Stahlleichtbauelemente für Kraftwerksfassaden

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Besonders hoch sind die statischen Anforderungen im Kraftwerksbau. Die Gebäude erreichen Höhen von bis zu 170 m. Unter den hier auf die Fassade wirkenden Kräften sind insbesondere die hohen Windlasten hervorzuheben. Stahlleichtbauelemente halten diesen Kräften stand, trotz ihres geringen Gewichts und bei Spannweiten, die, den üblichen Achsabständen der Unterkonstruktion entsprechend, bis zu 6,50 m betragen können. Abhängig von den jeweiligen statischen Anforderungen, sind unterschiedliche Lösungen mit rollgeformten oder gekanteten Kassetten bzw. gekanteten Kassetten und zusätzlicher Unterkonstruktion möglich. Als Außenschale kommen jeweils Trapezprofile zum Einsatz. Rüstet man die zweischalige Stahlblechkonstruktion mit einer speziellen Mineralwolldämmung aus, lässt sich der Lärm um bis zu 50 dB verringern. Damit tragen die Elemente direkt zu einer verbesserten Akzeptanz von Kraftwerksbauten in der Öffentlichkeit und zu beschleunigten Genehmigungsverfahren bei. Fassaden aus Stahlleichtbauelementen bringen nur ein Zehntel des Gewichts verklinkerter Riegelkonstruktionen auf die Waage. Im Vergleich mit Betonwänden fallen die Unterschiede noch deutlicher aus. Wer Stahlleichtbauelemente für Kraftwerksfassaden einsetzt, erzielt signifikante Einsparungen bei den Fundamentarbeiten und kommt mit kürzeren Montagezeiten aus.

Lange Lebensdauer bei dauerhaft hochwertiger Anmutung gefordert

Ein in der Vergangenheit wenig beachteter Punkt sind die Kosten, die entlang des Lebenszyklus für eine Gebäudefassade entstehen. Gerade Kraftwerksbauten sind als langfristige Investitionen auf Lebenszyklen von 30 Jahren und mehr ausgelegt. Die Kosten, die in dieser Zeit für die Instandhaltung von Gebäuden, und hier speziell für die Erneuerung des Außenanstrichs, entstehen, spielen in den Wirtschaftlichkeitsrechnungen der Betreiber eine zunehmend wichtigere Rolle. Gebäudehüllen aus modularen Stahlleichtbauelementen haben sich hier als besonders geeignet und kostengünstig erwiesen. Grundlage hierfür sind die sogenannten Duplex-Beschichtungen, also eine Kombination aus anorganischen, zinkbasierten Überzügen mit organischen Beschichtungen.

Ebenfalls immer wichtiger, und zwar sowohl bei der Gestaltung von Kraftwerksfassaden als auch bei der Auswahl der Materialien hierfür, werden optisch-ästhetische Gesichtspunkte. Bereits seit langem begreifen Kraftwerksbetreiber ihre Bauwerke als Ausdruck ihrer Unternehmensidentität. Die optische Anmutung und die Wertigkeit der Fassaden unterliegen der öffentlichen Wahrnehmung und sind daher ein wesentlicher Bestandteil der Außendarstellung eines Betreibers.

Hinzu kommt: Der Bau eines Kraftwerks stellt immer einen erheblichen Eingriff in seine natürliche und gebaute Umgebung dar. Hier gilt, dass eine sensible Einbettung des Bauwerks die öffentliche Akzeptanz für die Investition ganz erheblich verbessern kann. Eine derartige Einbindung ergibt sich primär über die farbliche Gestaltung der Fassade. Die hieraus resultierenden Anforderungen an Optik und Qualität von Kraftwerksfassaden: Die eingesetzten Materialien müssen resistent sein gegen Umwelteinflüsse und atmosphärische Belastungen, höchsten Korrosionsschutz bieten sowie eine dauerhaft gute Qualität von Farbe und Glanzgrad bei hohem Schutz gegen Auskreidung der Farben gewährleisten.

ZM EcoProtect von ThyssenKrupp Steel Europe: jahrzehntelange Gewährleistungen

Die ThyssenKrupp Steel Europe AG hat 2007 eine neuartige metallische Beschichtung für Stahlfeinblech mit der Bezeichnung ZM EcoProtect entwickelt. Es handelt sich um eine Zink-Magnesium-Legierung, die einen deutlich höheren Korrosionsschutz bietet als ein reiner Zinküberzug. Hinzu kommt ein verbesserter Widerstand gegen Schnittkanten- und Schnittflächenkorrosion. Diese innovative Oberfläche eröffnet zusätzliche Spielräume für neue organische Beschichtungssysteme. Auf ihrer Grundlage konnte die ThyssenKrupp Steel Europe AG das Spektrum ihrer bandbeschichteten PLADUR®-Flachstahlerzeugnisse, dem Vormaterial für die Stahlleichtbauelemente, nachhaltig erweitern. Es können beim Einsatz von ZM EcoProtect mit einem standortbezogenen Beschichtungsaufbau jahrzehntelange Gewährleistungen auf ästhetische Aspekte und den Schutz der Fassade gegeben werden.

