Massivholz Biologische und physikalische Eigenschaften ...

TU München Institut für Entwerfen und Bautechnik 

Fachgebiet Holzbau Univ. Prof. Hermann Kaufmann EBB HOLZBAU 

Massivholz 

Biologische und physikalische Eigenschaften 

Der Baustoff Holz 

von Michael Volz 

Der Baum 

Die Pfl anze Baum bildet das feste 

und tragfähige Gewebe Holz mit 

zahlreichen technisch vorteilhaften 

Eigenschaften. Sie ist ein natürlicher 

Organismus und zeichnet sich 

durch eine große Artenvielfalt mit 

unterschiedlichen Qualitäten aus. 

Bäume erreichen sehr verschiedene 

Alter und Größen. Eukalyptusbäume 

in Australien können bis zu 135 m 

hoch werden. Die größten Stammdurchmesser 

sind von der Zypresse 

mit 12 m und von der Sommerlinde 

mit bis zu 9 m bekannt. Fichten und 

Tannen werden etwa 50 m hoch. Ihre 

Stämme haben dann einen Durchmesser 

von etwa 1,5 m. 

Als älteste Bäume mit etwa 5000 

Jahren gelten die Bristlecone-Pines 

in Kalifornien/USA. Fichte und Kiefer 

können bis zu 200 Jahre alt werden, 

Eichen und Linden erreichen 1000 

Jahre und mehr. Das im Bauwesen 

verwendete Holz stammt hingegen 

von sehr viel jüngeren Bäumen, wie 

z.B. von 60- bis120-jährigen Fichten 

oder Tannen und von 80- bis 140-jährigen 

Eichen oder Buchen. 

Von den rund 30 000 bekannten Holzarten 

werden zwischen 1 500 und 3 

000 weltweit technisch genutzt. Etwa 

500 werden im internationalen Handel 

angeboten. In den mitteleuropäischen 

Wäldern gibt es ca. 25 Holzarten, 

von denen 15 Arten in größerem 

Umfang im Bauwesen genutzt werden. 

Letztere sind auf den folgenden 

Seiten (s. Holzbaualtas!) ausführlicher 

beschrieben. 

Der Baumstamm 

Bäume haben drei Organe, nämlich 

Wurzeln, Sprossachse (Stamm, 

Äste und Zweige) und Blätter oder 

Nadeln. Im Bauwesen wird hauptsächlich 

das Holz aus dem Stamm 

verwendet. Der Querschnitt des 

Stammes besteht bei den meisten 

Holzarten aus der Markröhre, dem 

Kern- und Splintholz, dem Kambium 

und der Innenrinde (Bast), sowie der 

1/13 Quelle: Holzbauatlas 3.Aufl., Natterer, Winter, Herzog , Schweitzer, Volz 

B01_Massivholz 


Eigenschaften 

Bauholz 

Holzschutz 

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, 

beim Holzwachstum wird das Treibhausgas 

CO 2 eingelagert. 

Die Struktur des Baumstammes aus Jahrringen 

und längsgerichteter Faserstruktur 

bedingt die unterschiedlichen (anisotropen) 

Eigenschaften des Holzes.



Diese Verschiedenartigkeit der 

Materialeigenschaften des Holzes 

in Abhängigkeit von der Faserrichtung 

wird als Anisotropie bezeich- 





Bauholz 

Holzschutz



gewöhnlichen Fällen eine Rolle. Die 

Wärmeausdehnungskoeffi zienten 

sind abhängig von der Holzart. Sie 

betragen in: 

Faserrichtung 

2,55 bis 5*10 -6 K -1 

Radialrichtung 

15 bis 45*10 -6 K -1 

Tangentialrichtung 

30 bis 60*10 -6 K -1 

Die geringen Volumenvergrößerungen 

stellen sich in der Regel 

nicht ein, da beim Anstieg der 

temperatur im verbauten Holz ein 

Trocknungsprozess einsetzt, der 

das Schwinden und damit eine 

Volumenverkleinerung zur Folge 

hat. Mit steigenden Temperaturen 

nimmt die Festigkeit des Holzes ab. 

In besonderen Fällen wie Brandbemessungen 

ist dies zu berücksichtigen, 

bei den in Gebäuden in der 

Regel auftretenden Temperaturen 

jedoch nicht. 

