Feuerverzinkter Stahl in der nachhaltigen Kreislaufwirtschaft

Hidden Champion der Zirkularität

Feuerverzinkter Stahl - PerfekteR Werkstoff für das Nachhaltige und zirkuläre Bauen

Europa will als erster Kontinent bis 2050 klimaneutral sein. Der Erfolg des von der Europäischen Union definierten Ziels wird ganz wesentlich davon abhängen, ob und wie schnell es gelingt, die Transformation zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, neudeutsch auch Circular Economy genannt, zu schaffen.

Die Feuerverzinkungsindustrie leistet einen aktiven Beitrag zur Nachhaltigkeit auf dem Weg zur Klimaneutralität. Feuerverzinkter Stahl ist dauerhaft, wiederverwendbar, instandsetzbar und recyclingfähig. Er ist ein perfekter Werkstoff für das zirkuläre und nachhaltige Bauen und entspricht damit auch in idealer Weise den Prinzipien des Cradle to Cradle.

Feuerverzinkter Stahl ist dauerhaft, wiederverwendbar und recyclingfähig und damit ein idealer Werkstoff für das zirkuläre Bauen.
Feuerverzinkter Stahl ist dauerhaft, wiederverwendbar und recyclingfähig und damit ein idealer Werkstoff für das zirkuläre Bauen.

USE: Dauerhaftigkeit Für 50 Jahre und mehr

Die Nachhaltigkeit der Feuerverzinkung wird ganz wesentlich durch ihre Dauerhaftigkeit bestimmt, denn die Feuerverzinkung ist ein extrem langlebiger Korrosionsschutz. Ein Wartungs- und Instandhaltungszwang, den man von anderen Korrosionsschutzsystemen kennt, ist in der Regel nicht erforderlich. Eine Schutzdauer von 50 Jahren und mehr ist die Regel. Dies kann einerseits Normen wie DIN EN ISO 14713-1 entnommen werden oder auch der Tabelle „Nutzungsdauern von Bauteilen zur Lebenszyklusanalyse“ des „Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude“ (BNB). Unter der in Deutschland vorherrschenden atmosphärischen Korrosivität erreicht ein durchschnittlicher Zinküberzug mit 85 Mikrometern Schichtdicke eine Korrosionsschutzdauer von mindestens 50 Jahren. Zahlreiche Praxisbeispiele belegen ebenfalls die Dauerhaftigkeit des Korrosionsschutzes durch Feuerverzinken unter realen Einsatzbedingungen und damit auch die Nachhaltigkeit der Feuerverzinkung.

Feuerverzinken schützt für 50 Jahre und mehr.
Schutzdauer von Zinküberzügen in Deutschland (gemäß Zinkkorrosionskarte des Umweltbundesamtes)

REUSE: Nachhaltigkeit durch Bewährte Wiederverwendbarkeit

Bereits jetzt gibt es eine Vielzahl von Anwendungsbeispielen, die zeigen, dass feuerverzinkter Stahl wiederverwendbar ist und aufgrund seiner Dauerhaftigkeit und Robustheit auch regelmäßiger Demontage und Montage schadensfrei standhält. Behelfsbrücken als temporäre Konstruktionen gehören ebenso dazu wie fliegende Bauten, beispielsweise Konzertbühnen und Großzelte oder Gerüstkonstruktionen.

 
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Wiederverwendung Feuerverzinkte Behelfsbrücken
 
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Wiederverwendung Fliegende Bauten: Feuerverzinkte Zeltkonstruktionen (Foto: Xocolatl)
 
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Temporäres Autokino während der Corona-Krise: Feuerverzinkte Gerüstkonstruktion

REMAKE: Reparatur, Refurbishment, Remanufacturing - Neuverzinken spart Ressourcen, Energie und CO2

