Holz wird schon seit Jahrhunderten thermisch behandelt, um dessen Eigenschaften und damit Einsatzzwecke zu erweitern. Seit rund zehn Jahren findet die thermische Holzmodifizierung auf industriellem Niveau statt. Unter anderem verspricht man sich dadurch den Ersatz tropischer durch heimische Hölzer. Doch auch hier muss einiges beachtet werden.
Autor: Markus Hölzel
Bereits in vielen historischen Gebäuden finden sich Bauteile, die thermisch behandelt wurden, um das Holz vor Abbau zu schützen. Dies geschah durch eine einfache Verkohlung unter dosiertem Luftentzug. Gerade während der letzten zehn Jahre wurden diese Verfahren bei der Entwicklung neuer thermischer Modifikationsverfahren für Holz wiederentdeckt. Ausgelöst wurde diese Entwicklung unter anderem durch die Suche nach einer höheren Wertschöpfung bei Laubschnitthölzern sowie die öffentliche Diskussion um die ökologische Verträglichkeit von Tropenhölzern. Zuvor trat Thermoholz so gut wie nicht in Erscheinung. In den Fokus rückte es erstmals auf der Weltausstellung EXPO 2000 in Hannover: Dort war der finnische Pavillon komplett aus thermisch behandeltem Kiefernholz errichtet worden. Die Finnen gelten als die Pioniere in diesem Bereich. Mittlerweile haben aber auch viele deutsche Firmen – vor allem Laubholzsägewerke – dieses Marktsegment für sich entdeckt und ihre eigenen Verfahren entwickelt. Derzeit beträgt die Herstellungskapazität in Deutschland pro Jahr bereits rund 250 000 m3 – mit steigender Tendenz.
Das Herstellungsverfahren
Thermoholz oder – fachlich korrekt – thermisch modifiziertes Holz, (thermally modified timber = TMT) ist Holz, das bei Temperaturen zwischen 160 und 230 °C bei reduzierter Sauerstoffkonzentration behandelt wurde und bei dem wesentliche Eigenschaften über den gesamten Holzquerschnitt dauerhaft verändert sind. Gegenüber naturbelassenem Holz zeichnet sich TMT durch eine erhöhte Beständigkeit gegen holzzerstörende Pilze, eine erhöhte Dimensionsstabilität, geringere Gleichgewichtsfeuchten und dunklere Farbtöne aus. Allerdings: Mit steigender Behandlungsintensität, d. h. höheren Temperaturen, im Zuge der Modifizierung nimmt in der Regel die Festigkeit des Holzes ab, es wird spröder und bricht leichter. Das hat zur Folge, dass es bisher kein Thermoholzerzeugnis gibt, welches für den konstruktiven Baubereich zugelassen ist.
Die Grundlage für eine hohe Qualität des Thermoholzes wird schon mit der Auswahl des Rundholzes gelegt. Grundsätzlich darf nur hochwertiges Stammholz eingesetzt werden. Die Güte des Holzes nimmt durch die thermische Behandlung um mindestens zwei Klassen ab. Wer billiges Holz durch die thermische Behandlung optisch „aufpeppen“ will, kann böse Überraschungen erleben. Bei der Verwendung von Buchenholz für den Außenbereich ist eine rotkernfreie Ware zwingend, da Rotkern in der Bewitterung zu einer vermehrten Rissigkeit führen kann.
Thermoholz wird in der Regel mit einem Feuchtegehalt von vier bis sechs Prozent ausgeliefert. Danach nimmt das Holz wieder Feuchtigkeit auf. Dies kann je nach Verfahren ein Anteil von bis zu zwölf Prozent sein, sodass es insbesondere bei Fußbodenbelägen zu Verwerfungen kommen kann. Qualitätsbewusste Hersteller bieten deshalb Hölzer mit überwiegend stehenden Jahresringen an.
