dreischichtplatte, OSB-Platte,

Styropor (Polysterol),

Holz karbonisiert

» Größere, feuerfeste Unterlagen

(z.B. Fliesen)

» Créme brûlée-Brenner

(Einstellung: mittlere Stärke)

» Stoppuhr (z.B. am Handy)

Alle vier Platten werden nebeneinander auf die

brandbeständige Unterlage (z.B. Fliesen) gelegt.

Mit dem Créme brûlée-Brenner wird 30 Sekunden

lang (oder wenn ein Material früher durchgebrannt

ist auch kürzer) auf die einzelnen Platten

jeweils im Abstand von 10 – 20 cm gezielt (nur mit

mittlerer Stärke, um Verletzungen vorzubeugen).

Dabei wird das Material genau beobachtet und

das Ergebnis festgehalten.

Experiment-Vorbereitung:

Für das karbonisierte Holz ein

Holzstück so lange mit dem Crème

brûlée-Brenner bearbeiten, bis es eine

möglichst durchgehende dunkel

gefärbte (geflämmte) Oberfläche hat.

96


holz als Bau- und werkstoff _ 3

ACHTUNG BEI

POLYSTEROL:

Es schmilzt bereits bei

knapp über 100 °C und

tropft brennend ab

(kann innerhalb von

Sekunden zu einem

Flächenbrand führen).

Dämpfe nicht einatmen,

möglichst großen Abstand

halten!

Die Polysterol-/Styroporplatte ist bereits

nach rund 10 Sekunden vollständig geschmolzen

und stinkt. Das Yakisugi-Holz glüht während

der „Befeuerung“ an der heißesten Stelle

etwas, anschließend sind aber keine Spuren

mehr zu entdecken und die Rückseite der Platte

ist angenehm kühl. Die OSB-Platte glimmt

bei der Befeuerung etwas, erlischt aber sofort

nach Ende der „Befeuerung“. Zurück bleibt ein

schwarzer Fleck – auch hier ist die Rückseite

angenehm kühl und zeigt keinerlei Spuren.

Die unbehandelte Holzplatte glüht ebenfalls

ein wenig an der Feuerstelle und verhält sich

gleich unauffällig wie die anderen beiden Holzplatten

(OSB und Yakisugi).

Fazit: Keine der Holzplatten fängt Feuer. Ein

Szenario, wo eine weggeworfene Zigarette bei

einem Holzhaus einen Hausbrand verursacht,

ist demnach unwahrscheinlich (massive Holzwände

sind schwer entflammbar).

Bei einem Feuer brennt bei Holz das so genannte

„Holzgas“, welches aus dem heißen

Holz austritt. Die karbonisierte, also verbrannte

Schicht des Yakisugi-Holzes enthält keinerlei

Holzgas mehr und wirkt somit schützend

gegen die Hitzeeinwirkung. Das punktuelle

Feuer bewirkt auf den anderen Holzplatten

(OSB, unbehandeltes Massivholz) eine lokale,

kurzfristige Freisetzung des Holzgases. Bei genauerer

Betrachtung können kleine, kurz aufzüngelnde

Flammen erkannt werden. Jedoch

schützt auch hier die frisch karbonisierte Stelle

das Holz vor einer weiteren Ausbreitung

des Brandes.

Darum muss, damit ein Holzscheit in einem Ofen Feuer fängt, die Oberfläche relativ

lang und flächig mit Hitze bearbeitet werden (z.B. mit einem Zündwürfel). Je

dünner das Holz, desto schneller brennt es (keine Karbonschichtbildung möglich).

Darum soll Anheizholz möglichst dünn sein.

97


3 _ holz als bau- und werkstoff

3.3 Holz schneidet gut ab!

Hält Holz so viel aus, dass man damit sogar andere Materialien schneiden kann?

Muss so sein, denn bei vielen Grillpartys oder Festen verwenden wir immer öfter

Holzmesser als umweltfreundliche Alternative zu Plastikmessern. Sogar hochwertige

Küchenmesser werden mittlerweile mit Holzklingen angeboten. Bei den

nächsten beiden Experiment-Varianten wird erforscht, welche Materialien wirklich

mit Holz geschnitten werden können.

Holz - echt schnittig!

Variante I: Die Holz-Säge

» Furnierstreifen

(Größe: ca. 14 cm x 2 cm)

» Bügelsäge

» Schneid-Proben (Obst,

Gemüse, Gebäck, Knetmasse etc.)

In die Bügelsäge wird statt des Sägeblatts

der Furnierstreifen eingespannt und mit

den Flügelmuttern fixiert. Somit steht das

Furnier unter Zugspannung und knickt nicht

ab. Am besten funktioniert der Versuch,

wenn das Furnier hinter den Flügelmuttern

fixiert wird. Ausprobieren, welche Materialien

damit geschnitten werden können.

Verschiedene Holzarten ausprobieren

– welche funktionieren als Sägeblatt

besser, welche schlechter?

In die Bügelsäge wird statt des Sägeblatts

ein Stück Furnier eingespannt.

98


holz als Bau- und werkstoff _ 3

FÜR EXPERT:INNEN:

Variante II: Die Holz-Schere

» Eichenparkettlamellen

(erhältlich u.a. in Laubholzsägewerken

oder online)

» HPL-Platte (60 % Papierfaser in

Phenolharz; z.B. aus dem

Baumarkt)

» Bandsäge

» Schleifpapier

» Kleber (für Holz & HPL-Platte)

» Bohrmaschine

» Schraube und Hülsenmutter

Aus den Eichenlamellen werden zwei mit möglichst

gleichmäßig liegenden Jahrringen ausgewählt.

Eine der beiden Lamellen wird mit einer

dünnen HPL-Schicht verklebt. Nun wird die

Form einer typischen Schere auf die Eichenlamellen

übertragen (Vorlage siehe

www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2)

Die zwei Scherenhälften ausschneiden. Anschließend

die Teile mit dem Schleifpapier in

Form schleifen. Auf einer Ständerbohrmaschine

werden die Grifföffnungen und das Loch

für das Scherengelenk ausgebohrt. Nun die

Schneidflächen scharf schleifen.

Achtung: Vor allem beim Scherenteil ohne HPL-

Beschichtung darauf achten, dass möglichst

nur gefäßfreies (dunkleres) Spätholz im Bereich

der Klinge ist, damit die Schere länger schnittfähig

bleibt. Zuletzt die Schere mit der Hülsenmutter

und der Schraube verbinden.

Nähere Informationen und

Schablonen finden Sie online unter

www.holzmachtschule.at/

holzforscherheft

99


3 _ holz als bau- und werkstoff

3.4 Holz gibt Stabilität

Vorab: Holz ist nicht gleich Holz – unterschiedliche Holzarten haben ein

unterschiedliches Gewicht, sie unterscheiden sich im Luftgehalt und haben

somit auch eine unterschiedliche Stabilität.

Um genaue Daten zu den einzelnen Holzarten

und modernen Holz-Verbundstoffen zu erhalten,

werden unter anderem in einem Grazer

Forschungsinstitut (holz.bau forschungsgmbH

an der Technischen Universität Graz) die Biegefestigkeit,

die Elastizität und die Biegefestigkeit

laufend erforscht und überprüft. Zum Beispiel

kann dabei mit Zugversuchen die maximale

Reißlänge von Holz (längs zur Faser) ermittelt

werden.

Die Zugbelastung von Holz kann auch gemeinsam

mit den Schüler:innen in Form eines Experiments

erforscht werden. Dazu werden

Furnierstücke längs und quer zur Faser in zwei

Holzbacken gespannt und mit Gewicht belastet

(z.B. mit Wasserflaschen oder einem Kübel,

in den sukzessive Wasser gegossen wird). Nähere

Informationen zu diesem Versuch gibt es

im Holzforscherheft 1.0 auf Seite 36. (auch online

unter www.holzmachtschule.at im Bereich

„Unterrichtsmaterialien“ als Blätterkatalog erhältlich).

Theoretische Frage dazu:

Wie lang kann ein durchschnittliches Holzstück sein, bis es „von alleine“ (also ohne äußere Zugoder

Druckeinwirkung) längs zur Faser reißt? Antwort: Rund 10 Kilometer.

100


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Was hält Holz im Vergleich zu

Aluminium oder Stahl aus?

Mit diesem Experiment gehen wir einmal mehr einem Vorurteil auf den Grund:

Holz ist ein eher leichter Baustoff und ist daher vor allem bei Aufstockungen sehr

gefragt. Aber kann Holz, was die Stabilität in Zusammenhang mit dem Eigengewicht

betrifft, mit Aluminium oder Stahl mithalten?

Im folgenden Experiment wird die Biegefestigkeit

unterschiedlicher Holzarten untersucht

und mit Aluminium und V2A-Stahl verglichen.

