Holz und seine Eigenschaften – Quellen, Schwinden und Werfen

Vielleicht fragen Sie sich, warum Holz manchmal krumm wird oder Risse bekommt, ohne dass es eine feststellbare Einwirkung von außen gegeben hat. Und was genau bedeuten die Begriffe Quellen, Schwinden und Werfen? Diese Fragen werde ich in diesem Artikel beantworten. Haben Sie die besonderen Eigenschaften von Holz einmal verstanden, können Sie bei der Materialauswahl besser entscheiden, welches Holz für Ihr Projekt geeignet ist. Sie machen weniger Fehler beim Holzeinkauf und auch bei der Konstruktion von Möbeln.

 

Risse im Stammquerschnitt werden durch die Schwundbewegung des Holzes verursacht.

Holz und Feuchtigkeit

Das Besondere an Holz ist, dass es Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben kann. Ändert sich also die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung, bewirkt dies auch Schwankungen im Feuchtegehalt des Holzes.

So geben Holzbauteile in beheizten Gebäuden während des Winters Feuchtigkeit an die trockene Raumluft ab. Denn es besteht ein Feuchtigkeitsgefälle zwischen der Luft und dem Holz. Das Holz trocknet und verringert seine Maße.  Außerdem kann es seine Form verändern, sich z. B. wölben.

Wird die Luft nach der Heizungsperiode wieder feuchter, nimmt das Holz Feuchtigkeit auf. Wieder kommt es zu Maß- und Formveränderungen. Die Abmessungen von Holzbauteilen werden etwas größer. Man sieht das beispielsweise daran, dass Risse in Massivholzfüllungen im Sommer auf „wunderbare“ Weise wieder verschwinden oder Haustüren aus Massivholz plötzlich ohne zu klappern schließen.

Beim Holzeinkauf erleben wir dieses Phänomen auf unangenehme Weise. Man kauft ein in Folie eingeschweißtes Brett im Baumarkt, welches völlig gerade und eben ist. Zuhause packt man das Brett dann aus. Bereits nach zwei Tagen stellt man eine deutliche Wölbung der Brettoberfläche fest. Denn das Brett hat sich an die Luftfeuchtigkeit in der Wohnung angepasst und sich in Folge dessen in seiner Form verändert.

Quellen, Schwinden und Werfen

Diese beschriebene Fähigkeit des Holzes, seine Maße bei Änderung der Luftfeuchtigkeit zu verändern, nennt man „Quellen und Schwinden“. Dabei bezeichnet man die Verringerung der Maße als Schwund. Man sagt: „Das Holz schwindet.“ Die Vergrößerung der Maße bezeichnet man als Quellen. „Das Holz quillt.“ Kommt es zusätzlich zu einer Wölbung des Holzes, spricht man von „Werfen“. Das Holz wirft sich.

So kann ein Brett, welches im Sommer 100 mm breit ist, im Winter durchaus nur 99 mm in der Breite messen. Man sagt dann: „Es ist um einen Millimeter geschwunden.“ Gleichzeitig können Veränderungen in der Form auftreten. Auf welche Weise sich die Form verändert,  wird durch die Lage der Zellen im Holz bestimmt. Durch Unterschiede in der Holzstruktur kommt es zu unterschiedlichen Schwundmaßen im Holz.

Unterschiedliche Schwundrichtungen

In einem Baumstamm lassen sich drei Schwundrichtungen benennen:
Der Längsschwund oder Axialschwund wirkt in Richtung des Faserverlaufs. Das heißt parallel zur Stammachse. Der Tangentialschwund wirkt parallel zu den Jahresringen. Und der Radialschwund wirkt vom Stammmittelpunkt radial zur Rinde hin.

