Moderne Fassadenfarben und das Phänomen der Verschmutzung Autor: Horst Rusam, Caparol
Die Fassade als Visitenkarte	Fassadenbeschichtungen müssen neben den bauphysikalischen Kriterien zusätzlich noch ästhetische Funktionen erfüllen, denn die Fassade ist bestimmend für das Erscheinungsbild eines Hauses. Ihre Gliederung verleiht dem Bauwerk seinen individuellen Ausdruck. Vielseitig sind dabei die Gestaltungsmöglichkeiten mit Farben. Wie die Architektur erfordert auch die farbliche Gestaltung Stilempfinden. Insofern ist die Fassade eines Gebäudes nicht nur Ausdruck des Zeitgeistes einer Epoche, sondern sozusagen auch eine Art Visitenkarte des jeweiligen Besitzers. In diesem Zusammenhang kommt der Optik und der Sauberkeit einer Fassade mehr als nur eine ästhetische Bedeutung zu.
Die Bauphysik	Hochwertige Fassadenfarben leisten einen wichtigen Beitrag zum Werterhalt eines Gebäudes. Sie bieten langjährigen Schutz vor schädlichen Witterungs- und Umwelteinflüssen. Die entscheidenden Qualitätskriterien sind hohe Haftfestigkeit, gute Farbton-, Licht- und UV-Beständigkeit sowie optimierte bauphysikalische Eigenschaften. Eine besondere Gefahr für Putz und Mauerwerk geht von Wasser in seinen drei möglichen Aggregatzuständen aus. Deshalb ist die wichtigste Anforderung an einen Beschichtungsstoff, Regenwasser und Feuchtigkeit vom Mauerwerk fernzuhalten, aber gleichzeitig eine hohe Diffusionsfähigkeit für Luft und Wasserdampf (Atmungsaktivität) zu erzielen. Moderne, hochwertige Anstrichstoffe erfüllen all diese Bedingungen und liefern optisch einwandfreie Beschichtungen, die auch überdurchschnittlich verschmutzungsresistent sind.
Verschmutzungen nur bedingt zu verhindern	Selbst mit den besten Materialien für die Oberflächenbeschichtung kann man nicht verhindern, dass im Laufe der Jahre der Alterungsprozess einer Fassade voranschreitet und der Zahn der Zeit langsam aber sicher an der Substanz nagt. So ist auch eine mehr oder weniger stark fortschreitende Verschmutzung der Fassadenflächen eine natürliche Begleiterscheinung . Weil so zahlreiche Ursachen für die Fassadenverschmutzung verantwortlich sind, kann es auch keine allgemein gültige Regeln geben, wie diese zu minimieren ist. Wunderprodukte, die solches ermöglichen, kann es deshalb nicht geben. Dennoch ist es heute mit modernen Werkstoffen besser denn je möglich, einen Langzeitschutz gegen Verschmutzungen an Fassaden zu bewirken. Allerdings muss man sich für jeden Einzelfall eine maßgeschneiderte Lösung einfallen lassen.