Für diesen Versuch werden jeweils 1 Meter

lange Stangen aus Holz, Aluminium und Stahl

benötigt. Sie sollen, auf diese Länge gerechnet,

alle ungefähr das gleiche Gewicht haben. Es

gibt deshalb zwei Varianten: Entweder werden

Stangen mit verschiedenen Durchmessern gekauft

(z.B. dickere Holzstangen und dünnere

Stahl-Stangen), oder es werden unterschiedlich

viele Stangen des gleichen Materials verklebt.

Beim Verkleben muss unbedingt darauf

geachtet werden, dass die Stangen nicht verrutschen

können – eine kraftschlüssige Bindung

ist notwendig.

Holzstangen sind bei gleichem Durchmesser

viel leichter als z.B. Stahlstangen. Die

Schüler:innen können die Stangen hochheben

und schätzen, welches Material

mehr aushält. Eine weitere Schätzaufgabe

wäre z.B. wie viele Holzstangen das gleiche

Gewicht wie eine Alustange haben. Ein

weiteres AHA-Erlebnis: Eine Holzstange mit

gleichem Gewicht wie eine Stahl-Stange hat

zwar einen wesentlich größeren Durchmesser,

fühlt sich aber trotzdem viel leichter an.

101


3 _ holz als bau- und werkstoff

VARIANTE 1

VARIANTE 2

Jeweils 1 m Stangen mit annähernd

gleichem Gewicht (Gewichtsbeispiele):

» Fichte Ø 28 mm; Gewicht: 118,45 g

» Fichte Ø 35 mm; Gewicht: 411,4 g

» Buche Ø 25 mm Gewicht: 333,6 g

» Aluminium Ø 8 mm Gewicht: 135,5 g

» Aluminium Ø 10 mm Gewicht: 214,6 g

» V2A Stahl Ø 6 mm; Gewicht: 225 g

» V2A Stahl Ø 8 mm; Gewicht: 399,2 g

1 m Stangen verklebt

(Gewichtsbeispiele):

» V2A Stahl Ø 8 mm; Gewicht: 399,2 g

» Aluminium Ø 8 mm Gewicht: 135,5 g

» Aluminium Ø 10 mm Gewicht: 214,6 g

» 3 x Buche: 3 x Ø 8 mm; Gewicht: 116,3 g

» 6 x Buche: 6 x Ø 8 mm; Gewicht: 226,2 g

» 11 x Buche: 11x Ø 8 mm; Gewicht: 420,1 g

FÜR BEIDE VARIANTEN:

» Waage, die auf 0,1 g genau wiegt

(z.B. Küchen oder Briefwaage)

» 4 Haken

» ca. 20 – 30 Stk. 0,5 l PET-Flaschen mit

Wasser gefüllt und jeweils einer

reißfesten Schnur zum Aufhängen

(z.B. Anglerschnur)

Die Stangen gleichen Gewichts werden nebeneinander

z.B. zwischen zwei gleich hohen Tischen

aufgelegt. Die Enden sollen dabei ca. 5 cm auf den

Tischen aufliegen. Auf jeder Stange (bzw. jedem

Stangenbündel) wird ein Haken befestigt, auf welchem

später die Flaschen aufgehängt werden. Die

Stangen müssen so hoch über dem Boden liegen,

dass die Flaschen mit den Bändern und den Haken

nicht den Boden berühren.

Zuerst geben die Schüler:innen eine Vermutung ab,

welche Materialien mehr bzw. weniger aushalten

und wie viele Flaschen (also wie viel Gewicht) auf

die Stäbe gehängt werden können, ohne dass sie

reißen (kann auch schriftlich festgehalten werden –

evt. daraus ein Schätzspiel generieren).

Nun wird nacheinander jede Stange/jedes Stangenbündel

mittig mit einer Flasche belastet und das so

lange, bis deutliche Unterschiede bei

der Durchbiegung der Stangen zu erkennen

sind. Mit einem Meterstab/

Maßband können die Unterschiede

genau erfasst werden.

Dieses Experiment kann so lange

durchgeführt werden, bis eine Stange

wegen zu starker Biegung abrutscht

und auf den Boden fällt, oder keine

Flaschen mehr zur Verfügung stehen.

ACHTUNG: Beim Aufhängen der Flaschen

auf Hände und Füße aufpassen

(Verletzungsgefahr durch die herunterfallenden

Flaschen).

102

Aufbau des Experiments


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Berechnung durchführen: Eine mit Wasser gefüllte 0,5 l PET-Flasche wiegt ca. 0,5 kg.

Damit kann das Gesamtgewicht der aufgehängten Flaschen errechnet werden.

Auch Umrechnungen in N (Gewichtskraft) können durchgeführt werden

Holz ist ein leichtes aber sehr

stabiles Baumaterial.

Am meisten halten das Buchenstangen-Bündel

und die Fichtenstange (Durchmesser 35

mm) aus, gefolgt von der Aluminiumstange.

Am stärksten biegt sich Stahl durch.

Hier bleibt bei unseren Testversuchen

sogar ein Knick in der Stange, während die

Holzstangen vollkommen unverbogen sind.

Die Aluminiumstange ist ebenfalls verbogen

und wäre somit für den Bau unbrauchbar.

FÜR EXPERT:INNEN

Für alle Feststoffe kann bei einer Zugprüfung der sogenannte E-Modul E errechnet

werden. Der E-Modul ist ein Wert der angibt, wie viel Widerstand ein mm² eines

Materials einer elastischen Verformung entgegenhält (also wie viel ein mm²

eines Materials aushält). Biegefestigkeits-Berechnungen zu diesem Versuch sind

unter www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2 online verfügbar.

103


3 _ holz als bau- und werkstoff

Stabilität von Holzwerkstoffen

Holz ist ein Naturprodukt und kann je nach

Art, Standort und Wuchsbedingungen Inhomogenitäten

(z.B. Störungen des Faserverlaufs

wie Äste oder Harzgallen) aufweisen. Die hygroskopische

Eigenschaft von Holz sorgt dafür,

dass es Feuchtigkeit aus der Umgebung

aufnimmt oder sie abgibt (Quellen (bei Feuchtigkeit)

oder Schwinden (bei Trockenheit)).

Weiters beeinflusst die Faserrichtung die

Stabilität von Holz. Aus diesem Grund wird

Holz für manche Einsatzgebiete zu Holzwerkstoffen

verarbeitet – zum Beispiel wird es in

mehreren Schichten zu Platten oder Balken

verklebt. Mit diesem Experiment erforschen

die Schüler:innen einige Eigenschaften von

Holz und erfahren, warum eine Verleimung

vor allem bei der Überbrückung von großen

Längen sinnvoll ist.

Bei tragenden Holzkonstruktionen spielt die Biegefestigkeit vor

allem im Dach- und Deckenbereich eine große Rolle.

104


holz als Bau- und werkstoff _ 3

» 1 m lange Furnierstücke

(sehr dünnes Holz – z.B. Reste

aus regionalen Tischlereien)

» Holzleim (Standard oder Expressleim)

» kleine Holzklötzchen (ca. 2 cm x 2 cm

x 2 cm) oder Holzbausteine für

jede:n Schüler:in mindestens 2 Stk.

» evt. 2 Holzklötze o.ä.

für den Aufbau der „Brücke“

» evt. ein Meterstab/Maßband

Rund 1,5 Stunden vor dem eigentlichen Experiment

müssen die Verleimungsarbeiten

durchgeführt werden. Die Klasse wird in

zwei Gruppen geteilt. Beide Gruppen bekommen

die Aufgabe, von den Furnierstücken

4 cm breite und 1 m lange Furnierstücke

(je 6 Stück) herunterzuschneiden bzw. zu

brechen. Diese Furnierstücke werden aufeinandergestapelt.

Gruppe 1 soll diese sechs

Furnierstücke verleimen, Gruppe 2 nicht.

Es können dabei verschiedene Verleim-Arten

ausprobiert werden (z.B. nur längs zur

Faser oder „kreuzweise“ verleimt längs und

quer zur Faser). Anschließend müssen die

verleimten Furnierstapel beschwert werden

(z.B. mit Bücherstapeln), um eine kraftschlüssige

Bindung zwischen den verleimten

Furnieren möglich zu machen. Jetzt muss der

Leim je nach Leimart ca. 1,5 h lang trocknen.

Wenn der Leim trocken ist, werden beide Furnierstapel nebeneinander zwischen

zwei Tischen oder zwei Holzblöcken aufgelegt (wie eine Brücke). Beide

Enden sollen ca. 5 cm aufliegen. Zuerst soll eine These erstellt werden,

welcher Stapel mehr aushält und warum. Anschließend bekommt jede:r

Schüler:in mindestens zwei kleine Holzwürfel – diese werden der Reihe nach

auf die Furnierstapel gelegt. Welcher Stapel biegt sich schneller durch? Die

Biegung kann mit dem Meterstab vermessen werden.