Für die Thermobehandlung sollte getrocknetes Schnittholz aus einer optimierten Schnittholztrocknung eingesetzt werden, da sich kleinste Trocknungsfehler durch die hohe Temperatur von ca. 190 bis 210 °C im weiteren Produktionsverlauf stark auf die Thermoholzqualität auswirken können.
Die Dauerhaftigkeit der meisten TMT-Hölzer liegt im Bereich der Klassen 1 – „sehr dauerhaft“ – bis 3 – „mäßig dauerhaft“. Die Gleichgewichtsfeuchte sowie Quell- und Schwindmaße sind um ca. 50 % vermindert.
Für thermisch modifizierte Hölzer gilt generell, dass sie – wie unbehandeltes, naturbelassenes Holz auch – ohne weitere Schutzbehandlung nicht lichtecht sind. Auch das oberflächliche Auftreten von holzverfärbenden Pilzen ist möglich. Sollen diese Erscheinungen verhindert oder verzögert werden, ist ein geeigneter Oberflächenschutz möglichst mit pigmentierten Produkten aufzubringen. Auch Bodenkontakt und damit der dauerhafte Einfluss von Feuchtigkeit auf die Thermoholzprodukte ist zu vermeiden, da die erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Pilze dann nicht aufrechterhalten werden kann.
Durch die thermische Behandlung ist es möglich, Verwendungsbereiche für heimische Holzarten zu erschließen, die bisher den Tropenhölzern vorbehalten waren oder in denen heimische Hölzer bisher aufwendig geschützt werden mussten. Im Außenbereich sind dies zum Beispiel die klassischen Bereiche Gartenmöbel, Parkbänke, Tore und Zäune, Terrassenbeläge, Schallschutzwände, Windschutzelemente, Rankgitter, Blumenkübel oder Spielgeräte für Spielplätze. Hier können TMT-Produkte aus modifiziertem Eschen-, Buchen- oder Kiefernholz Produkte aus beispielsweise Afzelia, Bangkirai, Limba oder Teak ersetzen.
Die Anwendungsbereiche
Möbelteile und Möbelfurniere aus Thermoholz können im Zuge der thermischen Behandlung verformt werden und werden auch gern aus Gründen der Optik in großen Serien produziert. Thermisch behandelte Birke, Buche, Esche, Fichte oder Kiefer findet zunehmend häufiger als Fußboden oder Parkett Verwendung. Weiteres Terrain erobern Thermohölzer im Bereich des Fensterbaus (siehe BM 10/12). Desgleichen verwenden Bautischlereien TMT für Türen und Treppen. Hier gilt es – ebenso wie beim Fensterbau – die bauaufsichtlichen Bestimmungen und die ggf. vorgeschriebene CE-Kennzeichnung zu beachten. Schließlich wird Thermoholz von Fichte, Kiefer oder Pappel gern im Fassadenbereich eingesetzt, außerdem als Fensterläden, Pergolen oder gar Schindeln.
Neben der erhöhten Dauerhaftigkeit von thermisch behandeltem Holz spielt vor allem die dunklere Farbe für die Optik eine wichtige Rolle. Im Innenbereich als Landhausdielen oder außen als Terrassenbeläge sorgt die thermische Behandlung für warme, dunkle Holztöne.
Die Verarbeitung
Laut Andritschke et al. (siehe „Weitere Informationen“) ist die Verleimung und Verklebung von thermisch behandeltem Holz mit handelsüblichen Leimen und Klebern möglich. Aufgrund der verminderten Feuchtigkeitsaufnahme des modifizierten Holzes bedarf es allerdings längerer Presszeiten. In der Praxis haben sich Zweikomponentenkleber auf Polyurethanbasis besonders bewährt. Bei der Verleimung bzw. Verklebung von behandeltem und unbehandeltem Holz ist das deutlich verminderte Quellen und Schwinden zu berücksichtigen.
