Menu
Holzschutz-Teil1-Keyvisual

Der Weg des Wassers

Pilze benötigen zum Keimen und zum Wachsen ausreichend Feuchtigkeit.  Trockenes Holz wird von holzzerstörenden Pilzen nicht befallen. Durch Umsetzung der uralten baulichen Regel „Wasser weg vom Bau“ (durch bauliche Maßnahmen) kann dafür gesorgt werden, dass die Holzfeuchte nicht über 20 Prozent ansteigt und den Fasersättigungsbereich des Holzes (≈ 30 Prozent) jedenfalls nicht länger andauernd erreicht oder sogar überschreitet. Die Hoffnung der Beteiligten, dass Regenwasser auf dem Holz schnell abfließt, die Oberfläche danach zügig abtrocknet und so eine andauernde Befeuchtung der Hölzer vermieden wird, wird durch die Erfahrungen an ausgeführten Objekten allerdings nicht bestätigt. Holz arbeitet in Abhängigkeit vom Klima und bildet dabei Schwindrisse. In diese Risse dringt Oberflächenwasser ein und erhöht erfahrungsgemäß die Holzfeuchte auf ein unzuträgliches Maß. Nicht nur in Risse an der Oberseite der Hölzer dringt Wasser ein, sondern auch in waagerechte Risse an den senkrechten Seitenflächen.

Einfache Abdeckungen sind nicht genug

Eine oberseitige Abdeckung waagerechter Hölzer verhindert zwar das Eindringen von Wasser in oberseitige Risse, nicht aber in die seitlichen Risse, da die Abdeckung regelmäßig nicht so weit übersteht, dass eine nachhaltige Befeuchtung ausgeschlossen wird. Über seitliche Risse kommt es erfahrungsgemäß trotz oberseitiger Abdeckung zu einer Erhöhung der Holzfeuchte und in deren Folge zu einem Befall und Zerstörung durch holzzerstörende Pilze. Die Befeuchtung erfolgt durch Eindringen von Nässe aufgrund der Kapillarität bis in die Tiefe hinein. Dort wird das Wasser kapillar gehalten, dringt hygroskopisch in die Holzfasern ein, aus denen es nur über Diffusion wieder an die Luft abgegeben werden kann. Je tiefer die Risse in das Holz reichen, umso mehr Zeit benötigt das Wasser für den Weg an die Umgebungsluft.

Wenn in der Zwischenzeit erneut Wasser in die Risse gelangt, dann kommt es zu einer andauernden Erhöhung der Holzfeuchte bis deutlich über den Fasersättigungsbereich. Die Fasersättigung führt mit den allgegenwärtig in der Luft vorhandenen und mit dem Wasser bis in die Tiefe der Risse transportierten Pilzsporen dazu, dass diese dort keimen, das Holz befallen und es schädigen.

Eine weit ausladende oberseitige Abdeckung waagerechter (und geneigter Hölzer) verhindert zwar, dass das abgedeckte Bauteil direkt bewittert wird, aber der Anschluss der Abdeckung an die senkrechten durchgehenden Bauteile (z. B. Stützen, Querträger) erfolgt regelmäßig nicht regendicht. Wasser läuft ungehindert an den senkrechten Flächen der durchgehenden Bauteile herunter und in den Anschlussknoten hinein. Die Forderung der DIN 68800-2, Abschnitt 5.2.1.1 „Bei Anschlüssen und Stößen ist darauf zu achten, dass auch im Bereich der Verbindungsmittel eine Anreicherung von Wasser im Holz ausgeschlossen ist“, wird in solchen Fällen nicht erfüllt. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass von der Oberfläche der Abdeckung Spritzwasser die Oberfläche der aufgehenden Bauteile in unzuträglichem Maße beaufschlagt. Die DIN fordert an solchen Stellen einen 30 cm hohen Spritzwasserschutz.

Auch senkrechte Hölzer sind gefährdet, wenn größere Abmessungen dazu führen, dass die witterungsbedingte Rissbildung ein Eindringen von Wasser tief in die Stützen ermöglicht. Die DIN 68800-2 stuft daher zutreffend nur direkt bewitterte Vollholzquerschnitte bis 16 × 16 cm oder Brettschichtholzstützen bis 20 × 20 cm in die GK 0 ein. Zur Minderung der Rissneigung wird empfohlen, nur Kreuzhölzer (Viertelhölzer) oder Brettschichthölzer mit dünneren Lamellen einzusetzen.