Eine Grundidee des zirkulären und nachhaltigen Wirtschaftens ist es, Bauteile oder Produkte möglichst lange in einem funktionsfähigen Zustand zu erhalten. Dies kann durch Reparatur bei Defekten, durch Refurbishing, das heißt Überholung und Instandsetzung oder Aufarbeitung (Remanufacturing) geschehen. Sollte aufgrund einer extrem langen Nutzungsdauer oder aufgrund anderer Einflüsse der durch Feuerverzinken hergestellte Zinküberzug keinen ausreichenden Korrosionsschutz mehr bieten, so ist das Neuverzinken von feuerverzinkten Stahlbauteilen möglich. Die Stahlbauteile werden in der Verzinkerei entzinkt und danach neu verzinkt. Da das Entzinken von Stahlteilen zur täglichen Praxis in Verzinkereien gehört, ist die Reparatur durch Entzinken und Neuverzinken in jeder Verzinkerei möglich. Durch das Neuverzinken wird dem Stahlbauteil erneut eine Korrosionsschutzdauer für 50 Jahre oder mehr ohne jeglichen Qualitätsverlust verliehen. Hierdurch werden in hohem Maße Ressourcen, Energie und CO2 eingespart und somit ein weiterer wertvoller Beitrag zur Nachhaltigkeit geleistet.

Studie belegt: Neuverzinken spart Ressourcen, Energie und CO2
Nachhaltig: Neuverzinkte Schutzplanken haben einen fünfmal geringerer CO2-Fußabdruck als neue Schutzplanken

Recycling: Beliebig oft ohne Qualitätsverlust

Feuerverzinkter Stahl ist auch bezüglich des Recyclings besonders nachhaltig, denn er kann ohne Qualitätsverlust (Downcycling) beliebig oft recycelt werden. Gegenwärtig werden laut European Commission Technical Steel Research und Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit rund 88 % des feuerverzinkten Stahls recycelt. 11% wird schon jetzt wiederverwendet.

Verzinkter Stahl kann problemlos mit anderem Stahlschrott bei der Elektro-Stahlerzeugung recycelt werden. Zink verdampft schon frühzeitig während dieses Prozesses und wird im EAF-Staub (Electric Arc Furnaces = Elektrostahlstäube) aufgefangen. Das im EAF-Staub enthaltene Zink wird in speziellen Anlagen recycelt und zur Herstellung von Primärzink genutzt.

Recycling und Wiederverwertung von feuerverzinktem Stahl
Recycling und Wiederverwertung von feuerverzinktem Stahl (Tabelle: Umweltproduktdeklaration „Feuerverzinkte Baustähle“)

MAKE: Feuerverzinken auch als Verfahren nachhaltig

Neben der Nachhaltigkeit des Produktes ist auch die Nachhaltigkeit des Herstellungsverfahrens wichtig. Moderne Feuerverzinkereien arbeiten kreislaufwirtschaftlich im Sinne der Circular Economy. Technologien zum Reduzieren, Reinigen, Recyceln und Rückführen von Abluft, Abwasser, Abfällen und Abwärme sind ein Standard. Zink als Hauptverbrauchsmaterial beim Verzinken wird sehr effizient verwendet. Wenn es nicht als Überzug auf dem Stahl haften bleibt, gelangt es in das Zinkbad zurück. Zinkasche und Hartzink als Nebenprodukte beim Verzinken, werden recycelt. Verzinkereien arbeiten abwasserfrei. Produkte der Vorbehandlung wie Säure und Flußmittel werden entweder recycelt oder wieder aufbereitet.
Eine unabhängige Typ III-Umweltproduktdeklaration gibt Auskunft über die Umweltauswirkungen der Herstellung von feuerverzinktem Stahl. Mehr erfahren

Das Metall Zink: nachhaltig und lebensnotwendig

Durch Feuerverzinken wird Zink auf Stahl aufgebracht. Zink ist ein natürliches Element und kommt in Gesteinen und Mineralien vor. Es ist lebensnotwendig für Mensch, Tier und Pflanze.

