Kunststoffe

Für Fassadenbekleidungen und -ausfachungen werden Kunststoffe wie Acrylglas, Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET-A) und Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) eingesetzt. Der Begriff Kunststoffe gilt als Sammelbezeichnung für Werkstoffe, die hauptsächlich aus organischen, kettenförmigen Makromolekülen bestehen und meistens synthetisch aus Rohstoffen wie Erdöl, Erdgas und Kohle hergestellt werden. Neben den synthetischen zählen auch abgewandelte Kunststoffe wie Celluloid aus Cellulose zu der Werkstoffgruppe.

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Im Baubereich spielen synthetische Kunststoffe die bedeutendere Rolle. Durch Polykondensation, Polymerisation und Polyaddition – die drei Kunststoffsyntheseverfahren – werden Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere hergestellt, die sich aufgrund ihrer geringen Wasseraufnahme, der guten Wärmedämmung und ihrer teilweise großen Zähigkeit und Transparenz gut für den Einsatz im Bereich der Gebäudehülle eignen. Da es sich bei ihnen um organische Baustoffe handelt, sind sie fast ausnahmslos brennbar bzw. zersetzen sich bei großen Temperaturen. Für tragende Bauteile eignen sich deshalb nur Kunststoffe mit Faserverstärkung – und das auch nur bedingt.

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In Fassadenkonstruktionen finden Thermoplaste und Duroplaste in Form von Verbundstegen (Polyamid), Dichtungsfolien, Dichtungsprofilen, Dichtungsbändern, elastischen Dichtungsstoffen und Wärmedämmstoffen zahlreiche Verwendung. An dieser Stelle steht ihr Einsatzbereich in Fassadenbekleidungen und -ausfachungen im Vordergrund. Hauptsächlich werden folgende transluzente bis transparente Kunststoffe eingesetzt:
  • Acrylglas (Polymethylmethacrylat, PMMA) ist einer der meist verwendeten transparenten thermoplastischen Kunststoffe in Fassadenkonstruktionen. Es wird in Form von Platten, Well- und Stegplatten hergestellt. Standardplattenstärken sind von 2 bis 25 mm erhältlich. Gegossenes Blockmaterial bis zu 250 mm Dicke wird in Sonderkonstruktionen für große Aquarien eingesetzt. Im Vergleich zu Glas ist das Material stoß- und bruchresistenter und nur halb so schwer (1,3 g/cm³). Es verkratzt jedoch schneller und kann durch Umwelteinflüsse brüchig werden und sich u. U. verfärben. Als normal entflammbarer Werkstoff (Baustoffklasse B2 nach DIN 4102*) ist Acrylglas in feuerbeständigen Konstruktionen nicht zulässig. Sein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient verlangt nach einer sorgfältigen, spannungsfreien Konstruktion in der Fassade. Aufgrund seiner hohen Transparenz wird Acrylglas insbesondere dort eingesetzt, wo Glas keine Verwendung findet, etwa für Oberlichter, Lichtwände und Bauteile mit komplizierten Geometrien. In Verbindung mit Sicherheitsglas findet es auch Verwendung als transparentes, tragendes Bauteil.
  • Polycarbonat (PC) ist ein technischer Kunststoff (Thermoplast), der durch Extrudieren oder Strangpressen in Endlosprofile gepresst wird. Aufgrund des schnellen Fertigungsverfahrens, der geringen Recyclingkosten und der funktionalen Eigenschaften des Materials werden etwa Platten aus Polycarbonat als wirtschaftliche Alternative zu Industriebauglas eingesetzt. PC ist leicht, stabil und schlagfest sowie kälte- und wärmeformbeständig bei geringer Wasseraufnahme. Daher ist PC für Außenanwendungen in Form von ebenen Platten, extrudierte Steg- und Wellplatten sehr gut verwendbar. Die amorphe Struktur hat eine hohe Lichtdurchlässigkeit und ermöglicht transluzente Gebäudehüllen. Paneele aus Polycarbonat werden vorwiegend als Mehrkammersystem für Elementfassaden eingesetzt. Ohne Flammschutzmittel ist das Material abhängig von der Formmasse in der Baustoffklasse B1 oder B2 nach DIN 4102* erhältlich. PC ist in vielen Einfärbungen von transluzent bis opak erhältlich. Das Material wird auch in Kapillarröhren transparenter Wärmedämmung (TWD) eingesetzt.

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  • Polyvinylchlorid (PVC) ist ein amorpher Standardkunststoff (Thermoplast). Er wird insbesondere in Fensterprofilen und Profilen für Fassadenbekleidungen, transparenten Fassadentafeln und Folien verwendet. PVC ist in der Außenanwendung bezüglich der Farbechtheit nur bedingt verwendbar.

  • Polyethylenterephthalat (PET-A) ist ein amorpher Polyester, der durch Extrudieren in Platten hergestellt wird. Aufgrund seiner Schlagzähigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Brandeigenschaften (Baustoffklasse B1 nach DIN 4102*) eignet sich der Werkstoff für hoch beanspruchte Außenbauteile. Die maximale Gebrauchstemperatur liegt jedoch bei ca. 66°C. Die Platten werden sowohl transparent als auch transluzent und opak hergestellt.
  • In Fassaden werden besonders ETFE-Folien (Ethylen-Tetrafluorethylen), ein Fluorpolymer-Werkstoff, meist als mehrlagige, pneumatisch vorgespannte oder auch als einlagige, mechanisch vorgespannte Ausfachungselemente eingesetzt. Sie können hochtransparent oder farbig hergestellt werden, sind bedingt bedruckbar und haben ein sehr geringes Eigengewicht sowie eine hohe Licht- und UV-Durchlässigkeit. Das Material ist schwer entflammbar (Baustoffklasse B1 nach DIN 4102*). ETFE Folienkissen bestehen aus mehrlagigen, pneumatisch vorgespannten Folien. Mittels zusätzlicher innen liegender ETFE-Folienlagen werden mehrere dämmende Luftschichten hergestellt.

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Zusätzlich lassen sich die Oberflächen der Kunststoffhalbzeuge und Platten beispielsweise durch Bedruckungen, Lackierungen oder Metallbedampfungen veredeln und mit Beschichtungen wie z. B. Infrarot- oder UV-Beschichtungen ausrüsten, die fest verschmolzen werden. Da die meisten Kunststoffe einen hohen Ausdehnungskoeffizienten besitzen (dreimal größer als der von Aluminium), sollte bei ihrer Verwendung im Außenbereich besonders auf eine zwängungsfreie Konstruktion geachtet werden. 

* DIN 4102 unterteilt in nicht brennbare (A) und brennbare Baustoffe (B); die EU-Klassifizierung DIN EN 13501 in sieben Euroklassen (A1, A2, B, C, D, E, F) sowie weitere u. a. für Rauchentwicklung. Die DIN und die EN sind beide gültig und gleichwertig bzw. alternativ anwendbar.

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