Das Verhalten von Holz gegenüber Temperatureinflüssen

Bei Temperaturschwankungen unterliegen Stoffe jeglicher Art Dimensionsschwankungen. Der materialspezifische Längenausdehnungskoeffizient ist bei Holz im Vergleich zu anderen Werkstoffen sehr gering und braucht für Standsicherheitsbetrachtungen daher im Regelfall nicht berücksichtigt zu werden.

Auch bei hohen Temperaturen tritt über längere Zeiträume hinweg keine thermische Zersetzung ein. Erst oberhalb von 60–80 °C finden allmähliche, mit steigender Temperatur sich beschleunigende chemische Veränderungsprozesse statt.

Aus der nachstehenden Tabelle ist zu erkennen, dass das Längenausdehnungsverhalten bei Werkstoffen aus Kunststoff gegenüber Metall und Holz erheblich abweicht. So wird etwa im Automobilbau ein verstärkter Einsatz von neu entwickelten Holz- und Holzverbundwerkstoffen angestrebt. Auch bei zum Beispiel Parkett (mit Fußbodenheizung) kann die Wärmeausdehnung eine gewisse Bedeutung haben, da es sich meist um recht großen Flächen handelt, sie ist im Vergleich zur Ausdehnung durch Feuchteänderung gering. Sie beträgt bei Vollholz in Abhängigkeit von der Holzart und der Faserrichtung in Faserrichtung 3,15 - 4 *10^-6 m/(mK), senkrecht zur Faserrichtung 16- 40*10^-6 m/mK. Sie ist tangential etwas höher als radial. (Physik des Holzes; Autor Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Niemz; 2005; Seite 16)

Aufgrund seines anatomischen Aufbaus mit dünnen Zellwänden und zwischenliegenden Hohlräumen ist der Werkstoff Holz das Vorbild vieler synthetischer Dämmstoffe. Neben hoher Festigkeit besitzt er hiermit sehr gute Wärmedämmeigenschaften.

Einen deutlichen Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit haben auch die Temperatur und die Feuchte des Materials. Kanter (1957 in Steinhagen (1977)) hat für Birkenholz die Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur zwischen -40°C und +100°C bei verschiedenen Holzfeuchten aufgezeichnet. Dabei zeigt sich, dass im darrtrockenen Zustand die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmender Temperatur zwischen -40°C und +100°C linear ansteigt, während oberhalb der Fasersättigung die Wärmeleitfähigkeit zwischen -40°C und 0°C abnimmt und erst ab 0°C mit zunehmender Temperatur ansteigt. Nach Suleiman et al. (1999) ist auch beim Einfluss der Temperatur eine Abhängigkeit von der Richtung des Wärmeflusses auszumachen. So nimmt bei Birkenholz die Wärmeleitfähigkeit zwischen 20°C und 100°C in longitudinaler Richtung um 14% (= 0.175%/K) und senkrecht zur Faserrichtung um 24% (=0.3%/K) zu.