Oberflächenbehandlung von Holz im Außenbereich
Gestaltungsmittel mit Schutzfunktionen

Die Beschichtung von Holzoberflächen mit Farben, Lasuren und Lacken bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, um das äußere Erscheinungsbild von Holzbauwerken zu gestalten. Bei Holz im Außenbereich hat die Beschichtung neben der Farbgebung jedoch auch wichtige Schutzfunktionen zu erfüllen. Die Wahl einer geeigneten Oberflächenbehandlung ist ausschlaggebend für das Abwitterungsverhalten im Laufe der Zeit und damit für die Zufriedenheit des Nutzers mit dem Aussehen und der Funktion des Bauwerkes.

Holzoberflächen im Außenbereich sind den Einflüssen der natürlichen Witterung ausgesetzt. Sonnenlicht, Regen, Schnee, Hagel und viele andere Faktoren beanspruchen abwechselnd die Bauteile. Die Intensität der Bewitterung wird durch die Lage der Holzoberflächen bestimmt. Die wichtigsten Einflussgrößen darauf sind die geographische Lage und Seehöhe, durch die sich das regionale Klima ergibt, die Himmelsrichtung, durch welche die Wetterseite eines Gebäudes bestimmt wird, die Flächenneigung zur Senkrechten und der bauliche Holzschutz durch Vordächer oder hervorspringende Bauteile, die vor der direkten Bewitterung schützen. Dadurch können die Holzoberflächen an ein und demselben Objekt sehr unterschiedlich beansprucht werden. Wird Holz ohne Oberflächenbehandlung eingesetzt, wie es in der modernen Architektur für die Gestaltung von Fassaden sehr beliebt ist, dann verändert es allmählich seine Farbe und seine Oberflächenstruktur. Der natürliche Farbton des Holzes ist bei Wetterbeanspruchung nicht von Dauer, die Oberflächen verfärben sich mit der Zeit durch Abwitterung, Besiedelung mit Mikroorganismen und Verschmutzung und werden grau. Dies gilt ohne Ausnahme für alle Holzarten. Feuchteschwankungen des Holzes führen weiters zu Rissbildung und eine langjährige Bewitterung verursacht eine deutliche Erosion der Oberflächen. Diese oberflächlichen Veränderungen beeinflussen die Festigkeit des Holzes nicht. Bei unbehandeltem Holz ist aber damit zu rechnen, dass es bei Bewitterung zunächst unregelmäßig fleckig wird, bevor es einheitlich vergraut. Der Schutz durch Bauteile, die in Teilbereichen eine direkte Bewitterung verhindern (z.B. Vordächer, Fensterbretter etc.), ergibt oft ein sehr unregelmäßiges Erscheinungsbild. Holzinhaltstoffe können ausgewaschen werden und angrenzende Bauteile (z.B. Putzfassaden) verfärben.

Warum Oberflächenbehandlungen?

Das oben beschriebene Verhalten von unbehandeltem Holz bei Bewitterung wird in vielen Fällen nicht akzeptiert. Oberflächenbehandlungen können diese Veränderungen verhindern und müssen dafür bestimmte Funktionen erfüllen.

Zur Farbgestaltung enthalten Lacke und Lasuren lichtstabile, farbige Pigmente. Der UV-Schutz durch die Pigmente und andere Lichtschutzmittel in der Beschichtung verhindert den Abbau der Holzsubstanz durch den kurzwelligen Anteil des Sonnenlichts, welcher am Beginn der Abwitterungsprozesse von Holzoberflächen steht. Anstrichfilme können die Aufnahme von Regenwasser und Luftfeuchtigkeit reduzieren und dadurch die Bildung von Rissen im Holz vermindern. Der Feuchteschutz wird im Wesentlichen durch die Schichtdicke des Anstrichs bestimmt und ist besonders bei maßhaltigen Bauteilen, das sind Fenster und Außentüren aus Holz, sowie bei bestimmten Plattenwerkstoffen, vor allem bei Sperrholzplatten, notwendig. Hier trägt die Beschichtung zur Reduktion von Feuchteschwankungen des Holzes und damit verbundenen Dimensionsänderungen (Quellen und Schwinden) durch die Bewitterung bei. Auf Hirnholzflächen und auf Schmalflächen von Holzwerkstoffplatten ist die Anwendung von speziellen Versiegelungen empfehlenswert, die eine rasche Wasseraufnahme verhindern. Bei nicht maßhaltigen Bauteilen (Fassaden, Zäune, Balkone etc.) ist der Feuchteschutz der Beschichtung von geringerer Bedeutung. Es können daher z.B. für Brettfassaden auch dünnschichtige Lasuren angewandt werden. Bei nicht maßhaltigen Bauteilen sind zu große Schichtdicken unbedingt zu vermeiden, da bei Rissen (z.B. bei Ästen), konstruktiven Fugen oder Verletzungen Feuchteansammlungen und in der Folge Fäulnisschäden im Holz entstehen können.

Beschichtungen schützen das Holz vor Verschmutzung und mechanischen Einflüssen (z.B. Schlagregen). Durch den physikalischen Schutz des Beschichtungsfilmes können fleckige Verfärbungen durch Verunreinigungen, die Erosion der Holzsubstanz und das Auswaschen von Holzinhaltstoffen verhindert werden.

