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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-25649
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2564/


Bender, Gerald

Qualitätsbestimmende Eigenschaften von Tannen- und Fichtenstarkholz aus dem Schwarzwald unter der Berücksichtigung hochwertiger Verwendungsmöglichkeiten

Quality defining characteristics of large dimensioned softwood timber (fir/spruce) from the black forest in consideration of possible high value uses

Dokument1.pdf (3.488 KB) (md5sum: 421bde64021f7e61a854ab2534530512)

Kurzfassung in Deutsch

Die Ergebnisse der Bundeswaldinventur II ergaben, dass die Vorräte im Fichten- und Tannenstarkholz (BHD > 50 cm) hoch sind und ein weiterer Vorratsanstieg zu erwarten ist. Verarbeitet werden jedoch vor allem schwache und mittelstarke Rundholzdimensionen, starke und überstarke Rundholzdimensionen (> 40 cm Zopf o.R.) durchschnittlicher Qualität sind dagegen weniger gefragt. Im Mittelpunkt der Starkholzdiskussion steht dabei die effiziente und genaue Qualitätsansprache von starkem Stammholz und die daraus zu erwartende Schnittholzqualität. Ziel der Untersuchung war die qualitätsbestimmenden Merkmale von starkem Tannen- und Fichtenstarkholz präzise zu erfassen und die räumliche Variation und Verteilung der Merkmale mittels statistischer Verfahren darzustellen. Zudem wurde die "Treffsicherheit" von vier Rundholzsortiervorschriften im Hinblick die Qualität des Schnittholzes überprüft. Als Versuchsmaterial wurden 22 Tannen und 14 Fichten aus dem Mittleren und Südlichen Schwarzwald ausgewählt. Die Datenaufnahme erfolgte am Baum, am liegenden Stamm, an den Rundholzabschnitten und an der Schnittware. Die Qualität des stehenden Baumes (bis 10 m Höhe) wurde nach den Kriterien der Bundeswaldinventur II (BWI-2) erfasst. Am stehenden Stamm wurde anhand der Ästigkeit eine "gute" und eine "schlechte" Baumseite bestimmt. Die Stämme wurden in vier Stammabschnitte mit je 5 m Länge aufgeteilt und je fünf Stammscheiben entnommen. Die Rundholzqualität wurde nach der HKS, der europäischen Vornorm EN 1927-1 und zwei firmenspezifischen Rundholzsortiervorschriften (Sortierung E und K) angesprochen. Abschnitt 1 und 2 wurden im Scharfschnitt zu Blockware (457 Tannen- und 307 Fichtenbohlen) eingeschnitten. Diese wurde nach EN 1611-1 nach dem Aussehen sortiert. Der Einschnitt erfolgte dabei differenziert von der "guten" Seite zur schlechten Seite. Abschnitt 4 wurde zu Kanthölzern (170 Tannen- und 118 Fichtenkanthölzer) der Dimension 165 mm x 85 mm eingeschnitten (zwei- bis zehnstieliger Einschnitt). Abschnitt 3 wurde nicht eingeschnitten. Die Kanthölzer wurden nach DIN 4074 entsprechenden Tragfähigkeitsklassen zugewiesen. Zusätzlich wurden Darr-Rohdichte, statischer Biege-Elastizitätsmodul und Biegefestigkeit experimentell ermittelt.Die Ansprache der Qualität des stehenden Stammes nach BWI 2 ergab für die Tanne eine durchschnittlich bessere Qualität als für die Fichte, deren Qualität vor allem durch alte Stammschäden (mit äußerlich erkennbarer