Werkstoffe

Die Werkstoffe, die von Bauklempnereien verarbeitet werden, sind im Grundsatz seit Jahrhunderten die Gleichen geblieben, so wie auch die Anforderungen, die an sie gestellt werden.

Beschaffung

Sie müssen aus wirtschaftlichen Gründen in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen, so dass sie zumindest im Standardbaubereich kostengünstig eingekauft werden können. Auch wenn im Ausnahmefalle Materialien zum Einsatz kommen, die wegen der begrenzten Ressourcen und der daraus resultierenden Preisgestaltung, aber auch ihrer Optik wegen, eher als exotisch anzusehen sind, wie beispielsweise vergoldete Kupferschindeln.

Verarbeitung

Die Materialien müssen sich zudem mit den üblichen Methoden der Metallbearbeitung möglichst kostengünstig formen und verarbeiten lassen. Und das in der Regel unter schwierigen handwerklichen Bedingungen vor Ort auf der Baustelle und letztlich direkt auf dem Dach oder dem Fassadengerüst.

Gebrauchseigenschaften

Und sie müssen nicht zuletzt über solche Materialeigenschaften verfügen, dass sie dem Verwendungszweck möglichst optimal gerecht werden, also als Dacheindeckungen oder Fassadenverkleidungen

• jeglichen Witterungs- und Umwelteinflüssen widerstehen
• die beabsichtigte Optik erzielen
• wartungsarm und pflegeleicht sind
• eine möglichst lange Standzeit erzielen

Hier sind Metalle gegenüber anderen Materialien in der Regel klar im Vorteil. Als besondere Eigenschaft von Metall wissen Architekten und Bauherren zudem seine besondere Anpassungsfähigkeit an auch sehr komplizierte Fassadengeometrien zu schätzen.

Aluminium

Aluminium ist leicht und fest und besitzt eine relativ hohe chemische Beständigkeit. Das macht es besonders für Dach und Außenfassade geeignet. Es ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Metall und wird vor allem aus dem Rohstoff Bauxit gewonnen.

Seine silbrige Farbe lässt es edel erscheinen. Sie verleiht ihm auch eine recht hohe Licht- und Wärmereflexionsfähigkeit. Walzblankes Aluminium oxidiert allerdings im Verlaufe der Zeit und nimmt eine stumpfgraue Färbung an. Bauklempner schätzen seine guten Verarbeitungseigenschaften, weil es dadurch in dünneren Qualitäten hervorragend auch an komplizierte bauliche Strukturen angepasst werden kann. Aluminium lässt sich zudem wegen seiner geringen Gewichts gut lagern und transportieren.

Als Baumaterial wird es entweder in reiner Form und auch in verschiedenen Legierungen angeboten.

• Reinstaluminium - Aluminiumanteil >99,9 %
• Reinaluminium - Aluminiumanteil 99,0 - 99,9%
• Hüttenaluminium - legiertes Aluminium (beispielsweise mit Eisen, Kupfer, Magnesium, Mangan und Zink oder Silizium)

Durch den Zusatz anderer Metalle werden unter anderem das Bruchverhalten, die Festigkeit oder die Korrosionsbeständigkeit positiv beeinflusst. Möglich ist auch eine Oberflächenprägung, sowie eine Pulver- oder Folienbeschichtung mit farbigen Kunststoffen. Eloxieren ist eine spezielle Art der Oberflächenveredlung von Aluminium. (Eloxal = EL.ektrisch OX.idiertes AL.uminium) Auch diese dient der Farbgebung oder erzielt einen Chromeffekt.

Aluminium wird häufig in Form von Profilblechen oder Aluminiumbändern, aber auch als Platten, Schindeln oder Paneelmaterial verarbeitet.

Gebräuchliche Stärken sind 0,7 bis 2,0 mm, erhältlich auch in den üblichen Farben der RAL-Palette. Wegen seines geringen Gewichts und seiner Elastizität kann es relativ großflächig auch frei gespannt werden. Möglich sind wegen der geringen statischen Belastung relativ einfache Unterkonstruktionen.

