063_Holztrocknung-auph.mp3

Transkript

Idam

In der heutigen Episode des Podcasts Simple Smart Buildings, es ist von dieser Reihe über das Holz eine weitere Episode, da unterhalte ich mich mit Günther Kain über das Themenfeld Holzfeuchte, Holztrocknung und da denke ich, ist ja der wesentliche Unterschied zwischen dem lebenden Baum und dem Holz, das wir in unserer Wohnung haben, der Feuchte-Unterschied. Grundsätzlich die ganz einfache Frage: Warum trocknet Holz?

Kain

Na ja, der lebende Baum nutzt sein Zellgebilde um Wasser, aber auch Photosyntheseprodukte im Baum zu verschieben, das heißt in der Zelle, in den Zell-Hohlräumen befinden sich Flüssigkeiten jetzt im einfachsten Sinne. Und dieser Zellhohlraum ist nur mit Flüssigkeit gefüllt, solange der Baum lebt, wenn jetzt Holz tot ist, im Sinne eines gefällten Baumes, im Sinne von Nutzholz, so beginnt das Wasser aus diesem Zellhohlraum auszutrocknen, und das ist einmal der primäre Unterschied zwischen lebendem Baum und unter Anführungszeichen totem Holz.

Idam

Aber das Holz ist ja nicht völlig tot. Es reagiert ja weiterhin mit der Umgebungsfeuchte und ein Holz, das einmal getrocknet ist. Trocknung heißt ja letztlich nur auf Zustände der umgebenden Luftfeuchte zu reagieren.

Kain

Ja genau, also in weiterer Folge, dann ist nämlich nicht nur die Feuchtigkeit im Zell Hohlraum relevant, sondern für die Verarbeitung vor allem jene Feuchte, die sich in den Zellwänden befindet. Wenn ich da ein wenig tiefer einsteigen darf, in der Zellwand befinden sich vor allem Zellulose- und Hemicellulosen Moleküle, die durch Lignin Moleküle zusammengebunden, zusammengekittet sind. Und diese Moleküle sind grundsätzlich sehr hydrophil, Wassermoleküle können sich andocken und sofern Wassermoleküle sich in dieses Molekülgeflecht einbinden drücken sie diese Moleküle auseinander und somit nimmt das Volumen zu. Und das ist jetzt eigentlich der Grund für das Quellen und Schwinden des Holzes, welches wir dann sicher auch noch besprechen werden. Und was jetzt spannend ist und ich komme zum Schluss, dass Holz immer mit der Umgebungsfeuchte ein Gleichgewicht sucht, das heißt, die Menge dieser Wassermoleküle.

Idam

In diesem Zellwandkonstrukt ist veränderlich, und da gibt es ein für mich auch sehr spannendes Phänomen, von dem du mir mal erzählt hast, die Hysterese, das letztlich auch das Holz, das vielleicht jetzt am Anfang unseres Gesprächs gar nicht so richtig als tot bezeichnet haben, dieses Holz reagiert auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf diese Veränderungen der Umgebungsfeuchtigkeit. Und offenkundig ist für diese Geschwindigkeit bestimmend, wie schnell das Holz das erste Mal beim ersten Trocknungsprozess Feuchtigkeit verloren hat.

Kain

Und auch interessant die von dir angesprochene Hysterese, dass die Feuchteaufnahme immer ein in etwa ein Prozent geringere Holzausgleichsfeuchte hervorbringt, als dies beim Trocknen der Fall ist. Das heißt, Holz ist träge, Ja, ist träge beim Abgeben der Wassermoleküle somit ergibt sich bei der gleichen umgebenden Luftfeuchtigkeit eine geringfügig unterschiedliche Holzausgleichsfeuchte, abhängig davon, ob es gerade befeuchtet wird oder ob es trocknet.

Idam

Vielleicht, dass man diese Ausgleichsfeuchte oder Gleichgewichtsfeuchte definiert. Da reagieren ja unterschiedliche Materialien völlig unterschiedlich. Wenn man jetzt zum Beispiel das Extrembeispiel Glas nimmt, man kann man Glas in eine feuchte oder trockene Umgebung stellen und es wird sich beim Feuchtigkeitsgehalt des Glases nichts verändern.

