Einfluss einer Fassadenreinigung auf die Oberflächenbeschichtung

Weshalb sollte ein Gebäudeinhaber, Immobilienverantwortlicher oder Architekt überhaupt eine Reinigung durchführen. Es gibt dafür zwei wichtige Gründe, eine Fassadenreinigung durchzuführen:

Bild 1: Aluminiumoxidschicht, Bruchfläche (30000fache Vergrösserung).

Reinigung ist nicht gleich Reinigung

Eine Fassadenreinigung ist Profiarbeit und sollte nur von fachkundigen Betrieben und Mitarbeitern ausgeführt werden. Es wird leider nur zu oft unterschätzt, was eine fachgerechte Fassadenreinigung bedeutet und welcher Aufwand dahinter steckt. Ein Fassadenreiniger muss alle Anforderungen erfüllen, um die Fassadenoberfläche (Art der Beschichtung), den Aufbau einer Fassade und die Bausubstanz exakt bestimmen zu können. Ohne diese Kenntnisse ist er nicht befähigt eine beschichtete oder unbeschichtete Metallfassade fachgerecht zu reinigen. Eine Abschätzung des Umgebungs- und Umweltschutzes muss ebenso erfolgen, wie die Einhaltung sämtlicher Arbeitssicherheitsbelange. Dazu ist die Kenntnis der entsprechenden gesetzlichen Auflagen notwendig. Zertifizierte Reinigungsbetriebe, welche diese Kriterien erfüllen, sind bei der SZFF (Schweizerische Zentrale für Fenster und Fassaden) aufgelistet.

Das A und O zu Beginn eines jeden Reinigungsauftrags ist die Probereinigung. Erst dadurch kann sich der Mitarbeiter ein Bild vom Zustand der Fassade machen und die Reinigungsabläufe definieren. Dies ist eine unabdingbare Grundlage, um daraus eine zielgerichtete Offerte zu erstellen.

 

Unterschiedliche Oberflächenbeschichtungen

Die Oberflächenbeschichtung verbauter Fassadenelemente spielt beim Entwurf einer Fassade bereits eine wichtige Rolle. Sie gibt dieser ihre Ausstrahlung, ihr Image und unterstreicht das Gesamterscheinungsbild eines Gebäudes.

Hauptsächlich zum Einsatz kommen dabei die organischen Beschichtungen, wie Pulverbeschichtung oder Nasslackierung, sowie die anodische Oxidation (Anodisation). Letztere kommt ausschliesslich auf Aluminiumfassaden zum Einsatz, was prozesstechnische Hintergründe hat. Eine Beschichtung hat die Aufgabe, das Substratmaterial, meistens Aluminium und Stahl, technisch vor Witterungseinflüssen und Korrosion zu schützen und die dekorativen Anforderungen zu erfüllen. Die anodisierten Aluminiumoxidschichten erhalten den metallischen Charakter des Aluminiums, da die Schutzschicht während der Anodisation aus dem Grundmaterial heraus wächst. Bei einer Lackierung wird das Substratmaterial mit einer Schutzschicht überzogen. Die organische Beschichtung gibt den Charakter einer kunststoffartigen Oberfläche wieder.

Die Beschichtungsprozesse unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht. Es fängt bereits bei der Vorbehandlung der Fassadenelemente an. Bei einer Anodisation wird nach einer optionalen mechanischen Oberflächenbehandlung, wie zum Beispiel Schleifen und Bürsten, eine chemische Reinigung der Oberfläche durchgeführt. Dazu werden die Aluminiumbauteile entfettet, alkalisch gebeizt und sauer dekapiert. Im Anschluss erfolgt die Anodisation für Fassadenelemente in einem schwefelsauren Elektrolytbad, wobei das Bauteil als Anode geschaltet ist. Angestrebt werden Oxidschichtdicken von 15 bis 30 µm. Eine typische Eigenschaft von Oxidschichten ist ihr feinporiger Aufbau (Bild 1). Der Prozess ist bei Stahlelementen nicht einsetzbar, da sich diese im Prozess auflösen würden. Die Mikroporen macht man sich zunutze, um die Oxidschicht einzufärben. Die abschliessende Verdichtung und das Verschliessen der Poren sind ausschlaggebend für die Witterungs- und Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche.

