Naturholz

Wichtige Eigenschaften von Holz auf einen Blick. Erfahren Sie, was unseren bevorzugten Rohstoff so attraktiv und wertvoll macht.

Chemische Eigenschaften von Holz

Wenn man einen Chemiker fragt, woraus Holz besteht, wird er antworten: aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Diese drei chemischen Elemente bilden das Grundgerüst vieler organischer Verbindungen. Sie sind bei Holz in folgendem Verhältnis verteilt: Kohlenstoff ca. 50%, Sauerstoff ca. 43% und Wasserstoff ca. 6%. Der Rest von ca. 1% verteilt sich auf mineralische Bestandteile und Stickstoff. Diese elementare Zusammensetzung ist für alle Holzarten annähernd gleich.

Damit Holz zu dem festen, stabilen und widerstandsfähigen Stoff wird, wie wir ihn bei unseren Möbeln schätzen, benötigt es Zellen, welche naturgemäß aus sehr viel Wasser bestehen. Hinzu kommen Zellwände, die dem Holz seine typische Struktur verleihen. Verantwortlich dafür sind drei Substanzen – der Chemiker spricht von Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Sie bilden eine Art natürliches Verbundmaterial: Aus Cellulose ergibt sich die Gerüstsubstanz der Zellwände, während Hemicellulose gemeinsam mit Lignin für deren Festigung (mit anderen Worten: Verholzung) sorgt. Je nach Holzart schwankt der Anteil dieser Substanzen. So enthalten beispielsweise Laubhölzer generell weniger Lignin als Nadelhölzer. Auch der Anteil von Asche und so genannten Extraktstoffen, die als Begleitbestandteile hinzukommen, ist bei jeder Holzart unterschiedlich verteilt. Um ein ungefähres Bild von den Relationen zu vermitteln, seien an dieser Stelle zwei Beispiele aufgelistet:

Extraktstoffe beeinflussen die chemischen und mechanisch-physikalischen Eigenschaften von Holz nicht unwesentlich. Organische Bestandteile wie Harz, Fette, Öle und Gerbsäuren sind beispielsweise für den charakteristischen Geruch einer Holzart verantwortlich. Auch die natürliche Farbe einer Holzart wird von diesen Begleitbestandteilen bestimmt, wobei die Cellulose für weißliche und das Lignin für bräunliche Nuancen sorgen. Kommt Holz in Kontakt mit UV-Licht, dunkelt es nach. Grund dafür ist, dass Lignin durch die ultraviolette Strahlung seine Beschaffenheit verändert und regelrecht abgebaut wird. Kommt es dann auch noch mit Wasser in Berührung, neigt es zum Vergrauen. Ohne den Kontakt mit Wasser färbt es sich eher silbrig. Auch einige der Extraktstoffe, wie zum Beispiel Gerbsäuren, können sich bei Kontakt mit anderen Stoffen verfärben und somit die Holzfarbe beeinflussen. Der Fachmann unterscheidet sechs Farbgruppierungen: weißlich, gelblich, grünlich, rötlich, bräunlich und schwärzlich.

Das Aussehen von Holz wird aber nicht nur von seiner Farbe, sondern auch maßgeblich von seiner Struktur respektive Textur geprägt. Diese wird am besten auf glatten Schnittflächen von Holzsegmenten erkennbar und bezeichnet die Gesamtheit der sich abzeichnenden Wuchsmerkmale – wie Maserung (Jahresringe), Harzkanäle und Holzstrahlen. Je nach Holzart sind die Texturen unterschiedlich stark ausgeprägt. Im Detail sind sie bei jedem Baum individuell, vergleichbar mit den Fingerabdrücken beim Mensch.

Mechanisch-physikalische Eigenschaften von Holz

Aus den chemischen Bestandteilen und dem wuchsbedingten Aufbau von Holz leiten sich seine mechanisch-physikalischen Eigenschaften ab. Diese entscheiden letztlich darüber, welche Holzarten sich am besten zur Fertigung von Möbeln eignen:

Holzfeuchte

Die Holzfeuchte beschreibt das Verhältnis zwischen der Masse der Feuchtigkeit im Holz und der Masse des trockenen Holzes. Angenommen, ein 10 kg schweres Stück Holz würde 5 kg Wasser enthalten, dann würde man den Feuchtigkeitsgehalt des Holzes mit 100% angeben. Bei frisch gesägtem Holz liegt der Feuchtigkeitsgehalt erfahrungsgemäß zwischen 40 und 200%, während der Feuchtigkeitsgehalt von Holz bei der Weiterverarbeitung zwischen 8 und 25% Prozent bezogen auf die Trockenmasse liegt. Die Veränderung der Holzfeuchte von der Fällung eines Baums bis zum letzten Verarbeitungsschritt spiegelt sich auch in den Feuchtestufen wieder. So unterscheidet man zwischen: wassergesättigt, waldfrisch, fasergesättigt, lufttrocken und darrtrocken. Die letzte Stufe bezeichnet praktisch wasserfreies Holz.