Feuchte 

Im lebenden Baum befi ndet sich 

Wasser in den Zellwänden und in 

den Hohlräumen. Die Holzfeuchte 

kann bis etwa 70% der Masse 

betragen. Bei der maximalen 

Feuchteaufnahme ausschließlich in 

den Zellwänden spricht man von der 

Fasersättigung. Sie liegt im Bereich 

von 22-35 %. Die Abkürzung für den 

Feuchtegehalt lautet u, die zugehörige 

Defi nition: 

u = ((m u -m o )/m o )* 100 (%) 

m u Masse des feuchten Holzes 

m o Masse des darrtrockenen Holzes 

(Zellwände und Porenraum wasserfrei) 

Folgende Begriffe und mittlere Holzfeuchten 

(u m ) werden bei der Sortierung 

des Holzes unterschieden: 

frisch: 

Querschnitte ≤ 200 cm² 

u m > 30 % 

Querschnitte > 200 cm² 

u m > 35 % 

halbtrocken: 

Querschnitte ≤ 200 cm² 

20 % 

Querschnitte > 200 cm² 

20 % 

trocken: 

u m ≤ 20 % 

Unabhängig von seiner Verwendung 

bleibt Holz hygroskopisch, d.h. es 

nimmt Wasser auf und gibt dieses 





Bauholz 

Holzschutz



1.0.0. Massivholz B01_Massivholz 

1.0.1. 

Stammaufbau 

1.0.2. Aufbau und Bezeichnungen 

Bauholz wird aus dem Holz des Baumstammes 

gewonnen, der vorwiegend drei Aufgaben 

zu erfüllen hat, nämlich die Baumkrone zu tragen, 

die von den Wurzeln aufgenommenen 

Nährstoffe zur Krone zu leiten und schließlich 

aufgenommene Nährstoffe zu speichern. Diese 

Aufgaben werden bei Laubhölzern durch drei 

verschiedene Zelltypen übernommen, die die 

Holzmasse bilden. Die röhrenförmigen Zellen 

sind vorwiegend in Stammlängsrichtung angeordnet. 

Bei den einfachen und auch regelmäßiger 

aufgebauten Nadelhölzern übernimmt ein 

und dieselbe Zellform gleich zwei Funktionen, 

nämlich Wasserleitung und Festigung. Diese 

Zellen haben 1 bis 8 mm Länge und vier- bis 

sechseckigen Querschnitt mit weniger als 0,1 

mm Durchmesser. Diese in Längsrichtung angeordneten 

Zellen, die mehr als 90% der Holzmasse 

ausmachen, werden von zahlreichen, aber 

kaum sichtbaren Querzellen durchbrochen, 

den Markstrahlen, die von der Rinde zum Mark 

hin verlaufen. Holz gleicht daher einem Bündel 

gleichgerichteter Röhren, wobei der richtungsgebundene 

Aufbau das anisotrope Verhalten 

des Werkstoffes Holz bedingt. Die meisten physikalischen 

und mechanischen Eigenschaften parallel 

und senkrecht zur Stammachse sind daher 

stark voneinander verschieden. Die Struktur des 

Nadelholzes läßt sich makroskopisch am besten 

an drei aufeinander senkrecht stehenden 

Schnitten eines Stammes erkennen (Bild 1): 

dem Querschnitt oder Hirnschnitt 

dem Radial- oder Spiegelschnitt 

dem Tangential- oder Fladerschnitt 

Querschnitt 

Bei diesem senkrecht zur Stammachse geführten 

Schnitt sind folgende Schichten zu erkennen: 

a) Die Rinde, die aus Borke und Bast besteht 

b) Der Holzteil, der aus den jährlich zugewachsenen 

Zellen (Früh- und Spätholz) gebildet wird. 

Die Grenzen der Wachstumsbereiche sind mit 

bloßem Auge leicht zu erkennen (Jahrringe). Innerhalb 

eines Jahrringes kann man das Frühholz 

(weitlumig, dünne Zellwände) und das Spätholz 

(englumig, dicke Zellwände) unterscheiden. 

