Fachartikel Bohrwiderstandsmessung zur Holzuntersuchung

Die Bohrwiderstandsmessung als Verfahren zur zerstörungsarmen Holzuntersuchung

Die Bohrwiderstandsmessung ist ein bewährtes Verfahren zur zerstörungsarmen Untersuchung von Holz, Bäumen und Holzkonstruktionen. Sie wird eingesetzt, wenn der innere Zustand eines Baumes oder Holzbauteils nicht allein durch Sichtkontrolle, Klopfprobe oder einfache Sondierung ausreichend beurteilt werden kann.

Das Verfahren liefert Hinweise auf Dichteunterschiede, Fäule, Hohlräume, Risse, Delaminationen, Insektenschäden oder Veränderungen im Jahrringaufbau. Seine Stärke liegt in der hochauflösenden Darstellung lokaler Strukturveränderungen. Seine Grenze liegt darin, dass jede Messung zunächst nur den konkret durchbohrten Bereich beschreibt.

Die Bohrwiderstandsmessung ersetzt daher keine sachverständige Bewertung. Sie ist ein wichtiges Diagnosewerkzeug, das im Zusammenhang mit sichtbaren Befunden, Baumart, Standort, Schadenshypothese und gegebenenfalls weiteren Untersuchungsverfahren interpretiert werden muss.

Von Alexander Kraus, Sachverständiger für Baumpflege und Baumsanierung

Grundprinzip der Bohrwiderstandsmessung

Das Grundprinzip der Bohrwiderstandsmessung beruht darauf, dass eine dünne, rotierende Bohrnadel mit definierter Vorschubgeschwindigkeit in das Holz eingebracht wird. Der dabei entstehende Eindring- beziehungsweise Bohrwiderstand wird kontinuierlich aufgezeichnet.

Moderne Geräte erfassen hierfür in der Regel die elektrische Leistungsaufnahme des Rotationsmotors. Unter der Voraussetzung eines linear arbeitenden Motors ist dieser Messwert proportional zum mechanischen Drehmoment an der Nadel. Dieses Drehmoment wird wesentlich durch die lokale Holzdichte im Bereich der Nadelspitze beeinflusst.

Das Ergebnis ist ein Bohrwiderstandsprofil. Dieses Profil zeigt, wie sich der Widerstand entlang des Bohrweges verändert. Daraus können Rückschlüsse auf Dichteunterschiede, Jahrringstruktur, Fäule, Hohlräume oder andere Strukturveränderungen gezogen werden.

Wichtig ist: Das Profil zeigt nicht unmittelbar „gesundes“ oder „krankes“ Holz. Es zeigt ein Messsignal, das fachkundig interpretiert werden muss.

Bohrnadel und zerstörungsarmer Eingriff

Technisch bedeutsam ist die Geometrie der Bohrnadel. In grundlegenden Arbeiten zur Methode wird ein Schaftdurchmesser von etwa 1,5 mm bei einer rund 3 mm breiten, flachen Spitze als praktikabler Kompromiss beschrieben.

Diese Bauweise soll mehrere Anforderungen miteinander verbinden:

• möglichst geringe Verletzung des Holzkörpers,
• ausreichende Stabilität der Bohrnadel,
• hohe räumliche Auflösung des Messprofils,
• auswertbare Darstellung lokaler Dichteveränderungen.

Die geringe Dimensionierung erklärt, weshalb das Verfahren als zerstörungsarm bezeichnet wird. Vollständig zerstörungsfrei ist es jedoch nicht. Es entsteht ein lokaler Bohrkanal.

Bei lebenden Bäumen, historischen Hölzern oder statisch sensiblen Bauteilen muss jede Bohrung fachlich begründet und auf das notwendige Maß beschränkt werden. Eine Bohrwiderstandsmessung sollte deshalb nie nur „zur Sicherheit“ oder ohne klare Fragestellung durchgeführt werden.

Was das Messsignal zeigt

Die Aussagekraft der Methode beruht darauf, dass das Bohrprofil Dichteänderungen entlang des Bohrweges abbildet. Elektronisch geregelte und elektronisch aufzeichnende Systeme können reproduzierbare Profile liefern, die mit der Holzdichte korrelieren.

Frühere mechanische Systeme mit federbasierter Aufzeichnung konnten dagegen Resonanz- und Schwellwerteffekte zeigen. Solche Effekte konnten Profile überzeichnen, dämpfen oder verfälschen.

In der Praxis kann das erhebliche Folgen haben. Intaktes, aber weiches Frühholz kann bei ungeeigneter Messtechnik fälschlich als Fäule oder Insektenschaden erscheinen. Umgekehrt können feine Strukturverluste übersehen werden, wenn die Auflösung oder Signalqualität nicht ausreicht.

Die messtechnische Qualität des eingesetzten Geräts ist deshalb kein Nebenaspekt. Sie ist eine zentrale Voraussetzung für die fachliche Verwertbarkeit der Ergebnisse.

