Metalle

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Neben Stahl und Aluminium finden vor allem Kupfer, Blei, Zinn und Zink Verwendung in Fassadenkonstruktionen. Diese treten meistens als Legierungen in Erscheinung, da sie im Vergleich zu Reinmetallen über bessere Werkstoffeigenschaften verfügen. Weitere verwendete Legierungen sind z.B. Baubronze (ein Messingwerkstoff) und Messing. In Fassaden kommen die Metalle in folgenden Bekleidungsarten zur Anwendung:

  • Bänder, Scharen (beidseitig aufgekantete Metallbahnen) und Tafeln 
  • Trapez-, Well- und Zickzackprofile
  • Kassetten
  • Paneele
  • Sandwichelemente
  • Schindeln
  • Lochbleche und Streckgitter
  • Gewebe
  • Beschläge (Kupfer)
  • metallische Beschichtungen

Bei der Planung von Metallbekleidungen sind besonders die Oberflächenbehandlung, der Korrosionsschutz und temperaturbedingte Längenänderungen zu beachten.

Kupfer
Der glänzend hellrote Baustoff Kupfer, der in Fassaden eingesetzt wird, besteht zu 100% aus Cu-DHP. Dabei handelt es sich um mit Phosphor desoxidiertes sauerstofffreies Kupfer mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9% Kupfer und 0,015 bis 0,040% Phosphor. Der Werkstoff ist sehr gut formbar (Bänderdicke 0,6 – 0,7 mm), zeichnet sich durch seine Beständigkeit aus und ist sehr langlebig. Unter Einfluss der Atmosphäre bildet Kupfer eine Oxidschicht, die sich im Laufe der Zeit farblich und stofflich ändert und letztlich zu der typischen grünlichen Patina führt (Kupfercarbonat). Abhängig von der Geometrie der Fassaden kann dieser Prozess über mehrere Jahre erfolgen. Oberfläche und Farbe von Kupferbändern können in unterschiedlicher Weise vorbehandelt werden, um den natürlichen Korrosionsprozess vorwegzunehmen: Voroxidierte Kupferbänder weisen eine bräunliche Färbung auf, verzinnte Bänder werden matt grau und vorpatinierte erhalten die typische grüne Patina.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupfer beträgt 17,0 x 10-6 K-1, das ist der 1,5-fache Wert von Stahl, sein Schmelzpunkt liegt bei 1.083°C. Kupfer kann geschweißt, gelötet, gerundet, gefalzt, gekantet und geklingt werden. In Fassaden wird es in Form von Bahnen, als Well- und Trapezprofil, in Kassetten, in Tafeln und in Schindeln verwendet. Darüber hinaus finden Lochbleche und Streckgitter Anwendungen in Fassaden als Lüftungselemente, Sonnenschutz oder als großflächige, durchscheinende Bekleidungen.

Zink
Für Fassadenbekleidungen in bläulich weißem Zink wird ausschließlich die Legierung Titanzink verwendet (Legierungszusätze Titan und Kupfer). Die zunächst walzblanke, silbrige Oberfläche wird durch den natürlichen Bewitterungsprozess mit einer matten, grau-blauen Patina überzogen. Der Prozess einer homogenen Patinabildung kann an Fassaden mehrere Jahre dauern. Mit einer künstlichen Vorbewitterung der Oberfläche beispielsweise durch Phosphatierung kann dieser Zeitraum umgangen werden. Zink wird auch als Oberflächenkorrosionsschutz für andere Metalle (z.B. Stahl) benutzt. Das Material hat eine geringe Wärmedehnung, geringe Abtragungsraten und kann sehr gut verarbeitet werden. Stauende Nässe hinter dem Blech muss vermieden werden, da sie zu raschem Materialverlust führen kann. Titanzink wird als Fassadenmaterial in Bändern (Scharen), Tafeln, Paneelen, Kassetten oder Well- bzw. Zickzackprofilen verwendet. Zinkschrott ist zu 100% recycelbar.

Baubronze
Baubronze ist eine Legierung aus Kupfer, Zink, Mangan und Blei oder Eisen. Der ursprünglich warme rotbraune Farbton der Oberfläche entwickelt sich bei freier Bewitterung in einen dunkelbraunen anthrazitfarbenen Ton. Im Vergleich zu Kupfer verläuft dieser Prozess wesentlich langsamer. Baubronze eignet sich sehr gut zur Kaltumformung und lässt sich hervorragend weich- und hartlöten, kann jedoch nicht gut geschweißt werden. Mithilfe von Epoxidharzen, phenolischen oder acrylischen Harzen lässt sich das Material gut mit anderen Materialien (Holz, Glas, Zement) verkleben. Baubronze wird neben der Verwendung in Profilen (Fenster- und Türkonstruktionen) auch in Kassetten, Paneelen, Tafeln, Schindeln und in Lochblechen für die Fassade eingesetzt. Die Oberfläche der Baubronze kann poliert, gebürstet oder kugelgestrahlt werden. Durch chemische Behandlung können helle bis dunkle Brauntöne hergestellt werden.

Messing
Auch Messing wird in Fassadenbekleidungen in verschiedenen Formen verwendet. Die Legierung besteht aus Kupfer und Zink der Qualität CuZn15 (Werkstoff-Nr.: CW502L). Aus dem ursprünglich rotgoldenem Farbton entwickelt sich nach anfänglicher Mattierung ein grünbrauner Farbton, später eine endgültige dunkelbraun-antrazitfarbene Oberfläche. Neben Tafeln werden produktabhängig auch Schindeln, Paneele, Kassetten und Lochbleche hergestellt. Der Werkstoff eignet sich besonders für großformatige Anwendungen.

Metallische Beschichtungen
Beschichtungen aus metallischen Überzügen werden zum Schutz der Materialien auf Profilen, Blechen und Drähten aufgebracht. Sie können aus Zink oder auch aus Metalllegierungen, wie z.B. Zink-Aluminium-Legierung (ZA) oder Aluminium-Zink-Legierung (AZ) bestehen. Zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit können sie zusätzlich mit Kunststoffen (Flüssigbeschichtung, aufgewalzte Folien- oder Stückbeschichtung) beschichtet werden. Über die generelle Schutzwirkung hinaus können die Kunststoffe (Polyesterharz, Polyurethan, Acrylharz, Polyacrylat oder Polyvinylfluorid) auch farbliche Gestaltungsabsichten erfüllen. Bei der Verwendung von Außenbauteilen muss auf die Korrosionsschutzklasse der jeweiligen Überzüge geachtet werden.

Eine der typischen metallischen Beschichtungen ist das Feuerverzinken. Durch Eintauchen von Stahlteilen in ein Zinkschmelzbad von ca. 450°C entstehen glänzende bis matte Schichten aus Reinzink und/oder Eisen-Zinklegierung. Die Schichten sind 20 - 150 µm dick. Feuerverzinken ist eine sehr wirtschaftliche Lösung, um Stahl langfristig vor Korrosion zu schützen.

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