Fäule) beeinträchtigt war. Die Rundholzsortierung ergab nach allen vier Rundholzsortiervorschriften eine durchschnittliche bis eher mäßige Qualität. Das Sortierergebnis für Fichte war, vor allem für die Erdstammabschnitte, aufgrund des großen Anteils an Faulstellen schlechter als bei Tanne. Der Vergleich der Rundholzsortiervorschriften zeigte, dass die HKS zu einem besseren Sortierergebnis führte als die EN 1927. Die beiden firmenspezifischen Rundholzsortiervorschriften Sortierung E und K ergaben für das untersuchte Material ein differenzierteres Ergebnis hinsichtlich der Bandbreite der ausgewiesenen Güteklassen. Die Sortierung der Kanthölzer aus dem vierten Abschnitt in Tragfähigkeitsklassen nach DIN 4074 ergab eine mäßige Qualität. Dabei zeigten Tannenkanthölzer signifikant ungünstigere Messwerte für die wichtigen Sortiermerkmale Ästigkeit, Druckholz und Jahrringbreite, während die Fichtenkanthölzer signifikant größere Verdrehungen aufwiesen, was zu einem insgesamt ausgeglichenen Sortierergebnis zwischen Tanne und Fichte führte. Die an den Kanthölzern bestimmten holztechnologischen Kennwerte Darr Rohdichte, statischer Biege-E-Modul und Biegefestigkeit wiesen bei Fichte signifikant höhere Werte auf als bei Tanne. Die Sortierung der Bohlen nach EN 1611 fiel analog zu den eher mäßigen Ergebnissen der Rundholzsortierung ebenfalls nur mäßig aus. Die Ergebnisse bei Tanne waren dabei etwas besser als bei Fichte. Wesentliche negative Einflussfaktoren auf die Schnittholzqualität stellten bei Fichte Fäule und Verfärbungen, Äste (Anzahl und Größe) und Risse dar, bei Tanne waren es Äste (Anzahl und Größe), Risse, anormale Faserneigung sowie Verfärbungen durch Nasskern bzw. Aststreifen. Der nach "guter" und "schlechter" Seite differenzierte Stammquerschnitt wies für die "gute" Seite eine bessere Schnittholzgüte auf als für die "schlechte" Seite. Es konnte also gezeigt werden, dass die am stehenden Baum anhand der Äste durchgeführte Unterscheidung in eine bessere und eine schlechtere Seite und ein entsprechend differenzierter Einschnitt für die "gute" Seite eine im Durchschnitt höherwertigere Schnittware ergab als für die "schlechte" Seite. Ein Vergleich des Rundholzes (Abschnitt 1 und 2) mit der Blockware zeigte, dass gutes bis sehr gutes Rundholz zumeist eine bessere Schnittholzqualität ergab als durchschnittliche bzw. schlechte Rundholzgüteklassen. Bei der Fichte wurde der Zusammenhang zwischen der (eher mäßigen) Rundholzsortierung und der (eher guten) Schnittholzsortierung in besonderem Maße durch das Merkmal Fäule gelockert, da aus Rundholzabschnitten der Güte D bzw. aus nicht klassifizierten Rundholzabschnitten neben sehr schlechten auch verhältnismäßig viel gute Schnittholzqualitätsklassen erzielt werden konnten. Die HKS erzielte (entsprechend der nur mäßigen Rundholzqualität) das treffsicherste Sortierergebnis im Hinblick auf die Schnittholzqualität. Die Sortierung E ergibt vor allem bei der Sortierung qualitativ sehr guten Rundholzes entsprechende Zusammenhänge zur (ebenfalls guten) Schnittholzqualität.