Zusammenhang zwischen Bohrwiderstand und Holzdichte

Zahlreiche Untersuchungen belegen den Zusammenhang zwischen Bohrwiderstand und Holzdichte. Für frühe Anwendungen an trockenem Konstruktionsholz wurden deutliche Korrelationen beschrieben. Weiterentwickelte hochauflösende Systeme zeigten auch bei grünem Holz enge Zusammenhänge zwischen Messprofil und Dichteverteilung.

Besonders anschaulich ist die vergleichende Gegenüberstellung von Bohrwiderstandsprofilen und Röntgendichteprofilen. Sie zeigt, dass moderne, elektronisch geregelte Verfahren die Dichteverteilung von Holz mit hoher räumlicher Auflösung abbilden können.

Daraus ergibt sich der diagnostische Wert des Verfahrens. Erkennbar werden können insbesondere:

• Fäulezonen,
• Hohlräume und Kavernen,
• Risse und Delaminationen,
• Insektenschäden,
• Veränderungen im Jahrringaufbau,
• Unterschiede zwischen Frühholz und Spätholz,
• lokale Dichte- und Strukturverluste.

Voraussetzung ist, dass Auflösung, Gerätekonfiguration, Bohransatz und Interpretation zur Fragestellung passen.

Warum die Interpretation anspruchsvoll ist

Gerade bei der Interpretation der Kurven ist Vorsicht geboten. Ein Abfall des Bohrwiderstands ist nicht automatisch mit Fäule gleichzusetzen.

Bei Nadelhölzern können zentrale Bereiche natürlicherweise geringere Dichten aufweisen. Bei ringporigen Laubhölzern wie Eiche beeinflusst das Verhältnis von Frühholz und Spätholz die Profilform erheblich. Auch Bohrwinkel, Bohrhöhe und Jahrringverlauf verändern das Messbild.

Die fachgerechte Anwendung setzt deshalb Kenntnisse mehrerer Bereiche voraus:

• Holzanatomie,
• baumartspezifische Dichteverteilung,
• Biomechanik,
• typische Fäulebilder,
• Gerätetechnik,
• Bohrgeometrie,
• mögliche Fehlinterpretationen.

In der Praxis entstehen Fehlurteile häufig nicht durch das Messprinzip selbst, sondern durch ungeeignete Geräte, unzureichende Auflösung oder eine schematische Deutung der Kurven.

Eine ausführlichere Darstellung der Kurvenauswertung finden Sie im Fachartikel Typische Bohrprofile bei der Bohrwiderstandsmessung und ihre Interpretation.

Bohrwiderstandsmessung in der Baumdiagnostik

Für die Baumdiagnostik ist die Bohrwiderstandsmessung besonders dort relevant, wo visuelle Kontrolle, Klopfprobe oder einfache Sondierung keine ausreichende Aussage über den inneren Zustand erlauben.

Sie kann Hinweise liefern auf:

• versteckte Fäulen,
• Restwandstärken,
• Hohlräume,
• lokale Strukturverluste,
• Risse,
• geschädigte Wurzelanläufe oder Stammfußbereiche.

Gleichwohl bleibt jede Einzelmessung eine punktuelle Aussage über genau den durchbohrten Bereich. Eine Bohrung zeigt den Zustand entlang einer bestimmten Linie. Sie zeigt nicht automatisch den gesamten Querschnitt, die räumliche Ausdehnung einer Höhlung oder die statische Gesamtwirkung eines Defekts.

Deshalb ist eine begründete Messstrategie erforderlich. Sie muss äußere Symptome, Baumart, Schadensbild, Standort, Lastsituation und gegebenenfalls weitere Untersuchungsmethoden einbeziehen.

Aus einer einzelnen Messung darf nicht mehr abgeleitet werden, als sie fachlich tragen kann.

Anwendung in Holzbau und Denkmalpflege

Auch in der Holzbau- und Denkmalpflege besitzt die Bohrwiderstandsmessung einen hohen Stellenwert. Sie wird zur Beurteilung von Konstruktionshölzern, Fachwerk, Holzbalkendecken, Brückentragwerken, Masten, Spielgeräten und verdeckten Holzbauteilen eingesetzt.

Erfahrene Anwender können mit geeigneter Messtechnik Fäule, Insektenschäden und Risse erkennen sowie verdeckte Balken oder geschädigte Anschlussbereiche lokalisieren. Bei Brettschichtholz und anderen konstruktiven Holzbauteilen kann die Methode zudem zur Erkennung von Rissen und Delaminationen beitragen.

Auch hier gilt: Die Messung muss zur Fragestellung passen. Bei historischer Bausubstanz ist außerdem sorgfältig abzuwägen, wo gebohrt werden darf und wie viele Messpunkte fachlich notwendig sind.

Einordnung im Zusammenhang mit Baumstatik

Im Kontext der Baumstatik wird die Bohrwiderstandsmessung häufig ergänzend zu anderen Diagnoseverfahren eingesetzt. Sie kann Ergebnisse aus visueller Baumkontrolle, Schalltomografie oder baumstatischen Zugversuchen absichern, differenzieren oder hinterfragen.