Die Aluminiumoxidschichten zeichnen sich durch ihr metallisches Oberflächenfinish aus, welcher in verschiedenen Farben erhältlich ist. Das Farbspektrum geht von farblos (aluminiumfarbig) bis Schwarz. Man ist jedoch für Aussenanwendungen etwas eingeschränkt, da nur lichtechte Farbstoffe verwendet werden dürfen. Die Farbe Weiss beispielsweise ist nicht produzierbar. Aluminiumoxidschichten sind sehr abriebbeständig und hart im Vergleich zu lackierten Oberflächen. Sie reagieren jedoch empfindlich auf saure und alkalische Medien.

Wird die Oberfläche eines Metallsubstrates pulver- oder nasslackiert, wird sie meistens mechanisch (z. B. gestrahlt) und chemisch vorbehandelt (z. B. gebeizt und/oder passiviert). Denn es muss eine Grundbasis für die Anhaftung des Lackes auf der Metalloberfläche geschaffen werden, welche meistens zusätzlich noch korrosionsschützende Eigenschaften zu erfüllen hat. Lackschichten für Aussenanwendungen bewegen sich meistens bei einer Schichtdicke >50 µm, abhängig davon, welches Lacksystem und welcher Prozesstyp zum Einsatz kommen (Bild 2). Lackschichten sind sehr kratzempfindlich und ebenfalls in gewissen Rahmen nicht chemikalienresistent.

Die grundlegenden Wesenszüge beider Beschichtungsarten müssen bei einer Reinigung zwingend berücksichtigt werden.

 

Hauptsächlich angewendete Reinigungsarten

In der Fassadenreinigung unterscheidet man verschiedene Arten der Reinigung. Je nach Alter und Zustand einer Fassade kommen verschiedene, jeweils an die Situation angepasste Reinigungsabläufe zum Einsatz. Mit dem gewählten Reinigungsprozess muss sichergestellt werden, dass sich die Oberfläche bestmöglich reinigen lässt. Ein einheitliches Erscheinungsbild sollte das Ziel sein. Die Reinigungsabläufe sind in der SZFF Richtlinie 61.01 «Unterhalt und Reinigung von Metallfassaden» eingehend beschrieben. Nachfolgend werden drei der hauptsächlich angewendeten Reinigungsarten genauer beschrieben.

 

Bauendreinigung

Eine Bauendreinigung wird nach Abschluss einer Neubauphase oder einer Sanierung, meistens vor der Objektübergabe durchgeführt. Da es sich meistens um Neubauten handelt, sollte die Reinigung eine einfache Unterhaltsreinigung beinhalten. Eine Fassadenoberfläche wird bei jeder Reinigung immer mit Wasser vorgespült, um lose Verunreinigungen zu entfernen. Dies wird als Vorreinigung durchgeführt, um ein Verkratzen durch zum Beispiel Staubpartikel bei der eigentlichen Reinigung zu vermeiden. Anschliessend wird die Fassade mit Netzmittel, einem Entfettungsprodukt, gewaschen, mit Wasser gespült und getrocknet. Zur Nachspülung wird gerne das so genannte Osmosewasser, ein vollentsalztes Wasser, verwendet, da sich dabei keine Wasserläufe und Kalkflecken bilden. In der Regel sollte eine Bauendreinigung immer nach einer Bauphase durchgeführt werden.

Bei sehr grossen Objekten, wo in der Bauphase Maurer- und Zementarbeiten parallel zur Aufhängung der Gebäudehülle stattfinden, muss ein Schutz der Metalloberflächen gewährleistet sein. Zementwasser, auch Zementlauge genannt, ist ein Hauptgegner aller Metall- und Glasfassaden sowie deren Beschichtungen. Nur allzu oft, wird aus Zeitgründen auf einen Schutz der Metall- und Glasoberflächen verzichtet oder nicht Sorge getragen, dass dieser auch dort bleibt wo er hingehört. Eine Metall- oder Glasfassade, welche mit Zementwasser verunreinigt wird, kann sehr schnell Schäden aufweisen. Denn Zementwasser ist sehr stark alkalisch und kann im pH-Bereich 13 bis 14 liegen. Es erfolgt an beschichteten Oberflächen ein regelrechtes «anbeizen» der Beschichtung. Metallische Unterkonstruktionen können stark beeinträchtigt werden und innert kurzer Zeit Korrosionsschäden aufweisen. Ist die Reaktion des Zementwassers mit der Oberflächenbeschichtung zu weit fortgeschritten, lassen sich Verunreinigungen auch durch eine Reinigung nicht mehr vollständig entfernen. Liegt eine Schädigung der Metall- oder Glasoberfläche vor, stösst man mit der Reinigung an gewisse Grenzen. Im schlimmsten Fall muss eine neue Fassade bereits direkt saniert werden. Eine Sanierung ist aufwendig und teuer und zieht einen Austausch von Fassadenelementen nach sich. Eine Tatsache, welche sich durch ein sauberes und fachgerechtes Handling an der Fassade vermeiden lässt.