4/13 Quelle: Holzbauatlas Zwei, Natterer, Herzog , Volz 

Querschnitt 

Radialschnitt Tangentialschnitt 

Kern 



Bauholz 

Holzschutz



5/13 Quelle: Holzbauatlas Zwei, Natterer, Herzog , Volz 




Bauholz 

Holzschutz



1.0.3. Zellstruktur des Baumstammes 

Zellstruktur Nadelholz 

Zellstruktur Laubholz 

6/13 Quelle: Holzbauatlas Zwei, Natterer, Herzog Volz 




Bauholz 

Holzschutz



1.1.0. Massivholz als Baustoff B01_Massivholz 

1.1.1. 

1.1.2. 

Unter Bauholz versteht man Rund- oder Schnittholz. Im Holzbau wird vorwiegend 

Nadelholz (Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie) verwendet, 

seltener Laubhölzer (z.B. Eiche). Der Anteil der Nadelhölzer an der verwendeten 

Bauholzmenge liegt bei ca. 65%, Laubhölzer machen ca. 35% aus. 

Rundholz 

Schnittholz 

1.1.3. Schnittklassen 

7/13 Quelle: Materialien zur Baukonstr. und Baustoffk., Lst. Prof. Hugues 1999 


Baumkanten unzulässig Baumkanten an allen Seiten begrenzt zulässig an allen Seiten durchlaufend 

sägegestreift 


Bauholz 

Holzschutz



1.1.4. Güteklassen, Sortierklassen 

8/13 

Die Güte oder Qualität von Vollholzprodukten wird durch Güteklassen (GK) oder Sortierklassen 

(S) festgelegt. Dabei ist sowohl die Tragfähigkeit als auch die optische Qualität 

(Sortierung) des Holzes für die Einornung in die verschiedenen Kategorien ausschlaggebend. 

Die Anforderungen an Materialeigenschaften und Oberflächenbeschaffenheit 

werden durch Sortiervorschriften geregelt, die in DIN bzw. EN Normen festgelegt sind 

(s. hierzu Tabelle unten sowie Holzbauatlas) 

Die Normung im Bereich der Festigkeitssortierung und der Bemessung von Holzbauwerken 

befindet sich derzeit national und europäisch im Umbruch. Der Tabelle 

kann die Zuordnung von Sortierklassen zu Rechenwerten für die Bemessung entnommen 

werden.Für die Materialauswahl in der Planungsphase sind die Sortier-/ 

Festigkeitsklassen der DIN 1052 am hifreichsten, da mit ihnen die Festigkeitsverhältnisse 

unmittelbar ersichtlich sind. 

Quelle: 

Materialien zur Baukonstr. und Baustoffk., Lst. Prof. Hugues 1999 

Holzbauatlas 3.Aufl., Natterer, Winter, Herzog , Schweitzer, Volz 




Bauholz 

Holzschutz



1.2.0. 

Holzfeuchte, Quell- und Schwindverhalten 

1.2.1. 

Feuchtigkeitsgehalt 

1.2.2. Schwinden und Quellen 





Bauholz 

Holzschutz







Bauholz 

Holzschutz



1.3.0. Massivholz - Lieferformen 

Lieferformen von Bauschnittholz 

Kantholz (Masse in cm) Balken (Masse in cm) Latte (Masse in mm) 

siehe hierzu die Abschnitte ‚Feuchtigkeitsgehalt‘ und ‚Quellen und Schwinden‘! 

Brett (Masse in cm) Bohle (Masse in cm) 


2 




Bauholz 

Holzschutz



Zusatzinformation: 

In der nachfolgenden Tabelle werden für Latten und Kanthölzer die Querschnitte aufgeführt, 

die von Sägewerken auf Vorrat eingeschnitten werden und daher bevorzugt 

verwendet werden sollten: 

Zusatzinformation: 

In der nachfolgenden Tabelle sind die bevorzugten Dicken (s) und Breiten (b) von 

Brettern zusammengestellt. Zu beachten ist, daß gehobelte Bretter ca. 2,5 mm dünner 

sind als ungeholbelte (sägerauhe)! 