105


3 _ holz als bau- und werkstoff

Vor der Verleimung die Schüler:innen im Sinne von „Forschendem Lernen“ ausprobieren

lassen, welche Möglichkeiten es gibt, aus den Furnierteilen eine möglichst stabile

Brücke zu bauen (für jüngere Schüler:innen kann dazu eine Geschichte erfunden werden

– z.B. von zwei Menschen/Tieren, die sich gerne treffen würden, es aber aufgrund

der fehlenden Brücke nicht schaffen).

Der verleimte Stapel hält eindeutig viel mehr

aus. Bei den lose aufeinander gestapelten Furnieren

gibt es keinen Kraftschluss. Das heißt,

die Schichten verschieben sich zueinander,

somit zählt, was die Stabilität betrifft, nur der

Durchmesser der einzelnen Schichten und

nicht des ganzen Stapels. Durch die Verklebung

wird die Stabilität wesentlich erhöht.

VARIANTEN:

Was passiert, wenn die Belastung

nicht punktuell ist, sondern sich

auf die gesamte Länge verteilt?

Welche Auswirkungen hat die

Holzart? Können Unterschiede

festgestellt werden?

Welchen Effekt hat der Leim?

Was passiert, wenn andere

Klebstoffe benutzt werden?

ERGÄNZUNG

Wer bei diesem Experiment nicht mit herkömmlichen

Leimen sondern mit selbst hergestelltem

Proteinkleber arbeiten möchte, kann diesen wie

folgt herstellen:

10 g Gelatinepulver mindestens 1 h lang in 30 ml

kaltem Wasser vorquellen. Anschließend werden

30 ml fettarme (0,5 %) heiße, aber nicht mehr kochende

Milch unter Rühren dazu gegeben. Der

noch warme Kleber kann nun zum Verkleben

der Furnierstücke verwendet werden. Der Rest

kann für einige Tage im Kühlschrank aufbewahrt

werden, muss aber vor dem nächsten Gebrauch

wieder erwärmt werden.

FÜR EXPERT:INNEN

Auch bei diesem Versuch kann die Berechnung der Biegefestigkeit erfolgen

(siehe www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2). Dieser Wert beschreibt

den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung, woraus

sich die Elastizität ableiten lässt.

106


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Fühlbox Holzwerkstoffe

Beim vorhergehenden Experiment haben wir

bereits erste Holzwerkstoffe (Leimholz) kennengelernt.

Beim nächsten Versuch nehmen

wir weitere Werkstoffe, ihre Eigenschaften und

ihre Einsatzgebiete näher unter die Lupe.

Dafür steht steirischen Schulen über proHolz

Steiermark eine kostenlose Verleihbox zur

Verfügung. Sie besteht aus sechs Fühlsackerln

(Fasern für Spanplatten, OSB-Platten und

Holzfaserplatten; Furnierstücke, Holzstücke,

Brettsperrholz-Stücke) und den sieben dazu

passenden Platten.

Nähere Informationen zu den

einzelnen Werkstoffen:

www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2

Kostenloser Verleih der Box:

www.holzmachtschule.at/verleihmaterialien

Computergestützte Materialentwicklung und frühzeitig mitgedachtes

Eco-Design sind Kernstücke des steirischen Forschungsprojektes WoodC.A.R.

Ziel ist, Holz und Holzwerkstoffe in Zukunft verstärkt als Strukturkomponente in

der Fahrzeugindustrie einzusetzen.

Es geht vor allem darum, das Leichtbaumaterial Holz für diese neuen

Einsatzgebiete berechenbar zu machen. Die Projektpartner von

WoodC.A.R arbeiten daher an Computersimulationen, die es

Autobauer:innen erlauben, den Einsatz

von Holz virtuell darzustellen.

107


3 _ holz als bau- und werkstoff

3.5 Oberflächenbehandlung von Holz

Warum Holzoberflächen mit Lacken, Ölen, Wachsen, Lasuren oder ähnlichem behandelt

werden, kann mehrere Gründe haben: Zum Beispiel die Ästhetik (z.B. bewusste

farbliche Gestaltung in Innenräumen) oder die Schutzfunktion (vor allem

im Außenbereich), wobei das bei Holzarten wie der Lärche aufgrund der natürlichen

Holzeigenschaften eigentlich gar nicht notwendig wäre.

Es gibt viele Theorien und Empfehlungen, wie die „perfekte Oberfläche“ oder der „perfekte

Schutz“ gelingt (mehrfach behandeln, dazwischen schleifen etc.). Beim nächsten Experiment wird

erforscht, wie sich eine Oberflächenbehandlung mit Lack bzw. Wachs auf das Holz auswirkt.

Behandlung von Holz mit Lack & Wachs

» mehrere Holzwürfel von

der gleichen Holzart

» Bienenwachs

» Lack

» Pinsel

» Lebensmittelfarbe (Achtung: Keine

Tinte; Tinte enthält Schwebstoffe

und hat eine höhere Oberflächenspannung

als Wasser –

das behindert den Versuch)

» Pipetten

» 2 Teller/flache Schüsseln

» Hammer

» Meißel

» evt. Unterlage

Als Vorbereitung werden zwei Holzwürfel auf

allen Würfelseiten möglichst lückenlos mit

Lack, zwei andere Holzwürfel durchgehend

mit Bienenwachs behandelt. Das beste Ergebnis

wird erzielt, wenn diese Behandlung drei

Mal wiederholt wird (mit jeweils mindestens

30 Minuten Pause dazwischen). Die Würfel gut

trocknen lassen.

unbehandelt

3 x lackiert

3 x gewachst

108

mit Längsseite

nach unten

mit Querschnitt

nach unten


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Unterschiedliche Intensitäten bei der Holzbehandlung wählen und beim Experiment

vergleichen: Was passiert, wenn das Holz 1 x, 2 x oder 3 x mit Lack oder Bienenwachs

behandelt wird? Weiter Behandlungsmethoden ausprobieren (z.B. ölen).

Je ein unbehandelter, ein lackierter und ein gewachster

Würfel werden mit der Querschnittsseite

nach unten in einen Teller gelegt. In den

zweiten Teller kommen ebenfalls ein unbehandelter,

ein lackierter und ein gewachster Würfel

mit der Längsseite nach unten. Wenn verschiedene

Intensitäten der Oberflächenbehandlung

vorbereitet wurden, werden diese Holzstücke

ebenfalls in die Teller gelegt. Die Holzstücke

am Tellerrand entsprechend beschriften (Art/

Intensität der Behandlung).

Anschließend werden ca. 15 ml Wasser mit Lebensmittelfarbe in die Teller gegeben (der ganze

Boden muss bedeckt sein, damit alle Würfel in gleich viel Lebensmittelfarbe stehen). Es soll genau

beobachtet werden, was sofort und was nach 30 Minuten geschieht.

unbehandelt

3 x

lackiert

3 x

gewachst

mit Längsseite

nach unten

NACH

30 MINUTEN

mit Querschnitt

nach unten

109


3 _ holz als bau- und werkstoff

unbehandelt

3 xl lackiert

Nach 30 Minuten werden die

Würfel aus der Lebensmittelfarbe

der Flüssigkeit genommen,

abgewischt und mit der

Unterseite nach oben zum

Trocknen aufgelegt.

3 x gewachst

mit Längsseite

nach unten

mit Querschnitt

nach unten

Wenn die Würfel gut getrocknet

sind, werden sie

mit Hammer und Meißel

gespalten. Wie sieht das

Holz innen aus? Was

könnten die Gründe dafür

sein?

Der unbehandelte Holzwürfel saugt bei

Längs- und Querschnitt die Lebensmittelfarbe

aufgrund des Kapillareffektes auf. Bei

den behandelten Holzwürfeln sind nach dem

Abwischen nur mehr ganz geringe Farbspuren

vorhanden. Dabei spielt es keine Rolle,

ob das Holz mit Bienenwachs oder Lack behandelt

wurde.

Beide Behandlungen versiegeln die Oberfläche

und verhindern somit ein Eindringen der

Flüssigkeit.

Die Würfel vor und nach dem Meißeln

unter dem Mikroskop betrachten.

Bilder davon siehe www.holzmachtschule.at/holzforscherheft2

110


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Je nach Einsatzgebiet ist es sinnvoll, Holzoberflächen zu behandeln oder nicht.

Durch die Versiegelung des Holzes gehen auch einige positive Eigenschaften wie

die Luftdurchlässigkeit oder der gute Geruch (v.a. von Nadelhölzern im Innenbereich)

verloren. Einige Holzarten wie die Lärche können aufgrund ihrer natürlichen

Eigenschaften sehr gut unbehandelt im Außenbereich verwendet werden, wenn sie

geschickt eingesetzt werden (z.B. unter Dachvorsprüngen bzw. Vordächern). Das

bezeugen Jahrhunderte alte Holzbauten.

