Thermische Eigenschaft von Holz

Die thermische Eigenschaft von Holz ist einer der wesentlichen Gründe warum Holz als Baustoff eingesetzt wird. Durch die hohe Porosität des Holzes verfügt der Werkstoff über eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu anderen Baustoffen wie z. B. Beton, Glas oder Stahl. Die Wärmeleitfähigkeit hängt davon ab, ob es sich um ein sogenanntes Vollholz oder einen Holzwerkstoff handelt und liegt im trockenen Zustand etwa zwischen 0,12 und 0,25 W/(mK). Als Vollholz bzw. Massivholz werden Erzeugnisse bezeichnet, die lediglich mittels des Fertigungsverfahrens Trennen aus den Baumstämmen herausgearbeitet werden. Hierbei handelt sich beispielsweise um Bretter oder Balken. Poröse Holzfaserdämmplatten weisen sogar eine deutlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit auf, welche im Bereich von etwa 0,035 bis 0,068 W/(mK) liegt. Aus diesem Grund werden besonders Holzfaserplatten als Wärmedämmung eingesetzt. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit entzieht Holz dem menschlichen Körper bei Berührung nur wenig Wärme. Daher fühlen sich Holzoberflächen warm an, wohingegen beispielsweise Wände aus Beton als kühl empfunden werden. Somit kann mit Baustoffen aus Holz ein hoher thermischer Komfort und ein angenehmes Raumklima erreicht werden.

Auch wenn der Großteil der Luftfeuchte eines Raumes durch entsprechendes Lüften bzw. eine richtig dimensionierte Lüftungsanlage ins Freie geleitet wird, so trägt Holz zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in Räumen bei. Dies liegt am sogenannten hygroskopischen Verhalten von Holz. Das bedeutet, Holz ist in der Lage Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufzunehmen und wieder abzugeben, wenn die Luftfeuchtigkeit sinkt. Die Aufnahme erfolgt solange bis sich ein Gleichgewicht zwischen der Luftfeuchtigkeit und der Feuchte im Holz einstellt. Somit kann in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit, z. B. Bad oder Küche, ein Teil der Luftfeuchtigkeit im Holz gespeichert werden und auch über das Holz ins Freie oder in andere Räume geleitet werden.

Allerdings beeinflusst die Holzfeuchte alle Eigenschaften des Holzes maßgeblich. Beispielsweise sinkt mit zunehmender Holzfeuchte die Zugfestigkeit, wohingegen die Wärmeleitfähigkeit ansteigt. Besonders wenn Holzbaustoffe in Kontakt mit flüssigem Wasser stehen, können sich die Eigenschaften deutlich verschlechtern. Zusätzlich kann Holz bei Wasseraufnahme auch zum Schwinden und Quellen neigen. Diese feuchtigkeitsbedingten Volumenänderungen sind deutlich größer als die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Volumenänderungen. Dies liegt daran, dass Holz nur einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.

Obwohl Holz aus brandschutztechnischer Sicht als brennbar eingestuft wird, bildet sich bei massiven Bauteilen im Falle eines Brandes eine Holzkohleschicht an der Oberfläche aus. Diese Schicht unterbindet teilweise das Weiterbrennen. Zusätzlich hat Holz den Vorteil, dass es in diesem Fall zu keiner deutlichen Abnahme der Festigkeit kommt und somit massive Holzbauteile ihre tragende Funktion weiterhin ausführen können.

Englische Übersetzung(en):

thermal properties of wood