Parallel zur Stammachse ist der Schwund mit 0,3% am geringsten.
Der Pfeil mit dem „T“ stellt den Tangentialschwund dar. Man stellt sich eine Tangente vor, welche am Jahresring liegt. Daher nennt man diese Schwundrichtung Tangentialschwund. Parallel zum Jahresring ist der Schwund (Tangentialschwund) mit 10% am höchsten. Der Pfeil mit dem „R“ bezeichnet den Radialschwund. Mit ca. 5% ist der Radialschwund nur ca. halb so groß wie der Tangentialschwund.
Die Schwundrisse in dieser Stammscheibe werden vom Mittelpunkt nach außen immer größer. Das liegt an den großen Unterschieden im Schwund zwischen Tangential- und Radialschwund. Der Tangentialschwund ist ca. doppelt so groß wie der Radialschwund.

Schwundverhalten bei Brettern

Für das Schwundverhalten von Brettern ist entscheidend, an welcher Stelle sie aus dem Stamm geschnitten wurden. Wo ein Brett im Stamm herausgeschnitten wurde, erkennt man daran, wie die Jahresringe im Querschnitt des Brettes liegen. Man unterscheidet zwischen Seitenbrett, Mittelbrett und Kernbrett.

Beim Seitenbrett sind die Jahresringe eher liegend. Beim Mittelbrett findet man liegende und stehende Jahresringe. Beim Kernbrett findet man ausschließlich stehende Jahresringe. Zudem findet man bei Kernbrettern manchmal die sogenannte Markröhre. Das ist der Mittelpunkt des Stamms. Meist schneidet man die Markröhre aus dem Brett heraus, weil sich dort Risse bilden.

Mit den folgenden Skizzen will ich die Unterschiede zwischen den verschiedenen Brettarten verdeutlichen. Die Skizzen sind dabei nicht ganz realitätsgetreu. Vor allem bei der Formveränderung der Bretter habe ich übertrieben, um die Schwundbewegung deutlich zu machen:

Im Sägewerk schneidet man Baumstämme zu Brettern auf. Man unterscheidet zwischen Kern-, Mittel- und Seitenbrettern.

Beim Seitenbrett verlaufen die Jahresringe eher liegend im Querschnitt.
Schwindet ein Seitenbrett bildet sich die hohle Seite auf der dem Stammkern abgewandten Seite. Die Schwundbewegung in der Breite ist eher stark. Schwindet ein Seitenbrett verformt es sich stärker als Kern- oder Mittelbretter.
Ein Mittelbrett hat sowohl stehende Jahresringe als auch geneigte Jahresringe in einem Winkel von ca. 45° Grad.
Beim Mittelbrett bildet sich die hohle Seite auf der dem Kern abgewandten Seite. Es wölbt sich jedoch weniger stark als das Seitenbrett.
Kernbretter zeigen fast nur stehende Jahresringe. Der direkte Kernbereich ist meist aufgerissen und unbrauchbar. Darum wird er weggeschnitten.
Das Kernbrett schwindet in der Dicke stärker als das Seitenbrett und das Mittelbrett. Der Vorteil eines Kernbretts ist, dass es kaum Formveränderungen zeigt, wenn es schwindet. Darum sind Kernbretter besonders geeignet, wenn es um Bauteile geht, welche besonders formstabil sein sollen. Dies gilt beispielsweise für Rahmenkonstruktionen.

Worauf sollte man beim Holzeinkauf achten?

Bevorzugen Sie Kernbretter und Mittelbretter. Der Vorteil ist, dass sie formstabiler sind als die Seitenbretter. Sind Bretter in einer Plastikfolie eingeschweißt, ist noch eine Schwundbewegung zu erwarten. Denn solange das Brett in der Plastikfolie steckt, kann das Brett keine weitere Feuchtigkeit abgeben. Wird die Plastikfolie jedoch entfernt, beginnt auch das Holz wieder, Feuchtigkeit abzugeben. Ich kaufe daher lieber ein gerades Brett, welches nicht in einer Plastikfolie eingeschweißt ist.