Bauholz 

Holzschutz




Holzarten (gebräuchliche Laub- und Nadelhölzer) 

Materieleigenschaften und Verwendbarkeit der wichtigsten einheimischen Bau- und Nutzhölzer 

Nadelhölzer Laubhölzer 

Fichte Tanne Kiefer Douglasie Lärche Zeder Buche Eiche Esche Birke Ahorn Nussbaum Robinie 

0,47 0,45 0,52 0,47 0,59 0,37 0,72 0,69 0,69 0,65 0,63 0,68 0,77 

Rohdichte in kg/dm³ 

bei 12-15% Feuchte 

Härte gering 

gering gering-mittel sher gering hoch hoch sehr hoch gering-mittel hoch sehr hoch sehr hoch 

13/13 Quelle: Holzbauatlas Zwei. Natterer; Volz; Herzog 

Informationsdienst Holz 

Schwindmaß radial 0,15 - 01,19 0,12 - 0,16 0,15 - 01,19 0,15 - 0,19 0,14 - 0,18 0,07 - 0,09 0,19 - 0,22 0,18 - 0,22 0,17 - 0,21 0,18 - 0,24 0,1 - 0,2 0,18 - 0,23 0,17 - 0,24 

bei 1% Feuchteabn. tangential 0,27 - 0,36 0,28 - 0,35 0,25 - 0,36 0,27 - 0,31 0,28 - 0,30 0,20 - 0,24 0,38 - 0,44 0,28 - 0,34 0,27 - 0,38 0,26 - 0,31 0,22 - 0,23 0,25 - 0,30 0,32 - 0,38 

gut gut mittel gut gut mittel-gut 

mäßig - 

schlecht 

gut gut-sehr gut mittel-gut gut-sehr gut mittel-gut sehr gut 

Stehvermögen + 

Maßhaltigkeit 

Farbe Kernholz gelbweiß gelbweiß gelblich weiß hellgelb graugelb weißlich rötlichweiß hellgelb 

gelbweiß gelbweiß 

gelbweiß gelbweiß 

Splintholz rötlichweiß rötlichbraun rötlichbraun rotbraun rötlichgelb gelbbraun hellgrau, oliv dunkelbraun olivgelb 

Wetterbeständigkeit, gering- 

mittel- Kern gut sehr gut sehr gering gut- gering gering gering gering sehr gut 

Haltbarkeit mittel 

gut Splint mittel sehr gut 

Widerstand gegen Pilze gering 

mittel gering-mittel sehr groß sehr gering groß gering sehr gering gering mittel-groß sehr groß 

Insekten gering 

mittel-groß mittel-groß groß gering groß gering gering sehr gering mitel sehr groß 

gut gut gut gut mäßig-schlecht 

Splint gut Kern 

mäßig 

Tränkbarkeit mäßig-gut 

mäßig mäßig gut sehr gut 

Bruchfestigkeit �Z� 80-90 80-93 100-104 100-105 92-110 50 - 60 100-135 90-110 130-160 130-140 80-140 95-100 120-148 

[N/mm²] �D� 40-50 40-52 45-55 48-55 45-62 29 - 35 52-64 52-65 50-52 42-60 49-57 57-70 58-72 

8,5- 10 10 

8,5-11 

10 

2,5 

3 

zul. Spannungen zul �Z� 

[N/mm²] zul �D� 

zul �D� 

innen und 

außen 

nur innen nur innen nur innen nur innen 


außen 

nur innen 


außen 


außen 

innen 

außen mit HS 

innen, außen mit Holzschutz 

Einsatzbereich 

Besonderheiten trocken relativ gute Haltbarkeit im Außenbereich 

wetterbeständig gut zu dämpfen Verfärbungen gut zu biegen Furniere Furniere, Möbel Edelholz, selten Konstruktions- 

weing harzhalt. bläuegefährdet Schalungen harzhaltig, sehr leicht und zu biegen durch Eisen und zu spalten Sperrholz Parkett Möbel, und Furnier- 

gut spaltbar harzhaltig Schichtholz bedingt geeign. für Außenver- Furniere, Sperr- unter Wasser Furniere Vergilben durch Vergilben durch Verkleidungen holz für hohe 

Furniere für Anstriche kleidungen etc. holz, Parkett unbegrenzt haltb. UV-Licht UV-Licht Parkett Beanspruchung 

Quelle: Holzbauatlas 2 (Natterer, Herzog, Volz), Holzatlas (Wagenführ) 



Stand03/2003 Q:\Lehrstuhl\Skripten\TextbausteineSS03\030327TabelleMaterialeigensch.xls 


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