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Feuerverzinkte Fassaden richtig ausschreiben

(21.9.2012) Als Fassadenbekleidung und -unterkonstruktion erfreut sich feuerver­zinkter Stahl zunehmender Beliebtheit. Während beim Einsatz als Unterkonstruktion die Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit der Feuerverzinkung im Vordergrund stehen, spielen bei der Verwendung als Bekleidung ästhetische Gesichtspunkte eine zentrale Rolle. Damit ein optimales Erscheinungsbild der Feuerverzinkung erzielt wird, ist es wichtig feuerverzinkte Fassadenelemente richtig auszuschreiben und insbesondere hierzu geeignete Stähle in der Ausschreibung vorzuschreiben. Dies gilt für feuerver­zinkte Blech-, Streckmetall-, Lamellen- und Gitterrostfassaden gleichermaßen.

Feuerverzinkte Oberfläche mit Zinkblumenmuster
Werner-von-Siemens-Schule in Bochum: Bild aus dem Beitrag "Deutscher Verzinkerpreis 2011 verliehen" vom 24.10.2011 (Bild vergrößern)

Feuerverzinken ist das Eintauchen von Stahl in eine flüssige Zinkschmelze. Unter dem Begriff Feuerverzinken werden das so genannte Stückverzinken und das so genannte Bandverzinken verstanden:

  • Das Bandverzinken ist ein kontinuierliches Verfahren bei dem Blech in die Zink­schmelze getaucht und anschließend weiterverarbeitet wird. Bandverzinkter Stahl ist ein Vorprodukt, das nach dem Verzinken umgeformt, gestanzt und geschnitten wird. Hierdurch wird an den Schnitt- und Stanzkanten die schüt­zende Zinkschicht zerstört.
  • Beim Stückverzinken werden Bauteile wie zum Beispiel Fassadenelemente zuerst vom Fassaden- oder Metallbauer gefertigt und erst danach feuerverzinkt. Nach entsprechender Vorbehandlung werden die Bauteile in eine flüssige Zinkschmelze am Stück eingetaucht. Hierdurch sind die Bauteile rundum vor Korrosion geschützt. Auch die Schnittkanten der Bauteile werden verzinkt. Hohlprofile werden durch das Tauchverfahren außen wie innen gleichermaßen geschützt.

Stückverzinken und Bandverzinken unterscheiden sich zudem hinsichtlich der Zink­schichtdicke, der mechanisch-technologischen Eigenschaften und im Korrosions­schutz: Bandverzinkte Bauteile weisen wesentlich geringere Zinkschichtdicken auf als stückverzinkte. Die im Außenbereich üblicherweise geforderten Schutzzeiträume von mehreren Jahrzehnten erreichen bandverzinkte im Gegensatz zu stückverzinkten Bau­teilen nicht. Deshalb sind bandverzinkte Bauteile auch nicht als Unterkonstruktion für hinterlüftete Fassaden normativ zugelassen. Zudem existiert die bereits genannte Schnittkanten-Problematik bei bandverzinkten Bauteilen. Nachfolgend wird ausschließ­lich das Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461 dargestellt.

Während des Tauchvorganges in die ca. 450°C heiße Zink­schmelze bilden sich beim Stückverzinken auf der Oberfläche der Stahlteile durch wechselseitige Diffusion Eisen-Zink-Legie­rungsschichten. Beim Herausziehen der Stahlteile aus dem Zinkbad überziehen sich diese Legierungsschichten mit einer Reinzinkschicht. Dadurch entsteht normalerweise ein silbrig glänzender Überzug, teilweise mit einem ausgeprägten Zink­blumenmuster.

Die Bildung der Eisen-Zink-Legierungsschichten kann mit sehr unterschiedlicher Geschwindigkeit ablaufen. Von entscheiden­der Bedeutung ist dabei die chemische Zusammensetzung des Stahls. Grundsätzlich lassen sich zwar alle gängigen Baustahl­sorten feuerverzinken, es kann jedoch insbesondere bei Stäh­len mit ungünstiger Stahlzusammensetzung vorkommen, dass die Reaktion zwischen Eisen und Zink während des Verzin­kungsvorganges besonders rasch abläuft und deshalb der gesamte Zinküberzug aus­schließlich aus Eisen-Zink-Legierungsschichten besteht, was zu einem grauen Erschei­nungsbild führt.

