 |
English |  |
Deutsch |
|
|
 |
 |
|
|
 |
 |
|
 |
 Stahlsandwichelemente mit Steinwollekern In den vergangenen Jahren sind über GALILEO viele Artikel über Sandwichelemente mit PUR-Kern erschienen. Diese erfolgreiche Serie soll nun erstmalig ergänzt werden mit einem Artikel zum Thema „Sandwichelemente mit nichtbrennbarem Kern aus Steinwolle“. Der Anteil von Steinwolle als Kernmaterial von Sandwichelementen entwickelte sich in den letzten Jahren auf nahezu 10 % und ist zu einem festen Bestandteil im Bauwesen geworden. Überall dort, wo besonders hohe Anforderungen an Schall- und Brandschutz gestellt werden, bietet sich der Einsatz von Mineralwolleelementen an. 1. Vielfalt, Funktionalität und Qualität fördern den Sandwichmarkt Schon seit mehr als 30 Jahren werden nicht nur in Deutschland Sandwichelemente erfolgreich für Fassaden, Dächer und Decken verbaut. In diesem Zeitraum entwickelten die Hersteller entsprechend den sich ändernden Marktanforderungen und Trends eine Vielzahl unterschiedlichster Oberflächenprofilierungen, Beschichtungen und Farben. Gerade heute schätzen viele Planer, Architekten, Bauherren und Verarbeiter die einfache Handhabung von Sandwichelementen gepaart mit hervorragenden bauphysikalischen Eigenschaften. Der Markt für Metallsandwichprodukte in Deutschland überschritt zur Jahrtausendwende die Marke von 13.000.000 m². Nahezu 1 Mio. m² davon als Steinwolle-Sandwichelemente. Aufgrund der einfachen Handhabung und der Vielzahl an positiven Produkteigenschaften sind Sandwichelemente auch in Zukunft nicht mehr von Baustellen wegzudenken.
Abb. 3.3.1 Sandwichelemente sind auch in der Zukunft nicht mehr von Baustellen wegzudenken - Quelle [1] Was macht das Sandwichelement so erfolgreich? Zunächst ist festzuhalten, dass bei der Masse der heute gefertigten Sandwichelemente Materialien zum Einsatz kommen, die sich über Jahrzehnte bewährt haben. Einschalige Stahlbleche, verzinkt, oder mit organischen Beschichtungen und Lacken oberflächenveredelt fehlen heute an keiner Industriefassade. Die verwendeten Dämmstoffe Polyurethan und Mineralwolle werden schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. Zur Sicherung eines langlebigen und sicheren Verbundes zwischen Stahlblech und Dämmstoffkern nutzt man die guten Hafteigenschaften des Polyurethans als Schaum oder als aufschäumenden Klebstoff. Ähnliche Kleber werden auch im Automobil-Karosseriebau und im Flugzeugbau als Alternative zum traditionellen Metallschweißverfahren verwendet. Das schafft Vertrauen.
Abb. 3.3.2 Seit mehr als 30 Jahren werden Sandwichelemente erfolgreich für Fassaden, Dächer und Decken verbaut - Quelle: [1]
2. Die Qual der Wahl Die Auswahl ist groß geworden und bietet somit jedem Planer, Architekten oder Bauherren eine Vielzahl kreativ verwendbarer Sandwichlösungen. Ob glatt, leicht oder stark profiliert, mit diversen Beschichtungen oder Lacken in RAL- oder Sonderfarben. Der Kreativität ist keine Grenzen gesetzt. Selbst Farbgestalter wie Prof. Garnier hat sich dieser Thematik erfolgreich angenommen. Neben den „sichtbaren Komponenten“ unterscheiden sich Sandwichelemente aber auch nach Funktion und Einsatzbereich. Das Produktprogramm erstreckt sich von Wand-, Dach- und Deckenpaneele über Akustikpaneele bis hin zu Spezialpaneelen für den Schiffbau oder Reinraumtechnologien. Besonders in den letzten 5-10 Jahren wurde das Produktprogramm durch die verstärkte Entwicklung attraktiver Steinwolle-Sandwichelemente ergänzt. Ursprünglich für den Einsatz in Feuerschutzkonstruktionen entwickelt und geprüft, kommen gelochte Steinwolle Sandwichelemente nun auch vermehrt bei Anforderungen an den Schallschutz zum Einsatz. Steinwolle-Sandwichelemente mit stärkeren Oberflächenprofilierungen sind seit 2003 auf dem Markt zu haben.