 

Unterhaltsreinigung

Eine Unterhaltsreinigung wird erstmalig zwei Jahre nach Bauabschluss empfohlen und sollte anschliessend in regelmässigen zeitlichen Abständen erfolgen. Sie kann vom Ablauf her mit einer Bauendreinigung verglichen werden. Es ist eine schnelle und kostengünstige Art, um eine Fassade während ihrer Lebensdauer zu pflegen und das Erscheinungsbild der Oberfläche zu erhalten. Durch eine regelmässige Unterhaltsreinigung werden ein zu langes Einwirken von Schadstoffen aus der Luft und eine negative Verwitterung der Oberflächenbeschichtungen vermieden.

 

Grundreinigung

Eine Grundreinigung wird fünf Jahre nach Bauabschluss empfohlen. Mit dieser werden grobe und anhaftende Verschmutzungen entfernt. Es können verschiedene Arten von Reinigungsmedien zum Einsatz kommen, sowohl Flüssigreiniger als auch abrasive Grundreiniger. Eine Grundreinigung kann je nach Verschmutzungsgrad und Alter der Fassade mehr oder weniger aufwendig sein und mehrere Arbeitsgänge beinhalten.

 

Reinigungsmittel

Stark alkalische und saure Medien können eine Oberflächenbeschichtung, ein Metall oder eine Unterkonstruktion angreifen. Aus diesem Grund dürfen bei der Reinigung von Metallfassaden nur pH-Wert neutrale Reinigungsmittel eingesetzt werden. Leider werden bei einer Reinigung allzu oft falsche Reinigungs- oder Hilfsmittel verwendet.

Spätestens wenn abrasive Reinigungsmedien zum Einsatz kommen, muss eine genaue Kenntnis der Oberflächenbeschichtungen vorhanden sein. Die Reinigungsmittel sind auf die Oberflächenbeschichtungen abzustimmen, um Kratzer oder Beschädigungen auszuschliessen. Ebenso ist bei der Wahl der Hilfsmittel (z. B. Handpads) genau auf die zugelassenen Körnungen zu achten. Da organisch beschichtete Oberflächen teilweise sehr kratzempfindlich sind, muss hier die richtige Kombination von Reinigungs- und Hilfsmittel gewählt werden.

Die Ausführung der Reinigung ist ebenfalls extrem wichtig. Kreisende Bewegungen sind bei einer Reinigung nicht zulässig. Es sollte immer parallel zur Laufrichtung der Fassade oder bei anodisierten Oberflächen zur Walzrichtung gereinigt werden.

Der Auftraggeber sollte die Reinigungsabläufe und den Aufwand stets hinterfragen und sich von der Fachkompetenz der ausführenden Partei vergewissern.

Bild 6: Pulverlackschicht ohne Reinigung.

Bild 7: Pulverlackschicht mit einem zugelassenen abrasiven Grundreiniger gereinigt.

Untersuchung verschiedener Reinigungs- und Hilfsmittel

Der Einsatz verschiedener Reinigungs- und Hilfsmittel auf pulverbeschichteten Blechoberflächen wurde untersucht. Die Aufnahmen am Rasterelektronenmik­roskop (REM) erfolgten an einem Querschliff eines organisch beschichteten Aluminiumbleches (Bild 2 bis 5). Sie zeigen deutlich den Einfluss von zugelassenen und nicht zugelassenen Reinigungsmedien auf die Lackoberfläche. In Bild 2 ist die Originalbeschichtung (Pulverlack) ohne Reinigungseinfluss zu sehen. Diese wurde als Vergleichsoberfläche und Ausgangslage für die Auswertung der durchgeführten Versuche herangezogen. In Bild 3 wurde ein zugelassener abrasiver Grundreiniger verwendet. Vergleicht man diese Oberfläche mit der Originaloberfläche in Bild 2, so sind keine wesentlichen Unterschiede erkennbar. Die Lackoberfläche wurde nicht beeinträchtigt.

