Metalle für Klempnerarbeiten

Teil 3: Der Werkstoff Kupfer

Nachdem im 2. Teil unserer Reihe der Werkstoff Titanzink behandelt wurde, kommen wir im 3. Teil dieser Folge zum Kupfer, einem weiteren bedeutenden Metall in der Klempnertechnik.

Metall mit Vergangenheit

Kupfer (Kurzzeichen Cu) hat eine lange Geschichte. Es gehört zu den Metallen, die schon in der Frühzeit von Menschen genutzt wurden. Sein heutiger Name geht auf die lateinische Bezeichnung "Cuprum" zurück, die wiederum auf dem von den Römern geprägten Begriff "Aes Cyprium" (Erz aus Zypern) basiert. Im europäischen Raum ist Kupfer als Metall für besondere Dachdeckungen etwa seit dem ausgehenden Mittelalter bekannt. Ein interessantes Beispiel dafür ist der Dom zu Hildesheim, der im Jahr 1280 eine Kupferdeckung erhielt, die rund 700 Jahre Bestand hatte.

Bild 1: Bedachungswerkstoff mit Tradition und Image am Beispiel handwerklich erneuerter Dachkuppeln eines Gründerzeitgebäudes in Berlin.

Fakten zum Werkstoff

Die heutigen für Bauzwecke und Klempnerarbeiten verfügbaren Kupfertafeln und -bänder bestehen aus sauerstofffreiem, phosphor-desoxidiertem Kupfer mit der Bezeichnung SF-Cu. Durch den Restphosphorgehalt sind sie sehr gut schweiß- und lötbar. Ihr Reinheitsgrad beträgt mindestens 99,9% Cu. Je nach Einsatzzweck wird weiches Kupfer (= "R 220" für schwierige Anschlüsse oder komplizierte Bauformen) oder halbhartes Material (= "R 240" für flächige Anwendung und für die Dachentwässerung) genommen.

Bild 2: Die moderne Version: großflächige Dachpartien, ausgeführt in Falztechnik, mit industriell patiniertem Kupfer. Klempnertechnisch interessante Details sind verdeckt liegende Entwässerung, versetzte Querfalze und die "unterschnittene" Attikaausbildung.

Eigenschaften und Erscheinungsbild

Kupfer ist für Langlebigkeit und witterungsbeständigkeit bekannt. Diese beruhen vor allem auf der Eigenschaft des Kupfers, an der Atmosphäre eine natürliche Schutzschicht zu bilden (Patina). Sie hält die Abtragung durch atmosphärische Korrosion gering und bildet sich bei mechanischen Beschädigungen neu. Durch die lange Nutzungsdauer und Wartungsfreiheit ist Kupfer auch besonders wirtschaftlich. Ebenso durch seine Beständigkeit gegen Laugen und Tauwasser. Dazu kommt die gute Verarbeitbarkeit, die dieses Metall im Handwerk beliebt gemacht hat. Gute Formbarkeit und Temperaturunempfindlichkeit lassen auch die Ausführung komplizierter Anschlüsse zu.

Bild 3: Kupferbekleidete Balkonbrüstungen, Ortgang- und Attika-Flächen im charakteristischen Braunton der natürlichen Oxidschicht, wie sie für senkrechte Flächen typisch ist.

Das typische Erscheinungsbild alter Kupferdächer ist die Patina. Es dauert viele Jahre, ehe sich die blanke, im Neuzustand rotgoldene Metalloberfläche mit dem begehrten Hellgrün überzieht. Kupferarbeiten jüngeren Datums zeigen eine charakteristische Braunfärbung, die auch anthrazit- oder braunschwarz erscheinen kann und auf der natürlichen Oxidbildung durch Witterungseinflüsse beruht. Die ersehnte Grünfärbung erfolgt erst nach und nach, bei flacheren Dachneigungen schneller, benötigt aber, je nach Standort und Atmosphäre, etwa 8 bis 15 Jahre.