Abb. 3.3.3 Variable Oberflächenstrukturen von Sandwichelementen - Quelle [1]
Abb. 3.3.4 Design von Miwo-Sandwichelementen: Standard, nichtsichtbare Befestigung, unterschiedliche Oberflächenausbildungen Quellen: links: [3], rechts: [4]
3. Vulkanisches Gestein bildet die Basis Steinwolle hat sich seit vielen Jahrzehnten im Brand-, Wärme- und Schallschutz bewährt. Steinwolle ist enorm flexibel und wird in allen erdenklichen Formen auf dem Markt gebracht. Als Platte oder Rollenware, Rohschalen für den Schornsteinbau, Feuerschutztüreinlagen, Formteile als Füllstoffe, gepresste Formteile für einen wirkungsvollen Hitze- und Schallschutz im Automobilbau. Ausgenutzt wird fast in allen Anwendungsgebieten die hohe thermische Belastbarkeit der Steinfaser, die aus vulkanischen Gesteinen gewonnen wird und dabei einen Schmelzpunkt von über 1000°C aufweist. Wer weiß schon, dass ähnliche Steinfasern sogar unter natürlichen Bedingungen entstehen können. Zu finden sind diese Natur-Faserprodukte z.B. bei aktiven Vulkanen (siehe Bild 3.3.5). Hier werden geschmolzene Gesteinsmassen mit einer derart hohen Geschwindigkeit aus dem Eruptionskrater geblasen, dass sich aus kleinen Lavatröpfchen eine Faser bildet. Schon seit nahezu 100 Jahren nutzt man diesen Effekt um Steinwollefasern künstlich von Menschenhand zu gewinnen. Heute verfährt man dabei nach folgendem Prinzip (siehe hierzu rechts unten Bild 3.3.6 - Rockwool Spinnkammer - und nächste Seite Bild 3.3.7 - Schematische Darstellung der Herstellung von Steinwolle).
Abb. 3.3.5 Natürliche Mineralfaserbildung aus Lavatröpfchen bei vulkanischer Eruption - Quelle [2]
Abb. 3.3.6 Technische Erzeugung von Mineralfasern in der Rockwool Spinnkammer - Quelle [2]
Abb. 3.3.7 Schematische Darstellung der Herstellung von Steinwolle - Quelle [2] Vulkanisches Gestein, Kalk, Mineralienzuschläge sowie Steinwolle-Recyclingmaterial werden in speziellen Öfen (Kupolofen) durch verbrennen von Koks auf mehr als 1500°C erhitzt. Hierbei entsteht eine flüssige Gesteinsschmelze die auf rotierende „Spinnräder“ gelenkt und mit hoher Geschwindigkeit abgeschleudert und dabei zersponnen wird. Versetzt mit einem organischen Bindemittel wird diese Wolle in einem Durchlaufofen gepresst und mit Hilfe eines Heißluftstromes ausgehärtet. Am Ende entsteht ein endloser Steinwollestrang, der in kundenspezifische Abmessungen zerlegt wird. Die verpackten Produkte landen meist sofort im LKW. Die abgekühlte Steinwolle besitzt dann den typischen Schmelzpunkt von über 1000°C womit selbst höchste Anforderungen an die Feuerbeständigkeit z.B. im Bauwesen (nach DIN 4102) gegeben sind.
4. Die Symbiose Stahl und Steinwolle Gepaart mit feuerbeständigen Stahlblechen, die über einen ähnlich hohen Schmelzpunkt verfügen, bilden Stahlsandwichelemente mit einem Steinwollekern aus stehenden Fasern heute deshalb eine gut abgestimmte Basis stabiler, feuerhemmender (F30, T30, L30, EI30 etc) und feuerbeständiger Leichtbaukonstruktionen (F90, EI 90).