Erzeugt wird ZM EcoProtect in herkömmlichen Feuerverzinkungsanlagen. Dabei wird kaltgewalztes Stahlband durch eine ca. 460 °C heiße Zinkschmelze geleitet und anschließend abgekühlt, so dass der Zinküberzug auf der Bandoberfläche erstarrt. Bei ZM EcoProtect ist das Zinkbad mit ca. 1 % Magnesium angereichert. Die neue Oberfläche lässt sich genauso gut umformen, schweißen und lackieren wie eine klassische Feuerverzinkung. Der Korrosionsschutz ist etwa doppelt so hoch wie bei einem gleich dicken, herkömmlichen Zinküberzug. Schnittkanten oder andere freiliegende Stellen beschichteter Stahlbänder sind ebenfalls deutlich länger als herkömmliche Zinküberzüge.

ZM EcoProtect ist in der höchsten Korrosionsschutzklasse gemäß DIN 55928-8 eingestuft. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) hat für Flachprodukte mit einem ZM EcoProtect-Überzug eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erteilt. Weitere nationale Zulassungen, z. B. für Frankreich, liegen ebenfalls vor. Die Beschichtung trägt das Gütesiegel der European Quality Assurance Association for Panels and Profiles (EPAQ) als zuständige europäische Gütegemeinschaft.

ZM EcoProtect erfolgreich im Kraftwerksbau

Als erster Kraftwerksbetreiber hat die Vattenfall Europe Generation AG das neue Material für den neuen Block R des Kraftwerks Boxberg eingesetzt. Block R mit einer Bruttoleistung von 675 MW hat einen Nettowirkungsgrad von mehr als 43 %. Auf diese Weise trägt Vattenfall Europe Generation aktiv zum Klimaschutz und zur Schonung der natürlichen Rohstoffvorkommen bei. Die Verwendung von ZM EcoProtect passt in besonderer Weise zum Gesamtkonzept des Projekts. Die Nutzungsdauer wird sich über 40 Jahre erstrecken. Durch die Verwendung von ZM EcoProtect in Verbindung mit einer 25 mm dicken PVDF (Polyvinylidenfluorid)-Beschichtung konnten diese besonderen Anforderungen erfüllt werden. Das 135 m aufragende Kesselhaus mit dem Dampferzeuger wird neben dem Kühlturm das höchste Gebäude des neuen Kraftwerksblockes sein. Es ist auf insgesamt 67000 m² mit einer Kassettenkonstruktion verkleidet. Insgesamt kamen zusätzlich zu den Kantkassetten 82000 m² Trapezblech und 4000 m² Sandwichelemente zum Einsatz. Die Gestaltung der Fassaden in "Vattenfallsilber" unterstreicht den hohen technischen Anspruch des Gebäudes.

Weitere Referenzen im Kraftwerksbau sind der Neubau der Blöcke D und E des Kraftwerks Hamm und der Neubau der Blöcke A und B des Kraftwerks Moorburg. Für das Kraftwerk Hamm orderte die RWE Power AG insgesamt 257000 m² Stahlleichtbauelemente bei ThyssenKrupp Steel Europe, wobei die Trapezprofile der Fassaden-Außenschale eine ZM EcoProtect-Beschichtung tragen, auf der eine 25 mm dicke PVDF-Schicht aufgebracht ist. Für die farbliche Gestaltung der Fassade wählte der Bauherr die Farbtöne "basic blue" und "sky blue".

Bauherr der Blöcke A und B des Kraftwerks Moorburg ist die Vattenfall Europe Generation AG, die bei ThyssenKrupp Steel Europe 314000 m² Stahlleichtbauelemente für die Fassade bestellt hat. Auch hier wird die Außenschale aus Trapezprofilen mit ZM EcoProtect als metallischem Überzug bestehen. Darauf aufgebracht wird eine 25 μm dicke organische PVDF-Beschichtung im Farbton "Vasil grünmetallic II".

ZM EcoProtect und die darauf basierenden organischen Mehrschichtsysteme sind inzwischen auch auf dem Markt für andere Industrie- und Gewerbebauten außerordentlich erfolgreich.