Kurzfassung in Englisch

The results of the Second Federal German Forest Inventory (BWI-2) show that in Germany growing stocks of Norway spruce and Silver fir (dbh > 50 cm) hold a considerable amount of large dimensioned softwood and that further increase is expected. But the timber industry has a major demand for small- and medium-sized timber. As a result of the low demand for large dimensioned softwood timber (LDST) (top diameter > 40 cm under bark) of average quality the forest owners do not achieve the expected prices. A key problem is the efficient and precise grading of LDST and the expected quality of sawn timber. The objectives of this study were to ascertain the quality characteristics of LDST in a differentiated manner. The spatial distribution of quality characteristics was described by statistical methods. It was reviewed, whether the differentiated visual assessment of log quality by diverse log grading rules is suitable to predict the expected quality of sawn timber.22 Silver fir and 14 Norway spruce trees were chosen from the middle and the southern Black Forest. Data was collected from the tree, stem, log and sawn timber. The quality of the trees (up to 10 m stem height) was assessed according to the criteria for the stem quality in Baden-Wuerttemberg as a part of the Second Federal German Forest Inventory (BWI 2). On the basis of the branchiness the trees were divided into a "good" side and a "poor" side.The trunks were cross-cut into four logs with 5 m length (Log 1, 2, 3, 4). At the butt end and at the top of the logs stem discs were cut out. The quality criteria of the logs were obtained by four different grading rules: the German HKS, the European preliminary EN 1927-1 (EN 1927) and two specific grading rules from LDST processors (Grading E and K). Log 1 and 2 were square-cut into unedged planks (457 fir and 307 spruce). The cutting started from the side with the higher quality to the poorer one. The planks were graded by EN 1611-1 for appearence. Log 4 was cut into square edged timber (170 fir and 118 spruce scantlings) with the dimension of 165 mm x 85 mm. The scantlings were planed and then graded by DIN 4074-1. In addition oven-dry density (density), static modulus of elasticity (MOEstat) and modulus of rupture (MOR) were measured. Log 3 was not used as sawn timber. The assessment of trunk quality according to BWI-2 criteria showed a better quality for fir than for spruce. Spruce was affected by older trunk damages (with visible decay), especially at bigger dimensions. The grading of the logs yielded to only moderate quality. The quality of spruce was lower than of fir because of a big amount of fungi decay in the butt logs. The comparison of grading rules showed that the German HKS led to a better grading result than the EN 1927. The two grading rules of the specialized LDST processors (Grading E and Grading K) exhibited an even more differentiated spectrum of stated quality classes. The grading of the scantlings (Log 4) into bending strength classes according to DIN 4074 yielded only moderate grading classes. Knottiness, compression wood and annual ring width of the fir scantlings showed significantly bigger values than spruce. Due to the significantly larger twist of the spruce scantlings the total grading result of both species was nearly equal. The parameters density, MOEstat and MOR were significantly lower for fir than for spruce. The grading results EN 1611 turned out moderate according to the rather moderate results of log grading. Fir showed a better average timber quality as spruce. The most important negative factors on converted timber quality of spruce were butt rot and fungi discoloration, knots (number and size) and cracks. The quality of fir was mainly influenced by knots (number and size), cracks and abnormal slope of grain as well as discoloration due to wet core and knot stripes. The good and the poor side differentiated between the logs. The planks from the "good" side showed on average a better grading result than for the "poor" side. The differentiation between good and poor side of the trunk by means of branchiness and an appropriate conversion into sawn timber provided an opportunity to produce timber with a higher average quality from the better side of the logs than from the poorer side. The comparison between log quality (Log 1 and 2) und converted timber showed that good and very good logs resulted in superior timber quality than logs of average and poor quality. The coherence between (rather moderate) log grading of spruce logs and (better performed) grading of the converted timber had been loosened notably by the characteristic "decay". The decay of spruce influenced log grading negatively, while from down-graded logs (grade D and non classified logs) not only poor, but also very good timber qualities could be obtained according to the grading of EN 1611. The German HKS presented an unerringly grading result for the assessed planks despite the moderate log quality. Grading rule E showed an improved applicability for the grading of high quality logs and the corresponding (likewise good) quality of the converted timber.


SWD-Schlagwörter: Nadelstarkholz , Fichte , Tanne , Qualität , Wimmerwuchs , Nadelholz
Freie Schlagwörter (deutsch): Nadelstarkholz , Fichte , Tanne , Qualität , Wimmerwuchs
Freie Schlagwörter (englisch): large dimensioned softwoods , fi r, spruce , quality , wavy grain
Institut: Inst. f. Forstbenutzung u. Forstliche Arbeitswiss.
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Becker, Gero (Prof. Dr. Dr. h.c.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 07.07.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 25.07.2006
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