Abb. 3.3.8 Diagramm: Schmelzpunkte verschiedener Stoffe im Vergleich - Quelle [2]
Abb. 3.3.9 Diagramm: Temperaturverlauf bei Brandprüfungen nach DIN 4102 -Quelle [2]
Das Diagramm in Abb. 3.3.9 veranschaulicht die Temperaturentwicklungen bei Steinwolle-Sandwichelementen während einer 90 Minuten Brandprüfung. Über einen Zeitraum von zum Teil mehr als 90 Minuten übernimmt die Steinwolle fast den alleinigen Schutz gegen die einwirkende Brandbeanspruchung. Bei kaum einer anderen Konstruktion wird der Dämmstoff ähnlich lange und massiv beansprucht. Meist schützen bei traditionellen Wandsystemen zusätzlich dicke Wandbaustoffe wie Steine, Beton, Gips-, Zement oder Holzwerkstoffplatten den Dämmstoff. Die hervorragenden Wärmedämmeigenschaften bei hohen Temperaturen und die hohe Wärmspeichermasse lassen die Hitze nur langsam durch den Dämmstoffkern passieren. Selbst Prüfungen von 150 Minuten und mehr wurden mit Steinwolle Sandwichelementen auf diese Weise erfolgreich durchgeführt. Damit lässt sich Brandschutz mit Sandwichelementen problemlos planen. Brandschutzprüfungen mit „F“-Klassifizierung werden von beiden Seiten streng nach der Einheitskurve (siehe rote Kurve in Abb. 3.3.9) geprüft, während bei einer „W“-Prüfung (z.B. Prüfungen von Kassettenwänden) von einer Seite bis 1000°C, von der zweiten Seite nach der abgeminderten Temperaturkurve mit max. 659°C geprüft wird. „F“-Lösungen sind damit eine hochwertigere Alternative zu „W“-Konstruktionen, und können nicht nur in Fassaden, sondern in Trennwänden oder bei Raum-in-Raum Systemen mit beidseitig auftretendem Brandrisiko erfolgreich eingeplant werden. 6. Beispielhafter Brandschutz mit Steinwolle-Stahlsandwichelementen Brände an mehreren Schauplätzen in Europa bestätigen schon seit Jahren die brandbeständige bzw. brandschützende Wirkung von Sandwichelementen mit Steinwollekern. Trotz intensiver Beflammung tragen die Elemente nicht zur Brandausbreitung bzw. Verstärkung bei und setzen nur unwesentliche Rauchmengen frei. Eigenschaften, die sich nun auch in der Prüfung nach europäischen Standards widerspiegeln. So sind seit 2003 Sandwichelemente im Markt, die europaweit in die Baustoffklasse A2-s1d0 eingestuft sind. s1 und d0 sind Zusatzklassifizierungen und dokumentieren das Rauchverhalten (s) bzw. das Abtropfverhalten bei Beflammung (d). Nur die Kombination s1 und d0 ist für nichtbrennbare Baustoffe zulässig. Jede höhere Bewertung von „s“ und „d“ führt zur Abstufung in mindestens die Euro-Baustoffklasse B und bedeutet dann z.B. schwer entflammbar. Die Schutzwirkung gegen massiven Feuerangriff konnte besonders eindrucksvoll nach dem fast vollständigen Abbrand eines Lebensmittelbetriebes in England dokumentiert werden. Eine Raumzelle, die um die Frittieranlage gebaut wurde, sollte im Fall eines Brandes die Ausbreitung auf das Gebäude verhindern. Es kam genau anders. Das Gebäude zusammen mit der eingelagerten Ware brannte ab, die Sandwich-Zelle mit Steinwollekern blieb stehen. Sandwichelemente mit Steinwollekern finden deshalb vermehrt ihre Anwendung, z.B. bei der Innensanierung von Industriegebäuden. Ein weiterer Vorteil: Die Versicherungsbranche honoriert den Einbau von nichtbrennbaren Baustoffen bei sensiblen Bauwerken zudem durch günstigere Prämien. Abb. 3.2.6 GBS Gütezeichen (RAL)
Abb. 3.3.10 Herten-Forum: F90 Fassade mit Hoesch isorock® Sandwichelementen; Planung: Architekturbüro Röhm, Münster; Montage: Henneck & Grabow - Quelle [3]
Abb. 3.3.11 Mögliche Brandwandausführungen mit nichtbrennbaren Sandwichelementen nach der Industriebaurichtlinie - Quelle [2] 7. Gemeinsam sind sie stark Nichtbrennbare Sandwichelemente mit A1- Steinwollkern machen überall dort Sinn, wo mit traditionellen PUR- Sandwichelementen nicht mehr gearbeitet werden kann oder darf. Typische Anwendungsbeispiele kennen wir aus den Bereichen:
Sandwichelemente mit Steinwolle-Kern und Sandwichelemente mit PUR-Kern lassen sich bei Bedarf auch kombinieren und gewährleisten dadurch eine funktionelle bzw. optisch ausgereifte Fassadengestaltungen die in der Fläche keine Wärmebrücken aufweist. Weiterhin sind die Produkte für Spezialanwendungen in der Lebensmittelbranche aber auch in der Reinraumtechnologie mit Decklagen aus Aluminium und Glasfaserkunststoffen (GFK) erhältlich. Nahezu ein Eldorado für Planer und Verarbeiter in der Leichtbauindustrie! Autor Bildquellen
|
| © Copyright 2000 - 2006 Galileo. |
 |
Impressum & Disclaimer |
