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Vergrauung von Holzoberflächen
- ein Thema mit vielen Seiten

Natürliche Vergrauung

Eine Vergrauung an der Holzoberfläche ist eine natürliche Erscheinung, bei der unter besonderer Beteiligung des UV-Lichtspektrums photochemische, physikalische (Auswaschungen) und biologische Prozesse (Mikroorganismen, Pilze ud Bakterien) ablaufen. Dabei verändert sich die chemische Zusammensetzung an der Holzoberfläche. Es verbirgt sich grundsätzlich nichts Schadhaftes dahinter, wenn die Grundbedingungen eines konstruktiven Holzschutzes gewährleistet sind:

  • staufreier Ablauf des Regenwassers
  • Gefälle und Tropfkanten
  • Fugen und Verkleidungsrückseiten sind luftig
  • Schutz vor seitlichem Spritzwasserschutz
  • Kontrolle und Säuberung auf Schmutzablagerung

Eine natürliche Vergrauung ist vor allem an älteren und ältesten Holzbauwerken zu finden. Allein dies ist ein Beleg für die Behauptung, eine Holzvergrauung ist unter den o.a. Bedingungen absolut nichts Schadhaftes.

Vergrauung heißt aber nicht eintönig grau. Je nach Wetter und Sonnenausrichtung hat die Vergrauung ein sehr verschiedenes, reiches Farbspiel. Eine natürliche Vergrauung als Uni-Farbton gibt es nicht.

Expo 2000 Hannover, Pavillon von Dänemark. Außen ist das direkt bewitterte Holz vollständig vergraut, .innen geschützt verbaut, dagegen kaum. Foto: Rüpke
Expo 2000 Hannover, Pavillon von Ungarn, das der Witterung extrem ausgesetzte Holz ist mehr vergraut (dunkelgrau) als das weniger exponierte (braun). Foto: Rüpke
Wohnhaus in Niederfellendorf, dessen Vergaruung der Holzschalung an der Fassade deckt sich mit der Intensivität der auftreffenden direkten Bewitterung. Foto: Rüpke
Blockhaus aus Kiefer in Westnorwegen, die Unterstände am Dach sind noch rotbraun, die besonnten Flächen silbrig, die Balkenfugen schwärzlich. (Foto: Rüpke)
Wohnhaus in Lathweheren, eine hinterlüftete Lärchenschalung ohne Beschichtung mit natürlicher Vergrauung. Die ist entsprechend der direkten Bewitterung unterschiedlich ausgeprägt. Foto: Rüpke
Reihenwohnhaus in Hannover, im Detail hier unbehandeltes Lärchenholz, das neben der typischen Vergrauung auch Spuren der Auswaschung zeigt. Es sind Rostfahnen rostender Nägel (Mangel) . Foto: Dr. Kürsten

Künstliche Vergrauung

Der Wunsch nach einer natürlichen Vergrauung, in allen Bereichen gleich, kann also von der Natur aus nicht erfüllt werden. Hier ist eine technische Beeinflussung erforderlich, (wie bei allen unseren zeitgeistig geborenen Wünschen, die der Natur eigentlich zuwiderlaufen...). So gibt es denn auch schon einen amerikanischen Ausdruck dafür: "Greywood".

In einem Projekt "Greywoood" will z.B. die Holzforschung Austria Verfahren entwickeln, die durch künstliche Vergrauung optisch ansprechende und gleichmäßig graue Oberflächen an Holzfassaden erzeugen. Wir sind gespannt, was dabei herauskommt.

Künstliche Verhinderung der Vergrauung

Eine gut vermarktete Holzbautechnik hat bei den Verbrauchern den Wunsch beflügelt, die äußeren Holzoberflächen in der dem frisch bearbeiteten Holz eigenen, honiggelben Farbton zu erhalten. dafür sind allerlei (viel versprechende) Oberflächenbeschichtungen am Markt, die jedoch alle einen möglichst optimalen Untergrund erwarten. Holz als Naturprodunkt bietet jedoch - anders als künstliche Baustoffe - einen unsicheren Untergrund, wobei die beeinflussenden Faktoren vielfältig sind und komplex wirken.

Infolge dessen gibt es unterschiediche Möglichkeiten der Beschichtung, deren Wartungsintervalle und Wartungsaufwand sich beträchtlich unterscheiden. Dabei spielt der Schutz gegen UV-Licht eine primäre Rolle. Je pigmentierter, also undurchlässiger eine Beschichtung ist, desto weniger kann UV-Licht wirksam werden.

