Dach und Fassade aus einem Guss

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Kupfer ist ein Baustoff mit sehr langer Tradition. Viele historische Bauwerke schmückt ein schönes, grünes Kupferdach. Mit diesem Werkstoff haben die großen Baumeister der Vergangenheit sowohl technisch als auch gestalterisch sehr anspruchsvolle Aufgaben bewältigt. Die Langlebigkeit von Kupfer ist außergewöhnlich. Das ist auch der Grund, warum Kupfer heute wieder zum Gebrauchsmetall für Bauherren und Architekten geworden ist. Es kommt bei Neubauten zum Einsatz und auch bei vielfältigen Modernisierungs- und Sanierungsmaßnahmen.

Das Nemo Science Museum in Amsterdam ist ein anschauliches Beispiel dafür, wie sich die Oberfläche von Kupfer mit den Jahren entwickelt. Die Außenhülle ist vollständig aus Kupfer hergestellt © Joan Vadell, stock.adobe.com

Nicht nur bei der Dacheindeckung spielt es eine wichtige Rolle, sondern auch bei der Verkleidung von Außenwänden oder bei der Entwässerung von Dächern. Architekten setzen Kupfer bei modernen Bauten sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus gestalterischen Gründen ein. Auch die Art und Weise, wie es mit anderen natürlichen Materialien zusammenwirkt, ist dabei wichtig, vor allem im Hinblick auf die zunehmende Bedeutung von Umwelt- und Klimaschutz.

Welche Eigenschaften machen Kupfer so besonders?

Kupfer bringt von Natur aus hervorragende Eigenschaften mit:

Kupfer ist korrosionsbeständig und beständig gegenüber atmosphärischen Einflüssen und Tauwasser.
Kupfer ist sehr langlebig.
Kupfer lässt sich gut verarbeiten, insbesondere wenn es um die Realisierung aufwendigen Details bei der Konstruktion geht.
Kupfer ist leicht verformbar, auch bei niedrigen Temperaturen, ohne beeinträchtigt zu sein.
Das Material fügt sich harmonisch an andere natürliche Materialien an.
Die Patina von Kupfer wird immer schöner, je älter das Material wird.
Kupfer ist sehr wirtschaftlich. Es ist nicht notwendig, das Material zu reinigen. Die Unterhaltungskosten sind gering.
Kupfer lässt sich zu 100 Prozent recyceln. Das Material liegt sehr rein vor und garantiert die Wiederverwertbarkeit in der gleichen Qualität. Bei vielen anderen Baumaterialien kommt es bei der Wiederverwendung zum sogenannten Downcycling. Bei Kupfer ist das nicht der Fall.
Als Verbindungstechnik ist das Falzen besonders flexibel, selbst bei schwierigen Details.

Kupfer ist ein sehr nachhaltiger Werkstoff für schöne Dächer und Fassaden.

Am Anfang glänzt Kupfer schön in seiner typischen Farbe. Mit den Jahren entwickelt das Material dann seine typische Patina, die zugleich auch eine Schutzschicht ist © Chris, stock.adobe.com

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Eignet sich auch für kritische Bauteile

Kupfer hat einen enormen Vorteil gegenüber anderen Materialien. Es ist überaus korrosionsbeständig. Deshalb ist es sinnvoll, den Werkstoff auch an weniger exponierten Stellen zu verwenden, beispielsweise für die Herstellung von Dachkehlen oder Wandanschlüssen. Gerade stark den Umwelteinflüssen ausgesetzte Bauteile sollten aus einem hochwertigen Material sein. Denn von diesen Bauteilen hängt die Lebensdauer der Dachkonstruktion oder der Fassadenverkleidung ab. Je haltbarer diese Teile sind, umso besser ist das für die gesamte Konstruktion.

Tipp: Kupfer eignet sich besonders gut für komplizierte Anschlüsse, wenn das Material stark verformt werden muss. Es hat die höchste Bruchdehnung, das heißt, von allen Werkstoffen lässt sich Kupfer besonders leicht verformen.

Durch den hohen Schmelzpunkt von Kupfer, der bei 1083 °C liegt, sind viele verschiedene Verbindungstechniken möglich, wie das Schweißen oder das Hartlöten. Auch für die Stehfalztechnik eignet sich das Material. Andererseits kann Kupfer wirksam die Ausbreitung von Bränden verhindern, weil es sehr standfest ist bei großer Hitze.