Das Erscheinungsbild ändert sich jedoch schlagartig, wenn ein, für diese Oberflächenbeschichtung nicht zugelassenes Reinigungshilfsmittel (Handpad) verwendet wird (Bild 4). Vergleicht man Bild 3 und 4, so wird deutlich, dass der Einsatz eines falschen Abrasivreinigers und Reinigungshilfsmittels zu ausgeprägten Kratzern und einer Beschädigung der Oberflächenbeschichtung führen kann. Oberflächenkratzer sind nicht zu unterschätzen, da diese auch aus weiteren Distanzen zu einer Fassade sichtbar sind und das Erscheinungsbild mitunter stark beeinträchtigen können. Werden stark alkalische oder saure Reiniger eingesetzt, kann ein Angriff der Lackoberfläche nicht ausgeschlossen werden. In Bild 5 sind der partielle Angriff der Lackoberfläche und deren Schädigung deutlich sichtbar. Durch nicht geeignete Reinigungsmittel können Lackoberflächen angegriffen und die Lack­struktur geschädigt werden. Ein vorzeitiges Auskreiden des Lacksystems lässt sich dadurch begünstigen. Die technische Schutzwirkung der Lackoberfläche wird herabgesetzt, und eine negative Auswirkung auf die dekorativen Eigenschaften ist gegeben. Teilweise wird diese Art der Schädigung erst nach einiger Zeit sichtbar. Je nach Art der Schädigung kann dies eine kostenaufwendige Sanierung nach sich ziehen.

Die Untersuchungen mittels Weisslichtinterferenzmikroskopie (WYKO) und deren räumliche Darstellung der Oberflächentopographie zeigen deutlich den Einfluss falscher Reinigungsmedien auf die Oberflächenstruktur (Bild 6 bis 9). Diese Messmethode ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung der Oberflächenstruktur auf einer mikroskopischen Grössenskala. Vertiefungen, das Erscheinungsbild der Vertiefungen und der Tiefengrad (Oberflächenrauheit) können mit dieser einfachen und berührungslosen Messmethode sichtbar gemacht werden. Die Erkenntnisse aus den Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop wurden im Verlauf der Untersuchung durch diese ergänzende Abbildungsmethode unterstützt und bestätigt. Ein zugelassener abrasiver Grundreiniger (Bild 7) zeigt im Vergleich zur Originaloberfläche (Bild 6) keinerlei Beeinflussung der Oberflächenstruktur. Werden auf einer Lackoberfläche ein falsches Handpad (Bild 8) oder ein nicht geeigneter abrasiver Reiniger verwendet, hat dies Kratzer auf der Oberfläche zur Folge. Diese sind in Bild 8 als blaue Riefen erkennbar. Die Art der Verletzung und die Vertiefungen selbst lassen auf Kratzer schliessen. Werden nicht pH-neutrale Reiniger (Bild 9) eingesetzt, kann dies zu einer deutlichen Schädigung der jeweiligen Beschichtung führen. In diesem Fall wurde ein stark alkalisches Reinigungsmittel eingesetzt. Ein flächiger Angriff der Lackoberfläche ist anhand des Tiefen- und Oberflächenprofiles in Bild 9 deutlich erkennbar.

Bild 8: Pulverlackschicht mit einem nicht zugelassenen Reinigungsmittel (Handpad) gereinigt.	Bild 9: Oberfläche mit einem nicht zugelassenen alkalischen Reiniger gereinigt.

Ausblick

Die Ergebnisse der Untersuchung haben gezeigt, dass der Einfluss der Reinigungs- und Hilfsmittel nicht zu unterschätzen ist. Eine entsprechende Auswahl an geeigneten und für die Fassadenreinigung zugelassenen Produkte ist zwingend. Nur dadurch kann eine sachgerechte Reinigung einer Fassade sichergestellt werden. Eine Fassadenreinigung soll den Werterhalt einer Fassade unterstützen und muss daher sorgsam und fachgerecht ausgeführt werden. Nur durch eine fachgerechte Reinigung lässt sich die Langlebigkeit einer Fassadenoberfläche und der Fassadenunterkonstruktion gewährleisten. Die technischen und dekorativen Anforderungen bleiben mit einer fachgerechten und regelmässigen Reinigung über viele Jahre erhalten und bringen jede Fassade zum Strahlen.

 

Kristin PIPPIG-SCHMID

Aluminium + Oberflächen

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