AufgeheiztWärmebehandlung ermöglicht den Verzicht auf Tropenholz

Bereits in den 1930er Jahren haben Forscher in Deutschland entdeckt, dass Holz durch Hitzeeinwirkung seine Eigenschaften verändert. Aber erst Ende des vergangenen Jahrhunderts wurden diese Erkenntnisse wieder aufgegriffen und neue Verfahren zur Thermobehandlung entwickelt, um technische und optische Eigenschaften einheimischer Holzarten gezielt verbessern zu können. So können mit thermobehandeltem Holz mittlerweile Tropenhölzer weitgehend ersetzt werden.

Die Wärmemodifizierung von Holz ist kein neues Thema, denn bereits die Wikinger und andere Völker nutzten schon vor Jahrhunderten das Feuer, um Holz dauerhafter zu machen. Aber erst seit den 1990er Jahren wurden verschiedene moderne Verfahren der Wärmebehandlung von Holz in Frankreich, Holland, Finnland, Österreich und Deutschland entwickelt, die wirtschaftlich eingesetzt werden können. Die Hitzebehandlung von Holz hat mittlerweile eine Marktreife auf internationaler Ebene erreicht. Unter den Bezeichnungen Thermowood, Thermoholz und ähnlichen Namen sind behandelte Hölzer für Innenräume (auch für Bad und Sauna), aber auch für den Außeneinsatz erhältlich.

 

Der technische Prozess

 

Vergütet wird nur qualitativ hochwertiges, vorgetrockne­tes Nadelholz (Kiefer, Fichte und Tanne) oder Laubholz (vor allem Esche, Birke und Pappel) ohne große Äste und Verformungen. Die Holzarten Buche und Eiche sind nur bedingt geeignet, da es hier häufig zur Rissbildung kommt. Das Verfahren funktioniert ohne chemische Substanzen in einem geschlossenen Systemen und ersetzt ökologisch bedenkliche Tränkverfahren, Anstriche sowie den Einsatz von Tropenholz.

Die Wärmebehandlung von Holz läuft in drei Schritten ab: In der ersten Phase wird das Holz auf eine Temperatur von etwa 130° C erhitzt, wodurch die Holzfeuchtigkeit auf etwa 4 Prozent sinkt. Durch eine gezielte Verbesserung der Programmparameter Temperatur, Feuchtigkeit und Zeit können dabei Oberflächen- und Innenrisse im Holz vermindert werden. In der zweiten Phase erfolgt die eigentliche Wärmebehandlung mit Temperaturen bis zu 250° C über einen Zeitraum von mehreren Stunden. Temperaturhöhe und Behandlungszeit richten sich nach Holzart und Holzdicke, dem Einsatzgebiet und dem gewünschten Farbton des Holzes. In der dritten Stufe wird das Holz wieder abgekühlt und befeuchtet, bis eine auf den späteren Einsatz abgestimmte Holzausgleichsfeuchte erreicht ist. Die Methode eignet sich sowohl für Weich- als auch für Harthölzer.

 

Veränderungen der

Holzstruktur

 

Durch die Erwärmung des Holzes ändert sich seine mikrobiologische Struktur und damit auch die chemischen und physikalischen Eigenschaften. Dies beruht zum größten Teil auf der Veränderung der Hemizellulosen. Holz besteht aus den Hauptkomponenten Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Zellulose und Lignin bedürfen höherer Temperaturen zur Veränderung als Hemizellulose. Flüchtige Holzinhaltsstoffe wie Harze und Öle verdampfen in der Regel während der Behandlung. Diese Veränderungen sind gewünscht und beginnen bei einer Temperatur von etwa 150° C; sie nehmen mit steigender Temperatur zu. Als Ergebnis des Prozesses kann in erster Linie eine Verringerung der Quellung und Schwindung sowie eine Erhöhung der Dauerhaftigkeit (Pilzresistenz) auf der Positivseite vermerkt werden. Das hitzebehandelte Holz wird leichter, die Gleichgewichtsfeuchte sinkt, ebenso der Säuregehalt. Die Wärmedämmeigenschaften verbessern sich ebenfalls: Dies hängt mit der Verringerung der Dichte des behandelten Holzes zusammen. Die Dichte wirkt sich aber auch auf die Festigkeitseigenschaften aus, so dass im allgemeinen mit einer Verringerung dieser Werte zu rechnen ist. Für statisch beanspruchte Konstruktionen sollte Thermoholz daher nur unter fachlicher Beratung eingesetzt werden. Je nach Höhe der Behandlungstemperatur nimmt weiterhin die Härte des behandelten Holzes minimal ab.

