Auswahl von Umfassungskonstrukltionen für den Bau in aggressiver Umgebung

 

Die Norm DSTU ISO 12944-2 beschreibt sechs Kategorien der Korrosionsaktivität, die durch die Bedingungen der äußeren oder inneren Umgebung bestimmt werden. Für die mittleren, hohen und extremen Kategorien wird empfohlen, Materialien und Beschichtungen für Umfassungskonstruktionen individuell unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren und Betriebsbedingungen auszuwählen, da dies letztlich über die Haltbarkeit entscheidet.

 

Atmosphärische Korrosivitätskategorien und Beispiele für typische Umgebungen gemäß DSTU ISO 12944-2

Kategorie der Korrosionsaggressivität	Beispiele für typische Umgebungen
	Außerhalb des Gebäudes	Innenbereich
C1 sehr niedrig	–	Beheizte Gebäude mit sauberer Luft, z. B. Büros, Geschäfte, Schulen, Hotels
C2 niedrig	Verschmutzungsarme Atmosphäre: überwiegend ländliche Gebiete	Unbeheizte Gebäude, in denen sich Kondenswasser bilden kann, z. B. Lagerhallen, Sporthallen
C3 mittel	Städtische und industrielle Atmosphäre, mäßige Schwefeldioxidbelastung; Küstengebiete mit niedrigem Salzgehalt	Industrieanlagen mit hoher Luftfeuchtigkeit und einer gewissen Luftverschmutzung, z. B. Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, Wäschereien, Brauereien, Molkereien
C4 hoch	Industriegebiete und Küstengebiete mit mäßigem Salzgehalt	Chemieanlagen, Schwimmbäder, Küstenschiffe und Schiffswerften
C5 sehr hoch	Industriegebiete mit hoher Luftfeuchtigkeit und aggressiver Atmosphäre, sowie Küstengebiete mit hohem Salzgehalt	Gebäude oder Gebiete mit fast ständiger Kondensation und hoher Luftverschmutzung
CX extrem	Offshore-Gebiete mit hohem Salzgehalt; Industriegebiete mit extrem hoher Luftfeuchtigkeit und korrosiver Atmosphäre, sowie subtropische und tropische Atmosphären	Industriebereiche mit extrem hoher Luftfeuchtigkeit und aggressiven Atmosphären

 

 

So kann z. B. in sehr aggressiven Umgebungen die falsche Wahl der Art und Dicke der Polymerbeschichtung der Sandwichpaneele-Verkleidung zu Durchkorrosion und deren Zerstörung nach einigen Betriebsjahren führen.

 

 

Für die Auswahl dauerhafter Materialien aus dünnem Stahl muss in der Entwurfsphase des Gehäuses ein qualifizierter Lieferant kontaktiert werden. Die Auswahl von Gehäusekonstruktionen, die in aggressiven Umgebungen eingesetzt werden, erfolgt individuell und besteht in der Regel aus der Bestimmung der Merkmale der Umgebung, der optimalen Auswahl von Materialien und Befestigungselementen sowie der Entwicklung von Strukturkomponenten.

 

Bestimmung der Betriebsbedingungen von Bauwerken

 

Zu Beginn des Projekts wird ein Fragebogen ausgefüllt, in dem die allgemeinen Merkmale des Gebäudes, die technischen Merkmale und die bekannten Parameter der äußeren und inneren Umgebung sowie die geplanten technischen Verfahren angegeben werden.

 

Bei Bedarf organisiert Rauta vor Ort Untersuchungen mit modernen Messmethoden, um die folgenden Parameter zu ermitteln:

• Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, Dauer und Zyklizität ihrer Wirkung
• Umweltverschmutzung, einschließlich des Vorhandenseins und der Konzentration von Säuren, Laugen oder anderen ätzenden Elementen
• Verfügbarkeit und Häufigkeit der zusätzlichen Behandlung von Strukturen mit Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln

 

 

Als Ergebnis erhält der Kunde einen Bericht mit detaillierten Ergebnissen der Studie über die Merkmale der Umwelt.

 

Auswahl der Wand- und Dachkonstruktionen

 

Nach der Analyse der Ergebnisse der Studie gibt Rauta Empfehlungen für den optimalen Schutz von Stahlfassaden und -dächern, einschließlich der folgenden Parameter:

