Praxistipps

Dach und Wand

Was ist Grünspan?

Der Begriff Grünspan wird leider häufig im falschen Zusammenhang verwendet. Grünspan ist ein wasserlösliches Salz der Essigsäure in Verbindung mit Kupfer und wird aufgrund seiner Farbe oft mit der Patina verwechselt. Grünspan kann jedoch wegen seiner Wasserlöslichkeit niemals die schützende Funktion der Schutzschicht übernehmen und kommt in Ermangelung der Essigsäure am Bau nicht vor.

Die natürliche braun ausgebildete Deckschicht auf Kupferoberflächen besteht im Wesentlichen aus ungiftigem Cu(I)-oxid. Hat sie eine grüne Färbung angenommen, so wird sie als Patina (Kupfer-carbonate-sulfate-chloride) bezeichnet und darf mit Grünspan nicht verwechselt werden.

Blau-grüne Ausblühungen an Kupferabdeckungen im Bodenbereich

An Kupfer-Winkel- oder Traufblechen, die in Balkon- oder Terrassenbeläge reichen, aber auch an Kupfer-Balkonentwässerungen, bilden sich gelegentlich kristalline blau-grüne Produkte. Diese Produkte bestehen vorwiegend aus Karbonaten des Kupfers, Kaliums und Natriums, mit unterschiedlichem Silikatgehalt. Sie sind ungiftig. Verursacher sind Ausschwemmungen aus frischem Mörtel, Putz und Betonplatten während des Abbindeprozesses, eventuell auch aus Kiesschüttungen oder sogar alkalischen Reinigungsmitteln.

Wichtig in diesem Zusammenhang:
Diese Verfärbungen stellen keinen technischen Mangel dar, da die volle Lebenserwartung des Materials erhalten bleibt. Die Verfärbungen sind "lediglich" als optische Beeinträchtigung zu werten, da das Material nicht angegriffen wird: Entfernt man die Korrosionsprodukte, kommt darunter die blanke Oberfläche des Kupfers zum Vorschein. Dies ist ein deutliches Indiz dafür, dass kein korrosiver Angriff stattfindet.

Beseitigung:
Mit dem Nachlassen alkalischer Ausschwemmungen entstehen auch keine neuen blau-grünen Oxidationsprodukte mehr auf der Kupferoberfläche. Da sie andererseits auch nicht von selbst verschwinden, wird das Abbürsten mit einer Edelstahl- oder Messingdrahtbürste und das Nachspülen mit Wasser empfohlen. Die Verfärbungen treten aus den geschilderten Gründen danach nicht wieder auf.

Wie bekomme ich mein neues Vordach aus Kupfer so schön grün?

Das nachträgliche Grün-Patinieren von Kupfereindeckungen ist zwar theoretisch möglich, jedoch nicht zu empfehlen. Bei den gängigen Patinierungsverfahren wird durch das Auftragen flüssiger Chemikalien keine gleichmäßige Verteilung erreicht, so dass es nach dem Trocknungsprozess zu unterschiedlich gefärbten Teilbereichen kommt. Dadurch bedingt, erfährt die behandelte Fläche eine scheckig - fleckige Optik, die mit dem gewünschten Ergebnis nichts gemeinsam hat. Chemische Färbungen für Kupfer eignen sich daher nur für kleinere Objekte, meist aus dem Kunsthandwerk.

Mischinstallation von Kupfer und Edelstahl

Kupfer ist aufgrund seiner Stellung auf der positiven Seite in der elektrochemischen Spannungsreihe durch andere Metalle nicht gefährdet. 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.

Kann Kupfer durch direkten Kontakt mit Gips, Kalkmörtel oder Beton korrodieren?

Die bisherigen Beobachtungen und Versuche zeigen, dass bis auf die weiter unten geschilderten Ausnahmen auch bei direktem Kontakt von Kupfer mit Gips, Kalkmörtel und Beton praktisch keine Korrosionserscheinungen auftreten. Nur durch Korrosion verursachte Schadensfälle aus der Praxis sind nicht bekannt. Bei chloridhaltigem Beton tritt bei gleichzeitiger Verlegung von Kupfer und Stahl eine verstärkte Korrosion bei Stahl auf, während das Kupfer nicht angegriffen wird.

Werden bei Mörtel und Beton Zusätze verwendet (z. B. Schnellbinde- oder Frostschutzmittel) so muss für jeden Einzelfall festgestellt werden, ob sie aggressive Stoffe enthalten und ob diese Stoffe bei Kupfer Korrosionserscheinungen hervorrufen können. Betonzusatzmittel, die Amine (von Ammoniak abgeleitete organische Basen) oder Ammoniak enthalten, können bei Kupfer Korrosion verursachen, da es bei Gegenwart von Sauerstoff aufgrund der Komplexsalzbildung angegriffen wird.

Wird Kupfer heute überhaupt noch grün?