MEHR ERFAHREN

Feuerverzinkte Wellblechhütte von 1898

Die Dauerhaftigkeit der Feuerverzinkung zeigt sich auch unter realen Einsatzbedingungen in Praxis. Das derzeit älteste Gebäude in Deutschland bei dem feuerverzinkter Stahl zum Einsatz kam, ist eine Wellblechhütte aus dem Jahr 1898. Die kleine Hütte diente dem Bahnhof St. Ottilien am Ammersee als Fahrkartenverkauf-Stelle und Dienstraum. Bei einer Überprüfung der Hütte durch das Institut Feuerverzinken im April 2016, das heißt nach 118 Jahren Standzeit, waren die vertikalen feuerverzinkten Wellbleche überwiegend intakt und wiesen nur einen geringen Korrosionsanteil auf. Teilweise war sogar noch das Zinkblumenmuster sichtbar. Lediglich die Wellbleche des Daches zeigten auf der Oberseite starke Korrosionserscheinungen. Mehr erfahren

Dauerhaft: Die mehr als 120 Jahre alte, feuerverzinkte Wellblechhütte des Bahnhof St. Ottilien. (Foto: Flummi)

wartungsintensiv: Die Beschichtung des Eiffelturms

Schützt man Stahl durch Beschichten vor Korrosion, so sind regelmäßige Instandsetzungen und Erneuerungen erforderlich. Am Beispiel des Eifelturms zeigt sich was das in der Praxis bedeuten kann. Das Pariser Wahrzeichen muss alle 7 Jahre mit jeweils 60 Tonnen Farbbeschichtung vor Korrosion geschützt werden. 25 Lackierer benötigen pro Instandhaltung rund 18 Monate. Die Kosten pro Instandhaltung betragen 3 Millionen Euro. Wäre der Eiffelturm feuerverzinkt worden, sähe die Rechnung anders aus. Zwar sind moderne Erstbeschichtungssysteme leistungsfähiger geworden. Trotzdem ist hier in der Regel spätestens nach 25 Jahren eine Erneuerung erforderlich. (Quelle: de.wikipedia.org/wiki/Eiffelturm)

wartungsintensiv: Die Beschichtung des Eiffelturms
Leider nicht verzinkt: Der Eiffelturm muss alle 7 Jahre mit jeweils 60 Tonnen Farbbeschichtung vor Korrosion geschützt werden. (Foto: Alexander Hoernigk via Wikimedia Commons)

Geplante Wiederverwendung: Green House Utrecht

Das Green House Utrecht von Cepezed Architekten, Delft ist ein wegweisendes Praxisbeispiel für zirkuläres Bauen. Für das Restaurant mit Tagungseinrichtungen und einem Gewächshaus wurden fast ausschließlich wiederverwendbare Materialien eingesetzt. Das Gebäude mit seinem feuerverzinkten Stahltragwerk kann nach 15 Jahren inklusive der Fundamente komplett demontiert und an einem anderen Ort wiederaufgebaut werden. Aufgrund seines Nachhaltigkeitskonzeptes wurde das Projekt beim Global Galvanizing Award 2018 ausgezeichnet.

Das Green House Utrecht mit feuerverzinkten Stahltragwerk kann demontiert und an einem anderen Ort wiederaufgebaut werden. (Foto: cepezed | Lucas van der Wee)

Wiederverwendung: Feuerverzinkte Schalungs-module als elementE der Shop-Einrichtung

Der Fahrradladen „staub und teer“ in Köln verwendet das feuerverzinkte Konstruktionssystem EURO Schalung als zentrales Gestaltungs- und Einrichtungselement für Wände, Raumtrenner, Regale und weitere Einbauten. Die EURO-Schalungselemente können als universelles System nach einem eventuellen Abbau ohne Materialverlust als Schaltung für Beton oder andere Zwecke wiederverwendet werden – zirkuläres Bauen in Reinform. Mehr erfahren

Wiederverwendung: Schalungsmodule als Einrichtungselemente: Fahrradladen „staub und teer“
Wiederverwendung: Schalungsmodule als Einrichtungselemente im Fahrradladen „staub und teer“ in Köln (Architekten: Bel Sozietät für Architektur, Köln) Foto: Veit Landwehr/bildpark.net