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Ungeschütztes Holz kann über den Fasersättigungspunkt hinaus aufgefeuchtet werden (links). Eine Abdeckung mit weitem Überstand nach 60°-Regel der DIN 68800-2 verhindert das (rechts).
Zeichnung: Hans Schmidt

Neben den Kanthölzern sind auch die tragenden Holzbeläge durch holzzerstörende Pilze gefährdet. Auf Grund ihrer waagerechten, allenfalls leicht geneigten Lage halten sie das Oberflächenwasser sehr lange und sind daher in hohem Maße gefährdet. Diese Gefährdung wird durch Staubablagerungen in den Fugen zwischen den Belagshölzern und ggfs. in den eingefrästen Nuten und Rillen erhöht. Diese Hölzer sind daher nicht in GK 3.2, sondern in GK 4 einzustufen. Das würde nach der DIN 68800-1 den Einsatz von Kernhölzern der Dauerhaftigkeitsklasse 1 nach DIN EN 350 erfordern, die aber in der Baupraxis dafür nicht vorgehalten werden. Modifizierte Hölzer mit dem bauaufsichtlichen Nachweis, dass sie in GK 3.2 eingesetzt werden dürfen, reichen in GK 4 nicht mehr aus. Es empfiehlt sich daher, Holzbeläge immer als lose, nichttragende Roste oberhalb der Abdichtung der tragenden Beplankung anzuordnen.

Holzschutz-Teil1-11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Querschnitt durch einen mit Holzschutzmittel im Kesseldruckverfahren geschützten Rundholzriegel, der nach 10 Jahren zerstört war und ausgetauscht wurde. Nur eine Randzone von 3-4 mm Stärke war imprägniert. Bild: Hans Schmidt

Dauerhafte Hölzer sind nicht dauerhaft

Der Versuch, durch Verwendung von Holzarten mit höherer Resistenz gegen Pilze die Befallswahrscheinlichkeit zu minimieren und damit die planmäßige Nutzungsdauer zu erreichen, ist nicht mit ausreichender Sicherheit erfolgreich. Die Erfahrung zeigt, dass die natürliche Dauerhaftigkeit der im Hochbau üblicherweise als tragend eingesetzten Hölzer immer wieder unzureichend ist für Anwendungen im Außenbereich.

Brischke [1] weist insoweit zutreffend darauf hin, dass „weder die Holzwissenschaft noch die europäische Normung zum derzeitigen Stand über Mittel und Lösungen verfügen, die Gebrauchsdauer […] von Holzprodukten präzise vorherzusagen". Dies liegt anscheinend daran, dass (zitiert aus MSM [14]) „die Einstufung der Holzarten in Dauerhaftigkeitsklassen […] nach DIN EN 350-1:1994-10 [2] und […] das Verhältnis […] zwischen dem nicht dauerhaften Splintholz der Kiefer bei Nadelholz oder Buche bei Laubholz einerseits und dem zu prüfenden Kernholz andererseits darstellt.

Wenn die zu prüfende Holzart im Freilandversuch im Erdreich eine 3 - 5-fache mittlere Lebensdauer gegenüber derjenigen der Vergleichsstäbe aufweist, wird sie als „dauerhaft“ (DK 2) beschrieben und eine mehr als 5-fache mittlere Lebensdauer wird als „sehr dauerhaft“ (DK 1) klassifiziert. Diese Klassifikation stellt folglich einen Relativwert dar, […]“

Der Autor sieht sich nicht in der Lage, aus diesem Relativwert auf die planbare und damit berechenbare Nutzungsdauer zu schließen. Eine Bestimmung der Nutzungsdauer wird auch dadurch erschwert, dass für die Einstufung in die Dauerhaftigkeitsklassen nach DIN EN 350 [2] die Mittelwerte (50-Prozent-Fraktilwerte) angesetzt werden. Eine große Anzahl der Hölzer kann danach deutlich schneller, also vorzeitig befallen und geschädigt werden und infolgedessen versagen. Die DIN EN 350 warnt daher zutreffend: „Es ist jedoch hervorzuheben, dass die in Anhang B angegebene Einstufung der biologischen Dauerhaftigkeit von Holzarten nicht als eine Garantie für die Leistungsfähigkeit im Gebrauch betrachtet werden kann".