Andere Holzarten sind für dauerhafte Witterungseinflüsse ohne Versiegelung eher

nicht geeignet. Wird Holz gestrichen, gilt jedoch eine Faustregel, die viele Holzexpert:innen

mittragen: Einmal streichen heißt immer streichen. Denn wird der

Anstrich nicht alle paar Jahre wiederholt, wird das Holz fleckig und ist optisch nicht

mehr ansprechend. Dann vielleicht doch natürlich vergrauen lassen?

NATÜRLICHER HOLZSCHUTZ

Wie das vorhergehende Experiment gezeigt hat, kann Holz durch

entsprechende Oberflächenbehandlung vor äußeren Einflüssen geschützt

werden. Aber was passiert bei lebenden Bäumen im Wald?

Wie schützen sie sich vor Schädlingen oder anderen Bedrohungen?

Bleiben diese Schutzmaßnahmen nach der Holzernte (d.h. wenn der

Baum umgeschnitten wurde) im Holz erhalten? Wenn ja, was bedeutet

das für uns Menschen als Holznutzer:innen?

Vorab: Der wichtigste Schutz für lebende Bäume im Wald ist natürlich

die Borke. Doch auch Inhaltsstoffe, die sich direkt im Holz befinden,

dienen der Schädlingsabwehr. Beim nächsten Versuch machen

wir einen dieser Inhaltsstoffe sichtbar: Tannine bzw. Gerbsäure,

welche unter anderem in Eichenholz vorkommen.

111


3 _ holz als bau- und werkstoff

Nachweis von Gerbsäure

in Eichenholz

» Eichenfurnier/Eichenholzstücke

(Stiel- oder Traubeneiche)

» Eisenspäne (z.B. aus einem

Reinigungsschwamm aus Stahl)

» Sprühflasche mit Wasser

Die (z.B. aus dem Schwamm gelösten) Eisenspäne

auf das trockene Eichenholz legen/streuen.

Mit der Sprühflasche anfeuchten.

1. Aus dem Stahlschwamm

werden Späne geraspelt.

2. Die Späne werden auf das

Eichenholz gestreut.

3. Das Holz und die Späne

werden angefeuchtet.

4. Am Holz bilden sich dunkle

Flecken – ein Nachweis von

Gerbsäure.

112


holz als Bau- und werkstoff _ 3

Sofort bilden sich am Holz dunkle Flecken, die

nach einiger Zeit blauschwarz werden. Durch

das Besprühen des Eichenholzes mit Wasser lösen

sich die Tannine im Holz. Gleichzeitig lösen

sich von den Eisenspänen farblose Eisen(II)-

Salze im aufgesprühten Wasser. In Gegenwart

von Luftsauerstoff bilden in der Flüssigkeit

die Tannine mit den Eisen(II)Salzen unlösliche,

blauschwarze Komplexe. Diese Komplexe

führen zu den dunklen Verfärbungen auf dem

Holz. Ein Nachweis der Tannine (Gerbsäure) ist

hiermit gegeben.

Werden die Eisenspäne vom Holz gewischt,

bleiben trotzdem die schwarzen Flecken der

unlöslichen Eisenkomplexe erhalten. Diese

Reaktion kann teilweise durch Oxalsäure aufgehoben

werden. Die Eisen(III)-Komplexe, die

die dunklen Flecken bewirken, bilden mit der

Oxalsäure Eisen(II)-Oxalat. Das sind blassgelbe

Kristalle, die entfernt werden können.

Tannine bzw. Gerbsäure machen sich Winzer:innen bei der Herstellung von

Barrique-Weinen zu Nutze. Diese hochwertigen Weine werden in Eichenfässern

ausgebaut – die Tannine sorgen für einen besonderen Geschmack. Manchmal

wird die Blaufärbung des Holzes z.B. bei Fußböden gezielt als dekoratives

Element eingesetzt.

113


114


KapiteL 4

Weißt du,

... wie viele Quadrate aus

24 Meterstäben gelegt

werden können?

… wie viele Festmeter

Holz ein gefällter

Baumstamm hat?

… wie lange es dauert, bis in Österreich

ein Kubikmeter Holz nachwächst?

... wie die Höhe eines

Baumes ganz einfach

berechnet werden kann?

… was der Unterschied zwischen

einem Festmeter, einem Kubikmeter

und einem Raummeter ist?

115


4 _ Wald, Holz und Mathematik

4. Mit Wald & Holz kannst

du immer rechnen!

Wir kaufen drei Festmeter Brennholz, lesen, dass ein Kubikmeter Holz eine Tonne

CO 2

verhindert und wissen, dass der Nachbar 200 Hektar Wald besitzt. Dieses Kapitel

beweist: Das Thema Wald und Holz ist nicht nur eng mit Zahlen verbunden,

sondern bietet auch spannende Möglichkeiten, Schüler:innen mathematische Größenordnungen

näher zu bringen – egal ob im Klassenzimmer oder direkt im Wald.

Starten wir gleich mit einem Praxis-Beispiel:

4.1 DARSTELLUNG VON LÄNGEN UND FLÄCHENMASSEN

SOWIE VOLUMEN MIT ÄSTEN ODER HOLZSTÄBEN

Viele Schüler:innen haben keine konkrete Vorstellung

von Größenordnungen. Bei einem

Ausflug in den Wald kann anhand von einfachen

Methoden herausgefunden werden, wie

lang ein Zentimeter, ein Dezimeter oder ein

Meter wirklich sind. Davon ausgehend können

Flächenmaße und Kubaturen in Angriff genommen

werden. Natürlich können diese Maße (in

etwas abgeänderter Form) auch mit Holzstäben

im Klassenzimmer dargestellt werden.

» ein Meterstab

» ein Lineal (ca. 30 cm lang)

oder einen Zollstock

» eine kleine Säge

» eine Astschere / Blumenschere

» ein Bleistift

» Äste (werden im Wald

gesammelt) oder verschieden

lange Holzstäbe (für das

Klassenzimmer)

Die Schüler:innen erhalten den Auftrag, verschieden

lange Stöcke/Äste zu finden: Einen,

so lang wie sie selbst groß sind, einen, so lang

wie ihr Unterarm ist und einen so lang wie ihre

Handfläche ist (von den Fingerspitzen bis zum

Ende des Handballen).

116


Wald, Holz und Mathematik _ 4

DABEI GELTEN FOLGENDE REGELN:

• Es dürfen nur Äste gesammelt werden, die bereits am Boden liegen

(KEINE Äste von lebenden Bäumen abreißen!).

• Äste sind keine Waffen – NICHT als Schlagstöcke benutzen!

• Im Wald gibt es genug Äste – es muss sich niemand darum streiten!

• Hinweis, wie weit sich die Schüler:innen entfernen dürfen (z.B. Hörweite)

In einem ersten Schritt schätzen die Kinder, wie lang die einzelnen Stöcke sind.

Anschließend werden die Stöcke mit dem Meterstab bzw. dem Zollstock oder

dem Lineal (für die kleinen Stöcke) abgemessen.

Längenmaße:

Nun werden von den Stöcken folgende

Längenmaße mit der Schere bzw. der

Säge abgeschnitten:

1 cm, 1 dm, 1 m

Anschließend kann gezeigt werden, dass

10 einzelne Zentimeterstücke so lang sind

wie ein Dezimeterstück bzw. 10 Dezimeterstücke

so lang sind wie ein Meterstück.

Von den Ästen werden Holzstücke

im richtigen Maß abgeschnitten

bzw. abgesägt.

117


4 _ Wald, Holz und Mathematik

Flächenmaße:

In einem nächsten Schritt wird ein Quadratmeter aufgelegt. Dabei bietet es

sich an, den m 2 nicht auf einem Weg, sondern an einer „durchschnittlich“ bewachsenen

Stelle aufzulegen. Die Schüler:innen können nebenbei erforschen,

was in diesem m 2 alles wächst oder wie viele (Klein)Tiere sich darauf bewegen.

Befinden sich Bäume auf dem ausgelegten Quadratmeter? Wenn ja, kann die

Frage geklärt werden, wie viele es sind bzw. kann hochgerechnet werden, wie

viele Bäume dann durchschnittlich auf einem Ar, Hektar oder Quadratkilometer

wachsen.

RECHENAUFGABEN

Wenn 24 Kinder je einen 1 m-Stab haben:

Wie viele Quadratmeter können aneinandergereiht ausgelegt werden?

