Physikalischer Holzschutz

Bautenschutz ist ein wichtiger Faktor beim Erhalt des Wertes von Gebäuden. Der Baustoff Holz muss durch verschiedene Maßnahmen vor Witterungseinflüssen bewahrt und geschützt werden, sodass er im Laufe der Zeit nicht an seiner Güte und Tragfähigkeit einbüßt. Physikalischer Holzschutz wird auch Wetterschutz genannt und ist quasi die Bezeichnung für ein chemiefreies Holzschutzmittel.

Wie funktioniert physikalischer Holzschutz?

Durch eine Holzschutzlasur oder eine andere deckende Schicht wird das Holz gegen UV Strahlung, Feuchtigkeit, Verschmutzung, mechanische Belastung und das Eindringen von Sporen geschützt. Um die Funktion und Güte des Holzes langfristig zu bewahren, sollte der Anstrich, in welcher Form auch immer, langsam erodieren und auf keinen Fall abblättern, da sich ansonsten Schwachstellen bilden. Der verwendete Lack bzw. die Lasur sollte auf jeden Fall wasserdicht und gleichzeitig wasserdiffusionsfähig sein, damit sich unter der Lackschicht keine Feuchtigkeit bilden und festsetzen kann. Zusätzlich könnte es sonst auch zur Bildung von Blasen kommen, was die Optik, sowie den physikalischen Schutz sehr negativ beeinflusst.

Physikalischer Holzschutz bedarf keiner Abnahme durch das Bundesumweltamt. Die Schutzschichten, die hierbei auf das Holz aufgetragen werden, schützen das Baumaterial nicht vor Schimmel- oder Pilzbefall, sondern lediglich vor den mechanischen Einflüssen der Witterung.

ADLER_Magazin_Physikalischer_Holzschutz_Lichtschutz-fuer-Holz

Wie lässt sich ein physikalischer Holzschutz aufbauen?

Um das Holz vor dem Verfall durch Witterung zu bewahren, ist es mit verschiedenen Produkten und Verfahren möglich, die Lebenszeit des Materials deutlich zu verlängern. Die Palette an Produkten, die das Holz vor Wind, Schlagregen und Schmutz schützen ist sehr breit aufgestellt. Diese Mittel werden auch Hydrophobierungsmittel genannt und dienen allesamt zur Oberflächenbehandlung. Viele Mittel sind in unterschiedlichen Farbtönen erhältlich.

ADLER_Magazin_Physikalischer_Holzschutz_Wasserschutz-fuer-Holz_900

Pflegeöle

Holzöle für außen und Wachse können beispielsweise sehr effektiv zum Schutz des Holzes aufgetragen werden. Sie bewahren den Baustoff in erster Linie von physikalischen Einwirkungen und dadurch vor Flecken, Kratzern und Staub. Die sogenannten Pflegeöle haben jedoch noch einen weiteren Zweck. Sie schützen das Holz vor Feuchtigkeit, vor UV Strahlen und vor Algen. Obwohl sie nicht als chemischer Holzschutz gelten, weisen die Pflegeöle einen leicht chemischen Schutz der Oberfläche der Hölzer auf.

ADLER_Magazin_Physikalischer_Holzschutz_Pflegeoele

Lasuren

Zusätzlich zu den Pflegeölen gibt es noch weitere Mittel, um das Holz zu pflegen und zu veredeln. Zum Beispiel Lasuren, sie werden in 3 verschiedene Bereiche unterteilt:

- Dünnschichtlasuren
- Dickschichtlasuren
- Deckender Holzschutz

Die Dünnschichtlasuren werden hauptsächlich für leichte Bauteile verwendet, die keine tragende Funktion haben und auch nicht maßhaltig in einer Position verweilen müssen, wie Pergolen, Verkleidung und Zäune. Die Lasur kann nicht verhindern, dass das Holz den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung annimmt. Der relativ dünne Film der Lasur ist offen für Diffusion und kann jederzeit ohne großen Aufwand nachbehandelt werden

Handelt es sich um maßhaltige Bauteile, sollte man auf jeden Fall die Dickschichtlasur verwenden. Fenster, Türen usw. benötigen eine besondere Schutzschicht. Quellen und Schwinden des Holzes wird verhindert, weil keine Feuchtigkeit mehr in das Innere eindringen kann. Dieser Wetterschutz basiert auf Lösungsmitteln, kann aber auch auf Wasserbasis hergestellt werden. Spezielle Farbpigmente und UV Filter sorgen dafür, dass das Lignin im Holz nicht abgebaut und die Farbe somit geschützt und bewahrt wird. Oftmals ist es so, dass physikalischer Holzschutz auf Wasserbasis gleichzeitig ein Konservierer hinzugefügt wird, um das Holz vor Pilzbefall zu schützen.