Prüfen Sie vor dem Einkauf mit einem Winkel, ob sich das Brett bereits geworfen hat. Fluchten Sie mit dem Auge entlang der Kante des Bretts, ob es auch gerade ist. Achten Sie außerdem darauf, ob in der Fläche die Markröhre des Baums zu sehen ist. Dann ist an dieser Stelle der Kern nicht weggeschnitten worden, und es sind Formveränderungen zu erwarten.

Urban-Woodworking Rat:

Um später unerwünschte Überraschungen zu vermeiden, berücksichtigen Sie am besten schon bei der Planung von Holzprojekten die zu erwartenden Veränderungen der Holzbauteile in ihren Maßen und in ihrer Form.

Weitere Artikel:

Fachbücher:

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Wie entwerfe ich ein Werkstück aus Holz? Ideenfindung und erste Skizzen

Wenn Sie etwas aus Holz bauen wollen, haben Sie natürlich die Möglichkeit fertig vorliegende Baupläne herzunehmen und nach diesen Anleitungen vorzugehen. Vielleicht wollen Sie aber auch ganz eigene Ideen entwickeln und diese Ideen umsetzen. In diesem Fall stehen Sie vor der Herausforderung, das Werkstück selbst entwerfen zu müssen. Wie kann das gehen? Das zeige ich Ihnen in diesem Artikel.

Generell empfehle ich Ihnen, nicht zu schnell vorzugehen, sondern sich Zeit zu nehmen für eine systematische Planung. Vorschnelles Handeln führt oft zu Fehlern bei der Gestaltung, der Konstruktion und der Materialauswahl. Aufwändige Korrekturen oder gar ein völliger Neubau des Werkstücks kann daraus folgen.

Eine wichtige Frage ist, in welcher Umgebung Sie das Werkstück aufstellen wollen. Es sollte sich sowohl stilistisch als auch vom Material her einfügen. Mit der Auswahl des Materials treffen Sie schon eine Vorentscheidung über das Aussehen des Werkstücks. Auch die Maße sind zu berücksichtigen. Handelt es sich beispielsweise um eine Lagerkiste, sollten Sie wissen, wie groß die zu lagernden Gegenstände sind.

Anhand von Holzmustern wählt man die passende Holzart aus.

Zu Beginn sollten Sie sich jedoch noch nicht zu sehr auf eine bestimmte Lösung festlegen. Ähnlich wie bei einem Brainstorming ist es hilfreich, erst einmal verschiedene Ideen zu sammeln und dann zu vergleichen. Die Entwurfsphase ist eine Zeit des Suchens, Sammelns und Auswählens.

Suche nach kreativen Ideen und Inspirationen

Es gibt viele Orte, an denen Sie Ideen und Inspirationen finden können:

Nutzen Sie klassische Medien wie Zeitschriften oder Bücher. Vor allem Bücher zeichnen sich häufig durch sehr gut recherchierte Inhalte aus.

Stöbern Sie im Internet. Eine sehr schnelle Möglichkeit zu recherchieren ist die Google Bildersuche. Wollen Sie  beispielsweise einen Stuhl aus Buche bauen, geben Sie „Stuhl aus Buche Massivholz“ ein und bekommen in Sekundenschnelle die unterschiedlichsten Modelle. Nun prüfen Sie anhand der Bilder, ob Ihnen das Material Buche wirklich zusagt oder ob Sie doch lieber Ahorn verwenden wollen.

In sozialen Netzwerken zeigen viele Heimwerker und  Profis ihre Ideen. Hat man ein Profil auf Facebook, Twitter oder Instagram, findet man dort regelmäßig aktuelle Ideen. Auf Facebook gibt es auch Gruppen, welche sich mit Holzbearbeitung beschäftigen. Tritt man dort bei, bekommt man ständig Inspiration auf sein eigenes Profil gepostet. Besonders inspirierend finde ich Instagram. Hier sind einige sehr kreative Holzbearbeiter vertreten.