Blei

Anders als das harte Aluminium ist Blei weich und deshalb selbst in kaltem Zustand sehr gut durch Falzen, Biegen und Kanten direkt auf der Baustelle zu verarbeiten. Blei wird gelötet, seltener geschweißt. Es verfügt über eine hohe Korrosionsbeständigkeit, ist UV-resistent und zeichnet sich insbesondere durch seine schall- und strahlenabsorbierende Wirkung aus. An seiner Oberfläche bildet es eine edel wirkende Patina.

Zu seinen eher nachteiligen Eigenschaften gehören das hohe Gewicht, das aufwendige statisch anspruchsvolle Grundkonstruktionen und eine kleinteilige Verarbeitung der Bleielemente erfordert. Zudem dehnt es sich unter Hitze stark aus. Gelegentlich wird davon gesprochen, dass Blei bereits unter seinem eigenen Gewicht bei Erwärmung kriecht, dass heißt, faktisch in die Breite und Länge geht.

Bekannt ist spätestens seit den Memoiren von Giacomo Casanova auch die Hitze speichernde Wirkung von Blei. Der venezianische Charmeur war in den berüchtigten Bleikammern unter den Blei gedeckten Dächern des Dogenpalastes inhaftiert und litt unter den extremen Temperaturen. Giftig ist Blei nur in gelöster Form oder als Bleistaub.

Blei gehört zu den ältesten verwendeten Materialien überhaupt. Heute wird es entgegen den Gepflogenheiten in früheren Zeiten nur noch selten und vorrangig für spezielle Zwecke wie Restaurierungsarbeiten an historischen Bauwerken für Kompletteindeckungen verwendet. Idealer Einsatzzweck im modernen Wohn- und Industriebau sind aber der relativ weichen Konsistenz wegen Dachdurchdringungen beispielsweise und alle Arten von Anschlüssen. Bleibleche finden zudem Verwendung auch bei Anschlüssen zu anderen Metallen, da eine elektrolytische Reaktion in der Regel nicht stattfindet, dass heißt, andere Metalle nicht angegriffen werden.

Blei wird von der Industrie in Form von Platten und Rollen auch nach speziellem Zuschnitt geliefert. Standardstärken sind für Eindeckungen zwischen 1,0 und 3,0 mm.

Kunststoff

Wenngleich Kunststoffbahnen oder bituminöse Dichtmaterialien nicht eben das namensgebende Material für die Arbeit eines Klempners ist, gehört es oftmals auch zu deren Aufgabe, solche Dacheindeckungen vor allem im Flachdachbereich zu verlegen. Häufig in Verbindung mit Mauer- oder sonstigen Anschlüssen, die dann aus Metall gearbeitet werden.

Kupfer

Eines der attraktivsten Metalle im Bauklempnerbereich ist das Kupfer. Es wird zu den Edelmetallen gerechnet und ist nicht zuletzt aufgrund seiner Knappheit teuer und in letzter Zeit weiter im Preis gestiegen.

Es ist relativ weich, gut formbar und zäh. Dadurch besitzt es eine hohe Bruchfestigkeit selbst bei starker wiederholter Biegebeanspruchung. Im Dach- und Fassadenbereich ist das Kupfer vor allem wegen seiner Zähigkeit prädestiniert für den Einsatz an schwierigen Verbindungsstellen. Es lässt sich als relativ weiches Material gut direkt vor Ort auf der Baustelle verformen, gegebenenfalls muss es mit der Lötlampe erwärmt werden (Zwischenglühen). Verwendung findet es ebenso für Kompletteindeckungen mit Schindeln oder Scharen.

Im Bauwesen kommt es zudem häufig für Armaturen und Rohrleitungen, nicht zuletzt wegen seiner bakteriziden Wirkung, zum Einsatz. Auch für Dachentwässerungsanlagen wird häufig Kupfer benutzt.