Vergleich der Nachhaltigkeit: Feuerverzinkte vs. beschichtete Brücke

Eine Studie im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), hat am Beispiel einer real ausgeführten Stahlverbundbrücke als Referenzbauwerk im Rahmen einer Nachhaltigkeitsanalyse eine feuerverzinkte und beschichtete Brücke untersucht. Über den gesamten Lebenszyklus dieser integralen Autobahnüberführung wurden eine Ökobilanz erstellt, die Lebenszykluskosten sowie die externen Effekten ermittelt und verglichen. Die ökologische Analyse zeigt in allen betrachteten Wirkungskategorien Einsparungen durch die Feuerverzinkung über den gesamten Lebenszyklus im Vergleich zur organischen Beschichtung. Beispielsweise werden über den gesamten Lebenszyklus der feuerverzinkten Brücke aufgrund der Feuerverzinkung rund 5% CO2 gegenüber der beschichteten Brücke eingespart. Die Studie betrachtet zudem externe Umwelteffekte, die durch verlängerte Fahrzeiten, erhöhte Kraftstoffverbräuche und erhöhtem Fahrzeugverschleiß durch Stop & Go-Fahrweise die aufgrund von Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten entstehen. Im Vergleich zur beschichteten Brücke werden durch den Wegfall von Instandsetzungsarbeiten an der Feuerverzinkung beispielsweise rund 20 Prozent CO2 eingespart. In absoluten Zahlen sind dies mehr als 200 t CO2. Auch in allen anderen Wirkungskategorien verursacht die feuerverzinkte Brücke geringere externe Umwelteffekte als die beschichtete Brücke. (Quelle: Nachhaltigkeitsberechnung von feuerverzinkten Stahlbrücken, Kuhlmann et al., Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen Heft B 112, Bergisch Gladbach.)

 

Vergleich CO2-Verbrauch: Feuerverzinken und Beschichten.
Exemplarischer Vergleich des CO2-Verbrauchs verursacht durch externen Effekte: Die feuerverzinkte Brücke spart CO2. (Quelle: Nachhaltigkeitsberechnung von feuerverzinkten Stahlbrücken)

Vergleich der Nachhaltigkeit von Korrosionsschutz-Systemen: Feuerverzinken spart CO2 

Die Technische Universität Berlin hat im Rahmen einer Nachhaltigkeitsstudie den Korrosionsschutz durch Feuerverzinken gemäß DIN EN ISO1461 mit einer Beschichtung gemäß DIN EN ISO 12944 Teil 5 am Beispiel eines Parkhauses in Stahlbauweise verglichen und kommt zu dem Ergebnis, dass der Korrosionsschutz durch Feuerverzinken in allen untersuchten Umweltwirkungskategorien niedrigere Werte aufweist als das Beschichtungssystem. So spart der Einsatz einer Feuerverzinkung über eine Nutzungsdauer von 60 Jahren bis zu 114 kg CO2 pro Tonne Stahl im Vergleich mit Beschichtungssystemen. (Quelle: Ökobilanzieller Vergleich von Korrosionsschutzsystemen für Stahlbauten, Technische Universität Berlin, Berlin)

Parkhaus-Studie: Feuerverzinken nachhaltiger als Beschichten.
Ökobilanzieller Vergleich von Korrosionsschutzsystemen am Beispiel eines Parkhauses: CO2-Verbrauch:

Neuverzinken spart pro Kilometer Schutzplanke 112 Tonnen CO2 - Ökobilanzstudie Belegt Die Nachhaltigkeit

Eine Ökobilanzstudie (LCA) des niederländischen Forschungsinstitut CE Delft zeigt die Nachhaltigkeit des Neuverzinkens. Die Verwendung von neuverzinkten Autobahn-Schutzplanken (inkl. Transport sowie De- und Neumontage) weist einen fünfmal geringeren CO2-Fußabdruck sowie einen fünfmal geringeren Primärenergieverbrauch auf als der Ersatz durch neue Schutzplanken. Pro Meter neuverzinkter Schutzplanken werden so 112 kg CO2 und 1405 MJ Energie eingespart. Doch nicht nur beim CO2 und beim Energieverbrauch, sondern in allen im Rahmen der Nachhaltigkeits-Studie untersuchten Wirkungskategorien zeigten die neuverzinkten Schutzplanken bessere Ergebnisse. Bezogen auf die Bundesrepublik Deutschland würden hierdurch bei 13000 Autobahn-Kilometern und 38000 Landstraßenkilometern Millionen Tonnen CO2 einsparen. (Quelle: CE Delft)

