Architektur

Jeder kennt die schönen grünen Dächer auf historischen Bauten. Die Langlebigkeit des Kupfers ist sprichwörtlich. Architekten und Bauherren haben nicht zuletzt aus diesem Grund dieses schöne Gebrauchsmetall in den letzten Jahren in zunehmendem Maße bei der Durchführung von modernen Bauten sowie der Modernisierung und Sanierung verwendet – nicht zuletzt auch wegen seiner  besonderen Nachhaltigkeit und der Bedeutung für die Circular Economy.  Und auch “Green Building” ist ohne Kupfer nicht umsetzbar.

Es spielt heute eine bedeutende Rolle bei der Dachdeckung, der Außenwandbekleidung und der Dachentwässerung. Das Interesse an Kupfer in der heutigen Architektur basiert auf wirtschaftlichen und gestalterischen Überlegungen und auch, im Zusammenwirken mit anderen natürlichen Baustoffen, auf einer zunehmenden Sensibilität gegenüber der gebauten Umwelt.

Mit Kupferwerkstoffen lassen sich spannende architektonische Anwendungen realisieren, die jedem Gebäude einen individuellen Charakter verleihen. Wer sich hierzu inspirieren lassen möchte, dem sei ein Blick in die verschiedenen Ausgaben des Architekturmagazins “CopperArchitectureForum” empfohlen, die hier zum Download unter Publikationen zur Verfügung stehen.

Die hervorragenden Eigenschaften, die Kupfer von Natur aus mitbringt, sind im Wesentlichen:

  • Hohe Lebensdauer durch außerordentliche Korrosionsbeständigkeit gegen atmosphärische Einflüsse und gegen Tauwasser
  • Gute Verarbeitbarkeit bei der Gestaltung schwieriger Konstruktionsdetails
  • Keine Beeinträchtigung der Verformbarkeit auch bei niedrigen Temperaturen
  • Harmonische Anpassung an andere Baustoffe durch eine natürliche Materialoberfläche. Die Patina macht das Kupfer mit zunehmendem Alter schöner
  • Wirtschaftlichkeit, geringe Unterhaltungskosten, keine Reinigung
  • Kupfer ist zu 100% recyclebar. Sein hoher Reinheitsgrad garantiert eine Wiederverwendung in gleicher Qualität. Ein sog. Downcycling, wie es bei anderen Werkstoffen vorkommt, gibt es bei Kupfer nicht
  • Die Verbindungstechnik des Falzens ermöglicht eine hohe Flexibilität an Zuschnitten und schwierigen Konstruktionsdetails. Mit der Weiterentwicklung alter Handwerkstechniken und der Ergänzung durch neuzeitliche Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren wurde ein hoher technischer und gestalterischer Stand erreicht
  • Kupfer ist aufgrund seiner Stellung auf der positiven Seite der elektrochemischen Spannungsreihe durch andere Metalle nicht gefährdet
  • Kupfer ist aufgrund seiner ökonomischen und ökologischen Eigenschaften ein nachhaltiger Werkstoff

 

 

 

TitelDownload
Broschüre: Kupfer in der Architektur
Broschüre: Entwicklung von Kupfer und Kupferlegierungsoberflächen
Fachbuch: Kupfer im Hochbau
Broschüre: Dachdeckung und Außenwandbekleidung mit Kupfer
Broschüre: Blau-Lila-Färbungen an Kupferbauteilen
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Verarbeitungshinweise

Zusammenbau mit anderen Metallen
Zusammenbau von Kupfer und Edelstahl
Zusammenbau von Kupfer und Aluminium
Verhalten an der Atmosphäre
Außentemperaturen bei der Kupferverarbeitung

Zusammenbau mit anderen Metallen

Kupfer ist aufgrund seiner Stellung auf der positiven Seite in der elektrochemischen Spannungsreihe durch andere Metalle nicht gefährdet. Bei falscher Kombination mit anderen Metallen können diese jedoch gefährdet werden. In der elektrochemischen Spannungsreihe sind die Redoxpaare mit den entsprechenden Spannungsdifferenzen zum Wasserstoff angegeben. Da das Redoxpotential von Wasserstoff zu Wasser nahezu null ist, bezieht man alle anderen Redoxpotentiale auf dieses Paar. Danach hat Aluminium ein Standardpotential von -1,6 V und Kupfer ein Standardpotential von 0,337 V. Metalle die mit einem negativen Potential über dem Wasserstoff stehen (z.B. Aluminium), können Elektronen an die H3O+-Ionen geben. Dabei entwickelt sich Wasserstoff und das Metall löst sich auf und geht als Ion in Lösung: Diese Metalle werden als unedle Metalle bezeichnet. Metalle die mit einem positiven Potential unter dem Wasserstoff stehen (z.B. Kupfer), können nicht mit den H3O+-Ionen reagieren. Daraus folgt, dass sie in Säuren (z.B. Salzsäure) unlöslich sind, da ja das H3O+-Ion nichts bewirken kann. Diese Metalle werden als edel bezeichnet.

