Dauerhafte Harthözer wie IPE und Cumaru bewähren sich auch im Wasser

Als nachwachsender Rohstoff ist und bleibt Holz eines der wichtigsten Pfl anzenprodukte. Es gab Zeiten, da war es sogar konkurrenzlos. Bis ins 19. Jahrhundert galt Holz wegen seiner Langlebigkeit als einzigartiges Baumaterial. Vor allem dort, wo zum Beispiel aufgrund besonders ungünstiger Witterungsbedingungen ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit gefragt war, stand Holz hoch im Kurs. Es ist somit das älteste Baumaterial des Menschen. Und vieles spricht dafür, dass der Rohstoff Holz auch künftig eine wichtige, an Bedeutung weiter zunehmende Rolle spielen wird. Sicher steht Holz als Baumaterial in einem scharfen Wettbewerb mit Beton und Stahl, doch seine Vorteile überzeugen gerade in ökologischer Hinsicht. Wie erwähnt, ist Holz ein nachwachsender Rohstoff. Nicht von ungefähr stammt der häufig verwendete Begriff "Nachhaltigkeit" eigentlich aus der Forstwirtschaft. Andere Ressourcen sind endlich - Holz ist erneuerbar.

Bei der Entstehung des Holzes wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre gebunden und erst beim thermischen oder biologischen Abbau wieder freigesetzt. Kein anderes Baumaterial weist - gemessen an seinem Gewicht - eine so hohe dynamische und mechanische Festigkeit auf. Architekten wissen darüber hinaus die günstige Wuchsform des Holzes zu schätzen, das sich somit für unterschiedlichste Bauelemente eignet. Und sogar bei der einfachen und umweltgerechten Entsorgung bereitet Holz keinerlei Probleme. Ein konkretes und sehr nachvollziehbares Beispiel für die hohe Belastbarkeit von Holz gibt dessen Einsatz bei Wasserbauten. Der natürliche Baustoff erweist sich dauerhaft beständig gegenüber dem zerstörerischen Einfl uss von biologischen sowie chemischen und physikalischen Kräften. Und: Holz ist korrosionsbeständig. Manche Tropenhölzer zeichnen sich durch eine beinahe unglaubliche Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit aus. Allerdings werden in Europa bis heute nur wenige Tropenhölzer im Wasserbau verwendet. Seit Jahrzehnten gefragt sind vor allem jene Hölzer, die als besonders widerstandsfähig gegenüber den im Meerwasser befi ndlichen Schädlingen gelten. Ohne Frage könnten viele weitere Tropenhölzer im Wasserbau eingesetzt werden. Vorausgesetzt, dies geschieht im Einklang mit den mittlerweile sehr strengen Anforderungen an eine nachhaltige Erzeugung. Eine sinnvolle Planung mit Holz setzt derweil voraus, dass ausreichende bau- und materialtechnische Kenntnisse vorhanden sind. Die wichtigsten Informationen haben wir in diesem Beitrag zusammengestellt.

Konzentrieren wir uns bei der nachfolgenden Betrachtung auf Bauwerke, bei denen einzelne Teile ständig unter Wasser stehen oder aber im Übergangsbereich Wasser/Luft verbaut wurden. Vor solchen Herausforderungen stehen Ingenieure und Architekten zum Beispiel beim Brücken- oder Schleusenbau, beim Hafenbau sowie beim Küsten- und Gewässerschutz. Erwähnt seien in diesem Zusammenhang die Rammpfähle im Hafenbau. In diesem Bereich wird Holz darüber hinaus unter anderem für Spund- und Stülpwände eingesetzt. Im Brücken- und Schleusenbau schätzt man Holz zum Beispiel als Material für Verstrebungen und Tore. Sogar in Kühltürmen sowie in Klär- und Bewässerungsanlagen wird Holz als Baustoff häufig verwendet. Doch muss man nicht unbedingt solche Anlagen besichtigen, um sich von den Vorteilen zu überzeugen, die Holz in Einsatzgebieten mit Wasser birgt. Bekanntlich spielt der Rohstoff auch im Gartenund Landschaftsbau eine wichtige Rolle.