 

Ökobilanzieller Vergleich von neuen und neuverzinkten Schutzplanken.
Ökobilanzieller Vergleich von neuen und neuverzinkten Schutzplanken. (Quelle: CE Delft)

Drittgeprüft, Unabhängig: Umweltprodukt-Deklaration für feuerverzinkte Baustähle

Seit 2013 gibt es eine Umweltproduktdeklaration für feuerverzinkte Baustähle. Eine Umwelt-Produktdeklaration, englisch auch Environmental Product Declaration (EPD) genannt, macht Aussagen zur Nachhaltigkeit und liefert objektive Daten und Fakten über die Auswirkungen von Unternehmen und ihren Produkten auf Mensch und Umwelt. Die EPD „Feuerverzinkte Baustähle: Offene Walzprofile und Grobbleche“ liefert diese Fakten und Daten für offene Walzprofile und Grobbleche, die von den Mitgliedsbetrieben und Offiziellen Partnern des Industrieverbandes Feuerverzinken nach DIN EN ISO 1461 feuerverzinkt wurden. Die Umweltproduktdeklaration für feuerverzinkte Baustähle ist eine sogenannte Typ III-Deklaration nach ISO 14025 und EN 15804, die unter Einbeziehung unabhängiger Dritter entwickelt und zusätzlich unabhängig geprüft wurde. Sie entspricht damit internationalen Normen zur Ökobilanzierung, die eine kritische Nachprüfung eines unabhängigen Gutachters vorschreiben. Die Umweltproduktdeklaration für feuerverzinkte Baustähle ist nur gültig für Mitglieder und Offzielle Partner des Industrieverbandes Feuerverzinken.

 

Unabhängig erstellt und Drittgeprüft: Umweltproduktdeklaration für feuerverzinkte Baustähle

Umweltprodukt-deklaration zeigt die Bedeutung der Feuerverzinkung als Longerlife-Produkt

Die EPD für feuerverzinkte Baustähle belegt die Bedeutung der Feuerverzinkung als sogenanntes Longerlife-Produkt. Die Feuerverzinkung hat nur einen geringen Anteil an den Umweltauswirkungen, die durch feuerverzinkten Stahl entstehen, aber einen großen Einfluss auf die Langlebigkeit des Stahls. Des Weiteren zeigt die EPD das Recyclingpotenzial von feuerverzinktem Stahl auf. Im sogenannten Modul D sind Gutschriften und Lasten aufgeführt, die durch die Wiederverwendung und das Recycling von feuerverzinktem Stahl entstehen. Das Recyclingpotenzial (Modul D) macht einen beträchtlichen Teil aus und damit trägt direkt zur Minderung der Umweltbelastung bei. Die Gutschriften liegen zwischen 32 und 49 Prozent. Beim Treibhauspotenzial (GWP) macht dieser Effekt beispielsweise 38 Prozent aus.

Umweltproduktdeklaration feuerverzinkte Baustähle.
Die Gutschriften (grau), die durch die Wiederverwendung und das Recycling von feuerverzinktem Stahl entstehen liegen zwischen 32 und 49 Prozent. (Quelle: Umweltproduktdeklaration „Feuerverzinkte Baustähle“)

Kurzversion Umweltproduktdeklaration "Feuerverzinkte Baustähle"
PDF | 1 MB
 
Umweltproduktdeklaration "Feuerverzinkte Baustähle" (Deutsche Version)
PDF | 2 MB
 
Environmetal Product Declaration "Hot-dip galvanized structural steel" (English Version)
PDF | 941 KB
 
Leitfaden Feuerverzinken und nachhaltiges Bauen
PDF | 4 MB
 
Special Nachhaltigkeit I
PDF | 928 KB
 
Special Nachhaltigkeit II
PDF | 1 MB
 
LEED Beiblatt "Recycled Content"
PDF | 50 KB
 
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