Die Annahme, dass Kupfer nicht mehr grün wird, ist inzwischen weit verbreitet, gut nachvollziehbar, aber dennoch falsch:

Die natürliche Farbe des Kupfers ist seit jeher das braune Oxid. Nur bei (flach) geneigten Flächen, die der intensiven Bewitterung ausgesetzt sind, das Regenwasser langsam abläuft und langsam trocknet, kann sich im Laufe der Jahrzehnte die grüne Patina bilden.

Kupfer galt früher als ein edles Material, das nur für exponierte Dächer, wie Kirchen, etc. verwendet wurde. Der (vergleichsweise kurze) Zeitraum der Patinabildung über Jahrzehnte wurde nicht verfolgt, aber die grüne Ansicht der Jahrhunderte ist noch heute erkennbar (siehe z.B. Hildesheimer Dom).
Dachdeckungen werden auch heute nach einem angemessenen Zeitraum die grüne Patina ansetzen, z.B: Tonhalle Düsseldorf, die nach ca. 12 Jahren der Neueindeckung die bekannte grüne Haube zeigte.

In der jüngeren Zeit der Klempnertechnik wird Kupfer auch für Verwahrungen, Attiken, Details und sogar für Fassadenverkleidungen eingesetzt. Aufgrund der andersartigen Strömungs- und Witterungsverhältnisse z.b. an der Fassade ist an diesen konstruktiven Details nicht mit einer Grünfärbung des Kupfers zu rechnen: Die Bauteile trocknen sehr schnell ab und die Verweilzeit des Tropfens ist um ein vielfaches kürzer. Vertikale Bauteile aus Kupfer sind heute viel häufiger anzutreffen, als noch vor 50 Jahren, werden aber äußerst selten die grüne Patina entwickeln. Es ist also mehr braunes Kupfer als früher zu sehen.

Hinzu kommt unsere heutige "Schnelllebigkeit": Dächer die vor 20-30 Jahren mit Kupfer eingedeckt wurden und noch keine Grüne Patina zeigen, sind in der Farbentwicklung völlig normal, das kann sogar noch mal 50 Jahre dauern. Aber wir sind nun mal von Natur aus ungeduldig und meinen, das "muss doch..."

So sind also der vermehrte Einsatz von Kupfer an Fassaden und vielleicht auch unsere Ungeduld die Ursache für die landläufige Vermutung, Kupfer würde nicht mehr grün.

Hässliche Ablaufspuren auf der Kupfer-Attika unterhalb der Bitumendeckung

Das Problem der sogenannten Bitumenkorrosion tritt auf, wenn ungeschützte Bitumina in Form von Dachbahnen oder Anstrichen oberhalb von Metallbauteilen angeordnet sind. Durch die Oxidation des Bitumens an der Atmosphäre entstehen aggressive Säuren, die das darunter liegende Metall mehr oder weniger stark angreifen. Auch Kupfer ist grundsätzlich gefährdet, wenn die Bitumina ungeschützt sind. Der beste Oberflächenschutz für Bitumendachbahnen ist eine Kiesschüttung von mindestens 5 cm Höhe. Alle anderen Oberflächen-Schutzmaßnahmen wie Besandung, Kiespressung etc. sind nahezu unwirksam. Besonders aggressiv sind alle Arten von Bitumendachlacken, so dass auch nicht empfohlen werden kann, gefährdete Metallbauteile wie Dachrinnen durch Bitumendachlacke zu schützen.
Folgende Regeln sind zu beachten:

  • Keine ungeschützte Bitumina oberhalb von Kupferbauteilen.
  • Nur Bitumendachbahnen mit ordnungsgemäßer Abstrahlschicht oberhalb von Kupferbauteilen anordnen, die den Forderungen einschlägiger Richtlinien entsprechen.

Meine Kupferdachrinne ist im Anschlussbereich des Fallrohres zum wiederholten Male undicht geworden. Woran liegt das?

In diesem Falle sind zwei Möglichkeiten zu überprüfen:

ausreichende Längendehnungsmöglichkeiten der Dachrinne.
Thermisch bedingte Längenänderungen der Dachrinne können bei ungünstiger Installation eine Scherkraft auf den Anschluss des Fallrohres ausüben. Abhilfe kann hier durch Einbau eines Dehnungsausgleichers geschaffen werden. Dieser Schadenstyp ist erkennbar an Rissbildungen im Bereich des Anschlusses.
Geruchsverschluss in der Fall-Leitung.

Faulgase aus Klärgruben und Abwasserkanälen enthalten Ammoniak- und Schwefelwasserstoffverbindungen, die in der Lage sind, Kupfer anzugreifen. Beim Anschluss von Fallleitungen an einen Abwasserkanal ist deshalb in frostfreier Tiefe ein Geruchsverschluss anzuordnen, der nach EN 12056-3, Absatz 6.3.4 ohnehin gefordert wird. Dieser Schadenstyp ist erkennbar an Schwarzfärbungen und deutlicher Dickenabnahme des Materials: es wirkt papierdünn.