Um dieses vermeintliche Manko auszugleichen, haben Kupferhersteller ein Verfahren zur Vorpatinierung von Kupfertafeln entwickelt. Diese sind dann bereits im Lieferzustand hellgrün. Sie eignen sich für die meisten Anwendungsbereiche, besonders für den Einsatz an senkrechten und stark geneigten Außenflächen.

Bild 4: Ein Werkstoff mit vielen Gesichtern ist Kupfer auch bei der Dachentwässerung (von links): Neuzustand, braun oxidiert und hellgrün vorpatiniert.

Lieferformen

In der Regel werden Tafeln und Bänder (so genanntes Halbzeug) eingesetzt. Darüber hinaus bieten die Hersteller auch Service-Profile und Fertigscharen in objektbezogenen Abmessungen an oder unterschiedlich gestaltete Fassadenelemente und Profiltafeln. Dazu kommen die so genannten Klempnereiprofile und genormte Fertigteile, zum Beispiel für die Dachentwässerung, und entsprechendes Zubehör. Manche Hersteller unterscheiden zwischen einer "Dach"- und "Fassadenqualität", wobei letztere höhere Ansprüche an Geradheit und Planheit erfüllt als die "Dachqualität".

Gängige Breiten für Kupferbleche und -bänder sind zum Beispiel 500, 600, 670, 700, 800, 1000 und 1250 mm; Metalldicken 0,50, 0,60, 0,70, 0,80, 1,00 mm und höher.

Außer walzblankem Kupfer sind industriell vorbehandelte Qualitäten, z.B. mit braun voroxidierter bzw. hellgrün vorpatinierter Oberfläche auf dem Markt. Dazu gibt es seit einigen Jahren ein beidseitig verzinntes Kupfer mit silbergrauer Oberfläche.

Bild 5: Häufige Klempnerarbeit: Dachgauben mit (unbehandeltem) Kupfer in Winkelstehfalztechnik bekleidet.

Einsatzgebiete

Der Kupfereinsatz ist praktisch in allen Bereichen der Klempnertechnik üblich, wobei das Metall vorzugsweise bei anspruchsvollen Objekten genommen wird. Die Anwendungsgebiete umfassen den gesamten Dach- und Fassadenbereich, die Dachentwässerung, Verwahrungen, Anschlüsse, Abdeckungen und Einfassungen sowie die Bereiche Altbauerneuerung, Denkmalpflege und - nicht zuletzt - Zierteile und Bauornamente.

Technische Daten Kupfer
Dichte	8,94 g/cm³
Schmelzpunkt	1083°C
Ausdehnungskoeffizient (DJ = 100 K)	1,7 mm/m
Zugfestigkeit Rm (R 220 "weich")	220 - 260 N/mm²
Zugfestigkeit Rm (R 240 "halbhart")	240 - 300 N/mm²

Kupferverarbeitung

Die handwerkliche und maschinelle Verarbeitung umfasst alle in der Bauklempnerei üblichen und erforderlichen Techniken. Dabei profitiert der Werkstoff von seinen guten Umformeigenschaften. Bördel-, Stauch-, Treib- und Streckarbeiten bereiten dem geübten Verarbeiter ebenso wie das Aufweiten und Einziehen keine Probleme. Die Verbindung von Kupferbauteilen erfolgt durch Falzen, Weich- oder Hartlöten und Schweißen. Auch Nietverbindungen und Kleben sind gebräuchlich.

Recycling von Kupfer

Kupfer ist zu 100% recyclingfähig. Daher gelangen praktisch alle Rücklaufmengen aufbereitet wieder in den Wirtschaftskreislauf. Im Gesamteinsatz von Kupfer hat Rücklaufkupfer einen Anteil von über 40%.

(Fortsetzung folgt)

B i l d e r : Kaufmann Ulm; KME; DKI; TPP

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