Quellen und Schwinden von Holz

Das Quellen und Schwinden von Holz ist ein biologischer Prozess, der sich aus der Wassermenge ergibt, die durch die Zellwände des Holzes gebunden werden kann. Gibt Holz unterhalb seines sogenannten Fasersättigungsbereiches Wasser an seine Umgebung ab, schwindet es. Umgekehrt quillt Holz, wenn es – ebenfalls unterhalb seines Fasersättigungsbereiches – Wasser aus der Umgebung aufnimmt.

Wasserabgabe aus bzw. -aufnahme im Holz erfolgt nur, wenn die Luftfeuchte vom Fasersättigungsbereich bzw. von der Holzausgleichsfeuchte abweicht. Nur wenn ein Feuchtigkeitsgefälle zwischen dem Holz und seiner Umgebung herrscht, verändert Holz seine Maße.

Die Quell- und Schwindmaße von Holz sind in den drei holzanatomischen Richtungen, in Faserrichtung (Längsrichtung, longitudinal), in Holzstrahlrichtung (radial) und in Jahrringrichtung (tangential) sehr unterschiedlich und verhalten sich in etwa 1:10:17 (longitudinal:radial:tangential). Die verschiedenen Holzarten haben ein unterschiedliches Quell- und Schwindverhalten bei gleichen Umwelteinflüssen. So quillt Eiche in Jahrringrichtung und in Holzstrahlrichtung weniger als Buche. Die Eiche hat demnach das größere Stehvermögen.

Um Angaben über das Quell- und Schwindverhalten von Holz in seinen verschiedenen Hauptrichtungen machen zu können, nutzt man das sogenannte differentielle Schwindmaß. Es gibt an, um wie viel Prozent das Holz in seinen Hauptrichtungen jeweils schwindet, wenn sich die Holzfeuchte um 1 % ändert. Die Tabelle zeigt ganz deutlich, dass das differentielle Schwindmaß je Holzart nach holzanatomischer Richtung unterschiedlich ist.

Differentielle Schwindmaße in % je 1 % Holzfeuchteänderung für verschiedene Holzarten. Im Holzarten-ABC findest du zahlreiche weitere Schwindmaße.

Bei europäischen Nadelhölzern wird in der Praxis mit einem einheitlichen spezifischen Schwindmaß von 0,25 % als Mittelwert aus tangentialem und radialem Schwund gerechnet, da der tatsächliche Jahrringverlauf in späteren Holzquerschnitten meist nicht vorhersehbar ist. Mithilfe des differentiellen Schwindmaßes kann man zum Beispiel den Schwund von Fußbodendielen berechnen, die im Innenbereich verlegt werden sollen.

Es macht einen großen Unterschied, ob Holz als Fassade für die Außenbekleidung eines Gebäudes oder beispielsweise als Fußboden im geheizten Innenbereich verwendet wird. Je nach späterem Verwendungszweck sollte bei der Holztrocknung eine Holzfeuchte eingestellt werden, die der Holzausgleichsfeuchte am Verwendungsort entspricht.

Planerisch sind Holzprodukte mit der Feuchte einzubauen, die sich während des Gebrauchs langfristig einstellt. Die Kenntnis dieser sogenannten Gleichgewichtsfeuchte ist wichtig für die zweckmäßige Trocknung und Verwendung von Holz. Vor der Verarbeitung sollten Holz und Holzprodukte auf diejenige Feuchte getrocknet werden, die annähernd dem Gleichgewicht seiner späteren Umgebung entspricht. Damit wirken dann nur noch die periodischen Klimaschwankungen auf das Holz ein, wodurch die Formänderungen durch die Quell- und Schwindvorgänge möglichst geringgehalten werden.

Gemäß der normativen Vorgaben im Holzbau (Eurocode 5) sind folgende Richtwerte für die drei Nutzungsklassen (NKL 1 – Innenbereich, trocken; NKL 2 – geschützter Bereich, feucht; NKL 3 – Außenbereich, nass) angegeben:

Dabei gilt, dass kein Holz oder Holzprodukt mit einer Holzfeuchte von über 20 % eingebaut werden darf. Ausnahme: Eine gesonderte Vereinbarung liegt vor und entsprechende Risiken wurden planerisch berücksichtigt, beispielsweise bei Sanierungen im Altbau oder bei Fachwerk-Konstruktionen).

Beachte, dass es in einem Rohbau, in dem Estrich, Mauerwerk, Putz oder Tapete noch nicht komplett durchgetrocknet sind, zu erhöhter Luftfeuchtigkeit kommen kann. Durch entsprechende Lüftung sollte das Gebäude möglichst gründlich getrocknet sein, bevor Holzböden, Innentüren und Wandpaneele eingebaut werden.