Messgerät : Holzfeuchte genau messen können
Der Messgerätehersteller Trotec weist auf besonders genaue Messgeräte für Holzfeuchte hin. Dazu vermeldet der Hersteller Folgendes:Die Messgeräte T2000S und T500 von Trotec erfüllen hohe Anforderungen und bieten einen Messbereich von 5 bis 99 M-% (T2000S) bzw. 5 bis 50 M-% (T500), wobei die höchste Genauigkeit, physikalisch bedingt, im Bereich zwischen 6 und 28 M-% liegt. Dies wurde im Auftrag von Trotec durch das Institut für Bauforschung der RWTH-Aachen durch zahlreiche Tests mit dem T2000S bestätigt.Messbereichsangaben bei der Holzfeuchtemessung nach dem WiderstandsverfahrenImmer wieder wird man bei der Suche nach Geräten für die Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsverfahren mit Messbereichsangaben konfrontiert, die bei näherem Hinsehen nicht sinnig erscheinen. Dazu sollte man Folgendes wissen:Holz gilt als hygrosopisch. Auch ohne direkte Befeuchtung, wie beispielsweise durch Regen oder Erdverbau, besitzt es die Eigenschaft, Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen (Quellen) und auch wieder abgeben (Schwinden) zu können. In Abhängigkeit der umgebenden Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit stellt sich ein Feuchtegleichgewicht ein – die sogenannte Ausgleichsfeuchte.Die Holzfeuchtigkeit lässt sich grob in drei Bereiche aufteilen:1. 0 bis 6 M-% (Masse-%) => trocken2. 6 bis ca. 35 M-% => feucht (Arbeitsbereich)3. 35 bis ~M-% => nassJede Holzart reagiert aufgrund Ihrer spezifischen Faserstruktur anders auf Feuchtigkeit und deren Einlagerung in die Holzzellen bzw. deren Zwischenräume.Bei Hölzern tritt Feuchteeinlagerung in zwei verschiedenen Erscheinungsformen auf. Zum einen als gebundenes Wasser in der Zellsubstanz selbst und zum anderen als freies Wasser in den Zellzwischenräumen des Holzes. Die Feuchtigkeit wird zunächst in den Zellen selbst gebunden. Erst wenn diese kein weiteres Wasser mehr aufnehmen können, erfolgt die Aufnahme von freiem Wasser in die Zellzwischenräume.Bei einer Trocknung wiederum kehrt sich die Reihenfolge entsprechend um. Es verdunstet zunächst das freie Wasser aus den Zellzwischenräumen. Erst danach geben die Zellen selbst das in ihnen gebundene Wasser ab. Den Punkt, an dem das Holz kein freies Wasser mehr enthält, nennt man Fasersättigungspunkt. In Abhängigkeit von der Holzart liegt dieser zwischen 23 und 35 M-%.Unterhalb des Fasersättigungsbereiches beginnt das in den Zellen selbst gebundene Wasser auszutrocknen. Die Zelle zieht sich zusammen, mit dem Effekt, dass das Holz schwindet! Durch die Aufnahme von Wasser, z. B. durch Luftfeuchteänderungen, kehrt sich der Prozess des Schwindens um, das Holz quillt. Umgangssprachlich sagt man auch „das Holz arbeitet“. Eine Weiterverarbeitung z.B. zu Möbeln oder auch Bodenbelägen macht demnach erst Sinn, wenn das zu verarbeitende Holz sich dem Umgebungsklima soweit angepasst hat, dass Schwindungs- oder Quellprozesse für diese Umgebung abgeschlossen sind. Abhängig vom Einsatzbereich (innen oder außen) sind die Holzfeuchtewerte entsprechend verschieden.Damit Holz absolut wasserfrei ist und weder gebundenes noch freies Wasser enthält (0 M-%), muss man es darren. Bei der Darr-Methode werden Holzproben vorgegebener Größe gemäß DIN 52183 zunächst mit einer hochauflösenden Präzisionswaage gewogen und danach bei Temperaturen von 105~110 °C für einen Zeitraum von 24 Stunden in einen sogenannten Darrofen gelegt. In definierten Zeitabständen werden die Holzproben aus dem Ofen entnommen und wieder gewogen. Dies wird solange wiederholt, bis keine Gewichtsveränderung der Proben mehr feststellbar und das Holz damit vollkommen wasserfrei ist.Die Holzfeuchte VOR dem Darren berechnet sich wie folgt:(Nassgewicht - Darrgewicht) / Darrgewicht x 100 = Holzfeuchte in M-%Für die Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsverfahren gilt:
- Je trockener ein Holz ist, desto geringer ist seine elektrische Leitfähigkeit, umso höher wird also der elektrische Widerstand
- Je feuchter ein Holz ist, desto höher wird seine elektrische Leitfähigkeit und umso geringer der elektrische Widerstand
