NIEDRIGENERGIEHÄUSER

Stahl als Baustoff verwendet man schon seit über zweihundert Jahren zur Errichtung von Geschäftshäuser, Industriebauten oder landwirtschaftlichen Gebäuden. Dies sind unter anderem Lagergebäude, Logistikzentren, Warenhäuser, Messehallen, Sporthallen etc.

Die aktuellen Tendenzen in Architektur und Bauwesen zeigen, dass die Verwendung von Stahlkonstruktionen und Außenverkleidungen aus Stahl auch im Wohnungsbau immer beliebter wird.  Der Baustoff Stahl besitzt mehrere positive Eigenschaften. Die wichtigste davon – durch gezielte Planung und Anwendung passender Baumaterialien kann ein Stahlbauhaus leicht in ein Niedrigenergiehaus oder sogar Passivhaus transformiert werden.

Stahl ist eine Legierung aus Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C). Die Eigenschaften einer Stahllegierung können durch Zugabe von anderen Legierungselementen wie Chrom (Cr), Nickel (Ni), Molybdän (Mo), Mangan (Mn), Aluminium (Al) etc. sowie durch spezifische Bearbeitungsmethoden beeinflusst werden.

Stahl als Baustoff zur Errichtung von Bauwerken, insbesondere von Wohngebäuden, hat eine Reihe von Vorteilen:

Das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht des Stahls bietet praktisch ein unendlich großes konstruktives und architektonisches Potenzial – von Reduzierung des Konstruktionsgewichts über Schaffung zusätzlichen Innenraums im Vergleich zu Mauerwerks- oder Betonkonstruktionen bis hin zum breiten Angebot an architektonischen Möglichkeiten in Bezug auf äußeres Erscheinungsbild, Gestaltung und Ausbildung. Eine Stahlkonstruktion lässt sich  mit vielen unterschiedlichen Arten von Fassadenverkleidungen – aus Stahl, Stein, Backstein, Terrakotta, Holz, Glas – kombinieren. Dies steigert noch mehr die Zahl an Gestaltungsmöglichkeiten und Planungslösungen zur Eingliederung eines Gebäudes in die Umgebung.

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Stahl ist die kurze Dauer der Herstellung und der Montage (sowie Demontage). Stahlbauteile werden in Produktionsbetrieben – in automatisierten und computergesteuerten Prozessen gefertigt, mit gesicherter Qualitätsteuerung auf sehr hohem Niveau. Dadurch können  Toleranzen in Millimeterbereich eingehalten werden; bei anderen Baumaterialien sind zulässige Abweichungen eher nur in Zentimetern möglich. Stahlbauteile werden als Fertigprodukt auf die Baustelle geliefert und benötigen keine weitere Bearbeitung vor Ort.

Der Aufbau einer Stahlkonstruktion erfolgt sehr schnell. Zum Beispiel für ein Haus mit einer Fläche von 50 qm würde der Aufbau des Tragwerks etwa 3-4 Tage dauern und die Bauzeit insgesamt für das Haus – dürfte 3 Monate nicht überschreiten.

Minimale Wartung: die Wartung einer Stahlkonstruktion oder Teile davon beschränkt sich auf regelmäßige Schichtkontrollen und Lackierung in bestimmten Zeitabständen. Die gängigsten Stahlsorten bedürfen eine Erneuerung der Lackbeschichtung alle 8-10 Jahre, bei verzinkten – wird die Beschichtung alle 25 Jahre aufarbeitet.

Die am besten geeignete Stahlsorte wird unter Berücksichtigung der klimatischen und örtlichen Bedingungen gewählt. Zum Beispiel in Küstenregionen ist der Gehalt von Chloridionen (Salze) in der Luft sehr hoch, was zur Korrosion bei den meisten Stahlsorten führen kann. In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung von austenitischem Stahl Typ 316. Diese Stahlsorte enthält 2,2% Molybdän – dadurch ist sie beständig gegen Korrosion und Rost, hervorgerufen durch die Dämpfe in der Meeresluft. Außerdem enthält diese Stahlsorte 17,5% Chrom. Das Chrom reagiert mit dem Sauerstoff aus der Luft und bildet so eine dünne Schicht (Film) von „selbst wiederaufbauender“ Korrosionsschutz.  Man kann sagen, dass austenitischer Stahl Typ 316 keine zusätzliche Oberflächenbehandlung wie Verzinken, Lackieren oder sonstiges benötigt, außer aus ästhetischer Sicht. Anderseits wenn er galvanisiert oder mit einer anderen Korrosionsschutzbeschichtung versehen wird, kann die Nutzungsdauer dieses Werkstoffs auf bis zu 100 Jahre erhöht werden.

Eine Kombination aus Stahl und anderen Baumaterialien kann effektive Lösungsmöglichkeiten für die Warm- und Schallisolierung eines Gebäudes anbieten und verwandelt den Stahl in ein sehr gut geeignetes Material zur Errichtung von Bauten in Regionen mit starken Temperaturschwankungen. Der hohe Nickelgehalt in manchen rostfreien Stahlsorten erlaubt dem Material seine Mikrostruktur und Eigenschaften in einem sehr breiten Temperaturbereich, von kryogenen Temperaturen bis zur Schmelzpunkttemperatur, beizubehalten.

Stahl ist ein nicht brennbarer Baustoff, d.h. er entzündet sich nicht und trägt für die Brandausbreitung nicht bei, außerdem beeinflusst er die Brandintensität nicht. Dadurch wird der Einsatz von Stahlbauteilen sowohl für den Tragwerk (häufig aus warm gewalzten Profilen zusammengebaut), als auch für die Außenverkleidung als großer Vorteil angesehen.

Stahl ist ein schadstoffneutrales Material, das der menschlichen Gesundheit und der Umwelt nicht schadet. Stahl ist eins der besten Beispiele für einen Baustoff, der für die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs beiträgt: Stahl kann unendlich recycelt werden ohne seine Eigenschaften zu verlieren. Der Herstellungsprozess von Stahlbauteilen erlaubt eine sehr effiziente Ressourcennutzung und Abfallminimierung: alle Stahlreste und Stahlspäne werden direkt wieder in die Stahlproduktion eingeleitet. Heutzutage werden über 50% der in Europa produzierten Stahlprodukte aus recyceltem Material hergestellt. Dies führt zu einer deutlichen CO2-Emissionsreduzierung.

Eine Wiederverwendung von Stahl bietet weit mehr Möglichkeiten und Vorteile als das Recyceln. Wiederverwendung von Stahlbauteilen bedeutet, dass ein rückgebauter Bauteil oder ein Teilstück davon ohne weitere Überarbeitung, ganz ohne oder nach einer teilweise Aufbereitung an einem andren Ort Verwendung findet. Stahlrahmen, Fassadenelemente, Wandelemente, provisorische Konstruktionen und Module – alle diese sind Bauteile eines Hauses, die wiederverwendet werden können. Die Wiederverwendung von Stahlbauteilen ist noch nicht so weit verbreitet, jedoch erwartet man, dass sie in den nächsten Jahren immer mehr an Attraktivität gewinnt.

Zusatzinformationen

Steel buildings in Europe: Design guides for single-storey and multi-storey steel buildings https://constructalia.arcelormittal.com/en/news_center/articles/design_guides_steel_buildings_in_europe

Ancon (2019). The Use of Stainless Steel in the Construction Industry