Die Gütesiegel
Um dem Anwender von thermisch modifiziertem Holz größtmögliche Sicherheit hinsichtlich der Qualität des von ihm gekauften und eingesetzten Produktes zu geben, wurden in Deutschland zwei Gütesiegel entwickelt: So wurde das „Qualitätszeichen TMT“ von der Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) entwickelt und bereits im Jahr 2008 erstmals vergeben. Das Vorgehen entspricht der CE-Kennzeichnung bzw. der Zulassung von Bauprodukten.
Etwas weiter geht das 2011 ins Leben gerufene „Qualitätssiegel Thermoholz“ des Vereins „Thermoholz-Qualität e. V.“. Dahinter stehen führende Hersteller von Thermoholz, die sich zunächst in der Fachgruppe Thermoholz des Bundesverbandes Säge- und Holzindustrie Deutschland (BSHD) zusammengeschlossen haben. Zur Erlangung des „Qualitätszeichen TMT“ werden wichtige Parameter regelmäßig durch eine unabhängige Fremdüberwachung überprüft.
BM-Praxistipps: Darauf sollten Sie achten
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- Achten Sie trotz thermischer Behandlung auf geeignete Holzarten für den jeweiligen Verwendungszweck – thermische Behandlung erweitert zwar die Einsatzzwecke, macht aber nicht „unverwundbar“.
- Achten Sie auf die bauaufsichtliche Zulassung der Thermoholz-Produkte, wenn diese für eine bestimmte Verwendung erforderlich ist. Das gleiche gilt für die ‘CE-Kennzeichnung.
- Achten Sie auf die „Qualitätszeichen TMT“ des EPH Dresden oder das „Qualitätssiegel Thermoholz“ des Vereins Thermoholz-Qualität e. V. Ihrer Erlangung liegen klar definierte Qualitäts- und Herstellungskriterien zugrunde, die für eine größere Produktsicherheit auf dem noch sehr jungen Thermoholzmarkt sorgen.
Wo bekomme ich Thermoholz?
Bezugsquellen
Weitere Infos, Ansprechpartner und Bezugsquellen
- Merkblätter des Instituts für Holztechnologie Dresden gGmbH TMT.1 bis TMT.11 über Definition, Herstellungsverfahren, Dauerhaftigkeit, Verwendbarkeit für aussteifende Zwecke, Fensterbau, Normung und Qualitätssicherung, Entsorgung, Brandschutz und Beschichtung. Zum Herunterladen unter www.tmt.ihd-dresden.de Ansprechpartner: Dr. Wolfram Scheiding (Tel. 0351 4662280)
- Technische Spezifikation CEN/TS 15679 „Thermisch modifiziertes Holz – Definitionen und Eigenschaften“ (Vornorm-Charakter)
- Bundesverband Säge- und Holzindustrie Deutschland, Berlin, Fachgruppe Thermoholz. Ansprechpartner: Klaus Kottwitz (Tel. 0162 2690173) www.bshd.eu
- Fachliteratur: „Holz im Außenbereich“ von Stefan Andritschke, Oliver Dünisch, Thomas Herres. Deutsche Verlagsanstalt 2012. ISBN 978-3-421-03843, erhältlich z. B. auf Amazon
Zwei Gütesiegel für thermisch modifiziertes Holz
Die Kriterien
Um dem Anwender von thermisch modifiziertem Holz größtmögliche Sicherheit hinsichtlich der Qualität des von ihm gekauften und eingesetzten Produktes zu geben, wurden in Deutschland zwei Gütesiegel entwickelt:
So wurde das „Qualitätszeichen TMT“ von der Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) entwickelt und bereits im Jahr 2008 erstmals vergeben. Das Vorgehen entspricht der CE-Kennzeichnung bzw. der Zulassung von Bauprodukten und besteht aus einer Erstprüfung zur Ermittlung wichtiger Produkteigenschaften durch eine externe, anerkannte und akkreditierte Prüfstelle, eine regelmäßige Fremdüberwachung durch die Prüfstelle sowie die Überprüfung der werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) im Rahmen der Erst- und Überwachungsprüfungen. Neben der Deklaration der ermittelten Produkteigenschaften erfolgt eine Produktkennzeichnung zur Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit.
