Kunststoffe

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Bei Kunststoffen handelt es sich um organische, kettenförmige Makromoleküle, die in der Regel synthetisch aus Rohstoffen wie Erdöl, Erdgas und Kohle oder hergestellt werden. Neben den synthetischen zählen auch abgewandelte Kunststoffe wie Celluloid aus Cellulose zu der Werkstoffgruppe. Im Baubereich spielen jedoch 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.

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. Standard Plattendicken 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. Da Acrylglas leicht entzündlich ist (Baustoffklasse B2 nach DIN 4102*) ist es 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). Er ist sehr schlagzäh und kältebeständig. Seine amorphe Struktur gibt ihm eine hohe Transparenz. Polycarbonat hat eine relativ hohe Wärmeformbeständigkeit und geringe Wasseraufnahme. Er ist daher für Außenanwendungen in Form von transparenten, ebenen Platten, extrudierte Steg- und Wellplatten sehr gut verwendbar. Der Transport und die Montage beschränken die theoretisch endlos lang herstellbaren Halbzeuge. Ohne Flammschutzmittel das Material abhängig von der Formmasse nach DIN 4102* in der Baustoffklasse B1 oder B2 erhältlich. PC ist in vielen Einfärbungen von transluzent bis opak erhältlich. Das Material wird auch in Kapillarröhren transparenter Wärmedämmung (TWD) eingesetzt.

  • 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, als pneumatisch vorgespannte Membrankonstruktionen in Form von transparenten mehrschichtigen Ausfachungselementen eingesetzt.
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 Ausdehnungskoeffizient 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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