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FiNNHAUS                               Finnische Blockhäuser                   Thomas Weiß

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Was ist Holz?


Der Stamm eines Baumes wird gebildet von lebenden und nicht lebenden Rinden- und Holzbereichen. Die äußerste Schicht ist Kork, der den Baum vor Beschädigung schützt, Wasserverlust verhütet und gegen Hitze und Kälte abschirmt. Neue Korkschichten bildet das Korkkambium. Kork und Korkkambium umfassen die Außenrinde. Unter der Außenrinde liegt das Phloem (Innenrinde oder Bast). Diese Schicht verteilt die Assimilationsprodukte der Blätter im Baum. Die absterbenden Teile verstärken die Außenrinde. Das Gefäßkambium ist meist nur eine Zelle dick, aber es ist die lebensspendende Schicht des Stammes. Durch Teilung bildet es neue Bastzellen nach außen und neue Holzzellen nach innen. Die Masse des Baumes besteht aus Holz und Xylem. In seiner äußeren Schicht (Splint) befinden sich röhrenförmige Zellen, die Wasser und gelöste Nährstoffe aus dem Boden von der Wurzel zu den Blättern leiten. Jedes Jahr wird ein neuer Ring von Splintzellen (der Jahrring) durch das Kambium hinzugefügt. In entsprechendem Ausmaß verlieren innere Splintschichten ihre wasserführende Aufgabe und werden sozusagen "Mülleimer" der Pflanze. Verschiedene Abfallprodukte des Stoffwechsels werden in den Zellen und Zellwänden abgelagert. So bildet sich eine zentrale Säule von Kernholz, die dem Baum wie ein Rückgrat Halt gibt und bei vielen Holzarten auch anders gefärbt ist als der Splint.

Kiefer, Lärche und Douglasie haben nicht nur den Vorteil eines weitestgehend nagekäfer- und hausbockresistenten Farbkerns, sondern ihr Holz ist auch dauerhafter gegenüber Pilzbefall und von seinen technischen Festigkeitseigenschaften her besser als die allgemein verwendete Fichte. Angesichts stark wachsender Vorräte dieser Holzarten in den deutschen Wäldern sollten sich Bauplaner und Handwerker mit stärkerem Einsatz dieser wertvollen Hölzer anfreunden.

Das primäre Längen- und Dickenwachstum eines Triebes (Stamm oder Zweig) findet im Bildungsgewebe der Triebspitzen statt (Apikalmeristem). Die Produktionsstätte des Holzes befindet sich im Baum unter der Rinde: Das Kambium ist eine mikroskopisch feine Gewebeschicht, die nach innen Holzzellen und nach außen Bastzellen produziert (sekundäres Dickenwachstum). Die jährliche Rhythmik der Kambialaktivität bei Bäumen der gemäßigten Zone führt zur Bildung von Jahrringen im Holz. Das Holz-Grundgewebe ist stets axial orientiert. Eingebettet finden sich die radial orientierten Mark- oder Holzstrahlen, die bei einigen Laubhölzern (z. B. Eiche und Buche) schon mit bloßem Auge erkennbar sind. Sie setzen sich bis in den Bast als Baststrahlen fort. Die meisten Nadelhölzer und einige Laubhölzer bilden außerdem Harzkanäle aus.

Rohdichte und Festigkeiten der wichtigsten Nadelbauholzarten
Eigenschaften Kiefer Lärche Douglasie Fichte
Druckfestigkeit N/qmm 45 48 50 40
Zugfestigkeit in N/qmm 100 105 100 80
Biegfestigkeit in N/qmm 80 93 80 68
Scherfestigkeit in N/qmm 10 9 7 7,5
Elastizitätsmodul aus Biegeversuchen in N/qmm 11000 12000 12000 10000
mittlere Rohdichte bei u=15 % Holzfeuchte in g/ccm 0,52 0,59 0,58 0,47

 

Fibrillen und Micellen

Unten sehen Sie gebündelte Fibrillen unter dem Elektronenmikroskop etwa 4000-fach vergrößert. Diese sind aus Micellen zusammengesetzt, den kleinsten bekannten Bausteinen, die auch im menschlichen und tierischen Fleisch anzutreffen sind.


Sie (Bild oben) bilden mit Wasser gefüllte Zwischenräume (Intermicellarräume). Die Micelle ist von einem hygroskopkopischen Mantel umgeben, der entsprechend der jeweiligen Luftfeuchte Wasser ansaugen, aber auch wieder abstoßen kann. Hier liegen die Ursachen für das Schwinden und Quellen des Holzes.

Hauptbestandteile Holozellulose:
Gerüstsubstanz der Zellwand
Zellulosen
40 % - 60 %
 
46 % - 87 % Holzpolylosen (Hemizellulose): festigen gemeinsam mit Lignin das Zellulosegerüst der Zellwände
  15 % - 35 %
Lignin: "Kittsubstanz", die die Verholzung der Zellwände verursacht
   
Nadelholz: 28 % - 41%
Laubholz: 18 % - 25 %
 
Begleitbestandteile Extraktstsoffe (anorganische und organische Inhaltsstoffe): beeinflussen und bedingen oft die chemischen, biologischen und physikalischen Eigenschaften, z. B. Lichtbeständigkeit, Brennbarkeit, Schädlingsresistenz Fette, Öle, Harze, Wachse
Eiweiße, Stärke, Zucker, Holzgummi
Alkaloide, Gerbstoffe, Farbstoffe, Bitterstoffe, Riechstoffe, Kampfer
anorganische und organische Säuren, Salze
Mineralstoffe

 

Was Verbrennt denn da...?

Verbrennung ist ein Prozess, bei dem ein Brennstoff durch Sauerstoff bei einer hohen Temperatur oxidiert wird und neue chemische Verbindungen bildet. Dabei wird Hitze und Licht freigesetzt. Der Brennstoff Holz besteht wie jede organische Substanz im Wesentlichen aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Diese sind in Molekülen miteinander verbunden, die in den Holzzellen eingebaut sind. Ein Stück Holz besteht nun wiederum aus Millionen von Holzzellen. Bei der Verbrennung reagieren diese Moleküle mit Sauerstoff und es entstehen Kohlendioxid und Wasserdampfgas, die beide im Rauch aufsteigen. Holz würde also ohne Asche verbrennen.

Tatsächlich braucht ein Baum auch andere Elemente zum Leben, wie zum Beispiel Natrium, Kalzium, Magnesium, Kalium, Aluminium und Phosphor, die in die Moleküle der Holzzellen eingebaut werden. Bei der Verbrennung oxidieren diese und bleiben bei vollständiger Verbrennung in der grauen pulvrigen Asche übrig. Die Verbrennung ist oft jedoch nicht vollständig. Um dies zu verstehen, betrachten wir, wie Holz verbrennt. Dies geschieht in drei Stufen: trocknen, brennen und glühen. In den ersten beiden „verdampft“ die hohe Hitze das Holz und es entsteht Holzgas. Bei Sauerstoffmangel verbrennt dieses Holzgas nicht, sondern steigt als Rauch auf. Die Glut besteht nur noch aus Kohlenstoff. Falls nun die Glut mit grauer pulvriger Asche umgeben ist, kommt der Sauerstoff nicht mehr zum Kohlenstoff und die Glut erlischt. Deshalb findet man oft verkohlte Holzteile in der Asche. Diese sind nichts anderes als die Holzkohle, die man im Supermarkt kaufen kann. Nimmt man sie aus der Asche und zündet sie wieder an, so kann man sich ein paar gute Bratwürste grillen.