Ungeachtet ihrer erstaunlichen Widerstandsfähigkeit sind Holzbauteile durch äußere Einflüsse gefährdet. Zum einen durch mechanische Belastungen. Dazu zählen Schläge, Stöße und Reibung. Wer schon einmal das Andockmanöver eines Schiffes beobachtet hat, kann abschätzen, mit welcher Wucht solche Stöße gegen die oft hölzernen Anlegestege ausfallen können. Daher werden zum Beispiel Reibpfähle, Reibhölzer und Scheuerleisten eingesetzt, um diese Stöße etwas abzufedern und Beschädigungen an Schiff und Hafenanlagen zu vermeiden. Das mag im Schiffsverkehr noch gelingen. Andere Bauwerke indessen sind unberechenbaren, naturbedingten Kräften ausgesetzt, wie etwa Wellenschlag und Sturmfluten. Verglichen mit den biologischen Belastungen nimmt sich die Gefährdung durch Schläge, Stöße und Reibung noch relativ überschaubar aus. Tierische und pfanzliche Schädlinge setzen den Holzkonstruktionen in sehr viel stärkerem Maße zu. In diesem Zusammenhang müssen unterschiedliche biologische Belastungen berücksichtigt werden. Hierfür wurden folgende Gefährdungsklassen normiert:

Für die ständig über dem Wasserspiegel liegenden Bauteile gilt die Gefährdungsklasse 3 nach DIN EN 335-1. Eine Gefährdung für nicht geschütztes Holz von geringer natürlicher Dauerhaftigkeit besteht jedoch nur dann, wenn die Holzfeuchte längerfristig über 20 Prozent liegt.

Besonders gefährdet ist Holz freilich in der Übergangszone zwischen Wasser und Luft (Gefährdungsklasse 4 nach der erwähnten DIN). In diesem Fall wird das Holz stark durch Pilzangriff beansprucht. Dies betrifft Süß- und Salzwasser gleichermaßen.

Eine besondere Herausforderung stellen Holzbauten in Bereichen dar, die dem Gezeitenwechsel unterliegen. Besonders im salzhaltigen Meer- bzw. Brackwasser ist das Holz durch marine Moderfäulepilze und Bohrasseln gefährdet.

Holzbauten unter Wasser können sogar Jahrhunderte überstehen. Vorausgesetzt, es handelt sich um Süßwasser. Und natürlich spielt dabei auch die Holzart eine wichtige Rolle. Langsame chemische Veränderungen und bakterielle Zersetzung vor allem des Splintholzes können aber längerfristig die Festigkeit des Holzes negativ beeinfl ussen. Im Meer- und Brackwasser hingegen ist Holz durch Schädlinge stärker gefährdet (Gefährdungsklasse 5). Dieser Bereich gilt denn auch als Zone mit der geringsten Haltbarkeit für Holzbauteile, die nicht chemisch oder mechanisch geschützt sind.

 

Befi nden sich die Holzbauteile in mehr oder weniger starkem Kontakt mit Erde oder Wasser und sind daher kontinuierlich einer Befeuchtung ausgesetzt, besteht eine ständige Gefährdung durch holzzerstörende Pilze (Braunfäule oder Weißfäule). Unter bestimmten Bedingungen - wie etwa ständige Befeuchtung und gute Sauerstoffversorgung -, kann auch Moderfäule zu schweren Schäden führen. Hingegen spielen Schäden durch Insekten im Wasserbau kaum eine Rolle. Gefahr geht vor allem von dem Werft-Bohrkäfer aus, der als Sekundärschädling bereits durch holzzerstörende Pilze angegriffene Nadelhölzer befällt. Besondere Bedeutung im Wasserbau kommt den spezifi schen Schädlingen im Meerwasser, den Bohrmuscheln und Bohrasseln zu. Während Bohrmuscheln im jungen Larvenstadium durch kleine Fraßgänge in das Holz eindringen und es fast vollständig zerstören können, ohne dass dies von außen zu erkennen ist, machen sich Bohrasseln immer nur in den äußeren Holzschichten durch eine Vielzahl von kleinen Fraßgängen bis in eine Tiefe von etwa 1-1,5 cm. breit. Die auf diese Weise beschädigte Oberfl ächenschicht wird mit der Zeit durch Wellenbewegung abgetragen. Die freigelegte feste Oberfl äche wird erneut befallen und so der tragende Querschnitt der Holzbauteile sukzessive reduziert - bis zum Bruch. Art des Schädlings und Anzahl der Individuen hängen wesentlich von der Temperatur und dem Salzgehalt des Wassers ab. Für die in Europa am weitesten verbreiteten Arten ist eine Mindestwassertemperatur von etwa +5° C und ein Salzgehalt von 0,7-0,9% erforderlich. Solche Bedingungen herrschen zum Beispiel in der Mittelmeerregion sowie in der Nordsee und in der westlichen Ostsee vor. In weiter landeinwärts gelegenen, meist salzwasserfreien Flußhäfen (z.B. Hamburg und Bremen) sind Angriffe durch Schädlinge im Meerwaser dagegen kaum zu befürchten.