Grün-braune Ablaufstreifen unter den Kupferverwahrungen an der weißen Putzfassade

In der Atmosphäre enthaltener Staub lagert sich auf nicht porösen Flächen ab und wird vom Regen auf die tiefer liegenden Bauteile geschwemmt, die in der Regel porös sind. Diese Abschwemmungen können zu Verfärbungen auf darunter liegenden hellen, porösen und rauen Baustoffen führen.
Bei Auftreten von Verfärbungen durch abgeschwemmte Kupfersalze und Schmutzablagerungen sind daher Konstruktionsfehler zu vermuten, die mit den folgenden Konstruktionsregeln verhindert werden können:

  • das Regenwasser über Regenrinnen abführen
  • Mauerwerks- und Dachrandabdeckungen mit leichter Neigung zu der Seite auszuführen, auf der Abschwemmungserscheinungen am wenigsten stören.
  • Verbindungsstellen im senkrechten Bereich von Dachrand- oder Brüstungsverkleidungen durch Stehfalze, Liegefalze oder stumpfen Stoß mit Dichtungseinlage ausführen, nicht als Überlappung
  • überkragende Bauteile aus Kupfer mit einem deutlichen Abstand von 40-60 mm über der Fassade ausführen

Als nachträgliche Maßnahme ist zu überprüfen, ob es möglich ist, Abtropfkanten oder seitliche Wasserabweiser anzubringen. Ansonsten kann nach der Fassadenreinigung eine sogenannte Hydrophobierung aufgebracht werden.

Fensterrahmen aus Aluminium und Kupferverkleidungen

Der Zusammenbau von Kupfer und Aluminium galt früher, aufgrund der 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.

Ist eine Trennlage erforderlich?

Die häufig gestellte Frage, ob die sogenannte Trennschicht oder Trennlage, die üblicherweise aus einer V13-Glasvlies-Bitumenbahn besteht, bei einer Kupferdeckung erforderlich sei, kann lapidar mit - “Für den Werkstoff Kupfer nicht“ - beantwortet werden.

Zur Trennschicht heißt es in den Fachregeln für das Klempner-Handwerk unter 3.11.6 Trennschicht:

„Metalle sind gegen schädigende Einflüsse angrenzender Stoffe zu schützen, z.B. durch Trennschichten."

Der frühere Wortlaut ging etwas detaillierter auf die Besonderheiten der einzelnen Baumetalle ein: "Die VOB-DIN 18339 „Klempnerarbeiten“ fordert den Einsatz geeigneter Trennschichten zwischen Metall und angrenzenden Stoffen, wenn am Metall schädigende Einflüsse z.B. durch salzhaltige Holzschutzmittel auftreten können bzw. zu erwarten sind. Das ist jedoch nicht bei allen zum Einsatz kommenden Metallen und angrenzenden Stoffen der Fall. ...“

Zu diesen Metallen gehört Kupfer, das - auch in Verbindung mit Feuchtigkeit - unempfindlich sowohl gegen Holzinhaltsstoffe als auch gegen salzhaltige oder ölige Imprägniermittel ist, mit denen das Holz der Schalung evtl. behandelt wurde.

Deshalb ist, im Zusammenhang mit der Kupferdeckung die V13 eigentlich als vorläufige Dachdichtung zum Schutz des Gebäudes und der Schalung zu sehen.

Wo dies nicht erforderlich ist bzw. wo durch andere Maßnahmen bis zur Fertigstellung der Kupferdeckung ein vorläufiger Regenschutz durch Planen oder Folien erfolgt, kann deshalb die Trennschicht weggelassen werden.

Diese Ausführung weicht von der pauschalen Festlegung in der DIN 18339 ab:

„3.1.3 Metalle sind gegen schädigende Einflüsse angrenzender Stoffe, z.B. Mörtel, Steine, Beton, Holzschutzmittel, durch eine geeignete Trennschicht z.B. aus Glasvlies-Bitumendachbahn zu schützen.“

Wir empfehlen deshalb, eine entsprechende Vereinbarung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer zu treffen, wenn keine Trennschicht ausgeführt werden soll.

Zu empfehlen ist eine Trennschicht bei Verlegung von Kupferverwahrungen auf Mauerwerk oder Beton, wo sie vorwiegend als Schalldämpfung wirkt, wenn nicht ohnehin, z.B. mit Enkolit, geklebt wird.

Bei Kupfer-Verwahrungen an Terrassen oder Balkonen u.s.w. sollte der einzubindende Bereich bis 20 mm über fertigen Belag mit einem Sperranstrich als Trennschicht versehen werden, um gelegentlich auftretende Blau-Grün-Verfärbungen durch Mörtelabbindestoffe zu vermeiden.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Trennschicht als Schutz für Kupfer nicht erforderlich ist, weil dieses Metall gegen die zu erwartenden Einflüsse aus den angrenzenden Baustoffen beständig ist.

Als Maßnahme zu vorläufigem Wetterschutz, als Geräuschdämpfung bei harter Unterlage. z.B. Beton, sowie als Schutz gegen Verfärbungen bei einbindenden Verwahrungen, ist eine Trennschicht jedoch sinnvoll. Wird eine Trennschicht verlegt, braucht sie nicht geschlitzt oder perforiert zu sein, evtl. eingeschlossene Feuchte ist für Kupfer ohne Bedeutung, weil es tauwasserbeständig ist.