 

Farbveränderungen

 

Je nach Behandlungsintensität verändert sich der Holzton durch die Wärmebehandlung von ocker bis braun-schwarz. Die Färbung des Holzes vollzieht sich auch im Inneren seiner Struktur. Bei thermobehandelten Nadelhölzern erinnert die Holzfarbe an Antikholz, während bei Laubholz tropenholzähnliche Farbtöne erzielt werden. Bei thermisch behandeltem Holz ist der dunkle Farbton gegenüber UV-Licht instabiler als unbehandeltes Holz. Thermoholz vergraut daher wesentlich schneller und wird selbst in Innenräumen ohne ausreichenden UV-Schutz fast weiß. Um die dunklen Töne zu erhalten, müssen deshalb Oberflächenbehandlungen mit Pigmenten beziehungsweise Öle oder Lacke mit UV-Schutz gewählt werden.


Einsatzmöglichkeiten

 

Für heimische Hölzer ermöglichen die veränderten Eigenschaften neue Einsatzbereiche. In Europa gibt es keine Holzart, die der Dauerhaftigkeitsklasse 1 entspricht. Selbst die im Außenbereich häufig eingesetzte Lärche wird nur der Haltbarkeitsklasse 3 bis 4 zugeordnet. Im Gegensatz zur Imprägnierung ist Thermoholz im Holzquerschnitt durchgehend mit den neuen Eigenschaften ausgestattet. Die erhöhte Dimensionsstabilität macht Thermoholz überall dort zum Werkstoff erster Wahl, wo Klimaschwankungen auftreten. Dies ist zum Beispiel im Saunabau,  bei Fassadenbekleidungen, Außentüren und für Möbel, die für den Export bestimmt sind, der Fall. Im Innenausbau eignet sich wärmebehandeltes Holz für Parkett und Vollholzdielen, Küchen und Einbauten. Durch die Wärmebehandlung bekommt Holz als Werkstoff für Nassräume wie Bad, Sauna und Schwimmbad eine völlig neue Bedeutung.

Dunkle Hölzer entsprechen den aktuellen Innen­ausbautrends – hier kann Thermoholz gefährdete Tropenhölzer ersetzen. Die je nach Behandlungsintensität und -dauer erzielten Holztöne reichen von Hellbraun bis zu Schwarz. Auch chemisch behandeltes Holz wie Räucher-
eiche kann durch thermisch behandeltes Holz ersetzt werden. Da der Farbton über den gesamten Querschnitt erzielt wird, haben auch Bohrungen und Schnittstellen die gewünschte Farbe.

 

Verarbeitung

 

Beim Einkauf sollte der Zimmermann darauf achten, dass das Thermoholz keine Innenrisse aufweist. Ebenso sollten deutliche Farbunterschiede innerhalb einer Charge oder eines Brettes mit Vorsicht betrachtet werden. Thermoholz lässt sich wie unbehandeltes Holz sägen, hobeln, fräsen, schleifen und kleben. Da das Material aber trockener und spröder ist, müssen die Werkzeuge sehr scharf sein. Es empfiehlt sich weiterhin, Löcher stets vorzubohren oder selbstbohrende Schrauben zu verwenden. Bei der Befestigung und Montage von Thermoholz dürfen auf Grund des niedrigeren pH-Wertes nur Verbindungsmittel aus Edelstahl verwendet werden. Durch die verminderte Wasseraufnahme können sich die Aushärtezeiten bei Verklebungen von Thermoholz verlängern. Es sollten die für Thermoholz empfohlenen Klebstoffe und Verbindungsmaterialien verwendet werden. Die Beständigkeit gegenüber Pilzbefall ist entsprechend der jeweiligen Behandlungsstufe gegeben. Verwendet wird in der Regel Holz aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern, optimalerweise mit FSC-Zertifikat; es unterliegt weder den Verfügbarkeitsunsicherheiten noch den Preisschwankungen des Tropenholzmarktes. Die Preis-entwicklung von Thermoholz wird sich in der Zukunft wohl an den Energiekosten orientieren.

 

Produkte

 

Neben der üblichen Brett- und Kantholzware bis etwa 65 mm Dicke werden auch fertig zugerichtete Innen- und Außendielen, Parkettstäbe und Profilbretter für den Innenausbau und die Fassadenbekleidung angeboten. Neu ist ein gedämmtes Innenraum- und Fassadenelement, das aus einem Thermoholzbrett und einer Dämmstoffschicht (Holzfaserdämmung) besteht. Dieses diffusionsoffene und chemikalienfreie Sandwich-Element bietet bei einer Gesamtdicke von 60 mm einen u-Wert von bis zu 0,5 und ein Schallschutzmaß von bis zu 70 dB. Das Innenraumpaneel ist 28 mm dick. Beide Elemente werden mit einer Nut-Feder-Verbindung montiert.

 

Fazit

 

Durch eine erhöhte Resistenz gegen Pilzbefall und Witterungseinflüsse sowie eine homogene, dunkle Farbe ist Thermoholz eine gute Alternative zum Tropenholz. Weiterhin garantiert die Wärmebehandlung ein verringertes Quell- und Schwindmaß sowie die Reduzierung innerer Spannungen im Holz. Die Nachteile sind neben geringerer Festigkeit und erhöhter Sprödigkeit der Massenverlust des Holzes sowie ein anfangs intensiver Geruch.

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