Soweit die ganz spezifi schen Herausforderungen für Holzbauten im Wasserbereich. Schauen wir uns nun genauer an, welche Tropenhölzer für welche Einsatzgebiete geeignet erscheinen. Eine Hilfe gibt dabei die DIN 1052. Hölzer, die darin nicht aufgeführt sind, dürfen nur mit Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden verwendet werden. Die nachfolgend genannten Holzarten beziehungsweise Holzuntergruppen erfüllen die Anforderungen für Laubhölzer Gruppe A in DIN 1052.

In diesem Bereich ist die Zerstörungsgefahr durch Schädlinge eher gering. Daher können dort praktisch alle Hölzer ohne nennenswerte Risiken verwendet werden. Das heißt, man wird sich bei der Auswahl der in Frage kommenden Hölzer vorrangig auf die mechanischen Anforderungen, die Dimension und die Wirtschaftlichkeit konzentrieren. Daher stehen zahlreiche geeignete Hölzer sowohl aus gemäßigten als auch aus tropischen Klimazonen zur Verfügung. Befinden sich die Bauteile allerdings ganz oder teilweise in der Übergangszone Wasser-Luft und sind somit einer häufi gen Befeuchtung ausgesetzt, wachsen die Gefahren erheblich. Vor allem Pilze können das Holz zerstören, sofern die Bauteile keine natürliche Dauerhaftigkeit besitzen oder nicht durch technische Maßnahmen geschützt sind. Daher sollte man sich für Hölzer entscheiden, deren Dauerhaftigkeit gegen zerstörende Pilze bekannt ist (Dauerhaftigkeitsklasse 1 bis 2 nach DIN EN 350-2). In der Regel sollten hierfür Tropenhölzer eingesetzt werden. Denn nur wenige Hölzer aus gemäßigten Klimazonen erfüllen die genannten Voraussetzungen. Dazu gehören zum Beispiel die Weißeichen (Europa, Nordamerika, Ostasien) und zum Teil auch die Robinie (Nordamerika, Mittel- und Südosteuropa).

Unter Wasser und in Wasserwechselzonen besteht in diesem Fall eine starke Gefährdung durch Schädlinge. Hinsichtlich seiner Dauerhaftigkeit erscheint kein Handelsholz geeignet. Daher kommen nur Tropenhölzer in Frage, die in der DIN EN 350-2 als „dauerhaft“ (d) oder zumindest als "mäßig dauerhaft" (m) klassifiziert sind.

In der Praxis ist eine hohe natürliche Dauerhaftigkeit des Kernholzes gegen zerstörende Schädlinge der beste Schutz für im Wasserbau eingesetzte Hölzer. Doch das ist naturgemäß nicht immer möglich. Unter anderem können wirtschaftliche Gründe einer solchen Ideallösung im Wege stehen. Somit bleibt nur der Einsatz von weniger dauerhaften Hölzern, bei denen dann allerdings entsprechende Schutzmaßnahmen unerlässlich sind, sofern die geplante Gebrauchsdauer des Bauwerks nicht unter der „Lebensdauer“ des Holzes liegen soll.

Konstruktiver Holzschutz ist vor allem im Überwasserbereich (Gefährdungsklasse 3 nach DIN EN 335-1) wichtig, um das Holz vor lang anhaltender Befeuchtung und damit vor der Gefahr durch Pilzbefall zu schützen. In diesem Bereich kann in der Regel auf chemischen Holzschutz verzichtet werden. Entsprechende konstruktive Maßnahmen müssen bereits Bestandteil der Bauplanung sein und bei der Ausführung umgesetzt werden.

Chemische Schutzmaßnahmen an nicht dauerhaften Hölzern sind in der Regel unverzichtbar in der Übergangszone Wasser-Luft (Gefährdungsklasse 4 nach DIN EN 335-1) sowie im Unterwasserbereich in Meer- und Brackwasser (Gefährdungsklasse 5 nach DIN EN 335-1). Voraussetzung für eine tiefenwirksame Imprägnierung ist eine ausreichende Tränkbarkeit des gewählten Holzes (siehe dazu DIN EN 350-2), in der die Hölzer auch nach ihrer Tränkbarkeit klassifi ziert werden). Angaben zu Tränkverfahren und –mitteln fi nden sich ebenfalls in DIN 68800-3. Es empfi ehlt sich, die jeweils geltenden Bedingungen beim Bauträger zu erfragen und bei der Bauplanung zu berücksichtigen.