Das Internet ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Suche nach Ideen, Materialien und Konstruktionen.

Ein weiterer Ort der Inspiration sind Möbelhäuser. Der Vorteil gegenüber dem Internet ist, dass man die Möbel hier anfassen und ausprobieren kann. Es ist viel wert ein Möbel live zu erleben. Denn Möbel sind in der Planung in der Relation zum menschlichen Körper zu sehen. Das ist virtuell weniger gut möglich.

Es ist letztlich die Kombination aus virtueller Recherche und der direkten Konfrontation mit Beispielen in der Realität, welche zu guten Ergebnissen führt.

Etwas zu kopieren ist keine Schande. Mein Kunstlehrer im Gymnasium hat uns Bilder von großen Malern abmalen lassen und dazu folgende Regel formuliert: „Kopieren ist gleich Kapieren.“ Man sollte also keine falsche Scheu haben einfach mal ein Möbel nachzubauen. Mit anderen Worten, wie man seine Idee findet ist nicht entscheidend. Hauptsache man findet eine Idee, welche einem zusagt.

Die neugierige Linse

Manchmal hat man die Möglichkeit Werkstücke zu fotografieren. Ein wichtiges Rechercheinstrument ist die Kamera Ihres Smartphones. Technische Lösungen, interessante Materialien oder ganze Möbel wandern so sofort in Ihre Ideensammlung. Besonders interessant sind hier Messen. Auf der „HolzHandwerk“ beispielsweise (einer Messe für Schreiner / Tischler in Nürnberg) finden Sie eine große Anzahl interessanter Motive, welche Sie bei der Entwicklung Ihres Projekts weiterbringen. Aber auch Design Messen wie die internationale Möbelmesse in Köln sind wahre Fundgruben.

Ein Bücherstand auf der Messe „HolzHandwerk“ in Nürnberg. Ich empfehle Ihnen, sich Fachbücher genau anzusehen bevor Sie sich eines anschaffen. Prüfen Sie,  ob Antworten auf Ihre spezifischen Fragen enthalten sind. (Foto: Nürnberg Messe)

Natürlich gibt es noch mehr Orte der Inspiration. Doch werden die genannten Möglichkeiten wahrscheinlich ausreichen, um Sie mit guten Ideen zu versorgen.

Die schnelle Skizze

In einem nächsten Schritt halten Sie Ihre Ideen in kleinen Skizzen fest. Nichts hilft besser, räumlich und gestalterisch zu denken, als seine Ideen auf diese Weise festzuhalten. Manch einer entdeckt dabei eine ganz neue Seite an sich. Beim Skizzieren kommt es nicht darauf an, einen Schönheitspreis für das beste Bild zu gewinnen. Hier sind Sie auch noch nicht an konstruktive Überlegungen gebunden. Es geht vielmehr darum spontane Ideen festzuhalten. Haben Sie eine besonders schöne Form vor Ihrem inneren Auge, machen Sie eine kleine Skizze.

Heften Sie Ihre Skizzen ab. Selbst wenn Ihre Ideen nicht sofort relevant sein sollten, werden diese vielleicht beim übernächsten Projekt doch umgesetzt. Ich persönlich habe oft technische Ideen. Wie beispielsweise die Konstruktion eines Kistendeckels oder eine besonders dekorative Massivholzverbindung.

Zeichnen Sie zur Übung eine einfache Kiste perspektivisch. Möbelplanung bezieht sich auf dreidimensionale Objekte.

Zeichnen Sie zur Übung eine einfache Kiste dreidimensional. Berücksichtigen Sie dabei die Dicke der Außenwände. Man sieht einige Außenkanten aber auch die Ecken, welche als Linien im Inneren sichtbar werden. Einige Kanten und Ecken sieht man nicht. Sie sind verdeckt. Ein Möbel ist vom Grundprinzip her meist eine Kiste. Kann man also eine Kiste zeichnen, hat man das räumliche Prinzip erfasst, welches der Mehrzahl aller Korpusmöbel zugrunde liegt.