Dabei ist zu beachten, dass unterschiedliche Verfahren unterschiedliche Eigenschaften erfassen. Während Zugversuche das Trag- und Kippverhalten unter definierter Belastung abschätzen, beschreibt die Bohrwiderstandsmessung die lokale Dichte- und Strukturverteilung entlang eines Bohrkanals.

Die Ergebnisse sind deshalb nicht gleichzusetzen. Eine Bohrung liefert keine unmittelbare Windlastanalyse. Ein Zugversuch zeigt keine detaillierte Holzdichteverteilung. Eine Schalltomografie bildet einen Querschnitt ab, muss aber ebenfalls fachkundig interpretiert werden.

Gerade daraus ergibt sich der Wert einer methodischen Kombination. Verschiedene Untersuchungsverfahren können sich ergänzen, wenn ihre jeweiligen Aussagen und Grenzen verstanden werden.

Grenzen der Bohrwiderstandsmessung

Die Bohrwiderstandsmessung ist präzise, aber nicht allwissend. Ihre Grenzen liegen vor allem in der Punktualität der Messung, der Abhängigkeit von Gerätetechnik und Bohrgeometrie sowie in der anspruchsvollen Interpretation der Profile.

Besonders zu beachten sind folgende Grenzen:

• Eine Einzelbohrung beschreibt nur den durchbohrten Bereich.
• Unregelmäßige Fäulen oder asymmetrische Höhlungen können verfehlt werden.
• Ein niedriger Widerstandswert ist nicht automatisch Fäule.
• Weiches Frühholz kann fälschlich als Defekt gedeutet werden.
• Ungünstige Bohrwinkel können scheinbare Schäden erzeugen.
• Ungeeignete Geräte können Kurven verfälschen.
• Die Messung sagt allein noch nichts über die gesamte Verkehrssicherheit aus.

Fachgerecht eingesetzt, liefert die Bohrwiderstandsmessung daher keine isolierte Ja-Nein-Aussage über Sicherheit oder Versagen. Sie liefert einen wichtigen Baustein innerhalb einer integrativen holz- oder baumdiagnostischen Bewertung.

Unsere Leistungen bei der Bohrwiderstandsmessung

Wir unterstützen private Eigentümer, Kommunen, Hausverwaltungen, Kirchengemeinden, Unternehmen und öffentliche Auftraggeber bei der fachgerechten Untersuchung und Bewertung von Bäumen.

Unsere Leistungen können insbesondere umfassen:

• Bohrwiderstandsmessungen an Bäumen und Holzbauteilen,
• Bewertung von Fäule, Hohlräumen, Rissen und Strukturverlusten,
• Interpretation von Bohrwiderstandsprofilen,
• Abgleich der Messprofile mit visuellen Befunden,
• Beurteilung der Aussagekraft einzelner Messungen,
• Empfehlung weiterer Untersuchungsverfahren,
• Einordnung im Hinblick auf Stand- und Bruchsicherheit,
• Erstellung von Baumgutachten mit nachvollziehbarer Dokumentation.

Wenn bei einem Baum Pilzbefall, Höhlungen, Risse, Stammfußschäden oder Zweifel an der Bruchsicherheit bestehen, kann eine fachgerecht eingesetzte Bohrwiderstandsmessung wichtige Hinweise liefern.

Fazit: Präzises Verfahren mit klaren Grenzen

Die Bohrwiderstandsmessung ist ein präzises, bewährtes und vergleichsweise materialschonendes Verfahren zur inneren Untersuchung von Holz. Ihre Stärke liegt in der hochauflösenden Darstellung lokaler Dichteänderungen und damit in der Erkennung verdeckter struktureller Auffälligkeiten.

Ihre Grenzen liegen in der Punktualität der Messung, der Abhängigkeit von Gerätetechnik und Bohrgeometrie sowie in der anspruchsvollen Interpretation der Profile.

Fachgerecht eingesetzt, liefert sie keine isolierte Ja-Nein-Aussage über Sicherheit oder Versagen, sondern einen wichtigen Baustein innerhalb einer integrativen holz- oder baumdiagnostischen Bewertung.

Entscheidend ist deshalb nicht nur, dass gemessen wird. Entscheidend ist, warum gemessen wird, wo gemessen wird und wie das Ergebnis fachlich eingeordnet wird.

Literatur und Quellen

• Eckstein, D.; Saß, U. (1994): Bohrwiderstandsmessungen an Laubbäumen und ihre holzanatomische Interpretation. Holz als Roh- und Werkstoff 52, S. 279–286.
• Reinartz, H.; Schlag, M. (1997): Integrierte Baumkontrolle (IBA). Stadt und Grün 10/1997.
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• Rinn, F. (2012): Basics of typical resistance-drilling profiles. Western Arborist, Winter 2012, S. 30–36.
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• Rinn, F. (2015): Key to evaluating resistance drilling profiles. Western Arborist, Fall 2015, S. 16–21.
• Rinn, F.; Schweingruber, F. H.; Schär, E. (1996): RESISTOGRAPH and X-Ray Density Charts of Wood. Comparative Evaluation of Drill Resistance Profiles and X-Ray Density Charts of Different Wood Species. Holzforschung 50(4), S. 303–311.

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