Untersuchungen zur Wärmeleitung von Vollholz und Werkstoffen auf Vollholzbasis, wesentliche Einflussfaktoren

Abstract

An Fichtenvollholz und Massivholzplatten sowie an massiven Wandelementen aus Fichtenholz mit variablem Aufbau wurde die Wärmeleitfähigkeit gemessen. Bei Vollholz ist ein gewisser Einfluss der Jahrringlage (radial‐tangential) sowie ein deutlicher des Faser‐Last‐Winkels (LR, LT) vorhanden. Die Wärmeleitzahl von Massivholzplatten mit statistisch regelloser Orientierung der Jahrringlage ist geringer als die von Vollholz radial oder tangential. Geringe Hohlräume in der Mittellage (z. B. Schlitze zum Spannungsabbau) bewirken eine Reduzierung der Wärmeleitzahl. Die Wärmeleitzahl steigt mit zunehmender Temperatur und Holzfeuchte an. Bei mehrschichtigen Wandelementen auf Vollholzbasis ist ein Einfluss der Schichtenanzahl, der Jahrringlage sowie der Hohlräume zwischen den Lagen zu beobachten. Ein in der Mittellage vorhandener Hohlraumanteil bewirkt eine Reduzierung der Wärmeleitzahl. Kommt es allerdings infolge der Hohlraumgestaltung zur Konvektion, steigt die Wärmeleitzahl wieder an. Mechanische Verbindungselemente (Dübel aus Laubholz hoher Dichte) senkrecht zur Plattenebene bewirken einen geringen Anstieg der Wärmeleitzahl. Die ermittelten Kennwerte für den Einfluss von Jahrringlage, Faser‐Last‐Winkel, Dichte und Holzfeuchte ermöglichen eine rechnerische Vorausbestimmung der Wärmeleitzahl von Materialverbunden. Thermal conductivity from solid wood and solid wood materials, important parameters. The thermal conductivity was measured on spruce wood, solid wood panels, as well as massive wood walls with a variable structure. In solid wood a slight influence of the growth ring position (radial‐tangential) and a considerable influence of the fibre‐load‐angle (LR, LT) was observed. In contrast to solid wood in radial and tangential direction solid wood panels with an irregular orientation of the growth rings have a lower thermal conductivity. Marginal holes in the middle layer (e.g. slits to reduce strains) cause a decrease of the values. With increasing temperature and moisture content the thermal conductivity has been rising. Multi‐layered wood elements of solid wood show an influence of the number of layers, the growth ring position and holes between the layers. The thermal conductivity is reduced by presenting holes in the middle layer. However, this effect reverses if the holes cause convection. The values also increase a little if mechanical bond elements perpendicular to panel pane such as dowels made of hardwood with a high density are used. The determined parameters about the influence of the position of growth rings, the fibre‐load‐angle, density and moisture content render the possibility to calculate the thermal conductivity of material combinations by using different computer programs.