Antwort: 7 ganze Quadratmeter; 2 Stöcke bleiben übrig

(1. Quadrat = 4 Stöcke; alle anderen 3 Stöcke)

Wie müssen die 24 Stöcke in Quadratmeter-Form aufgelegt werden,

sodass KEIN Stock übrigbleibt und wie groß ist diese Fläche dann?

Antwort: 9 Quadratmeter

Weitere Rechnungen rund um

Flächenmaße anstellen:

Wie viele m 2 sind ein Ar, ein Hektar

oder ein Quadratkilometer?

118


Wald, Holz und Mathematik _ 4

Volumen-Berechnungen:

Aufbauend auf einen Quadratmeter wird ein Kubikmeter (m³) dargestellt. Die

Schüler:innen halten die Stöcke so zusammen, dass sie einen m³ ergeben.

RECHENAUFGABE

Wie viele Stöcke werden benötigt, um einen Kubikmeter zu bauen?

Antwort: 12 Stück (für die 12 Seiten eines Würfels)

Ergänzung zur Rechenaufgabe:

Alle drei Sekunden wächst in Österreichs Wäldern ein Kubikmeter Holz nach

(Wachstum von allen Bäumen zusammengerechnet). Schaffen es die Schüler:innen,

innerhalb von drei Sekunden einen bzw. innerhalb von sechs Sekunden zwei

Kubikmeter-Würfel zusammenzusetzen (kann unendlich fortgesetzt werden)?

Wenn keine Stöcke mehr vorhanden sind, wird einfach der erste Kubikmeter

abgebaut und an einer anderen Stelle neu aufgebaut. Die Zeit kann z.B. per

Mobiltelefon mitgestoppt werden.

© Martin Krondorfer, FAST Pichl

119


4 _ Wald, Holz und Mathematik

Spezialfall: Volumen-Bezeichnungen in der Forst- und Holzwirtschaft

In der Holzbranche arbeitet man mit speziellen Maßen –

hier ein kurzer Überblick:

Schüttmeter oder

Schüttraummeter

(srm)

Eine lose Schüttung von Holzstücken, die in einem

Kubikmeter Platz hat (z.B. wenn die Schüler:innen sich

in den gebauten Kubikmeter-Würfel stellen und dazwischen

„Lücken“ bleiben).

Festmeter (fm)

Ein Festmeter ist lückenlos mit Holz gefüllt – also ein

massiver Holzwürfel.

Raummeter (rm)

Ein Raummeter liegt irgendwo dazwischen – es handelt

sich um einen m³ mit sauber aufgestapeltem Holz (meist

1 m lang). Auch hier gibt es „Lücken“, aber viel weniger

als bei einer losen Schüttung.

Eine altmodische Bezeichnung für Raummeter ist der

„Ster“. Meist wird die Bezeichnung in Zusammenhang

mit Rundholzlagern verwendet. Ein „Klafter“ ist ein veralteter

Begriff für 3 Raummeter.

Schichtfestmeter

(Sfm)

Der Sfm ist ordentlich für den Holzofen geschnittenes

und gestapeltes Holz. Der Unterschied zum Raummeter

liegt in der Länge der Holzstücke (sind kürzer als ein

Meter).

Vorratsfestmeter

(Vfm)

Damit gibt man die Baumstämme mit Rinde in einem

(lebend) stehenden Baumbestand im Wald an (also wie

viel Holz im Wald wächst – wird auch als „Holzvorrat“ bezeichnet;

der Holzvorrat in Österreichs Wäldern beträgt

rund 1.173 Millionen Kubikmeter, in der Steiermark sind

es rund 307 Millionen Kubikmeter).

Erntefestmeter

(Efm)

Bei der Berechnung der Erntefestmeter werden vom

Vorratsfestmeter ca. 10 % für die Rinde und weitere ca.

10 % für den Verlust durch die Ernte abgezogen. Jedes

Jahr werden in steirischen Wäldern rund 4,6 Millionen

Erntefestmeter Holz geerntet. Würde man das gesamte

Holz mit der Bahn transportieren, bräuchte man dafür

rund 88.000 Eisenbahnwagone. Diese aneinandergereiht

würden eine Strecke von Graz nach Kopenhagen

ergeben.

120


Wald, Holz und Mathematik _ 4

UMRECHNUNGSFAKTOREN:

1 Festmeter = 1,4 Raummeter = 2,3 Schüttraummeter

1 Raummeter = 0,7 Festmeter = 1,4 Schüttraummeter

1 Schüttraummeter = 0,4 Festmeter = 0,7 Raummeter

1 Kubikmeter Rundholz = 1,25 Ster

Festmeter

Raummeter

Schüttraummeter

RECHENAUFGABE

Wie viele Festmeter Holz hat ein gefällter Baumstamm?

Annahme: Der gesamte Baum ist 15 Meter hoch (L)

und hat einen Durchmesser (d) von 50 cm.

Berechnet wird anhand der Huberschen Formel:

V (Volumen in Festmeter) = d² * L * π/4

π = 3,1416 (Kreiszahl)

d = Durchmesser in Meter in der Stammmitte gemessen

L = Baumhöhe (Länge in m)

Lösung: V(fm) = = 0,5 m²*15 m*3,1416/4 = 2,94 m³

Hubersche Formel

121


4 _ Wald, Holz und Mathematik

Volumenberechnungen von Baumstämmen ohne Fällen

Um das Volumen eines Baumstammes ohne Fällen abschätzen zu

können, wird wie folgt vorgegangen:

Zuerst wird der so genannte „Brusthöhendurchmesser“ (BHD) in cm genommen.

Das ist der Durchmesser eines Baumstammes in der Höhe von 130 cm

hangseitig. Dazu kann zum Beispiel eine Messkluppe verwendet werden.

Berechnung:

V (Volumen) = BHD²/1000

RECHENAUFGABE

Berechne das Volumen einer Fichte, die 32 m hoch ist und einen BHD

von 55 cm hat.

Lösung: V = 55cm²/1000 = 3,02 fm (Festmeter = m³ Massivholz)

Diese Art der Berechnung ergibt allerdings nur einen Schätzwert. Sie gilt in

der Praxis nur für Bäume, die maximal 27 m hoch sind und eine Formzahl

von 0,47 haben – also Fichte, Tanne oder Buche (die Formzahl ist ein auf

der Geometrie beruhender Faktor für die Spannungserhöhung aufgrund

von Kerben).

Um einen besseren Schätzwert zu erhalten, kann für jeden Meter, den der

Baum höher ist als 27 m, 3 % aufgeschlagen werden.

RECHENBEISPIEL VARIANTE II

Berechne das Volumen einer Fichte,

die 32 m hoch ist und einen BHD von 55 cm hat.

Lösung: V = 55cm²/1000 + (3,02*0,03*5) = 3,478 fm

122


Wald, Holz und Mathematik _ 4

4.2 Berechnung mit dem Strahlensatz:

Wie hoch ist ein Baum?

Um die ungefähre Höhe eines Baumes einfach und schnell herauszufinden,

gibt es einen mathematischen „Trick“.

Dieser funktioniert natürlich auch bei Gebäuden.

variante 1

» Maßband (zum Ausmessen

der Schrittlänge)

» langer, möglichst gerader Stock

Als Vorbereitung musst du zuerst deine Schrittlänge

wissen. Mach dazu einen ganz normalen

Schritt und lass jemand den Abstand zwischen

deinen Füßen messen. Notiere dir noch zusätzlich

deine Augenhöhe (Höhe von deinen Füßen

bis zu deinen Augen).

Such dir einen Baum aus, dessen Größe du bestimmen

willst. Das Gelände sollte möglichst

eben und gerade sein. Halte nun den Stock gerade

zwischen deiner Hand und deinem Auge,

sodass du den Abstand zwischen Hand und

Auge ausmessen kannst.

Drehe den Stock 90° nach oben. Lass dabei deinen

Arm ausgestreckt. Nähere dich nun so lang

dem Baum, bis das obere Ende des Stocks mit

der Spitze des Baumes auf einem Punkt ist.

Miss nun die Entfernung zwischen dir und dem

Baum aus, indem du die Schritte zählst, die du

brauchst, bis du den Baum erreichst. Multipliziere

nun die Anzahl der Schritte mit deiner

Schrittlänge.

Addiere zu diesem Zwischenergebnis noch deine

Augenhöhe und du hast die ungefähre Höhe

des Baumes ermittelt!