Darrdichte

Ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Holz ist seine Darrdichte. Damit bezeichnet man die durchschnittliche Rohdichte bei 0% Holzfeuchte. Die Darrdichte ergibt sich aus dem Darrgewicht, also dem Gewicht des darrtrockenen Holzes, in Relation zum Volumen. Sie wird angegeben in kg/m³ oder g/cm³. Je höher die Darrdichte eines Holzes, umso größer also sein Gewicht und damit auch seine Festigkeit. Anhand ihrer Darrdichte werden Holzarten unterschieden in:

• Hartholz: Darrdichte über 550 kg/m³
• Weichholz: Darrdichte unter 550 kg/m³

Damit zählen die meisten Hölzer, aus denen unsere Möbel gefertigt werden, zu den Harthölzern. Die genauen Darrdichte-Angaben der einzelnen Holzarten finden Sie im Wissensbereich.

Härte

Das aussagekräftigste Qualitätsmerkmal von Holz ist seine Härte. Sie ermöglicht es, Holzarten anhand ihrer Druckfestigkeit und Belastbarkeit zu vergleichen. Die Messung der Härte erfolgt nach dem so genannten Brinell-Verfahren mit lufttrockenem Holz. Dabei wird ein kugelförmiger Normkörper mit einem Durchmesser von 10 mm mit einer langsam steigenden Kraft 30 Sekunden lang in das zu messende Holzstück gedrückt. Anschließend wird der Durchmesser der Eindruckstelle gemessen, die der Kugelkörper im Holzstück hinterlässt. Sie wird in N/mm² angegeben. Anhand der Messwerte können Holzarten nach folgenden Härtegraden werden: sehr weich, weich, mittelhart, hart, sehr hart, beinhart. In unserem Wissensbereich finden Sie die Härteangaben zu den einzelnen Holzarten mit dem Hinweis u12-15 für lufttrockenes Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15%.

Für die Weiterverarbeitung von Holz zu Möbeln sind darüber hinaus folgende mechanisch-physikalische Eigenschaften relevant:

• Biegefestigkeit / Biegsamkeit … geben an, wie hoch die maximale Kraft pro Querschnittsfläche sein kann, bevor ein Holzstück beim Durchbiegen bricht.
• Drehfestigkeit / Knickfestigkeit … geben an, wie hoch die maximale Kraft pro Querschnittsfläche sein kann, bevor ein Holzstück bei Torsion bricht bzw. seitlich ausknickt.
• Zugfestigkeit / Zerreißfestigkeit … geben an, wie hoch die maximale Zugkraft pro Querschnittsfläche sein kann, bevor ein Holzstück zerreißt.

Quellen und Schwinden

Ein verbreiteter Vorbehalt gegenüber Holzmöbeln lautet, dass sie im Laufe der Zeit "arbeiten" und sich dabei die Beschaffenheit ihrer Oberflächen oder sogar ihre Abmaße geringfügig verändern. Gemeint ist damit das Quellen und Schwinden von Holz. Es handelt sich um einen biologischen Prozess, der auf die natürliche Fähigkeit von Holz zurückgeht, Feuchtigkeit aufzunehmen und abzugeben. Holz kann Feuchtigkeiten auf dreierlei Weisen aufnehmen: Sie gelangen flüssig oder als Dampf über feine Kapillaren ins Zellinnere und können von den Zellen durch molekulare Diffusion aufgenommen werden. Je nach Holzart ist dieser Prozess unterschiedlich ausgeprägt.

Das Quell- und Schwindverhalten kann in Schwindmaßen angegeben werden. Dabei wird ermittelt, wie sich die Abmessungen eines Holzstücks beim Übergang vom wassergesättigten zum darrtrockenen Zustand verändern. Um festzustellen, ob eine Holzart geeignet ist, um daraus Möbel, vielleicht sogar Badmöbel, zu fertigen, wird das differentielle Schwindmaß ermittelt. Dieses gibt an, um wie viel Prozent das Holz in seinen Ausmaßen schwindet, wenn sich die Holzfeuchte um 1% ändert. In diesem Zusammenhang kommt noch ein weiterer Begriff ins Spiel: das Stehvermögen. Als gut stehend bezeichnet der Fachmann solche Hölzer, die sowohl radial als auch tangential geringe Quell- und Schwindmaße aufweisen. Dazu zählen mit Akazienholz, Buchenholz, Eichenholz, Palisander u. a. also viele Holzarten, die für die Möbelherstellung verwendet werden. Die Vorbehalte gegenüber der Haltbarkeit von Holzmöbeln sind daher unbegründet, zumal in Wohnräumen normalerweise ein Raumklima herrscht, das weder zu trocken und noch zu feucht ist: Bei einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von 18-21 °C sowie einer Luftfeuchte zwischen 45 und 55 % ist das Quellen und Schwinden unbedenklich.

Übrigens: Auf die Vorteile von Massivholz bei Möbeln gehen wir in unserem Ratgeber ein. Hier bekommen Sie auch Tipps zur Pflege und zum sachgerechten Schutz von Holzmöbeln vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit, hohen Temperaturen und UV-Licht.