Die Holzfeuchtemessung mit Hilfe des Widerstandsprinzips lässt sich besonders gut im Bereich zwischen 6 und 30 M-% Holzfeuchte anwenden. Warum ist das so und warum machen Messungen außerhalb dieser Grenzen wenig Sinn?Zwischen dem darrtrockenen Zustand und etwa 6 M-% Feuchte nimmt der elektrische Widerstand im Holz exponentiell ab! Das bedeutet, dass die Widerstandssprünge auch bei sich nur minimal verändernder Holzfeuchte dermaßen hoch ausfallen können, dass deren Umrechnung in gesicherte M%-Werte nur durch sehr aufwendige und damit teure Labor-Messaufbauten möglich wären.Oberhalb des Fasersättigungspunktes ist das Holz quasi vollkommen „durchnässt“ und sein elektrischer Widerstand damit gering. Mit zunehmender Feuchte ändert sich der elektrische Widerstand fortan nur noch so geringfügig, dass auch hier die Umrechnung dessen in gesicherte M%-Werte nur unter Laborbedingungen und mit unverhältnismäßig hohem und damit kostspieligem messtechnischem Aufwand möglich ist.Zwischen 6 M-% und der holzsortenspezifischen Fasersättigung von etwa 30 bis 35 M-% ist der Zusammenhang zwischen Holzfeuchte und elektrischem Widerstand jedoch nahezu linear. Das bedeutet, dass die Veränderung von Feuchte und elektrischem Widerstand sehr gleichmäßig verläuft. Aufgrund dieser sortenspezifischen Linearität lässt sich die jeweilige Holzfeuchtigkeit speziell in diesem „Fenster“ sehr präzise messen.Eine Weiterverarbeitung von Holz macht für die meisten Anwendungen ohnehin erst dann Sinn, wenn weder Schwindungs- noch Quellprozesse des Holzes den nachgelagerten Einsatzbereich beeinflussen. Zwar „arbeitet“ das Holz infolge äußerer klimatischer Einflüsse am meisten im Bereich zwischen 6 bis 35 M-%, doch liegen die Ausgleichsfeuchte-Werte für Innen- und Außenbereiche mit 6 bis 17 M-% genau in diesem Fenster!Befinden sich die Feuchtigkeitswerte des Holzes während dessen Verarbeitung außerhalb des o. g. Feuchtigkeitsfensters, also unterhalb von 6 M-% oder oberhalb von 35 M-%, ist eine spätere Dimensionsänderung des Holzes durch Schwindungs- bzw. Quellprozesse unvermeidbar und deshalb i. d. R. von einer Weiterverarbeitung vor Erreichen der Ausgleichsfeuchte abzusehen.Eine genaue und zuverlässige Messung der tatsächlichen Holzfeuchte - speziell bzgl. der Ausgleichsfeuchte! – ist vor der Verarbeitung daher zwingend notwendig. Um die Holzfeuchtigkeit präzise messen zu können, muss das verwendete Messgerät folgende Eigenschaften aufweisen:
- Das Gerät muss über eine Einstellung speziell zur Holzfeuchtemessung verfügen. Messungen im sog. „Baufeuchte-Modus“ lassen lediglich indikative und damit nur sehr ungenaue Ergebnisse zu.
- Es sollten möglichst viele spezifische Holzfeuchtekurven für die verschiedenen Holzsorten enthalten sein. Nur eine oder wenige allgemeine Holzkurven reichen für eine präzise Messung nicht aus, da der jeweilige Fasersättigungspunkt aufgrund anderer Faserstrukturen bei jeder Holzart verschieden ist!
- Die Möglichkeit der Temperaturkompensation im Messgerät muss gegeben sein. Neben dem enthaltenen Wasser beeinflusst auch die Holztemperatur die Leitfähigkeit des Holzes. Im hygroskopischen Bereich kann dies zu einer Erhöhung von 0,03 ~ 0,15 M-% führen. Dieser Messfehler lässt sich über die Temperaturkompensation des Gerätes korrigieren.
Die Profimessgeräte T2000S und T500 von Trotec erfüllen all diese Anforderungen und bieten einen Messbereich von 5 bis 99 M-% (T2000S) bzw. 5 bis 50 M-% (T500), wobei die höchste Genauigkeit, physikalisch bedingt, im Bereich zwischen 6 und 28 M-% liegt. Dies wurde im Auftrag von Trotec durch das Institut für Bauforschung der RWTH-Aachen durch zahlreiche Tests mit dem T2000S bestätigt.Damit gehören das T2000S und das T500 von Trotec zu den genauesten Holzfeuchtemessgeräten auf dem Markt.Über Trotec:Die Trotec Trade Division rüstet Industrie, Gewerbe und Privatanwender mit Maschinen zur Klimakonditionierung, Luftbehandlung und Ventilation aus – sowie mit Messgeräten rund ums Condition Monitoring bei der Bauwerksdiagnostik, Schadensdetektion, Leckageortung und industriellen Instandhaltung. Professionelle Montagezelte und mobile Sichtschutzwände runden das Produktportfolio ab. Mit eigenen Produktionsstätten, Entwicklungsabteilungen und Service-Stützpunkten an verschiedenen Standorten rund um den Globus ist die Trade Division seit 1994 die Keimzelle der Trotec Group, einem international agierenden Handels- und Dienstleistungsverbund für professionelle Gesamtlösungen in den Geschäftsfeldern „Condition Monitoring“, „Condition Control“, „Condition Management“ und „Healthy Living and Working Conditions“.