123


4 _ Wald, Holz und Mathematik

Zwischen deinem Auge, deiner Hand und der oberen

Spitze des Stockes wird ein rechtwinkliges, gleichschenkeliges

Dreieck aufgespannt. Das heißt, der Abstand

von deinem Auge zu deiner Hand ist gleich groß wie

der von deiner Hand zu der Spitze des Stockes. Dieses

Dreieck kann proportional vergrößert werden,

nachdem die Strecke zwischen dir und dem

Baum gleich lang wie jene zwischen der

Baumspitze und dem Stamm auf deiner

Augenhöhe ist. Deswegen muss

zum Schluss auch noch deine

Augenhöhe addiert werden,

um die wirkliche Größe des

Baumes zu ermitteln!

a:a = b:b

Als Vor- und Nachbereitung

können die Dreiecke

aufgezeichnet werden,

auch um damit weitere

mathematische Formalismen

zu üben. Beispielsweise

die Berechnung der

Hypotenuse oder Winkel-

Entfernungsbeziehungen

zu anderen Objekten

sowie Schattenberechnungen

bei diversen Winkeln

der Sonne.

Variante 2: das Försterdreick

» dünne Holzplatte

oder dicke Pappe

» Schere oder kleiner

Holzbohrer

» Schnur

» kleiner Stein

» wasserfester Stift

Schneide die Pappe oder die Holzplatte zu einem rechtwinkligen,

gleichschenkligen Dreieck zu. Achte darauf,

dass die beiden Katheten mindesten 30 cm lang sind.

Bohre mit der Schere/dem Holzbohrer ein Loch durch eine

Ecke des Dreiecks (nicht durch die Ecke mit dem rechten

Winkel!). Die andere spitze Ecke kann etwas abgerundet

werden.

Fädle nun die Schnur durch das Loch und binde sie fest.

Am anderen Ende der Schnur wird der Stein befestigt.

Zeichne zum Schluss vom Loch ausgehend einen parallelen

Strich entlang einer Kathete. Fertig ist dein Försterdreieck!

Als Variante zum Stock kannst du das Försterdreieck als

Messinstrument einsetzen. Das Prinzip ist hierbei dasselbe:

Halte dein Försterdreieck an ein Auge und visiere entlang

der Hypotenuse die Spitze des Baumes an. Nähere

dich so lange dem Baum, bis die Ecke des Dreiecks mit der

Spitze des Baumes auf einem Punkt ist. Das Lot hilft dir,

zu überprüfen, ob du das Dreieck gerade hältst. Wenn die

Schnur auf einer Linie mit dem eingezeichneten Strich ist,

machst du alles richtig!

124


Wald, Holz und Mathematik _ 4

4.3 Wie kann ich das Alter

eines Baumes berechnen?

Um das Alter eines Baumes zu ermitteln, werden bei umgeschnittenen Bäumen

ganz einfach die Jahresringe gezählt. Natürlich funktioniert die Altersermittlung

auch bei „lebenden“ Bäumen, die noch im Wald stehen. Hier unterscheidet man

zwischen invasiven und nicht-invasiven Methoden (invasiv = „eindringend“).

Nicht-invasive Methoden

» Maßband o.ä. um den

Umfang eines Baumes

zu messen

Die bekannteste nicht-invasive Methode ist die Altersberechnung

nach Alan Mitchell aus dem Jahr 1979. Miss den

Umfang des Baumes ungefähr in Brusthöhe ab (auf einer

Höhe von ca. 1 - 1,5 m über dem Wurzelansatz).

Für die Altersbestimmung muss zudem der Standort des

Baumes berücksichtigt werden: Steht er alleine z.B. auf

einer Wiese („Solitärbaum“), dicht gedrängt in einem Wald

(„Waldbaum“) oder ist er Teil einer Straßenbepflanzung

(„Alleebaum“)?

Als letzte wichtige Berechnungsgrundlage muss die Baumart

bekannt sein. Jeder Baumart ist ein bestimmter Wachstumsfaktor

zugeordnet. Alan Mitchell hat diesen auf 50jährige

Bäume bezogen und daher mit f(50) bezeichnet. Der

Wachstumsfaktor gibt an, wie viele Zentimeter der Umfang

eines Baumes pro Jahr zunimmt.

Formel zur Altersbestimmung:

Umfang/Wachstumsfaktor

EINZELNER BAUM:

Solitärbaum

ALLEE:

Allebäume

WALD:

Waldbäume

125


4 _ Wald, Holz und Mathematik

Für die meisten Baumarten kann, was den

Wachstumsfaktor betrifft, von einer

Faustformel ausgegangen werden.

Umfang (cm)/1,3 (Waldbaum)

Umfang (cm)/1,7 (Alleebaum)

Umfang (cm)/2,5 (Solitärbaum)

Für genauere Berechnungen (nach einzelnen

Baumarten) findet man online zahlreiche Sammlungen

mit Umfangs-Wachstumsfaktoren (Mitchell-Faktoren).

Die meisten davon decken sich

mit den in der „Faustformel“ verwendeten Faktoren.

Ausnahmen betreffen zum Beispiel besonders

schnell wachsende Bäume wie die Pappel

(Wachstumsfaktor 4,74 – 5,65). Mattheck und Kappel

haben die Mitchell-Faktoren weiter überprüft.

Sie haben für die häufigsten 6 Baumarten je 20

Bäume untersucht und einen baumspezifischen

Altersfaktor errechnet (siehe Tabelle).

Screenshot Baumkataster Graz

https://www.graz.at/cms/beitrag/10295863/8115447/Online_Karte_Baumkataster.html

https://geodaten.graz.at/WebOffice/synserver?project=baumkataster&client=core

Nicht immer sind umfangreiche Berechnungen für die Bestimmung des Baumalters

notwendig. In vielen Städten gibt es so genannte „Baumkataster“ (z.B. in Graz).

Hier sind Art und Alter der Bäume genau dokumentiert.

WACHSTUMSFAKTOREN

Baumart Waldbaum Alleebaum

Solitärbaum

Faktoren nach

Mattheck /Kappel

Buche 1,3 1,7 2,5 1,86

Eiche 1,3 1,7 2,5 1,95

Edelkastanie 1,3 1,7 2,5 2,44

Pappel 2,5 - 3,8 3,4 - 5 5 - 7,5 5,65

Fichte 1,3 1,7 2,5 2,46

Kiefer 1,3 1,7 2,5 1,56

Tabelle modifiziert nach „Bestimmung des Baumalters - Gegenüberstellung verschiedener

Bestimmungsmethoden der Praxis“ Axel Rendenbach, Sachverständiger, Düsseldorf

126


Wald, Holz und Mathematik _ 4

Invasive Methoden

Eine gängige invasive („eindringende“) Methode

in der Forstwirtschaft ist die Bestimmung

des Alters mittels „Zuwachsbohrer“. Damit

wird auf einer Höhe von ca. 130 cm ein kleiner

Bohrkern aus dem Baumstamm entnommen,

um daraus die Jahresringe abzulesen. Weiters

können von außen nicht erkennbare Probleme

wie z.B. Infektionen der Leitungsbahnen

erkannt werden. Die Verletzung des Baumes

ist dabei so kleinräumig, dass sie einem gesunden

Baum nicht schadet. Meist wird am Ende

der Probenentnahme trotzdem die Bohrstelle

mit Baumharz verschlossen, um das Infektionsrisiko

zu minimieren.

127


Forstwirtschaft

Jungpflanzen (kleine

Bäume) werden in

speziellen Baumschulen

gezüchtet und an

Forstbetriebe ausgeliefert.

Förster:innenbestimmen,

welche

Bäume wo gesetzt

werden und welche

Bäume geerntet werden.

Sie sind auch für

die Pflege des Waldes

verantwortlich. Die

Holzernte wird von

Forsttechniker:innen

durchgeführt.

Rundholztransport

Rundholztransporteur:innen

sind die

„Formel-1-Fahrer“

unter den Lastwagenfahrer:innen.

Sie

sorgen dafür, dass

das Holz vom Wald

ins Sägewerk kommt.

Dabei müssen mit

40-Tonnern u.a. enge

Forststraßen bei Eis

und Schnee befahren

werden.

Holzhandel

Der Holzhandel ist für

den Ein- und Verkauf

von verschiedensten

Holzarten und

Holzprodukten

verantwortlich.

Faserstofferzeugung

Holz wird zu Holzfasern

verarbeitet; daraus werden

zum Beispiel Zellstoff,

Stoffe für Kleidung und

vieles mehr erzeugt.

Sägewerk /

Holzindustrie

Im Sägewerk wird der

Baumstamm zu Brettern

verarbeitet. Dabei wird das

Holz zuerst entrindet, geschnitten

und getrocknet.

In einigen Sägewerken

werden die Bretter dann

mit Hobelmaschinen gehobelt

und vielleicht sogar zu

Leimholzbindern (mehrere

Holzschichten zu einem

großen Holzstück verleimt –

braucht man vor allem

im Holzbau) oder zu

Platten verarbeitet.

Energieerzeugung

Holz wird zur Erzeugung von Wärme (vom Kachelofen bis zum Heizwerk) und von

Strom eingesetzt. Viele Holzbetriebe nützen die „Reststoffe“ (Sägespäne, Holz-Reste

vom Zuschnitt), um ihre Werke mit Strom und Wärme zu versorgen.