Arten von Oberflächenbeschichtungen auf Holz im Außenbereich
Art Schichtdicke (μm) Transparenz Anwendungsbereich Beispiele Wartungs-intervalle Wartungs-aufwand
unbehandelt . . nicht maßhaltige Bauteile (Fassaden, Gartenmöbel, Zäune, etc.) keine keiner
farblose Beschichtung, Klarlack für Holz im Außenbereich ungeeignet !
Imprägnierlasur, Dünnschichtlasur 0-20 halbtransparent nicht maßhaltige Bauteile, alternative Beschichtung für Fenster und Türen kurz gering
Mittelschichtlasur 20-60 halbtransparent nicht maßhaltige Bauteile, alternative Beschichtung für Fenster und Türen mittel mittel
Dickschichtlasur > 60 halbtransparent nur für maßhaltige Bauteile (Fenster und Türen) empfohlen mittel -lang hoch
deckender Lack > 30 deckend für alle Bauteile geeignet (> 80ym für maßhaltige Bauteile) lang hoch
Beschichtungen in Nanotechnologie soll vielversprechende Möglichkeiten bieten, jedoch zur Zeit noch nicht einmal marktreif, es gibt daher auch keinerlei Praxiserfahrung
aus: Gerhard Grüll, Leitfaden für Beschichtungen im Außenbereich, Holzforschung Austria 02/2003, S.5

Ein jedes Anstrichsystem wird daran gemessen, wie und ob es den Prozess der Vergrauung der Holzoberfläche nachhaltig aufhalten kann. Viele Faktoren sind aber nebeneinander und in zeitlichen Abfolgen wirksam und im Einzelanwendungsfall kaum vorhersehbar. Daraus ergeben sich die hohen Anforderungen an den Untergrund, die jeder Beschichtungshersteller fordert, den das natürliche Holz dagegen eigentlich im Ganzen niemals bieten kann.

Der Prozess der Vergrauung an der Holzoberfläche, den Beschichtungen aufhalten müssen...
Durch UV-Licht wird Lignin im oberflächennahen Bereich abgebaut, dies führt zu Braunfärbungen
Die Witterung wäscht das abgebaute Lignin ab, weiße Zellulosefasern werden silbrig wahrgenommen
Ablagerungen von Staub, Pollen und Insekten binden kondensierende Feuchte und bieten mit den Holzinhaltsstoffen Mikroorganismen nötige Lebensbedingugen und Nährstoffe. Von grau bis schwarz kommen nun Verfärbungen hinzu.
Feuchteschwankungen verursachen Risse, wodurch die angegriffene Oberfläche sich vergrößert.
Mit zunehmender Zeit wird die Maserung durch Abtragungen an der Holzoberfläche deutlich sichtbar.

Es sind also gewisse Forderungen an die Beschichtungen zu stellen.
Die Beschichtung muss

  • UV-Licht von der Holzfläche abschirmen, z.B. mit Pigmentierung
  • eine geschlossene Oberfläche bilden, mit ausreichenden Schichtdicken durch Kantenradien
  • dem Holz den Feuchteausgleich ermöglichen, z.B. allseitig beschichten und hinterlüften bei ausreichendem sD-Wert < 0,5 m
  • das Holz vor Temperaturschwankungen schützen, z.B. dunkle Pigmente meiden
  • Haarrissbildung im Holz überbrücken
  • gleiche Schichtdicken im Auftrag ermöglichen
Ein Beispiel, wie man es nicht ausführen sollte !
Wenn nur eine der Forderungen nicht erreicht wird, setzt der durch die Beschichtung bis dahin verhinderte Prozess der Vergraung der Holzoberfläche auch unter der Beschichtung wieder ein, wie sie im neben stehenden Bild sehen können.

Allerdings ist hier auch gut zu erkennen, welche schadträchtigen Fehler an der Konstruktion der Pergola vorliegen. Solche Fehler werden die hier verbauten Brettschichthölzer, die i.d.R. aus Fichte bestehen, im direkt bewittertem Außenbereich nie verzeihen. Diese Baufehler werden jeder Beschichtung zum noch schnelleren Verhängnis:

  • Holzoberflächen waagerecht verbauen, somit kann Wasser nicht ablaufen und es entsteht zusammen mit Schmutz in den Rissen eine schadträchtige Staunässe.
  • die Bauteile Holz an Holz zu verbolzen, dadurch entsteht eine "Schießfuge", in die Wasser schon in kleinsten Mengen fast kapillar "einschießt" mit der Folge von schadträchtiger Staunässe.
  • das Hirnholz ohne schützende Abdeckung belassen, damit bleibt Wasser in den Fasern stehen, wodurch sich auch hier zusammen mit Schmutz eine Staunässe bildet.

Richtig wäre es in diesem Falle:

Ein Beispiel, wie man es besser macht !
  • für den obigen Verwendungszweck (in der Gefährdungsklasse 3) entweder druckimprägniertes Holz oder ausreichend eigenresistente, also dauerhafte Holzarten (z.B. europäische Eiche) zu verwenden
  • Holz nur mit intakter Oberfläche stets mit ausreichendem Gefälle zu verbauen oder Abdeckungen aufzusetzen und daran Tropfkanten auszubilden
  • Holzverbindungen aus nichtrostendem Stahl mit Abstandsscheiben, um ausreichend große Luftfugen zu bilden
  • Hirnholzflächen abdecken und dabei Tropfkanten auszubilden

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