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Beständiger Werkstoff

Kupfer ist auch bei modernen Umweltbedingungen ein beständiger Werkstoff, der mehr als 200 Jahre halten kann. Das liegt vor allen Dingen daran, dass Kupfer mit der Luft reagiert und dabei eine Schutzschicht ausbildet, die besonders festhaftet, witterungsbeständig und nicht giftig ist. Diese Schicht ist sehr stabil und kann regional unterschiedlich zusammengesetzt sein, je nach den vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen. Meist handelt es sich um basisches Kupfersulfat. Diese Schicht schützt das Material optimal gegen Korrosionsangriffe und macht es so lange haltbar. Kupfer ist außerdem beständig gegenüber anderen Baustoffen wie Zement, Kalk oder Gips.

Viele historische Gebäude tragen ein Kupferdach, wie hier der Bahnhof von Limoges in Frankreich © FredP, stock.adobe.com

Wie entsteht die Schutzschicht?

Blankes Kupfer bildet an der Luft in kurzer Zeit eine Oxidschicht aus. Das Kupfer[I]-Oxid ist auf den ersten Blick nicht erkennbar, doch es schützt das Kupfer bereits gegenüber atmosphärischen Einflüssen. Das Kupfer reagiert mit der Feuchtigkeit, aggressiven Inhaltsstoffen der Luft sowie dem Luftsauerstoff und die Oxidschicht bildet sich weiter aus. Es entsteht eine gleichmäßige Braunfärbung. Der metallische Glanz geht zusehends verloren. Mit der Zeit wird es dem Braun ein dunkles Anthrazitbraun. An senkrechten Gebäudeflächen bleibt die Farbe so. Bei geneigten Dachflächen wird das Kupfer mit der Zeit patinagrün, die typische Färbung, wie sie an vielen alten Kupferdächern zu sehen ist. Die grüne Färbung entsteht dadurch, dass Niederschläge längere Zeit auf den Flächen verbleiben. Wenn Sie senkrechte und geneigte Kupferflächen kombinieren, sollten Sie eine Tropfkante als Unterbrecher einplanen. Dann können sich die Flächen farblich unterschiedlich entwickeln und bleiben dabei sauber getrennt.

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Patina ≠ Grünspan

Viele sagen zu den Grünfärbungen an Kupferbauteilen „Grünspan“. Doch das ist nicht korrekt. Grünspan entsteht, wenn sich Essigsäure mit Kupfer verbindet. Er ist wasserlöslich und kann abgewaschen werden. Er hat keine schützende Funktion wie die Patina. Da am Bau normalerweise keine Essigsäure zum Einsatz kommt, kann dort auch kein Grünspan entstehen. Die Deckschicht auf Kupferflächen besteht hauptsächlich auch ungiftigem Kupfer[I]-Oxid, einem alkalischen Korrosionsprodukt.

Kupfer und andere Materialien

Wird Kupfer mit anderen Materialien zusammen verwendet, ist es nicht gefährdet, durch die anderen Materialien zu korrodieren. Allerdings sind andere Materialien durch den Kontakt mit Kupfer korrosionsgefährdet. Blei und Edelstahl in Verbindung mit Kupfer sind unbedenklich. Auch mit Aluminium passiert nicht viel. Der direkte Kontakt von Kupfer und Aluminium sollte dennoch vermieden werden. Auch bei Zink oder verzinktem Stahlblech in Kombination mit Kupfer ist Vorsicht geboten. Das Zink kann anfangen zu korrodieren.

Kupferdachgaube: nicht jedes Material kann problemlos mit Kupfer kombiniert werden © Kara, stock.adobe.com

Was ist beim Aufbau von Wänden und Dach aus Kupfer zu beachten?

Wenn Sie Kupfer für die Dachdeckung oder die Verkleidung von Außenwänden planen, sollten Sie auch dessen bauphysikalische Beanspruchung bedenken, die durch die Konstruktion und auch durch die Nutzung des Gebäudes entstehen können. Es ist in jedem Fall eine tragende Unterkonstruktion notwendig, die die statische Funktion übernimmt. Die Metallhaut braucht eine flächige Unterstützung, da sie nicht selbst tragend ist.