Zusammenbau von Kupfer und Edelstahl

Der Zusammenbau von Kupfer mit Edelstahl gilt nach dem heutigen Wissensstand als unbedenklich. Mit Edelstahl sind die im Bauwesen üblicherweise verwendeten nichtrostenden Stähle der Werkstoffnummern 1.4301 (Chrom-Nickel-Stahl) und 1.4401 (Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl) und 1.4571 gemeint.

Zusammenbau von Kupfer und Aluminium

Der Zusammenbau von Kupfer und Aluminium galt früher, aufgrund der oben beschriebenen Potentialdifferenz in der elektrochemischen Spannungsreihe, generell als nicht zulässig. Nach neueren Untersuchungen wird anodisiertes (eloxiertes) Reinaluminium (Oxidschichtdicke 20 μm) von kupferhaltigem Wasser lediglich durch einen geringen Angriff zwar in seinem dekorativen Aussehen, nicht aber in seiner Funktion beeinträchtigt. Der direkte Kontakt dieser beiden Werkstoffe ist nach wie vor zu vermeiden.  Heute werden Aluminiumbauteile meist mit farbigen Beschichtungen versehen. Diese Bauteile sind selbstverständlich problemlos mit solchen aus Kupfer kombinierbar. Ein geringfügiger Angriff kann dann lediglich unter ungünstigen Bedingungen an den ungeschützten Schnittkanten der Aluminiumteile auftreten.

Verhalten an der Atmosphäre

Kupfer ist gerade unter den heutigen Umweltbedingungen ein außerordentlich beständiger Bauwerkstoff mit einer technischen Lebenserwartung von über 200 Jahren. Diese Beständigkeit beruht auf seiner Fähigkeit, an der Atmosphäre eine witterungsbeständige, festhaftende und nicht giftige Schutzschicht auszubilden. Diese Oxidschicht ist in sich stabil und selbstheilend. Unabhängig von ihrer Zusammensetzung stellt sie einen optimalen Schutz gegen weitere Korrosionsangriffe dar und garantiert somit die hohe Haltbarkeit. Kupfer hat eine gute Beständigkeit gegen Baustoffe wie Gips, Kalk und Zement und ist nicht durch Tauwasser gefährdet.

Außentemperaturen bei der Kupferverarbeitung

Klempner und Installateure wissen die leichte Formbarkeit von Kupfer bei der Verarbeitung zu schätzen. Die Montage des vielseitig einsetzbaren Werkstoffes kann unabhängig von den Außentemperaturen erfolgen, da Kupfer temperaturstabil ist nicht altert und nicht versprödet. Da es für diesen Werkstoff auch bei niedrigen Temperaturen keine Beeinträchtigung der Verformbarkeit gibt, existieren keinerlei Einschränkung in den Verarbeitungstemperaturen.

Regelwerke im Bereich Dach und Wand

  1. DIN 1787 Kupfer; Halbzeug
  2. DIN 18516 Außenwandbekleidungen
  3. DIN 18339 VOB Verdingungsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV): Klempnerarbeiten
  4. DIN EN 504 Dachdeckungsprodukte aus Metallblech; Festlegungen für vollflächig unterstützte Bedachungselemente aus Kupferblech
  5. DIN EN 506 Dachdeckungsprodukte aus Metallblech; Festlegungen für selbsttragende Bedachungselemente aus Kupferblech
  6. DIN EN 612 Hängedachrinnen und Regenfallrohre aus Metallblech - Begriffe; Einteilungen und Anforderungen
  7. DIN EN 1172 Kupfer und Kupferlegierungen - Bleche und Bänder für das Bauwesen
  8. DIN EN 1462 Rinnenhalter für Hängedachrinnen Anforderungen und Prüfung
  9. EN 12056-3 Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden - Dachentwässerung, Planung und Bemessung
  10. ZVSHK - Fachregeln für die Ausführung von Metalldächern, Außenwandbekleidungen und Bauklempnerarbeiten
  11. ZVDH - Fachregeln für Metallarbeiten im Dachdeckerhandwerk

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