Wie kommt Verschmutzung zustande?	In einer dicht besiedelten Region wie Deutschland gibt es nirgendwo mehr "saubere Luft" im eigentlichen Sinne. Nicht nur in der Stadt oder in Industrie- und Ballungsgebieten, sondern auch auf dem Land enthält die Luft Schmutz und Schadstoffe. Insofern ist das Ausmaß der Fassadenverschmutzung von ihrem jeweiligen Standort abhängig. Auf dem Land ist die Verschmutzungstendenz erfahrungsgemäß geringer als in der Stadt. Was wir als Schmutz bezeichnen, besteht teilweise aus anorganisch-mineralischen Stoffen wie Sand und Staub oder ist organisch-chemischer Herkunft: Er stammt aus der zum Teil unvollständigen Verbrennung von Heizöl, Kohle, Kraftstoffen und anderen Energieträgern. Auch der Abrieb von Autoreifen, Bremsbelägen und Straßen darf als Verschmutzungsquelle nicht unterschätzt werden. Im Schmutz städtischer Gebiete überwiegt der fettähnliche organisch-chemische Anteil, während in ländlichen Regionen der anorganische Staub dominiert. Die verschiedenartigen Schmutzkombinationen führen an der Fassade zu einer mehr oder weniger starken Vergrauung. Besonders unansehnlich sind die Fälle, wo der Schmutz sich nicht gleichmäßig ablagert, sondern Schmutzfahnen entstehen. In diesem Zusammenhang sind die architektonischen Besonderheiten eines Gebäudes wichtig. Auf senkrechten Teilen bilden sich weniger, auf geneigten oder waagrechten Teilen um so mehr Ablagerungen. Ein großer oder geringer Dachüberstand, herausragende Fensterbänke, Gesimse, Bossen, Fassadenvorsprünge aller Art haben wesentlichen Einfluss auf das Verschmutzungsverhalten. Denn sie bestimmen, inwieweit Regen in der Lage ist, abgelagerten Schmutz wieder wegzuwaschen. Fassadenflächen bleiben überall dort, wo das Regenwasser ungehindert auftreffen kann, länger sauber als in Bereichen, wo das nicht der Fall ist. Glatte Fassaden verschmutzen weniger als stark strukturierte Oberflächen, denn auf rauen Untergründen hat der Schmutz bessere Haftungsmöglichkeiten und kann deshalb von Wind und Regenwasser weniger leicht entfernt werden. In ländlichen Gebieten mit einer im Jahresdurchschnitt hohen Luftfeuchtigkeit durch die Nähe von Wäldern, Wiesen und Gewässern kommt häufig noch eine Fassadenverschmutzung biologischer Art hinzu. Algen, Pilze, Sporen, Moose und Flechten bewirken eine Vergrünung oder Vergrauung, die wie eine Verschmutzung aussieht, sich aber unter dem Mikroskop als biologischer Befall zu erkennen gibt. Gute Fassadenfarben können so ausgerüstet werden, dass sie dem biologischen Befall für lange Zeit widerstehen.
Anstrichtechnische Effekte	Die verwendeten Bindemittel, Pigmente, mineralischen Füllstoffe und andere Rezepturbestandteile einer Fassadenfarbe steuern in erheblichem Maße Geschwindigkeit und Umfang der Verschmutzung. So sind thermoplastische Bindemittel, wie sie zum Beispiel gezielt bei den Rissüberbrückenden Systemen eingesetzt werden, in punkto Verschmutzung besonders kritisch zu sehen. Dagegen sind Bindemittel, die auch bei starker Sonneneinstrahlung nicht klebrig werden und bei Befeuchtung durch Regen oder Tau kein Quellverhalten aufweisen, für schmutzresistente Fassadenfarben wesentlich besser geeignet. Der Einsatz von Hydrophobierungsmitteln in Fassadenfarben bewirkt in der Praxis einen mehr oder weniger starken Wasserabperleffekt bei Beregnung. Die Wassertropfen, die sich auf einer solchen Oberfläche bilden, haben eine kugelförmige Gestalt, was in der Fachsprache als großer Randwinkel bezeichnet wird. Ohne Zweifel hat aus bauphysikalischer Sicht eine Hydrophobierung positive Auswirkungen auf die Qualität von Fassadenfarben — auch was die Verschmutzung anbetrifft. Voraussetzung ist allerdings, dass es sich sich nicht nur um eine temporäre, sondern um eine dauerhafte, zum Beispiel durch hochwertiges Silikonharz bewirkte Hydrophobierung handelt. Aber, wie so oft, kommt es auch in diesem Fall auf die richtige Dosierung an. Ob durch einen extrem hohen Wasserabperleffekt (Randwinkel) auch die Verschmutzungsneigung entsprechend günstig beeinflusst wird, ist sehr umstritten. Es gibt viele Hinweise darauf, daß sich langfristig eine zu starke Hydrophobierung eher negativ auswirkt. Zuviel des Guten führt zu einer ungleichmäßigen, fleckenartigen Verschmutzung und entsprechend negativen Auswirkungen auf die Optik.