Zu den besonderen Eigenschaften dieses Schwermetalls gehört seine charakteristische Verfärbung. Das im Ursprung rötliche Kupfer nimmt an der Luft allmählich eine wechselnde warme braune Färbung an und bildet auf geneigten Flächen über die Jahre durch Verwitterung und Korrosion schließlich die berühmte grünliche Patina. Diese garantiert eine selbst Jahrhunderte währende Witterungsbeständigkeit. Diesen Prozess durch Beschichtungen künstlich zu beschleunigen oder Schutzanstriche zu behindern ist grundsätzlich möglich. Kupferbleche oder -schindeln werden auch vorpatiniert oder anderweitig beschichtet beispielsweise angeboten. Üblich sind Dicken von 0,6 bis 1,0 mm.

Schon in früheren Jahrhunderten wurden vor allem Prunkbauten mit Kupfer eingedeckt. Das Wahrzeichen der österreichischen Stadt Innsbruck, das Goldene Dachl, leuchtet weithin mit seinen feuervergoldeten Kupferschindeln. Eines der bekanntesten mit einem Kupferdach versehenen deutschen Bauwerke ist der Zwinger in Dresden. Sein natürlich gealterter Blechfirst verleiht mit seiner samtenen Patina diesem Kleinod die edle, vornehme Ausstrahlung.

Stahl (Edelstahl)

Stähle sind metallische Materialien, die überwiegend aus Eisen und aus Kohlenstoff bestehen (bis circa 2 Prozent). Ist das Eisen besonders rein und/oder enthält es bestimmte Zuschlagstoffe wie Chrom, Nickel, Molybdän oder Titan, dann heißen die so entstehenden Legierungen Edelstähle. Üblicherweise werden als Edelstahl aber vor allem nicht rostende Stähle bezeichnet. Solche Stähle enthalten mindestens 10,5 % Chrombeimischung und höchstens 1,2 % Kohlenstoffe.

Genau diese Eigenschaft der Korrosionsbeständigkeit ist es auch, die den "Edelstahl rostfrei" oder "INOX" als Material für eine Dacheindeckung oder eine Fassadenbekleidung geeignet macht. Für Bedachungen und Fassaden werden vor allem Sorten verwendet, die einen Chromgehalt von 17 bis 18 Prozent haben.

Stähle werden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Verwendung mit Werkstoffnummern klassifiziert.

Für die Verwendung in der Bauklempnerei werden in städtischen und ländlichen Wohngebieten mit geringer Schadstoffbelastung häufig der Stahl WNr. 1.4510 (X 3 CrTi17) üblicherweise mit Zinnüberzug oder WNr. 1.4301 (X 5 CrNi18-10) eingesetzt.

Für Industriegebiete und für Wohngebiete bei stärkerer Umweltbelastung bzw. in Küstenregionen sind Stähle wie WNr. 1.4401 (X 5 CrNiMo17-12-2) oder WNr. 1.4404 (X 2 CrNiMo17-12-2) wegen ihrer höheren Korrosionsstabilität zu wählen.

Extremen Anforderungen an den Korrosionswiderstand genügt die Sorte WNr. 1.4439 (X 2 CrNiMoN17-13-5). Bei Flachdächern sind molybdänhaltige Stähle zu bevorzugen.

Zu den weiteren positiven Materialeigenschaften von Edelstahl gehört seine hohe Festigkeit bei mäßigem Gewicht, die gute Formbarkeit soweit seine Zähigkeit. Gebräuchlich sind Blechdicken von 0,4 bis 1,0 mm. Grundsätzlich ist eine Verarbeitung mit den üblichen Spenglerwerkzeugen möglich.

Edelstahl ist in mehrfachem Sinne umweltfreundlich. Er ist für die Verarbeiter unbedenklich und belastet weder die Luft noch das Ablaufwasser mit Schadstoffen.

Zu ihrer Feuerbeständigkeit kommt die elektromagnetische Abschirmung. So, wie äußere Strahlung abgewiesen wird, bleibt inner Strahlung weitgehend gekapselt im Gebäude. In Zeiten von Handys, schnurlosen Festnetztelefonen und internen WLAN-Computernetzen eine Eigenschaft, die aus sehr unterschiedlicher Sicht genutzt werden kann, oder berücksichtigt werden muss.

Edelstahldächer erfordern häufig keinen gesonderten Blitzschutz, sondern funktionieren einfach durch Erdung des gesamten Daches selbst als Blitzschutzsystem.