Kain

Dann gibt es Materialien, die sehr geringe Ausgleichsfeuchten haben, wie beispielsweise Beton. Ich glaube, dass das in der Größenordnung von ein 2% bei Umgebungsluft Bedingungen und bei Holz, also um hier eine Einschätzung zu geben liegt die Ausgleichsfeuchtigkeit bei einem Klima von 20 Grad Celsius und 65% Luftfeuchtigkeit bei 12%.

Idam

Dass wir in diesem Thema weiter fortschreiten. Die Holztrocknung es ist natürlich sinnvoll, das Holz, bevor man zum Beispiel Möbelstücke daraus fertigt, das Holz vorzutrocknen, denn würde man jetzt die Möbelstücke aus feuchten Holz machen würden die natürlich stark an Volumen verlieren.

Kain

Wie zuvor angedeutet, also der Feuchteverlust geht dann auch mit einer Volumen Verringerung einher, dem sogenannten Schwinden. Und das ist natürlich für die technische Holzverwendung im Regelfall ein Problem. Das heißt, man versucht das nasse Schnittholz auf ein sinnvolles Maß herunter zu trocknen, um dann im Idealfall am Möbel die Maßänderungen minimal zu halten. Und nicht unrelevant ist auch die Tatsache, dass die meisten holzzerstörenden Mikroorganismen bei einer Holzfeuchtigkeit über 20% die idealen Bedingungen vorfinden und so ist man schon aus Gründen der Dauerhaftigkeit interessiert, die Holzfeuchtigkeit darunter zu drücken.

Idam

Es gibt eine sehr energieeffiziente Art der Holztrocknung und das ist die traditionelle Freilufttrocknung im Holzstapel, also dass man nicht künstlich erzeugte Energie zuführt, um das Holz zu trocknen, sondern letztlich Wind und Sonnenenergie dazu nutzt. Das nasse Schnittholz und wenn jetzt dieses Schnittholz vom Sägewerk kommt, das wird ja noch, kann Feuchtigkeiten bis zu 70 - 80% enthalten.

Kain

Auf jeden Fall, also da wird dann zum Teil auch noch Feuchtigkeit in den Zellholwänden vorzufinden sein. Es ist übrigens dieser vielzitierte Fasersättigungspunkt, der in der Größenordnungsmäßig bei 30% liegt.

Idam

Das sind die Räume zwischen den Zellen.

Kain

Genau und alles, was über 30% ist, ist vereinfacht gesagt Feuchtigkeit im Zell Hohlraum. Alles was unter 30% ist. Dort ist die Feuchtigkeit in den Zellwänden oder ausschließlich.

Idam

Und solang dieses ungebundene, kann man das so bezeichnen?

Kain

Ja, kann man so bezeichnen.

Idam

Solangwe dieses ungebundene Wasser wegtrocknet tritt kaum eine Volumensreduktion ein.

Kain

Exakt, weil dann ja in den Zellwänden keine Veränderung stattfindet, und wie von dir angesprochen. Man kann das jetzt natürlich auf verschiedenste Arten bewerkstelligen, dieses Trockenen. Das eine ist die angesprochene Freilufttrocknung. In der Industrie und auch im Handwerk dominiert zur Zeit die technische Holztrocknung, wo in beheizten Kammern.

Idam

ein künstliches Trocknungsklima hergestellt wird und wo Holz in sehr kurzer Zeit auf die Zielfeuchtigkeit getrocknet wird, allerdings natürlich mit massiven Energieeinsatz und letztlich ein Holz, das wie vorher besprochen von seinem Erinnerungsvermögen, wenn das sehr schnell auf die Zielfeuchtigkeit herunter getrocknet wird, letztlich dann auch wieder sehr schnell Feuchtigkeit aufnimmt und auf Feuchtigkeitsveränderung flinker reagiert als Holz, das sehr langsam getrocknet wurde.

Kain

Wobei diese Unterschiede auch nur minimal ausgeprägt sind. Das muss man schon dazu sagen. Also das ist jetzt nicht in großen Veränderungen messbar, aber es ist, es ist messbar, ja.