Die Edelkreidung	Bestimmte Pigmente können das Verschmutzungsverhalten von Fassadenfarben positiv beeinflussen. Ein leichter Abbau der Pigmente und Füllstoffe durch Witterungseinflüsse an der Anstrichoberfläche erzielt eine Art "Selbstreinigung". Diese sogenannte "Edelkreidung" kann in gewissem Umfang durch die Rezeptur gesteuert werden, was schon lange eine bewährte Methode ist, um die optischen Eigenschaften eines alternden Anstrichs günstig zu beeinflussen. Wenn Fassaden nach vielen Jahren noch einen sauberen Eindruck hinterlassen, ist in vielen Fällen eine Edelkreidung die Ursache. Durch die Wischprobe kann dieser Effekt sehr gut überprüft werden.
Die Nano-Technologie	Bei dem verständlichen Interesse an sauberen Fassaden darf man jedoch nicht übersehen, dass in vielen Fällen Fassadenfarben elastisch sein müssen, um zum Beispiel Putzrisse auf kritischen Untergründen zu überbrücken. Elastisch heißt aber immer auch in bestimmtem Umfang klebrig, und deshalb ist in solchen Fällen eine stärkere Verschmutzung vorprogrammiert. Um dem entgegen zu wirken, steht jetzt nach mehrjährigem Praxistest ein neuartiger Schmutzabweisender Schutzüberzug zur Verfügung. Generell gilt jedoch, dass die Schutzwirkung dieses Produktes nur dann voll zur Wirkung kommen kann, wenn die Randbedingungen an der jeweiligen Fassade (Architektur, Klima etc.), wie vorher beschrieben, insgesamt günstig sind. Die Wirkung des wässrigen Reinsilikatproduktes beruht auf einer Mineralisierung der Anstrichoberfläche beruht. Nach dem Trocknen des Materials entsteht eine mikroporöse Schicht kleinster Quarzteilchen, deren Durchmesser in der Größenordnung von Millionstel Millimeter liegen. Mit diesen Mikrostrukturen gehört der Werkstoff zu den sogenannten nanoskaligen Oberflächenbeschichtungsmitteln. Sie vermindern für Schmutzpartikel die Kontaktfläche, so dass diese auf Grund der geringeren Haftkräfte von Regenwasser abgespült werden können. Die Nano-Technologie (ein Nanometer = ein Milliardstel Meter) steht heute insgesamt im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses, weil durch feinste Oberflächenstrukturen ganz besondere Eigenschaften hervorgerufen werden können. Die nanoskaligen Quarzteilchen haben darüber hinaus noch weitere positive Wirkungen auf die zerklüfteten Oberflächen von Beschichtungen. Sie sind in der Lage, die in jedem Anstrich vorhandenen kleinen, mittleren und größeren Poren zu verstopfen. So wird Schmutzteilchen die Möglichkeit genommen, sich in solchen Hohlräumen einzunisten. Außerdem wird die beschichtete Anstrichfläche bei Beregnung flächendeckend benetzt, da die mikroporösen Nano-Quarzteilchen das Wasser sozusagen aufsaugen und über die Fläche verteilen. Der Wirkungsmechanismus der Schmutzabwehr ist hier ein anderer als bei den hydrophobierten Fassadenfarben. Während dort der hohe Randwinkel sich bildender Wassertropfen und der Abperleffekt im Vordergrund stehen, wirkt das neue Produkt durch den gegenteiligen Effekt einer Totalbenetzung und der dadurch ermöglichten flächendeckenden Abtragung von Schmutzteilchen durch Regenwasser. Wie vergleichende Objektversuche beweisen, ist dieses Wirkprinzip dem Hydrophobierungsverfahren überlegen. Wegen des durch die Quarzteilchen erzeugten "Anfeuerungseffektes" empfiehlt sich der Einsatz von Silamur ausschließlich auf weißen oder pastellfarbigen Anstrichen, um optischen Störungen, die auf stark farbigen Flächen auftreten können, zu vermeiden. Dies ist kein Nachteil, denn es sind ja gerade die Flächen mit hohem Hellbezugswert (Weißgrad), bei denen eine Verschmutzung ins Auge fällt.