Zum chemischen Holzschutz werden mit Wirkstoffen ausgerüstete Beschichtungsmittel (Holzschutzmittel) in Form von Grundierungen bzw. Imprägnierungen im Beschichtungssystem oder als Holzschutzlasuren angewandt. Diese verhindern den Befall des Holzes durch Mikroorganismen, indem sie vorbeugend gegen holzverfärbende oder holzzerstörende Pilze bzw. gegen holzzerstörende Insekten wirken. Es sollten ausschließlich Holzschutzmittel mit geprüfter Wirksamkeit angewandt werden, die dem Österreichischen Holzschutzmittelverzeichnis entnommen werden können.

Die Auswahl von geeigneten Holzuntergründen und eine richtige konstruktive Ausführung von Holzbauteilen sind Voraussetzung für eine funktionierende Oberflächenbehandlung. Fehler in der Materialwahl und Konstruktion können durch eine Oberflächenbehandlung oder einen chemischen Holzschutz nicht ausgeglichen werden.

Welche Oberflächenbehandlung?

Moderne Lacke und Lasuren für Außenbauteile aus Holz sind wasserverdünnbar. Durch den weitgehenden Ersatz von Lösungsmitteln sind diese Produkte sehr umweltfreundlich. Gleichzeitig entsteht bei der Verarbeitung und Trocknung keine Geruchsbelästigung und bei sachgerechter Anwendung sind sie gesundheitlich unbedenklich. Qualitativ sind die »Wasserlacke« den früher üblichen lösemittelhaltigen Systemen heute zumindest ebenbürtig und haben mehrere Vorteile. Bei Lagerung, Verarbeitung und Trocknung sind jedoch die Angaben des Herstellers dieser Produkte sehr genau zu beachten, da die Verarbeitungstoleranzen (z.B. Verarbeitungstemperaturen) geringer sind.

Lasuren und deckende Lacke werden aufgrund der Transparenz voneinander unterschieden. Lasuren ergeben halbtransparente Anstrichfilme, durch welche die Holzstruktur farblich erkennbar bleibt. Deckende Lacke bilden hingegen einheitlich gefärbte Oberflächen, die Holzstruktur scheint farblich nicht durch. Bei Anstrichen auf sägerauem Holz bleibt die Holzstruktur aber sichtbar und es werden zugleich sehr dauerhafte Oberflächen erzielt. Lasuren bieten nur mit transparenten Eisenoxid-Pigmenten einen ausreichenden uv-Schutz für die Oberflächen. Daher beschränkt sich die anwendbare Farbtonpalette bei Lasuren auf Rot- und Brauntöne. Deckende Lacke sind in vielen bunten Farbtönen anwendbar und ergeben sehr dauerhafte Beschichtungen. Die Schichtdicke ist ein wesentliches Kriterium bei der Produktauswahl, da sie den Feuchteschutz, das Abwitterungsverhalten, die Wartungsintervalle und den Wartungsaufwand von Beschichtungen beeinflusst. Imprägnier- und Dünnschichtlasuren bilden keinen geschlossenen Beschichtungsfilm, sondern dringen stark in die Holzoberfläche ein. Ab zirka 30μm Trockenfilmdicke kann auf gehobelten Nadelholzoberflächen ein geschlossener Film erreicht werden. Die filmbildenden Beschichtungen werden in mittelschichtige (< 60μm) und dickschichtige (> 60μm) Systeme unterschieden, bieten einen Feuchteschutz für das Holz und erreichen längere Wartungsintervalle. Dickschichtige Systeme sind jedoch nur für maßhaltige Bauteile wie Fenster und Außentüren geeignet. Welche Arten der Oberflächenbehandlung für welche Bauteile angewendet werden können zeigt die Tabelle.

Kontrolle – Wartung – Renovierung

Bauteile im Außenbereich bedürfen einer regelmäßigen Kontrolle und Wartung. Die Kontrolle der Oberflächen von beschichteten Holzteilen ist einmal jährlich zu empfehlen. Aufgrund des vorliegenden Zustands ist zu entscheiden, ob zu diesem Zeitpunkt eine Wartung bzw. eine Renovierung erforderlich ist oder nicht.

Eine Wartung (Instandhaltung) soll bei regelmäßiger Durchführung die Funktionstauglichkeit der Oberflächen auf Dauer erhalten. Die Wartung muss daher in regelmäßigen Intervallen an den noch weitgehend intakten Oberflächen erfolgen, bevor deutlich sichtbare Schäden auftreten. Die Wartungsintervalle sind abhängig von der Art der Oberflächenbehandlung und der Intensität der Bewitterung. Besonders bei Imprägnierlasuren und Dünnschichtlasuren ist es empfehlenswert, die erste Wartung bereits nach kürzerer Zeit durchzuführen, um eventuell entstandene Trocknungsrisse im Holz zu verschließen.