Pigmentierung: Unterteilung von Lacken nach: Der Gehalt an Konservierern ist allerdings durch das Umweltbundesamt durch eine Obergrenze belegt. Sobald ein physikalischer Holzschutz das Zeichen: "Umweltzeichen, weil schadstoffarm nach RAL-UZ 12a" trägt, darf ein gewisser Wert nicht überschritten werden. Trotzdem werden diese Mittel nicht durch das Umweltbundesamt bewertet. Eine ökotoxikologische Messung findet nicht statt.

- unpigmentierte und damit voll transparente "Klarlacke"
- lasierend pigmentierte, teiltransparente "Lasuren"
- deckend pigmentierte, undurchsichtige Beschichtungen

Filmbildung und Schichtstärke:

- nicht filmbildende Imprägnierungen
- wenig oder minimal filmbildende Dünnschichtlasuren
- filmbildende Dünnschichtlasuren
- filmbildende Mittelschichtlasuren
- filmbildende Dickschichtlasuren und ausgeprägt filmbildende Beschichtungen (Lackierungen)

ADLER_Magazin_Physikalischer_Holzschutz_Transparentes-Holzschutzmittel58e4eb776bfeb

Auswahl der Beschichtung

Art der Oberflächenbehandlung	Merkmale und Vorteile	Grenzen, Nachteile
Keine Schutzmaßnahmen	Bildung einer natürlichen Altersfarbe minimaler Aufwand	Oft ungleichmäßige Verfärbungen Befall durch holzvergrauende Pilze Ungeeignet für maßhaltige Bauteile
Farblose, wasserabeweisende (Nano)-Imprägnierung	Verwitterung wie unbehandeltes Holz, aber alngsamer, sowie gleichmäßiger keine Durchfeuchtung und Schwärzung des Holzes bei Regen	Hydrophob, aber wasserdampfdurchlässig nur für vertikale Holzteile geeignet Die Kombination mit einer geeigneten Lasur wird empfohlen Haftung der Folgebeschichtung unklar
Behandlung mit Öl oder Wachs	Kein dauerhafter Verwitterungsschutz Bildung von Wasserflecken Pigmentierte (Boden)öle haben das beste Leistungsspektrum	Nur für Anwendungen ohne direkte Wettereinwirkung geeignet Ungeeignet für maßhaltige Bauteile Hoher Pflegeaufwand
Farblos-transparente Lasierung/Lackierung (mit Zusatz von Antioxidantien, Radikalfängern und UV-Absorbern)	mit konventionellen farblosen Lasuren lasst sich prinzipiell kein ausreichender UV-Schutz erreichen In den letzten Jahren wurden jedoch spezielle farblose Systeme entwickelt, welche sich bei entsprechender Wartug dü den Einsatz im Außenbereich eignen	Auch bei den besten Produkten muss die "farblos beschichtete Holzfassade" rechtzeitig gepflegt werden Große Schäden durch nicht geeignete Produkte möglich Bedingt geeignet für maßhaltige Bauteile
1. Dünnschichtig, lasierend pigmentierte Oberflächenbehandlung	Vorwiegend für nicht oder begrenzt maßhaltige Teile bei jeder Wetterbeanspruchung geeignet. Je stärker die Pigmentierung, desto besser sind Lichtschutz und Farbbeständigkeit	Holzfarbe wird verändert Bei weißen Lasuren hohe Anforderungen an die Applikationsqualität
2. Dickschichtig, lasierend pigmentierte Oberflächenbehandlung	Für begrenzt maßhaltige und maßhaltige Bauteile bei jeder Bewitterungsbeanspruchung Je stärker die Pimentierung, desto besser sind Lichtschutz und Farbbeständigkeit	Holzfarbe wird verändert Bei weißen Lasuren hohe Anforderungen an die Applikationsqualität Für nicht maßhaltige Fassadenteile wegen Abblätterungen und Fäulnisbildung nicht empfohlen Für maßhaltige Bauteile nur geeignet, wenn ausreichende Filmbildung vorliegt
3. Deckend pigmentierte Oberflächenbehandlung	Große Farb- und Wetterbeständigkeit sowie gute Feuchteschutzwirkung Für stärkste Witterungsbeanspruchung geeignet	Holzfarbe völlig, Textur je nach Filmbildung weitgehend bis gänzlich verdeckt Für maßhaltige Bauteile nur geeignet, wenn ausreichend filmbildend Für nicht und begrenzt maßhaltige Bauteile Dünnschichtlasuren verwenden