Die Problematik der Einstufung zeigt sich auch in der neuen DIN EN 350 mit der Varianz der Einstufung zwischen den Klassen 2 - 4 für Eichenkernholz. Bisher stufte man Eichenkernholz in die Dauerhaftigkeitsklasse 2 ein. Bei Einstufungen von Hölzern in Festigkeitsklassen nach DIN 4074-1 hingegen wird nach Schopbach auf den 5-Prozent-Fraktilwert bezogen, der in nur 5 % aller Fälle unterschritten werden darf.

Das bedeutet gleichzeitig, dass in 95 % der Fälle von einem höheren Wert ausgegangen werden kann. Der Sicherheitsgedanke spielt bei der Festlegung der Tragfähigkeit eine entscheidende Rolle. Davon sollte nach Ansicht des Autors auch in Bezug auf die Sicherheit gegen Verlust der Tragfähigkeit durch holzzerstörende Pilze nicht abgewichen werden.

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

So zeigen sich einige Schadensbilder an Hölzern im Außenbereich. Das Holz ist teilweise so morsch, dass mann mit einem Taschenmesser ganz einfach hineinstechen kann. Bilder: Hans Schmidt

Randschutz durch Holzschutzmittel reicht nicht

Holzschutzmittel sind durchaus geeignet, den biologischen Angriff durch Pilze über eine lange Dauer zu verhindern. Dies belegt der jahrzehntelange Einsatz imprägnierter Eisenbahnschwellen, die im Gleisbett der Bewitterung ungeschützt ausgesetzt sind. Dieser schützende Effekt der Holzschutzmittel ist bei den Eisenbahnschwellen darauf zurückzuführen, dass die fast ausschließlich eingesetzte Holzart, die Buche, sowohl im Splint- als auch im Kernholz (Ausnahme: Rotkern) sehr gut und damit durch und durch tränkbar ist. Damit stellt Buchenholz eine Ausnahme dar, da nur Buchenholz von den nach DIN EN 1995-1-1/NA, Tabelle NA.7 für tragende Bauteile zugelassenen Holzarten sehr gut, durch und durch tränkbar ist und so in der DIN EN 350 auch klassifiziert wird.

Der in der DIN 68800-3 geregelte Schutz mit Holzbehandlungsmitteln (früher: chemischer Holzschutz) beschränkt sich nach Norm auf den Splintbereich, z. B. bei sehr gut tränkbarem Kiefernsplintholz oder im Kernholz auf einen 6 mm tiefen Randbereich, der im Regelfall (Ausnahme Buche) nur durch Perforation des Holzes erreichbar ist. Dieser Randbereich, diese schmale Schutzzone, wird regelmäßig durch Risse durchstoßen, wodurch ungeschützte Bereiche freigelegt werden und dadurch der Befall chemisch nicht geschützter Bereiche durch holzzerstörende Pilze ermöglicht wird.

Bei Überlegungen zum Einsatz von Holzschutzmitteln muss der Planer bedenken, dass Holz nach dem Kommentar zur DIN 68800-3 eine hohe biologische Variabilität besitzt. Darin heißt es: „Da Holz eine absolut gleichwertige Qualität nicht gewährleisten kann – […] – müssen auch „Ausreißer“ bei der Eindringtiefe toleriert werden“, und diese Ausreißer dürfen bis zu 25 % der Menge betragen.

Bei den im Hochbau üblicherweise eingesetzten Schnitthölzern, d. h. bei jedem 4. Schnittholz darf die Eindringtiefe in nicht begrenztem Maße nach unten abweichen. Ob die damit einhergehende Verringerung der durch die Imprägnierung angestrebten schützenden Wirkung hingenommen werden kann, muss ernsthaft in Frage gestellt werden.