Bei einer Renovierung (Instandsetzung) werden vorhandene Schäden behoben und die Funktionstauglichkeit der Oberflächen wiederhergestellt. Eine Renovierung von beschichteten Oberflächen ist erforderlich, wenn starke Abwitterungen, Lackrisse, mechanische Verletzungen, Feuchteunterwanderungen, Verfärbungen, Vergrauungen, Abblätterungen, Bläuebefall (holzverfärbende Pilze) oder Fäulnis (holzzerstörende Pilze) aufgetreten sind. Beschichtete Holzbauteile können mehrere Male anstrichtechnisch renoviert werden und dadurch eine hohe Lebensdauer erreichen.

Neue Entwicklungen

Im Forschungsprojekt greywood wurden von der Holzforschung Austria Verfahren entwickelt, mit denen das Erscheinungsbild von natürlich abgewittertem, unbehandeltem Holz vorweggenommen werden kann. Dies ermöglicht die optisch ansprechende und gleichmäßig graue Gestaltung von Holzfassaden. Pionierprojekte für die künstliche Vergrauung von Holzoberflächen sind der Erdberger Steg in Wien und die Kirche Sankt Franziskus in Wels, bei denen die angewandten Beschichtungskonzepte mit grau pigmentierten Lasuren bisher hervorragend funktionieren. Für eine zukünftige praktische Umsetzung ist auch die Anwendung von Eisen-Gerbsäurereaktionen bzw. Farbstoffen auf Holz mit speziellen Überbeschichtungen oder auf sägerauem Holz vielversprechend.

Farblose Beschichtungen (Klarlacke) gewährleisten zum derzeitigen Stand der Technik noch keinen ausreichenden uv-Schutz und sind deshalb für Holz im Außenbereich nicht zu empfehlen. Bei den lichtschützenden Additiven für Holzbeschichtungen haben jedoch in den letzten Jahren interessante Weiterentwicklungen stattgefunden, die bereits in Entwicklungsprodukten umgesetzt wurden. Die laufenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten lassen in den nächsten Jahren marktreife Systeme erwarten, mit denen die natürliche Farbe des Holzes erhalten werden kann.

Aus dem Bereich der Nanotechnologie wurden in den letzten Jahren Hydrophobierungsmittel für Holz entwickelt. Der Vorteil dieser Beschichtungen liegt in der stark wasserabweisenden Wirkung durch funktionelle Molekülschichten ohne Einschränkung der Wasserdampfdurchlässigkeit, wodurch ein ähnlicher Effekt wie bei funktionellen Textilien (z.B. Gore-Tex®) erreicht werden soll. Die meisten der bisher am Markt befindlichen Produkte beinhalten jedoch keinen uv-Schutz und chemischen Holzschutz und können daher nicht als funktionstaugliche Beschichtungssysteme für bewitterte Holzoberflächen bezeichnet werden. Entwicklungsarbeiten zur Integration von funktionellen Schichten in Holzaußenbeschichtungen auf Basis der klassischen Lacktechnologie sind im Gange.

Tabelle: Gegenüberstellung, Oberflächenbehandlung von Holz im Außenbereich ...

Text
DI Dr. Gerhard Grüll
geboren 1972
HTL für Holztechnik, Mödling
1992–98 Studium der Holzwirtschaft an der boku Wien
Seit 1992 wissenschaftlicher Mitarbeiter der Holzforschung Austria
Leiter des Moduls »Oberfläche, Möbel und Innenausbau«
Arbeitsschwerpunkte: Oberflächenbehandlung von Holz, Holzschutz, Holzanatomie und Ultrastrukturforschung, Gutachtertätigkeit, Normentätigkeit
Mitarbeit an und Leitung von Forschungsprojekten
1999 Umdasch-Preis gemeinsam mit der Arbeitsgruppe für das Projekt »Neue zukunftsorientierte Holzfenstersysteme«
2001–05 Doktoratstudium an der BOKU und der TU Wien

Kontakt

DI Dr. Gerhard Grüll
Holzforschung Austria
Franz Grill-Straße 7
A-1030 Wien
T +43(0)1/7982623-61
g.gruell(at)holzforschung.at
www.holzforschung.at

Literatur

Österreichisches Holzschutzmittelverzeichnis Arbeitsgemeinschaft Holzschutzmittel (Hg.),
33. Auflage, Wien 2006

Dieses Verzeichnis enthält Informationen zu Holzschutzmitteln, zur Auswahl geeigneter Produkte und Wissenswertes rund um den Holzschutz. Allen in diesem Verzeichnis genannten Holzschutzmitteln wurde ein Anerkennungszertifikat der arge Holzschutzmittel verliehen. Damit werden folgende Voraussetzungen erfüllt:

• nachgewiesene Wirksamkeit gegen Holzschädlinge
• bestandene Sicherheitsbewertung
• gesicherte, gleich bleibende Qualität
• hinsichtlich der Hinweise zur Anwendung und Verarbeitung überprüfte Etikettentexte und technische Merkblätter. Die AnwenderInnen erhalten damit die Möglichkeit, wirksame und verträgliche Produkte zu wählen. Das Heft enthält ein Herstellerverzeichnis. Zu beziehen und download über www.holzschutzmittel.at