Idam

Und ich denke, dass eben diese traditionelle Form der Freilufttrocknung wegen eben des günstigen Energieeinsatzes also. Das Prinzip ist, man stapelt das Schnittholz und da gibt es ja bestimmte Regeln des Stapels. Ich denke, eine dieser Regeln ist, einen Mindestabstand vom Boden weg, also da nimmt man Steine oder Betonblöcke. Was ist deine Erfahrung?

Kain

Ja, Spritzwasserbereich ich würde auch sagen, ein knapper halber Meter und dann wird Holz in Lagen gelegt, also die, die Prismierte oder auch scharf geschnittene Ware wird in Lagen

Idam

gelegt und dann wird um einen Abstand zur nächsten Lage zu erzeugen, eine sogenannte Stapelleiste zwischengelegt, so dass zwischen den einzelnen Lagen des Schnittholzes immer wieder Lufträume entstehen. Und da gibt es die Regel, dass man diese Stapel im Idealfall quer zur Hauptwindrichtung des Standortes stapelt, damit der Wind gut durch diese Zwischenräume des Stapels ziehen kann.

Kain

Ganz interessant ist auch die Erfahrung zum Beispiel in der Salzburger Gemeinde Kuchl, eine traditionelle Säge-Gemeinde also. Dort gab es sehr viele Sägewerke und Kuchl ist ein Tal entlang der Salzach, das sozusagen mehr oder weniger perfekt Nord Süd ausgerichtet ist. Und da wurden die Stapel zum Teil gezielt nicht gegen Windrichtung gestellt, weil das Holz zu schnell trocknete in den häufig vorkommenden starken Südwind Perioden. Was zum Verschalen führt, also ganz kurz, da trocknen die außen liegenden Zellen so schnell aus.

Idam

Werden kleiner. Verlieren an Volumen.

Kain

Genau das führt dann zum sozusagen diffusionstechnischen kollabieren des Holzes, zu Deutsch die Feuchtigkeit weiter drinnen bleibt dann eingesperrt.

Idam

Der Kern bleibt im Volumen groß, die Randschicht schrumpft. Diese Randschicht reißt dann auf, weil eben der Kern groß bleibt.

Kain

Und diese Spannungen nicht ausgeglichen werden können. Wobei, das ist jetzt eine Spezialgeschichte. Grundsätzlich ist man natürlich daran interessiert, dass Winde den Stapel durchstreichen.

Idam

Aber ich denke trotzdem, es ist Erfahrungswissen, wie man in bestimmten Regionen den Stapel idealerweise positioniert, denn es gibt auch beim Trocknen ein Optimum. Zu langsam trocknen ist nicht gut, zu schnell trocknen ist nicht gut, und hier gilt es eben entweder dieses Erfahrungswissen von alten Gewährsleuten noch zu erfragen oder vielleicht sogar auf alten Fotografien zu schauen. Wie waren früher die Stapel ausgerichtet, gibt es eigentlich auch eine Regel für die Größe dieser Stapelleisten?

Kain

Also ich kenne da einfach den pragmatischen Ansatz, dass man aus zölligen Reststücken, also zölligige, 24 Millimeter starke Bretter auftrennt. Das waren bei uns immer die Stapel. Leisten. Es gibt natürlich da dann schon einiges auch zu beachten, wenn man den Stapel aufstellt. Ein Geheimnis ist zum Beispiel, dass die Stapelleisten mehr oder weniger perfekt übereinander liegen sollten, weil sich ansonsten. Verbiegungen in den Brettern abbilden und das ist zum Teil wirklich massiv, was nachher auch die Ausbeute reduziert.

Idam

Ja, ja.

Kain

Ist deine Kindheitserinnerung von mir, dass ich da beim Großvater nie präzise genug gelegt habe.

Idam

Also das deckt sich mit meiner Kindheitserinnerung. Auch meinem Vater habe ich die Stapelleisten nie präzise genug gelegt, hab es als Kind, als Jugendlicher nicht verstanden, dass mir das eigentlich unheimlich auf die Nerven gegangen und heute ist es mir natürlich klar, wenn die präzis senkrecht übereinander beziehungsweise untereinander liegen, dann gibt es im Kräftefluss keinerlei Momente, sondern eben nur Vertikalkräfte. Und es kommt zu keinen Deformationen. Jetzt fehlt mir noch eines ein: Sommerklima - Winterklima. Im Winterklima haben wir hier,nördlich der Alpen eher die den Tendenz, dass die Luftfeuchtigkeit geringer ist als im Sommer. Heißt das, dass im Winter auch bessere Trocknungsergebnisse zu erzielen sind?