 

Austausch geschädigter Hölzer erfolgt zu spät

Planer und Ausführende argumentieren bei Hinweis auf die Gefährdung durch Holz zerstörende Pilze damit, dass man die Konstruktion regelmäßig und intensiv kontrolliere und bei Erkennen eines Befalls  die Hölzer austausche. Solche Kontrollen erscheinen jedoch nicht geeignet, die öffentlich-rechtlich geforderte Sicherheit gegen Versagen zu sichern, da das von Pilzen angegriffene Holz sehr schnell in seiner Tragfähigkeit geschwächt wird. Beispielsweise haben Untersuchungen von Wilcox [20] gezeigt, dass bereits ein Masseverlust von 2 % bei Nadelholz zu einer Verringerung der maximalen

Belastung (work to maximum load) von 27 % führen kann. Da ein Befall immer wieder erst an den Fruchtkörpern erkannt wird und diese oft einen bereits fortgeschrittenen Befall mit entsprechend starken inneren Holzzerstörungen signalisiert, besteht das Risiko, dass die für die Bemessung angenommene normative Tragfähigkeit schon vor Erkennen des Befalls nicht mehr gegeben ist und damit auch nicht die öffentlich rechtlich geforderte Sicherheit gegen Versagen.

In verschiedenen Medien wird verschiedentlich von Balkoneinstürzen mit Verletzten und Toten berichtet. Teilweise wird direkt auf Fäulnisschäden hingewiesen oder der Bericht lässt die Schlussfolgerung zu, dass holzzerstörende Pilze die Konstruktion geschädigt und so den Einsturz verursacht haben. Das aber deutet darauf hin, dass eine regelmäßige Kontrolle der tragenden Holzkonstruktion nicht erfolgt oder dass diese den schädigenden Befall nicht rechtzeitig erkennt. Dann aber ist die Möglichkeit des rechtzeitigen Erkennens und des Austausches von geschädigten Hölzern auszuschließen.

 

Literatur

[1] Brischke (2007): Untersuchung abbaubestimmender Faktoren zur Vorhersage der Gebrauchsdauer feuchtebeanspruchter Holzbauteile. Dissertation UNI Hamburg.

[2] DIN EN 350:2016-12 Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten – Prüfung und Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten gegen biologischen Angriff

[3] DIN EN 1995-1-1:2010-12 Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines – Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau

[4] DIN 1995-1-1/NA:2013-08  Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter – Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines – Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau

[5] DIN 4074-1:2012-06 Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit – Teil 1: Nadelschnittholz

[6] DIN 4074-5:2008-12 Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit – Teil 5: Laubschnittholz

[7] DIN 68800 Praxiskommentar zu DIN 68800 Teile 1 bis 4:2012-10

[8] DIN 68800-1:2011-10 Holzschutz – Teil 1:

Allgemeines

[9] DIN 68800-2:2012-02 Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau

[10] DIN 68800-3:2012-02 Holzschutz –

Teil 3: Vorbeugender Schutz von Holz mit Holzschutzmitteln

[11] Grosser (1985): Pflanzliche und tierische Bau- und Werkholz-Schädlinge, DRW-Verlag

[12] KStA – Kölner Stadtanzeiger 2003-06-29

[13] KStA – Kölner Stadtanzeiger 2016-04-18

[14] MSM - Müller, Schmidt, Melcher (2015): Evaluierung von frei bewitterten, tragenden Holzbauteilen ohne Erdkontakt, die mit Holzschutzmitteln behandelt wurden. Fraunhofer IRB Verlag Bauforschung, Band T 3322.

[15] NDR.de/nachrichten/niedersachsen/braunschweig_harz_goettingen v. 24.07.2017

[16] NS – Neue Stader – Kreiszeitung

2016-06-20

[17] Schopbach (2005): Das neue Sicherheitskonzept der DIN 1052. Die neue

quadriga – HOLZBAU 2005-1, S. 13 ff

[18] ST – Stader Tageblatt 2016-04-18

[19] ST – Stader Tageblatt 2017-05-19

[20] Wilcox W W (1978): Review of liter­ature on the effects of early stages of decay on wood strength. Wood and Fiber 9(4)

 

Autor: Hans Schmidt

Keyvisual und Teaserbild: Hans Schmidt

 

Weitere interessante Beiträge: