XCV. Ueber die Elementarzusammensezung der verschiedenen Holzarten; von Eugène Chevandier. Aus dem Moniteur industriel, Jan. 1845, Nr. 894 und 895. Chevandier, über die Elementar-Zusammensezung der Holzarten. Diese Arbeit, welche ich meinen beiden frühern (polytechnisches Journal Bd. XCI S. 372 und Bd. XCIII S. 465) die Forstwirthschaft betreffenden Abhandlungen folgen lasse, läßt sich in folgende Schlußsäze zusammenfassen: 1) Das Gewicht eines Ster (= 1 Kubikmeter) Brennholz ist in der Regel bei jeder Holzart unabhängig von dem Alter der Bäume und den Umständen, welche auf ihren Wachsthum Einfluß hatten, aber verschieden, je nachdem der Ster aus Scheitern vom Stamm, den Aesten oder jungen Stämmchen zusammengesezt ist. 2) Die Zusammensezung jeder Holzart, die Rinde mit inbegriffen, kann als constant betrachtet werden. 3) Es ist daher immer möglich, bei der Berechnung sowohl des Ertrags der Waldungen, als bezüglich der Anwendung des Holzes als Brennmaterial, den so unbestimmten Ausdruk Ster (oder auch Klafter etc.) durch eine Zahl zu ersezen, welche entweder das wirkliche Gewicht des in einem Ster enthaltenen Holzs, oder die Anzahl der durch seine Verbrennung erzeugbaren Wärmeeinheiten ausdrükt. Diese Arbeit vollendet mithin die chemische Definition des Ster. Meine Versuche erstrekten sich auf 636 Sters von neun verschiedenen Holzarten: der Rothbuche, Eiche, Weißbuche, Birke, Espe, Erle, Weide, Tanne und Fichte. – Diese Holzarten wurden nicht nur auf geognostisch verschiedenen, sondern auch unter allen Verhältnissen der Fruchtbarkeit und Lage befindlichen Bodenarten gefällt, welche sich auf den 4000 Hektaren vorfanden. – Ich muß noch hinzusezen, daß keine Vorsicht außer Acht gelassen wurde, um die auf dem Terrain vorgenommenen Versuche vollkommen vergleichbar zu machen und möglichst richtig zu stellen, und so den im Laboratorium vorzunehmenden Operationen eine hinlänglich verlässige Grundlage zu geben, um die Schlüsse, zu welchen sie führen könnten, zu rechtfertigen. Mein Erstes war, das Gewicht des in einem Ster der verschiedenen Holzarten enthaltenen vollkommen trokenen Holzes zu bestimmen. Die Laubhölzer anbelangend kam ich ohne Ausnahme zu dem Resultat, daß die stattfindenden Verschiedenheiten völlig unabhängig sind von dem Alter der Bäume, ihrer Lage und dem Boden, worin sie wuchsen. Diese anfangs befremdende Thatsache erklärt sich jedoch leicht, wenn man bedenkt, daß die Bäume, deren schnelles Heranwachsen von der guten Qualität des Bodens und der Lage begünstigt wird, und deren Holz wahrscheinlich von geringerm specifischen Gewicht ist, als dasjenige der Bäume derselben Holzart, die aber in ihrem Wachsthum durch ungünstige Einflüsse behindert wurde, daß diese Bäume, sage ich, in der Regel sehr gerade, dabei glattrindig sind und sich gut spalten lassen, während die mühsam heranwachsenden sehr oft verdreht sind, runzelige Rinde haben und sich unregelmäßig spalten. Es folgt daraus, daß wenn man die Bäume, nachdem sie gefällt und zu Scheitern gespalten sind, zu Sters aufschlichtet, beinahe immer bei den langsam gewachsenen sich mehr leere Zwischenräume ergeben, wodurch die Unterschiede im specifischen Gewicht – eine Folge der das Wachsthum befördernden oder hemmenden Umstände – mehr als ausgeglichen werden müssen. Bei den harzigen Holzarten hingegen scheinen die Lage und die Fruchtbarkeit des Bodens auf das Gewicht des Ster von Einfluß zu seyn. Wirklich modificirt die mehr oder weniger schnelle Entwiklung dieser Holzarten in der Regel ihre äußere Gestalt nur insofern, daß sie sich mehr derjenigen des Cylinders oder des Kegels nähert; sonach kann ein Einfluß der Dichtigkeit auf das Gewicht des Ster sich hier zeigen, während er sich bei den Laubhölzern nur durch die Unregelmäßigkeit der Umrisse offenbart. Doch scheint das Gewicht des Ster harziger Holzarten von dem Alter der Bäume völlig unabhängig zu seyn, und die durch die Lage bedingten Verschiedenheiten halten sich in so engen Gränzen, daß sie ganz vernachlässigt werden können. Sie entfernen sich nämlich nur um 3. bis 5 Proc. von den aus sämmtlichen Versuchen erhaltenen Mittelzahlen und fallen folglich in die Gränzen der Fehler, welche bei allen im Großen angestellten Versuchen über diesen Gegenstand, so vorsichtig man auch zu Werke geht, unvermeidlich sind. Diese Betrachtungen veranlaßten mich, von jeder Holzart und wieder den verschiedenen Qualitäten einer jeden, das Mittel aller gefundenen Gewichte zu ziehen und die erhaltene Zahl als mittleres Gewicht des Ster anzunehmen. Aus der Tabelle, in welcher alle diese Resultate aufgezeichnet sind, wird man ersehen daß, die Laubhölzer anbelangend, das Gewicht des Ster einer und derselben Holzart, aber von verschiedenen Qualitäten, mit dem schwerern angefangen, in folgender Ordnung gereiht werden muß: 1) Stammholz; 2) Knüppelholz von jungen Stämmen; 3) Knüppelholz von Aesten. Bei den harzigen Hölzern hingegen ist die Ordnung: 1) Knüppelholz von jungen Stämmen; 2) Knüppelholz von Aesten; 3) Stammholz. Um die Elementarzusammensezung zu ermitteln, stellte ich hierauf eine große Anzahl Analysen unter den verschiedensten Verhältnissen des Bodens, der Lage, des Alters und der Dike bei jeder Holzart an. Die Rothbuche, die Eiche, die Weißbuche, die Espe und die Weide gaben immer ganz übereinstimmende Resultate. Bei der Birke zeigten sich einige Abweichungen, welche von der Eigenthümlichkeit der Rinde dieses Baums herrühren, sich in sandigem Boden manchmal sehr bedeutend zu entwikeln. Bei der Erle kam ebenfalls eine Abweichung um 1 Proc. an Kohlenstoff vor und endlich schien auch der Harzgehalt der Tanne und Fichte auf die Ziffern der Analyse von Einfluß zu seyn. Da ich unter allen Verhältnissen bei den meisten Holzarten fast ganz dieselben Resultate erhielt und die Abweichungen im Mittel nicht über 1 Proc. an Kohlenstoff betragen, so veranlaßte mich dieß alle Analysen der neun Holzarten, womit ich mich beschäftigte, zu vereinigen und für jede dieser Holzarten die sich ergebende Mittelzahl als Elementarzusammensezung anzunehmen. Der Kohlenstoffgehalt übersteigt bei den harzigen Hölzern, der Birke, Erle und Weide, 51 Proc.; bei der Eiche und Espe 50 Proc., beider Roth- und Weißbuche endlich beträgt er zwischen 49 und 50 Proc. Der freie Wasserstoff (d.h. derjenige welcher durch den Sauerstoffgehalt des Holzes nicht in Wasser verwandelt werden kann) beträgt bei der Birke und Erle 1 Proc.; bei der Espe und Weide, der Eiche, Roth- und Weißbuche beträgt er nur mehr 6/10 bis 7/10 Procent. Bei den harzigen Holzarten beträgt er 9/10 Proc. Der Gehalt an freiem Wasserstoff ist so beträchtlich und so gleichbleibend bei den verschiedenen Holzarten, daß er einen neuen Beweis für die Wasserzersezung bei der Vegetation liefert. Der Stikstoffgehalt wechselt bei den verschiedenen Holzarten im Mittel zwischen 1 und 8/10 Proc.; manchmal sind jedoch bei einer und derselben Holzart die Abweichungen bedeutender, was sich übrigens aus der Beschaffenheit der zwischen den Holzschichten sich absezenden stikstoffhaltigen Substanzen leicht erklären läßt. Wärmeerzeugende Kraft eines Ster Holz. Um die wärmerzeugende Kraft eines Ster von verschiedenen Holzarten bestimmen zu können, ging ich von der Ansicht aus, daß die Elementarbestandtheile des Wassers, welche in die chemische Zusammensezung des Holzes eingehen, nicht als wärmeerzeugend angenommen werden können, weder wenn man sie sich zu Wasser vereinigt denkt, noch wenn die von ihnen gebildete Verbindung während der Verbrennung ihren Zustand verändert. Außerdem habe ich noch angenommen, daß der Kohlenstoff und freie Wasserstoff, welcher in allen Holzarten vorhanden ist, in welchem Verhältniß sie auch verbunden seyn mögen, dieselbe Menge Wärmestoff entwikeln, als wenn sie isolirt vorhanden wären. Dieß vorausgesezt, zog ich, da ich einerseits das Gewicht des in einem Ster verschiedener Holzarten enthaltenen trokenen Holzes und andererseits die in die Zusammensezung eines jeden derselben eingehenden Quantitäten Kohlenstoffs und freien Wasserstoffs kannte, das Gewicht des im Ster enthaltenen Kohlenstoffs und freien Wasserstoffs davon ab. Indem ich hierauf diese Gewichte mit den die wärmeerzeugende Kraft des Wasserstoffs und Kohlenstoffs ausdrükenden Zahlen multiplicirte, gab mir die Summe dieser beiden Producte eine die absolute wärmeerzeugende Kraft eines Ster bezeichnende Zahl. Um die Relation der so für jede Holzart erhaltenen Zahlen, mit andern Worten, ihre relative wärmeerzeugende Kraft zu erhalten, dividirte ich diese Zahlen nacheinander durch die höchste von allen und erhielt so eine Reihe von Coefficienten, welche mir zur Herstellung der Tabelle über den Werth der verschiedenen Holzarten hinsichtlich der Quantität Wärmestoffs diente, die ein Ster einer jeden mittelst der Verbrennung zu entwikeln vermag. In dieser Tabelle nimmt der Ster Stammholz von der Eiche mit sizenden Eicheln (gemeine starke Eiche, Steineiche, Quercus robur) den ersten Rang ein; der Ster Fichtenholz den lezten. Ihre wärmeerzeugende Kraft verhält sich wie 10 zu 7, und wenn man sich nur an das Stammholz haltend classificirt, so findet man folgende Ordnung: 1) Steineiche; 2) Rothbuche; 3) Weißbuche; 4) Birke; 5) Stieleiche (Qu. pedunculata); 6) Erle; 7) Tanne; 8) Weide; 9) Espe; 10 Fichte. Doch muß ich bemerken, daß wenn man in der Praxis die aus meinen Versuchen hervorgehenden Zahlen anwenden wollte, um die zur Hervorbringung einer gegebenen Wirkung erforderliche Holzmenge zu berechnen, davon erst abgezogen werden müßte: 1) Die Quantität Wärmestoff, die der Temperatur entspricht, bei welcher die durch die Verbrennung erzeugten Gase, das zur chemischen Zusammensezung gehörige Wasser inbegriffen, an die Luft abgegeben werden, oder eine nüzliche Wirkung hervorzubringen aufhören. 2) Die Quantität Wärmestoff, welche erforderlich ist, um das im Holz immer enthaltene hygrometrische Wasser, wovon ich bei meinen Berechnungen abstrahirte, zu verflüchtigen und auf dieselbe Temperatur zu bringen. Der Gehalt des Holzes an Wasser, welches zu seiner Zusammensezung gehört (d.h. an Sauerstoff und Wasserstoff, im Verhältniß der Wasserbildung) geht aus meinen Versuchen hervor, so wie der Gehalt an Kohlenstoff und überschüssigem Wasserstoff; das hygrometrische Wasser anbelangend, hat man aber bis jezt nur allgemeine, wenig genaue Angaben. Ich habe hierüber eine Reihe Versuche begonnen, welche ich später der Akademie vorlegen werde. Meine bisherigen Beobachtungen scheinen zu ergeben, daß bei Holz, welches der freien Luft ausgesezt, aber vor Regen und Sonne geschüzt war, die Quantität des hygrometrischen Wassers und zwar bei allen Holzarten mit geringem Unterschied ziemlich gleich, hingegen verschieden ist, je nachdem es Scheiter, Aeste oder junge Stämmchen sind. Doch kann ich diese ersten Resultate, da sie sechs Monate nach der Fällung erhalten wurden, nicht eher als zuverlässig betrachten, als bis sie sich durch aufeinander folgende, von Halbjahr zu Halbjahr anzustellende Versuche bestätigt haben. In einer spätem Arbeit werde ich die Ziffern, zu welchen ich in dieser Abhandlung gelangte, zur Berechnung des Erzeugnisses von 15,000 Hektaren Waldung in ziemlich langen Perioden und unter sehr verschiedenen Umständen, in der Art anwenden, daß die Quantität des von einer Hektare Waldung jährlich fixirten Kohlenstoffs, Wasserstoffs und Stikstoffs daraus ersehen werden kann, so wie vielleicht auch, welchen Einfluß auf diese Abweichungen die Umstände, unter denen die Vegetation stattfindet, so wie die verschiedenen forstwirthschaftlichen Systeme ausüben können. Tabelle. Textabbildung Bd. 95, S. 372 Gewicht eines Ster trokenen Holzes; In einem Ster enthaltener Kohlenstoff; In einem Ster enthaltener überschüssiger Wasserstoff; Wärmeerzeugende Kraft eines Ster; Coefficient für die wärmeerzeugende Kraft eines Ster; Steineiche (Stammholz); Rothbuche (Stammholz); Eiche, beide Arten vermengt (Stammholz); Weißbuche (Stammholz); Birke (Stammholz); Stieleiche (Stammholz); Birke (Stammholz und Knüppell vermengt); Weißbuche (Stammholz und Knüppel vermengt); Birke (Knüppel von jungen Stämmchen); Tanne (Knüppel von jungen Stämmchen); Eiche, beide Arten vermengt (Knüppel von jungen Stämmchen); Rothbuche (Knüppel von jungen Stämmchen); Erle (Stammholz); Erle (Stammholz und Knüppel vermengt); Weißbuche (Knüppel von jungen Stämmchen); Rothbuche (Knüppel von Aesten); Tanne (Knüppel von Aesten); Erle (Knüppel von jungen Stämmchen); Fichte (Knüppel von jungen Stämmchen); Fichte (Knüppel von Aesten); Tanne (Stammholz); Weißbuche (Knüppel von Aesten); Weide (Stammholz und Knüppel vermengt); Birke (Knüppel von Aesten); Weide (Knüppel von jungen Stämmchen); Esche (Stammholz und Knüppel vermengt); Eiche, beide Arten vermengt (Knüppel von Aesten); Fichte (Stammholz)