Etwas weiter geht das 2011 ins Leben gerufene „Qualitätssiegel Thermoholz“ des Vereins „Thermoholz-Qualität e. V.“. Dahinter stehen führende Hersteller von Thermoholz, die sich zunächst in der Fachgruppe Thermoholz des Bundesverbandes Säge- und Holzindustrie Deutschland (BSHD) zusammengeschlossen haben. Mit der Erarbeitung des Qualitätssicherungskonzeptes wurden das EPH und das Institut für Berufswissenschaften im Bauwesen der Leibniz Universität Hannover beauftragt. Damit konnte auf die Erfahrungen mit dem „Qualitätszeichen TMT“ aufgebaut werden. Die Vergabe erfolgt über den eigens gegründeten Verein. Dieser orientiert sich an den Kenngrößen Dauerhaftigkeit, Bruchschlagarbeit, Biege-E-Modul, Brinellhärte, Ausgleichsfeuchte, Quellung, Rohdichte und der maximalen Wasseraufnahme. Zur Erlangung des Gütesiegels werden genau diese Parameter regelmäßig durch eine unabhängige Fremdüberwachung überprüft. Weitere Kriterien sind die Rückverfolgbarkeit des verwendeten Holzes und der Produkte sowie eine einwandfreier Produktionsprozess.
Definiert hat der „Thermoholz-Qualität e. V.“ diese Kriterien in seinen „Zehn Geboten“ (Stand 13. Januar 2012):
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- 1. Das Gütesiegel bezieht sich auf Thermoholz (thermisch modifiziertes Holz), das allein durch Einwirkung von Wärme bei Temperaturen zwischen 160 °C und 230 °C bei reduziertem Sauerstoffgehalt mit verschiedenen Verfahren hergestellt wird.
- 2. Das Holz stammt aus nachhaltig bewirtschafteten, überwiegend europäischen Wäldern. Das Herkunftsland wird deklariert.
- 3. Die wichtigsten Eigenschaften von mit dem Gütesiegel zertifiziertem Thermoholz werden durch unabhängige Dritte nach gültigen Prüfnormen unter Berücksichtigung normativer bzw. gesetzlicher Anforderungen ermittelt.
- 4. Mit dem Gütesiegel zertifiziertes Thermoholz erfüllt alle bestehenden normativen oder gesetzlichen Anforderungen.
- 5. Die Deklaration der wichtigsten Eigenschaften, die typischen Verwendungsbereichen zugeordnet sind, erfolgt durch technische Datenblätter, die frei zugänglich sind. Jede Lieferung ist mit einem Etikett gekennzeichnet, das Informationen zu Hersteller, Holzart, Behandlungsstufe, Charge sowie Verwendungsbereichen enthält.
- 6. Die gleich bleibende Qualität der Produkte mit dem Gütesiegel „Thermoholz“ wird durch eine werkseigene Produktionskontrolle (WPK) sichergestellt, die regelmäßig durch unabhängige Dritte überwacht wird. Die Regelungen zur WPK sind in einem Qualitätshandbuch festgelegt.
- 7. Die Rückverfolgbarkeit wird durch die Kennzeichnung der Lieferungen mit einem Etikett und die interne Dokumentation beim Hersteller gewährleistet.
- 8. Die Produktionsanlagen erfüllen alle rechtlichen und technischen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich des Arbeits- und Umweltschutzes.
- 9. Die Zertifizierung mit dem Gütesiegel „Thermoholz“ erfolgt durch einen unabhängigen Güteausschuss.
- 10. Die jährliche Fremdüberwachung (Einhaltung der Gütekriterien) erfolgt durch unabhängige Prüfstellen.
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Das Gütesiegel Thermoholz wird erteilt, wenn alle Kriterien erfüllt werden.
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