Von Vorteil erweist sich vielfach auch ihre sehr gute Wärmereflexion. Zudem sind Warmdachkonstruktionen bei Anbringung luftdichter Dampfsperren ohne Hinterlüftung möglich. Besonders bei Flachdächern ist Edelstahl auch bei stehenden Wasseransammlungen eine Alternative zu Dachbahnen, da durch das sogenannte Rollnahtschweißen hundertprozentig dichte Verbindungen erreicht werden. Üblich ist auch die Verbindung der Schare durch Klemmfalze.

Edelstahldächer haben eine sehr hohe Nutzungsdauer. Diese Langlebigkeit relativiert unter ökonomischen Gesichtspunkten die etwas höheren Kosten im Vergleich mit anderen Materialien und Verfahren. Hinzu kommt ihr hoher optisch-ästhetischer Anspruch.

Wo gewünscht stehen die Edelstahlbänder in der Ausführung 2B glänzend und hoch reflektierend zur Verfügung, es gibt sie aber auch matt, gemustert, mit Zinn überzogen, beschichtet oder elektrolytisch gefärbt. Erhältlich sind ebenso profilierte Stahlsysteme.

Grundsätzlich ist Edelstahl beständig gegenüber anderen Baumaterialien, allerdings ist die Gefahr der Kontaktkorrosion dadurch zu vermeiden, dass Befestigungselemente etc. ebenfalls aus Edelstahl gewählt werden und Kontaktstellen zu Stahl, Zink oder Aluminium beispielsweise hinreichend isoliert werden.

Eines der bekanntesten Gebäude weltweit mit edelstählernem Dach und ebensolcher Fassadenbekleidung ist das Chrysler Building in New York, dessen Hülle seit seiner Errichtung vor rund 80 Jahren bestens intakt ist.

Zink (Titanzink)

Zink findet im Bauwesen ebenfalls schon traditionell Verwendung direkt als Bedachungs- und Bekleidungsmaterial. Den höchsten Anteil macht dabei heute eine Legierung aus, das sogenannte Titanzink, dass Titan und Kupfer enthält. Dadurch ist es deutlich korrosionsbeständiger und haltbarer als reines Zink. Für Dach und Fassade, für Simsbekleidungen oder Fensterbankabdeckungen wird es vor allem in Blech- oder Bandform verarbeitet, also als Tafel- oder Rollenware. Die am häufigsten eingesetzte Stärke ist 0,7 mm, allgemein gebräuchlich sind aber Stärken zwischen 0,6 und 1,0 mm.

Titanzink ist in vielen Regionen auch das Standardmaterial für hochwertige Regenrinnen und Fallrohre, sowie alle mit der Dachentwässerung zusammenhängenden weiteren Bauelemente.

Titanzink kann walzblank verarbeitet werden. Der Trend geht heute zu vorbewitterten Qualitäten, die in blaugrau beispielsweise oder schiefergrau zu haben sind. Gerade aus Zink gibt es auch eine Vielzahl vorgefertigter Bauelemente für den Dach- und Fassadenbau, wie komplette Dachentwässerungsanlagen, Gauben oder Kamin- und Schornsteinabdeckungen. Für Dach und Fassade sind Paneele, Rauten, Kassetten, Well- und Trapezprofile lieferbar.

Zink nimmt zudem für sich in Anspruch, einer der ökologischsten Werkstoffe zu sein. Das ergibt sich aus der Energiebilanz bei der Gewinnung, der Langlebigkeit und der guten Recyclebarkeit. Eine sich natürlich bildende Patina schützt Bauelemente aus Zink vor Korrosion. Zudem dient Zink auch als Rostschutz, unter anderem für Edelstahlteile, aufgetragen dann meist durch das Feuerverzinkungsverfahren.

Der bekannte Architekt Daniel Libeskind gehört zu den kreativsten Protagonisten des Metalls Zink in der Gegenwart. Beispielhaft sind seine Designhauskonzepte, sowie die Fassadengestaltung des Jüdischen Museums in Berlin.

(c) by Päffgen GmbH bzw. deren Autoren 2009, www.bauklempnereien.de

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