Kain

Teilweise ja, es kommt natürlich dann negativ hinzu, dass die Luft kälter ist und somit auch weniger Feuchtigkeit aufzunehmen vermag, und da ist es, wie du sagst, so dass während kalter, längerfristig kalter Winterperioden die relative Luftfeuchtigkeit der Luft wirklich niedriger ist als im Sommer. Aber wie gesagt, entscheidend.

Idam

Aber die absolute Feuchtigkeitsmenge ist dann doch nicht so groß um bessere…

Kain

Bessere Trocknungen zu erzielen, aber ja, Holz trocknet auch im Winter, wenn die Bedingungen passen, vielleicht zum vorigen noch: Ein Thema der Trocknung und der Stapelgestaltung ist auch, dass man, gerade bei edlen Hölzern, die Hirnenden speziell schützen muss, damit sie nicht zu schnell austrocknen. Genau, weil sozusagen über Hirn, sozusagen in Richtung der Zellen, die Abtrocknungsgeschwindigkeit sehr viel schneller als es über die Flächen geschieht. Und das bewirkt, dass das Holz am Ende rissig wird. Und ja, bei wertvollen Hölzern kann dann die 10 cm Risslänge durchaus auch zum Problem werden Es gibt den Ansatz, dass man zum einen die Hirnenden versiegelt. Da kann mich ich erinnern, dass mein Vater mit Weißleim an die Hirnholzenten der Pfosten Zeitungspapier aufgeleimt. Ja beziehungsweise ich kenne auch einfach das Beleimen und es gibt auch die Technik in Deutschland mehr heimisch, dass man gegen Ende hin breitere Staffelleisten verwendet, die über den Stapel überstehen und sozusagen eine gewisse Abschottung bewirkt. Ja, also wie eine Jalousie. Genau.

Idam

Dass hier dann eben keine Leisten, sondern wirklich Bretter verwendet werden und die Hirnenden der Pfosten oder der Bretter beschattet werden und dann eben auch nicht so schnell austrocknen. Mir erscheint auch wichtig bei Holzstapeln das Dach, die Abdeckung und da gibt es ja die schlechte Erfahrung, wenn man hier Kunststofffolien verwendet und vor allen Dingen diese Kunststofffolien noch senkrecht nach unten hängen, das eigentlich dann im oberen Bereich die Feuchtigkeit gar nicht mehr so gut wegkommt.

Kain

Das kann ich bestätigen. Also die Dachhaut sollte tunlichst wiederum vom Stapel etwas abgerückt werden und das freie Durchstreichen der Luft nicht behindern.

Idam

Also wenn man es jetzt mit den Gebäuden vergleicht, wo wir auch die Erfahrung gesammelt haben, dass der beste Feuchtigkeitsschutz für ein Haus ein nicht ausgebauter, gut durchlüfteter Dachboden ist, so wäre das im übertragenen Sinn beim Holzstapel auch so. Und ich habe eigentlich die Erfahrung gemacht, dass als Deckungsmaterial Wellblechtafeln gut geeignet sind.

Kain

Ja. Da ist dann der klassische Fehler, dass die Sogkräfte des Windes unterschätzt werden. Also Holzstapel wollen wirklich professionell eingedeckt werden und ich habe gute Erfahrungen, dass man die Deckelemente mit federartigen Elementen niederspannt, die sozusagen ein gewisse Bewegungsvermögen in dieser Eindeckung ermöglichen, weil alles, was starr ist, zum Beispiel das Niederspannen mit Drähten, wird durch Windbewegungen, durch dauerndes Rütteln gelockert und früher oder später kommt es dann zum Abheben.