ERKLÄRUNG: Maßhaltigkeit von Bauteilen

Definition inwieweit ein Bauteil durch Quellen und Schwinden seine Maße verändern darf:

nicht maßhaltig: Volumenänderungen erlaubt, z.B.: Schindeln, Palisaden, Holzroste oder Zäune.

bedingt maßhaltig: Maßänderungen in begrenztem Umfang erlaubt, z.B.: Gartenmöbel, Fachwerk, Außentore, Fenster- und Türläden.

maßhaltig: Maßänderungen nur in sehr geringem Umfang zugelassen, z.B.: verzapfte und verklebte (verleimte) Fenster- und Türläden.

Thermomodifikation

Um Holz robuster gegen Witterungseinflüsse zu machen, kann man es thermisch modifizieren. Das thermisch modifizierte Holz (english: Thermally Modified Timber) ist das Ergebnis einer langwierigen thermischen Verarbeitung und Behandlung. Bei diesem Verfahren wird das Holz erhitzt. Die Temperatur beträgt hierbei mindestens 160 Grad. Vielen dürfte das behandelte Holz als Thermoholz bekannt sein. Dies ist ein weitläufig verwendetes Synonym für thermisch behandeltes Holz.

Was soll die Thermomodifikation bewirken?

Das große Ziel der Thermomodifikation ist es, die technischen und physikalischen Eigenschaften des Holzes über den kompletten Querschnitt so zu beeinflussen, dass sie sich dem Einsatzzweck entsprechend anpassen und optimieren. Die aufwendige Hitzebehandlung sorgt beispielsweise für eine enorme Resistenz gegen Fäulnis. Durch dieses Verfahren können auch heimische Hölzer für den Bau im Außen- und Innenbereich verwendet werden, ohne dass Sie bereits nach kurzer Zeit von Schimmel und Pilzen befallen sind. Dies wird vor allem durch die stark verringerte Fähigkeit zur Wasseraufnahme erzielt. Der Baustoff Holz hat eine natürlich typische Neigung zum Quellen, Reißen und Schwinden. Das wird durch die thermische Behandlung weitestgehend unterbunden. Ender 90er Jahre wurden in Finnland die ersten Unternehmen gegründet, die sich unmittelbar mit diesem Thema beschäftigen und die Hölzer für die Weiterverarbeitung vorbereiten.

Wie wirkt sich die Behandlung auf die Resistenzklasse des Holzes aus?

Die Struktur des Holzes wird in tangentialier, axialer und radialer Wirkrichtung in Bezug auf das Schwind- und Quellmaß um 70% stabilisiert. Die Resistenz gegen Schimmel und Pilze, sowie tierische Schädlinge wird drastisch erhöht. Folgende Hölzer können die angegebene Resistenzklasse erreichen:

- Rotbuchenholz: Klasse 1
- Fichtenholt: Klasse 2
- Eschenholz: Klasse 1 bis 2

Die Farbe des Holzes wird durch die thermische Behandlung etwas dunkler. Eine UV Beständigkeit tritt dadurch jedoch nicht ein, was ein Aufhellen der Oberfläche nach sich zieht. Der pH Wert im Holz wird auf 1,5 reduziert. Der Nährboden für Mikroorganismen wird demnach komplett entzogen und Wasser nur sehr eingeschränkt vom Holz aufgenommen.

Ein Unterschied nicht zu verachtender Größe besteht bei Thermonadelhölzern und Thermolaubhölzern. Die Nadelhölzer werden durch die Thermobehandlung sehr weich, was dem Substanzabbau und dem Harzaustritt geschuldet ist und für eine reduzierte Dichte sorgt. Bei Laubhölzern ist dies nicht der Fall. Die Festigkeitswerte des Holzes verändern sich durch die Behandlung, was bei jedem Holz unterschiedlich ausfallen kann. Die Abnahme der Spaltfestigkeit sollte kritisch berücksichtigt werden.

Nicht alle Leime oder Beschichtungen sind als physikalischer Holzschutz geeignet. Dies liegt an den molekularen Veränderungen, die sich auf das Holz und die Struktur auswirken. Der Nachteil der Thermobehandlung ist das Schwinden der Biegefähigkeit des Holzes. Dadurch wird gleichzeitig auch die Tragfähigkeit des Materials verringert, was den Baustoff in seiner Verwendungsvielfalt einschränkt.

ADLER_Magazin_Physikalischer_Holzschutz_Harzendes-Holz