Unterschiedliche Typen von Fassadenfarben	Die Vielzahl der in der Praxis vorkommenden Anforderungen an Fassadenbeschichtungen können meistens nicht von einem einzigen Produkt erfüllt werden. Jeder Einzelfall bedarf einer auf die vorliegenden Bedingungen abgestimmte Behandlung. Die folgenden Fassadenfarbentypen empfehlen sich, wenn Verschmutzungsresistenz im Vordergrund des Interesses steht. In Silikonfarben vereinigen sich die seit Jahrzehnten bekannt guten Eigenschaften der Silikatfarben mit der universellen Einsetzbarkeit von Dispersionsfarben. Das heißt: eine Silikonfarbe kann auf fast allen Untergründen problemlos verarbeitet werden, trocknet fleckenlos auf, zeigt eine kalkmatte, mineralisch wirkende Oberfläche, verleiht den Pigmenten Farbbrillanz und verfügt über beste bauphysikalische Werte. Auch alte Dispersionsfarben und insgesamt kritische Untergründe können nach entsprechender Grundierung ohne Schwierigkeiten einwandfrei überarbeitet werden. Solchermaßen beschichtete Fassaden sehen, wenn entsprechende Umweltbedingungen vorliegen, auch noch nach vielen Jahren wie neu aus und zeigen eine deutliche, jedoch nicht extreme Hydrophobierung, da das Silikonharz in der richtigen Dosierung enthalten ist. Die einkomponentigen Silikatfarben enthalten Quarzmehl als reaktiven Füllstoff, das beim Trocknungsprozess zu einer Doppelverkieselung mit sich selbst und dem Untergrund führt. So erklärt sich die hervorragende Witterungsstabilität. Silikatanstriche sind besonders lange haltbar und auf Grund des anorganischen, nicht thermoplastischen Bindemittels sehr widerstandsfähig sowohl gegen Verschmutzung als auch gegen aggressive Schadstoffe aus der Luft. Hochwertige Silikat- und Silikonfarben gehören nach der DIN EN 1062-3 in die Gruppe der Fassadenfarben mit der geringsten Wasseraufnahme und nach der DIN EN 7388-2 in die Gruppe mit der höchsten Wasserdampfdurchlässigkeit. Somit bieten beide Typen den bauphysikalisch nach DIN EN 1062-1 bestmöglichen Feuchteschutz und gehören zu den Fassadenbeschichtungen, die auch extremer Beanspruchung gewachsen sind. Silikatfarben können jedoch bekanntlich nicht auf allen Untergründen und auch nicht bei jeder Klimabedingung verarbeitet werden. Dispersionsfassadenfarben mit siloxanverstärktem Bindemittel garantieren ebenfalls ausgezeichnete Haftfestigkeit und hohe Schutzwirkung gegen UV-Strahlen. Sie sind weiterhin besonders resistent gegen sauren Regen, sichern aber trotzdem gute Atmungsaktivität. Ein solcher Anstrich trocknet im Gegensatz zu mineralischen Beschichtungen spannungsarmer auf und verhält sich auch sehr positiv in Bezug auf Mikrorissbildung. Er kann auf fast allen in der Praxis vorkommenden Untergründen eingesetzt werden und ist deshalb ein besonders beliebter Universalanstrich.