Idam

Also ich kenne, was ich auch schon gesehen hab, was mir sehr wirkungsvoll erschienen ist, die Blechdachhaut mit Spanngurt niederzuspannen, wo der Spanngurt wirklich rund um den Stapel geführt, also an der Unterseite durchgezogen wird und je nach Trocknungsverlauf periodisch dieser Spanngurt nachgespannt wird und so auch das Dach gut niedergehalten ist.

Kain

Und was du ansprichst, wird ja sehr oft vergessen. Wenn zum Beispiel jetzt ein Holzstapel 2 Meter hoch ist und wir davon ausgehen die Hälfte davon ist jetzt Stapelleiste, dann ist ein Meter nasses Holz gestapelt. Und wenn das jetzt so in erster Näherung vielleicht 15% Feuchtigkeitsveränderung, also von 30% Fasersättigung auf 15% Ausgleichsfeuchtigkeit sinkt, so entspricht das dann wiederum je nach Holzrichtung, aber so in etwa. 2 - 3% Maßänderung in der Höhe und das ist auf einem Meter 3 Zentimeter oder sollen es 4cm, je nachdem sein. Und das bewirkt natürlich ein lockernder Spannelement, ja.

Idam

Da ist der entweder die Federbelastung, das federbelastete Spannelement, das sich mehr oder weniger ständig selber nachspannt, oder immer ein Zurrgurt, oder ein Spanngurt mit dem das dann auch entsprechend nachgespannt wird. Jetzt denke ich ist auch noch das Thema von Bedeutung, wie lang sollte denn das Holz trocknen? Natürlich kann man ein frisch geschnittenes Holz aufstapeln und dann periodisch die Feuchte Messen und einfach schauen. Ich denke, dass man bei dieser Freilufttrocknung nicht deutlich unter 15% kommt.

Kain

Nein, ich kann es jetzt für meinen Heimatort Bad Goisern, südliches Oberösterreich bestätigen. Also ich würde sogar 15% als ein zeitweiliges Optimum betrachten. Im Durchschnitt sind es 17 - 18%, denn das kommt natürlich dazu, dass dann auch das Trocknungsziel über das Jahr hinweg, ich sage im 2 3% Bereich changiert.

Idam

Da gibt es, zumindest mein Vater hat mir das genannt, eine Faustregel: pro Zentimeter Holzdicke ein Jahr, ist die wissenschaftlich haltbar, diese Faustregel?

Kain

Ja, jein, es ist definitiv eine Orientierung. Es gibt natürlich schwierig zu trocknende Hölzer, da gehört zum Beispiel die Buche dazu und leicht zu trocknende Hölzer. Fichte lässt sich relativ gut trocknen, aber man ist nicht so falsch bedient mit dieser Regel, die du da jetzt zitiert hast. Meine Erfahrung ist, das ist speziell bei dickeren Pfosten im Kern sehr, sehr lange braucht, bis sich wirklich eine durchgängig gleiche Holzfeuchtigkeit einstellt. Also ich würde jetzt für tischlerzwecke eher Trocknungszeiträume von mindestens 3 Jahren ansetzen.

Idam

Und ich denke, wenn wir jetzt diesen Gedanken weiterverfolgen, dieses Zukunftspotenzial der natürlichen Holztrocknung und andererseits das Wissen, dass 15% eigentlich ein Traumwert ist und vor allen Dingen im zentralgeheizten Innenräumen, sich dann Gleichgewichtsfeuchtigkeit meiner Erfahrung nach so im 11% Bereich einestellt.

Kain

Ja, zum Teil sogar auch unter 10%.

Idam

Dass dann ja immer noch ein Sprung von zumindest 5% stattfindet und jetzt gäbe es einerseits die Möglichkeit diese 5% noch durch technische Holztrocknung mit extremen Fremdenergieeinsatz durchzuführen oder, und da denke ich, wäre das Potenzial die Konstruktion des Möbels, die Konstruktion des Holzeinbaus so zu wählen, dass die Konstruktion das Schwinden des Holzes im Innenraum erlaubt, ohne dass dabei Schäden entstehen.

Kain

Bzw. kann es sein, dass wir künftig auch unsere Räume nicht mehr so stark beheizen, weil die Energie schlichtweg fehlt, teurer wird.

Idam

Günther, ich danke für das Gespräch.

Kain

Danke sehr.