128


Papierindustrie

Papier wird aus

Holz oder Altpapier

(Recycling-Papier)

hergestellt. Nähere

Informationen: www.

papiermachtschule.at

Fußbodenerzeugung

Das Holz aus den

Sägewerken wird in

Parkettwerken zu

Holzfußböden weiterverarbeitet

...

Fensterund

Türenerzeugung

… oder das Holz wird

zur Produktion von

Fenstern und Türen

eingesetzt.

Chemische

Industrie/

Bekleidungsindustrie

Holz ist in vielen

Produkten enthalten

(u.a. Vanilleeis, Nagellack,

Waschmittel etc.).

Tischlerei

Tischler:innen planen und

erzeugen Möbel und viele

andere Produkte für die

Inneneinrichtung

(Holzdecken, Wandverschalungen

etc.).

Holzbau /

Zimmerei

Immer mehr Häuser und

andere Gebäude werden

aus Holz errichtet. Für Planung

und Umsetzung sind

Architekt:innen und Holzbaubetriebe

verantwortlich.

Viele andere…

Egal ob Musikinstrumente,

Spielzeug, Sportgeräte,

Boote und vieles mehr –

zahlreiche Betriebe beund

verarbeiten Holz!

Endverbraucher:innen

129


www.genialerstoff.at

Nicht nur das Material Holz wächst,

auch die Anzahl der Berufe, in denen

man sich mit dem Naturmaterial

beschäftigt. Hier ein kurzer Überblick

über die wichtigsten Ausbildungszweige.

AUSGEWÄHLTE LEHRBERUFE

FORSTFACHARBEITER:IN

Dauer: 3 Jahre

Aufforstung, Waldpflege und Holzernte stehen

im Mittelpunkt dieser Lehre. Zu den Aufgaben

gehört es, die Fallrichtung von Bäumen zu bestimmen,

Stämme mit der Motorsäge zu entasten,

Holzqualitäten zu beurteilen, Stämme zu

vermessen, zu zerteilen und mit modernsten

Spezialschleppern abzutransportieren. Dabei

ist man fast immer draußen im Wald unterwegs.

Teamarbeit und Eigenverantwortung

sind gefragt.

FORSTTECHNIKER:IN

Dauer: 3 Jahre

Forsttechniker:innen lernen mit modernsten

Holzernte- und -bringungsmaschinen umzugehen,

erlangen umfassendes Elektronikwissen

über die Bordsysteme, lernen Mechanik- und

Reparaturmöglichkeiten kennen und erfahren,

wie Holz transportiert, vermessen, sortiert und

gelagert wird. Weiters bekommt man Einblick

in forstliche Pflegemaßnahmen, die Instandsetzung

und Erhaltung von Forstwegen und

jagdliche Einrichtungen. Man eignet sich Wissen

rund um Biodiversität und Ökologie an.

Ziel ist, gesunde und klimafitte Wälder mitzugestalten.

FORSTGARTEN- UND

FORSTPFLEGEFACHARBEITER:IN

Dauer: 3 Jahre

In dieser Lehre geht es um die Pflege von Bäumen

und Pflanzen im Forstgarten oder im

Wald. Man lernt die heimischen Baumarten

und Wildsträucher kennen, geht mit forstgärtnerischen

Werkzeugen und Maschinen um,

bewahrt Jungbäume vor Schädlingen oder

Wildverbiss und bringt gesunde Forstpflanzen

in die Aufforstungsgebiete. Man arbeitet im

Team meist unter freiem Himmel.

HOLZTECHNIKER:IN

Dauer: 3, 3,5 oder 4 Jahre

Bei dieser zukunftsorientierten Lehre geht

es um die Verbindung von Holz und Technik.

Man verarbeitet Rundholz (Baumstämme) zu

130


Schnittholz (Bretter, Platten, Latten), bedient

Holzbearbeitungsmaschinen, Stapler und Kräne,

programmiert Steuerungen und arbeitet

mit Computern, geht mit Holzwerkzeugen um,

lernt alles übers Leimen, Kleben, Dübeln, Polieren,

Hobeln, Schleifen oder Imprägnieren und

stellt fertige Produkte wie Fenster, Türen, Möbelteile

oder Spanplatten her.

FERTIGTEILHAUSBAUER:IN

Dauer: 3 Jahre

Elemente für Holzfertigteilbauten werden hergestellt

und vor Ort montiert. Die Lehre spannt

den Bogen vom Lesen der Baupläne bis zur

Auswahl der Baumaterialien, von der Arbeit

mit vollautomatischen Maschinen bis zum Zusammenbauen,

Montieren und Aufstellen der

Holzelemente. Handwerkliche Verfahren wie

Hobeln, Bohren, Drehen, Fräsen oder Schleifen

gehören genauso dazu wie die persönliche Beratung

von Kund:innen. Wesentlich ist auch die

Teamarbeit mit Berufskolleg:innen.

ZIMMERER:IN

Dauer: 3 Jahre

Holzkonstruktionen und Holzbauten stehen

im Mittelpunkt. Weil dabei auch auf Leitern/

Gerüsten gearbeitet wird, sollte man für diese

Lehre schwindelfrei sein. Man fertigt Dachstühle,

Treppen, Wand- und Deckenkonstruktionen

an, stellt Elemente für Holzfertigteilbauten her

und montiert sie vor Ort, verbindet Teile mittels

Nageln, Dübeln, Schrauben, Zapfen oder

Kleben, errichtet Verschalungen oder Verkleidungen

und bedient Holzbearbeitungsmaschinen

– und das alles natürlich im Team.

ZIMMEREITECHNIKER:IN

Dauer: 4 Jahre

Dieser 4-jährige Lehrberuf beinhaltet die Ausbildung

zur/m Zimmerer:in. Zusätzlich lernt

man selbstständige Planung und Durchführung

sowie Bearbeitungs- und Montagetechnik für

alle Anforderungen im Ingenieurholzbau.

TISCHLER:IN

Dauer: 3 Jahre

Bei dieser handwerklichen, kreativitätsbetonten

Lehre ist Geschicklichkeit gefordert.

Man stellt Möbel, Fenster, Türen, Holzfußböden

oder Bauteile nach Skizzen, Plänen oder

Werkzeichnungen her. Dazu stehen Holzbearbeitungstechniken

wie Messen, Anreißen,

Hobeln, Stemmen, Sägen, Bohren und Schleifen

auf dem Programm. Man bearbeitet Holzwerkstoffe,

Kunststoffe oder Metalle und bedient

typische Tischlerwerkzeuge, Geräte und

Maschinen – entweder alleine oder im Team.

131


TISCHLEREITECHNIKER:IN

Dauer: 4 Jahre

Diese Lehre geht mit der rasch wachsenden

technischen Weiterentwicklung mit. Der

Schwerpunkt liegt im Rahmen der Tischlereiausbildung,

dazu gehören die Bereiche

Arbeitsvorbereitung, Planung sowie die Detailausführung

von Möbelstücken mithilfe modernster

CAD-Programme. Man fertigt Skizzen

und Zeichnungen an und wird miteingebunden

beim Design eines Möbels oder einer Einrichtung.

Man plant Produktionsabläufe und lernt

den Umgang mit Kund:innen.

PAPIERTECHNIKER:IN

Dauer: 3,5 Jahre

Bei der Herstellung von Papier bringen High-

Tech-Prozesse viel Abwechslung in die Lehre.

Man lernt, hochtechnisierte, computergesteuerte

Maschinen einzustellen, Steuerpulte,

Bleich-, Sortier-, Mahl- oder Schneidemaschinen

zu bedienen, Papierstraßen oder

Verpackungsanlagen zu überwachen und die

Endprodukte Papier, Pappe oder Karton herzustellen

bzw. zu veredeln.

Zugang zu Universitäten oder Fachhochschulen bieten eine Lehre mit Matura

oder die Berufsreifeprüfung nach der Lehrausbildung.

» zukunftsorientierte Arbeitsplätze

und Ausbildungswege über Lehre,

Fachschule, BHS, Kolleg,

Fachhochschule oder Universität

» beste Aufstiegschancen innerhalb der

Branche mit Karrieremöglichkeiten

im In- und Ausland

» nachwachsender Rohstoff,

Bau- und Werkstoff von morgen

» internationale Technologieführerschaft

132


Wer einen Holzberuf ausüben will, muss nicht unbedingt eine Lehre absolvieren.