Die Zeichenausrüstung

Alle Zeichnungen in diesem Artikel sind mit einfachen Mitteln erstellt worden. Ein Bleistift mit Minenhärte HB ist hier völlig ausreichend. Wollen Sie die Linien schwärzen, verwenden Sie die Minenhärte B. Diese Mine ist weicher. Ich mache meine Entwurfsskizzen auf weißem Druckerpapier DIN A4. Verwenden Sie preisgünstiges Papier, fällt es Ihnen leichter, ein paar Entwürfe mehr zu machen. Bei den Bleistiften ist jedoch Markenqualität sinnvoll. Qualitätsbleistifte brechen nicht so leicht ab und lassen sich leichter anspitzen.

Aussagekräftige Skizzen lassen sich schon mit ganz einfachen Mitteln herstellen.

Langsames Herantasten mit mehreren Entwürfen

Für das Gelingen eines Projekts sind meist mehrere Entwürfe nötig. Haben Sie eine Idee gefunden, spielen Sie mehrere Varianten durch und wählen schließlich die beste Lösung aus, mit der Sie dann weiterarbeiten. Diskutieren Sie ihre Entwürfe mit Leuten aus Ihrem Umfeld. Schnell werden Sie merken, wie unterschiedlich das ästhetische Empfinden bei verschiedenen Menschen ist. Seien Sie experimentierfreudig. Auf dem Papier ist das noch relativ preisgünstig. Hier zeige ich Ihnen an vier Beispielen, wie mit der Sockelhöhe eines Regals und dem Überstand des oberen und unteren Bodens unterschiedliche optische Wirkungen erzielt werden.

Dieser Sockel ist niedrig und hat ca. 10 mm.
Mit ca. 50 – 60 mm ist dieser Sockel deutlich höher.
Hier stehen der obere und untere Boden ca. 20 mm über den Korpus hinaus.
In diesem Beispiel stehen der obere und untere Boden nicht über den Korpus hinaus. Sie schließen bündig ab.

Was am Ende der Entwurfsphase vorliegt sind erste Ideen zu Formen und Material und eine Vorstellung der Dimensionen. Das alles muss noch mehrfach auf den Prüfstand, bis ein exakter Bauplan vorliegt. Was nach der Entwurfsphase folgt, erfahren Sie in weiteren Artikeln.

Tipps für den Einstieg in die Möbelgestaltung

Beginnen Sie erst mit dem Entwerfen von Werkstücken, stehen Sie am Beginn einer spannenden Entwicklung Ihrer Persönlichkeit. In Ihren Entwürfen wird Ihr individueller Stil sichtbar. Lassen Sie Ihrer Kreativität viel Raum. Begrenzen Sie sich bei Ihren Skizzen nicht zu sehr durch technische Bedenken. Machen Sie ruhig ein paar gewagte Entwürfe! Das fördert Ihre gestalterische Freiheit.

Nähern Sie sich jedoch der Umsetzung des Entwurfs, sollten Sie den Plan den eigenen Möglichkeiten anpassen. Berücksichtigen Sie, welche Kenntnisse und Fähigkeiten Sie in der Holzbearbeitung bereits haben, welche Maschinen und Werkzeuge Ihnen zur Verfügung stehen und wie Ihr Arbeitsplatz ausgestattet ist. Mein Rat ist besonders für den Anfang: Bitte überfordern Sie sich nicht! Setzen Sie lieber ein kleineres Projekt um und bauen es komplett fertig, als dass eine unfertige Großbaustelle in Ihrer Wohnung herumsteht. Sind Projekte einmal abgeschlossen, wirkt das sehr motivierend.

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Fachliteratur Holzbearbeitung

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