Silizium und Phosphor beeinflussen die Optik

Feuerverzinkte Streckmetallfassade
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(Oeco­nomicum, Uni  Düsseldorf; siehe ebenfalls Beitrag zum Verzinkerpreis 2011)
  

In bestimmten Mengen beschleunigen Silizium und Phosphor die Eisen-Zink-Reaktion während des Feuerverzinkens mit dem Ergebnis, dass dickere Zinküberzüge entstehen. Derartige Zinküberzüge haben meist ein mattes und/oder graues Aus­sehen und eine raue Oberfläche. Die verschiedenen praxis­üblichen Gehalte an Silizium und Phosphor in allgemeinen Bau­stählen lassen sich im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf das Feuerverzinken ungefähr wie in Tabelle 1 aus DIN EN ISO 14713-2 beschreiben. Die Übergänge zwischen den einzelnen Klassen sind fließend und hängen beispielsweise von der Art der Konstruktion und der Materialdicke ab.

Für die Anwendung der Feuerverzinkung unter gestalterischen, ästhetischen Gesichtspunkten werden oft silbrig glänzende Oberflächen gewünscht, für die Stähle der Kategorien A und B verwendet werden sollten. Eher mattgraue Oberflächen wer­den mit Stählen der Kategorie D erreicht. Im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Stahlwerkstoffe für Fassadenbekleidungen ist eine möglichst frühe Abstimmung zwischen dem Architek­ten, dem Fassadenbauer und dem Feuerverzinkungsunternehmen unerlässlich. Zudem ist eine Probeverzinkung unter praxisgerechten Bedingungen zur Herstellung von Mus­terproben empfehlenswert, um die unterschiedliche subjektive Wahrnehmung auszu­schließen.

Tabelle 1 der DIN EN ISO 14713-2: Zusammenhang zwischen Überzugseigenschaften und Stahlzusammensetzung
Tabelle 1 der DIN EN ISO 14713-2: Zusammenhang zwischen Überzugseigenschaften und Stahlzusammensetzung (Bild vergrößern)

Generell ist zu berücksichtigen, dass eine Feuerverzinkung unter optischen Gesichts­punkten den Charakter eines Naturproduktes besitzt und sich durch lebendige, struk­turierte Oberflächen auszeichnet. Diese entwickeln im Laufe der Zeit eine Patina - silbrig glänzende Bauteile werden nach Jahren matt-grau. Unabhängig vom optischen Erscheinungsbild und der Stahlzusammensetzung gewährleistet eine Stückverzinkung einen nachhaltigen und mechanisch hochbelastbaren Korrosionsschutz, der viele Jahr­zehnte überdauert.

Bestellhinweise

Feuerverzinkereien haben in der Regel keine Möglichkeiten das durch die Stahlzusam­mensetzung bedingte Erscheinungsbild der Feuerverzinkung zu beeinflussen. Aus die­sem Grunde kommt der Auswahl von geeigneten Stählen eine besondere Bedeutung zu. Die Norm DIN EN 10025-2 (Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen), enthält zu diesem Zweck die Bestelloption 5 „Schmelztauchverzinken“: „Anforderungen bezüglich Schmelztauchverzinken müssen zwischen Hersteller und Besteller gesondert vereinbart werden". Zur genauen Spezifikation sollte Bezug auf die Kategorien der Tabelle 1 der DIN EN ISO 14713-2 genommen werden.

Muster-Ausschreibungstext

Ein Musterausschreibungstext für feuerverzinkte Fassadenelemente, in dem die Stahl­zusammensetzung berücksichtigt wird, lautet:

  1. Stahlbauteil mit Korrosionsschutz durch Feuerverzinken (Stückverzinken) gemäß DIN EN ISO 1461: 2009-10
  2. Für tragende feuerverzinkte Metall- und Stahlbauteile nach Bauregelliste A, Teil 1, Lfd. Nr. 4.9.15 ist die DASt-Richtlinie 022 “Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen“ zusätzlich anzuwenden.
  3. Stahlzusammensetzung nach DIN EN 10025-2, Bestelloption 5 „Feuerverzinken“ bzw. Klasse A, B oder (D mit 0,25% < Si < 0,35%) nach DIN EN ISO 14713-2, Tabelle 1
  4. Die gesamte Konstruktion ist feuerverzinkungsgerecht zu konstruieren und zu fertigen.
  5. Alle Verbindungsmittel (Schrauben, Muttern, usw.) feuerverzinkt gemäß DIN EN ISO 10684:2004

Fazit

Abhängig von der Stahlzusammensetzung kann das Erscheinungsbild einer Feuerver­zinkung eher silbrig-glänzend oder mattgrau sein. Für feuerverzinkte Fassadenbeklei­dungen, an die hohe ästhetische Ansprüche gestellt werden, ist es empfehlenswert, bei der Ausschreibung und Bestellung klare Vorgaben hinsichtlich des zu verwenden­den Stahls zu machen, um eine optimale optische Ausprägung der Fassadenelemente zu erhalten. Eine möglichst frühe Abstimmung mit allen Beteiligten ist hierbei unerläss­lich.

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