• Stahlsorte und Dicke. Es wird empfohlen, für tragende und umschließende Strukturen Baustahlsorten mit garantierter Streckgrenze (S280-S350, AISI 304, AISI 316 usw.) zu verwenden und DX-Stahl zu vermeiden. Die Dicke des beschichteten Stahls, der in Umgebungen mit mittlerer und hoher Aggressivität verwendet wird, sollte mindestens 0,5 mm betragen. Beschichteter Stahl, rostfreier Stahl oder Corten-Stahl können in solchen Umgebungen verwendet werden.
• Grad der Verzinkung. Die Korrosionsbeständigkeit eines Zinküberzugs ist direkt proportional zu seiner Dicke. Für aggressive Umgebungen empfiehlt sich die Verwendung von Stahl mit einem Zinküberzug von Zn275 (Massenanteil von Zink 275 g/m², Schichtdicke 20 µm auf jeder Seite) bis Zn600 (42 µm). Bei einem maximalen Zinküberzug von Zn600 kann die Lebensdauer von verzinktem Stahl ohne Polymerüberzug bis zu 80 Jahre betragen. Bei verzinkten Stahlerzeugnissen ohne Polymerbeschichtung muss auch der Verlust von Zink von der Oberfläche berücksichtigt werden. Beispielsweise tritt in einer C4-Umgebung bei 275 g/m² verzinktem Stahl ohne Polymerbeschichtung der vollständige Zinkverlust in 25 Jahren auf.
• Polymer/Laminat-Beschichtung. In sehr aggressiven Umgebungen ist es nicht empfehlenswert, die am häufigsten verwendete Polyesterbeschichtung zu verwenden. Es ist notwendig, eine Beschichtung mit einer Dicke von 27 Mikron für Hiarc bis 120 Mikron für FoodSafe-Laminat zu verwenden. Am korrosionsbeständigsten sind die Beschichtungen Pural, Hiarc und FoodSafe. Weitere Informationen über die Besonderheiten bei der Auswahl einer Polymerbeschichtung finden Sie im Artikel. Seit mehr als 40 Jahren prüft Ruukki-SSAB in seinen eigenen Prüfeinrichtungen auf der ganzen Welt Proben auf UV- und Korrosionsbeständigkeit unter natürlichen Bedingungen. Die Prüfmethodik entspricht der europäischen Norm EN 10169+A1, die eine eingehende Erforschung der Auswirkungen verschiedener Umgebungen auf Beschichtungen und deren Verbesserung ermöglicht.
  

  Ruukki-SSAB-Testgelände für die Prüfung beschichteter Stahlproben

• Wenn Sandwichpaneelen als Gebäudehüllen verwendet werden, sollten Sie auch auf die Art des Füllstoffs achten. Für feuchte Räume ist nicht hygroskopisches PIR das beste Füllmaterial, und für Gebäude mit hoher Brandgefahr ist Mineralwolle die beste Lösung. Die Dauerhaftigkeit von Mineralwollplatten wird maßgeblich von der Qualität des Klebstoffs zwischen der Verkleidung und der Füllung sowie von der Technologie ihrer Anbringung beeinflusst.
• Zusätzlicher Oberflächenschutz. Wenn die Umgebung sehr aggressiv ist, kann die Oberfläche der Umschließungskonstruktionen an den Stellen mit der höchsten Konzentration zusätzlich durch Farbe, Harz oder eine strukturelle Barriere aus anderen Materialien geschützt werden.
• Für tragende und selbsttragende Elemente, wie z.B. Wellpappe oder Sandwichpaneele, ist es zwingend erforderlich, die Tragfähigkeit zu berechnen, um den Belastungen über die Zeit standzuhalten. Zu diesem Zweck werden spezielle Programme wie Traypan und Poimu verwendet.

 

Auswahl der Befestigungsmittel.

 

Um die Dauerhaftigkeit eines Gebäudes zu gewährleisten, sollte nicht nur auf die Materialien der Gebäudehülle geachtet werden, sondern auch auf die Befestigungsmittel. Die Widerstandsfähigkeit der Verbindungselemente in aggressiven Umgebungen sollte nicht geringer sein als die der Beschichtung des Bauwerks.

 

Kategorie der Korrosionsaggressivität	Empfohlenes Befestigungsmaterial
C1	Stahl mit Zinkschichtdicke von Zink 8-12 µm
C2	Stahl mit Zinkschichtdicke von Zink 8-12 µm
C3	Stahl mit einer Zinkbeschichtung ≥45 µm dick, oder einer organokeramischen Beschichtung, oder Edelstahl der Klasse A2
C4	Rostfreier Stahl der Güteklasse A2
C5	Rostfreier Stahl der Güteklasse A4
CX	Rostfreier Stahl der Güteklasse A4

 

Die Wahl der Befestigungsmittel richtet sich nach den Konstruktionsmerkmalen der Elementverbindung.

 

 

Entwicklung von konstruktiven Lösungen

 

Der Betrieb von Stahlfassaden und -dächern in Umgebungen mit erhöhter Aggressivität stellt eine Reihe von Anforderungen an die strukturellen Verbindungen, die Dichtheit der Verbindungen, die Entwässerung usw. Die Fachleute von Rauta entwickeln einen detaillierten Entwurf der erforderlichen baulichen Lösungen, wobei sie die technologischen Merkmale des Gebäudes (Schwingungen, elektromagnetische Belastungen usw.) so berücksichtigen, dass ein langfristiger Betrieb der Anlage sowie hohe ästhetische und thermische Eigenschaften der Umfassungsstrukturen gewährleistet sind.

 

 

Bei der Lieferung von Ruukki-Materialien wird dem Kunden eine Konstruktionsgarantie für die Produkte unter bestimmten Einsatzbedingungen eingeräumt. In diesem Fall ist die tatsächliche Lebensdauer der Produkte in der Regel viel länger als in der Garantieerklärung angegeben.

 

Rauta verfügt über umfangreiche Erfahrungen bei der Lieferung von Sandwichpaneelen und hinterlüfteten Fassadenverkleidungen für Anlagen mit erhöhter Umweltbelastung und kann daher garantieren, dass der Kunde Produkte erhält, die den Betriebsbedingungen am besten entsprechen. Bei der Lieferung stellt Rauta zusätzlich ein komplettes Paket an Begleitdokumenten zur Verfügung, darunter: Handhabungs- und Betriebsrichtlinien, Montageanleitungen, Konstruktionslösungen, Tragfähigkeitsberechnungen usw.