Man kann nach der Pflichtschulzeit weiterführende Schulen besuchen und

anschließend an Universitäten und Fachhochschulen studieren. Hier einige

Beispiele für Ausbildungsstätten:

HÖHERE BUNDESLEHRANSTALT

FÜR FORSTWIRTSCHAFT

Bei der Höheren Bundeslehranstalt für Forstwirtschaft

in Bruck a. d. Mur erlernen die Schüler:innen

alles, was man für die Arbeit als FörsterIn

braucht. Dazu zählen die Waldökologie,

der Waldbau sowie der Forst- und Umweltschutz,

Jagdwesen, Forst- und Arbeitstechnik

aber auch Betriebswirtschaft, Marketing, Projektmanagement

und Recht.

Auch in vielen anderen landwirtschaftlichen

Fachschulen bzw. HTLs gibt es forstliche

Schwerpunkte (siehe www.genialerstoff.at).

HOLZTECHNIKUM KUCHL

Das Holztechnikum (HTL, Fachschule) absolvieren

Jugendliche, die sich für hochtechnische

Holzbe- und -verarbeitung interessieren.

Neben dem fundierten Umgang mit dem

Werkstoff Holz zählen Maschinenbau, Elektrotechnik

und Betriebswirtschaft zu den Lerninhalten.

Das Wissen kann bei einem Besuch der

Fachhochschule (Holztechnologie und Holzbau)

in Kuchl erweitert werden.

TISCHLEREI / INNENRAUM-

GESTALTUNG / MÖBEL

Mehrere Schulen in ganz Österreich haben

einen holzgestalterischen Schwerpunkt. Dazu

zählen z.B. die HTBLA Ortwein in Graz und die

HTLs bzw. Fachschulen in Hallein, Mödling,

Imst, Hallstatt oder Villach.

BAUTECHNIK / HOLZBAU

Holzbauingenieur:innen sind gefragt als Techniker:innen

in Holzbaubetrieben und Baufirmen,

in Planungs-, Architektur- und Statikbüros. Die

Ausbildung wird in fast allen Bundesländern

angeboten – z.B. in den HTLs und Fachschulen

in Graz (Ortweinschule), Pinkafeld, Linz, Hallein

oder Imst.

UNIVERSITÄRE AUSBILDUNG

Wer sich für Holztechnologie und Forstwissenschaft

interessiert, ist an der Universität für

Bodenkultur in Wien bestens aufgehoben. An

der Technischen Universität Graz werden nicht

nur Studien rund um Holzbau und Holzbau-Architektur

angeboten, sondern auch die Ausbildung

im Bereich Papier-, Zellstoff- und Fasertechnik.

Auch viele andere Universitäten haben

holzrelevante Studienrichtungen im Portfolio.

133


www.holzmachtschule.at

Holz begleitet unsere Kinder von den ersten

Lebenstagen an – vom familiären Umfeld bis

zum Schulunterricht und vielleicht sogar bei

der Berufswahl. Wir bringen den Kindern und

Jugendlichen das Thema Wald und Holz in seiner

Vielfältigkeit näher. Nutzen Sie das umfangreiche

Angebot von proHolz Steiermark, das laufend

erweitert wird.

Hier ein kleiner Auszug:

HOLZFORSCHERHEFTE UND

KINDERZEITUNGEN –

GEDRUCKTE MATERIALIEN

Das Holzforscherheft 1.0 beinhaltet rund 20

Experimente und das damit verbundene Hintergrundwissen.

Mehrere „Kleine Kinderzeitungen“

bringen den 8 – 12jährigen Wald- und

Holzwissen näher. Kostenloser Versand an

steirische Schulen und Kindergärten möglich.

KOSTENLOSE VERLEIHMATERIALIEN

Steirischen Schulen und Kindergärten steht

ein breites Angebot an Verleihmaterialien zur

Verfügung. Mit dabei sind eine Holzbox „Holz

mit allen Sinnen erkunden“, eine Box für Volksschule

und Kindergarten rund um die Wertschöpfungskette

Holz „Der Weg des Holzes“,

die „Holzartenbox“, eine Klimabox mit Klimaversuchen,

eine genähte Pflanzenzelle oder

der Holzroboter „Cubetto“ mit Begleitmaterialien.

APP INS HOLZ – MIT DIGITALEN

LERNKARTEN UND QUIZDUELL

WISSEN AUFBAUEN

Spannendes rund um Wald/Holz/Papier/Klimaschutz

und vieles mehr gibt’s auf hunderten

Lernkarten in der Holzforscher-App. Diese ist

kostenlos im Playstore/App Store (Android und

iOS) zum Download erhältlich, sowie als webbasierte

App auf allen Endgeräten kostenlos

nutzbar. Einfach ein Lernkartendeck durchspielen

und dann gleich das Wissen bei einem

Quiz-Duell testen!

PÄDAGOG:INNEN-FORTBILDUNGEN

Sie möchten möglichst vielen Lehrenden an

Ihrer Schule das Thema Wald, Holz & Klimaschutz

näher bringen? Dann kontaktieren Sie

uns und vereinbaren Sie einen Termin für eine

SCHILF bzw. eine SCHÜLF. Unsere Expert:innen

kommen zu Ihnen in die Schule und erarbeiten

gemeinsam mit Ihnen, wie Wald und Holz

in beinahe jeden Unterrichtsgegenstand eingebaut

werden können. Zusätzlich werden regelmäßig

Standard-Fortbildungen über die Pädagogischen

Hochschulen angeboten (Termine

siehe PH-Online).

134


WALDSPIELE – WALDAUSGÄNGE

FÜR VOLKSSCHULEN

Schüler:innen der 3. und 4. Klasse Volksschule

sind die Hauptzielgruppe der „Waldspiele Steiermark“.

Bei diesen waldpädagogischen Ausgängen

arbeitet proHolz Steiermark eng mit

der Landwirtschaftskammer Steiermark zusammen.

Ziel ist, den Kindern den Wald nicht

nur als Lebens- und Erholungsraum zu präsentieren,

sondern auch seine Funktion als Arbeitgeber,

Klimaschützer und Wirtschaftsmotor

aufzuzeigen.

Nähere Informationen:

www.waldspiele-stmk.at

PAPIER MACHT SCHULE

Die Papier- und Zellstoffindustrie ist einer der

größten Holznutzer unseres Landes. Aufgabe

von „Papier macht Schule“ ist es, junge Menschen

und deren Ausbildner:innen die High-

Tech-Produktionsprozesse und die damit verbundenen

Berufschancen näher zu bringen.

Weiters gilt es, Bewusstsein dafür zu schaffen,

wie vielseitig Papier eigentlich ist und wie oft

bzw. wo wir jeden Tag zu Produkten aus Papier

und Karton greifen.

IMPRESSUM:

Holzexperimente Forscherheft 2.0.

Erscheinungsort Graz, 1. Auflage 2022..

Herausgeber: proHolz Steiermark,

Reininghausstraße 13a, 8020 Graz,

T +43(0)316/587850, info@holzmachtschule.at,

www.proholz-stmk.at,

Geschäftsführung: Mag. Doris Stiksl.

Redaktion: siehe Projektteam S. 2

Layout: design your dream.

Illustration: proHolz Steiermark

und Taska Grafik Egger & Hofbauer OG

Herstellung: Medienfabrik Graz.

Alle Rechte, insbesondere die Übernahme

von Beiträgen nach Urheberrechtsgesetz,

sind vorbehalten.

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wurde

teilweise eine geschlechtsneutrale Schreibweise

verwendet. Wir weisen ausdrücklich

darauf hin, dass mit diesen Begriffen Frauen

als auch Männer angesprochen werden.

Fotonachweis: proHolz Steiermark: S.2,16,30,

34,35,40,43,48,49,65,66,79,86,101,103,104,11

1,117,127. Waldspiele: 23,82,116,117,119

Helmut Lunghammer: 24,25,26,28,29,30,3

1,36,39,42,43,45,46,47,50,52,54,58,59,62,6

3,64,65,66,67,68,69,70,74,75,80,81,82,84,9

0,96,97,98,99,100,101,102,103,105,106,10

7,108,109,110,112,134,135. Privat: S.2.

Konstantinov: 8. BFW Karl Gartner: 14

BFW Luis Villarroel Lieberona: 14,122.

Grüne Erde: 78. Werner Krug: 92 . ÖFM

Stübing/Universalmuseum Joanneum: 94

Christoph Strachon: 95. Holzcluster Steiermark/Schmid:

100. Mattro/WoodC.A.R.:107.

proHolz Austria: 130,131,132

sappi: 132. Kurkommission Bad Blumau/J.

Rath: 56. Wirestock Freepik.com: 57

Illustrationen: proHolz Steiermark: 10,11,12,

18,21,22,25,27,33,37,44,45,51,57,60,61,73,76,

77,81,83,85,87,88,89,121,123,124,126. Adobe

Stock: 114, 135


proHolz Steiermark

Reininghausstraße 13a

8020 Graz

Tel: 0316/58 78 50-0

info@holzmachtschule.at

www.holzmachtschule.at

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