Produktgruppeninformation |
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![]() raues Stahlblech | ||||||||||
BegriffsdefinitionAls Stahl bezeichnet man aus Erz erschmolzene Legierungen aus Eisen und Kohlenstoff wobei der Kohlenstoffgehalt (C) weniger als 2,06 % betragen muss. Gemäß des Kohlenstoffgehalts unterscheidet man in folgende Stahlarten:
Nach DIN EN 10020 wird zwischen zwei Hauptgüteklassen unterschieden:
Nach dem Anteil an Legierungselementen sowie dem Kohlenstoffgehalt wird Stahl unterschieden in:
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Wesentliche BestandteileHauptbestandteil
Begleitbestandteile
Legierungselement
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CharakteristikStahl kann zum einen sehr weich und dafür ausgezeichnet verformbar hergestellt werden, wie etwa das Weißblech von Konservendosen. Auf der anderen Seite kann er aber auch sehr hart und dafür spröde hergestellt werden, wie etwa martensitische Stähle für Messer (Messerstahl). | ||||||||||
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzDie Herstellung von Stahl aus Eisenerz im Hochofen (bis 25% Schrottanteil) ist sehr energieintensiv, was auch zu hohen CO2-Emissionen führt. Durch das Stahlrecycling und die vollständige Kreislaufführung werden Rohstoffe eingespart. Bauteile aus Stahl selbst besitzen aber keine gesundheits- oder umweltgefährdenden Eigenschaften. | ||||||||||
Lieferzustand
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Anwendungsbereiche (Besonderheiten)Stahl wird im Bauwesen in vielen Formen und überaus vielfältig eingesetzt. Aufgrund der großen Neigung sich mit Sauerstoff zu verbinden und damit sehr schnell zu korrodieren, ist für Stahl im Außenraum ein Korrosionsschutz notwendig, der durch metallische Überzüge und/oder organische Beschichtungen erreicht werden kann.
Baustahl wird für geschraubte, geschweißte und andersartig verbundene Gebäudekonstruktionen, Brücken und andere Bauwerke oder in Stahl-Verbundkonstruktionen verwendet. Beispiele hierfür sind:
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1 materialarchiv, Online-Quelle (abgerufen 04/2014) |
Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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Planungs- und Ausschreibungshilfen |
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GrundsätzlichesSie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen. Grundstoffe werden in der Regel nicht ausgeschrieben. Der Reiter Planungsgrundlagen ist daher bei den Metallen nur teilweise gefüllt. Informationen finden sich in den zugeordneten Bauproduktgruppen (s. Links im rechten Navigationsmenü). Der Bereich Planungs- und Ausschreibungshilfen soll kontinuierlich weiterentwickelt und auf die Bedürfnisse der Planer abgestimmt werden. Für 2014 ist ein weiteres Entwicklungsprojekt für diesen Bereich vorgesehen. | |
Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) / Kriterium 1.1.6Mit dem Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) steht ein zum Leitfaden Nachhaltiges Bauen ergänzendes ganzheitliches quantitatives Bewertungsverfahren zur Verfügung. Das BNB-Kriterium 1.1.6 befasst sich dabei mit den Risiken für die lokale Umwelt. Einordnung von StahlBei Verwendung von Produkten aus der Gruppe Stahl gibt es nach derzeitigem Kenntnisstand normalerweise keine Einschränkungen bei der Erfüllung der Anforderungen des BNB-Kriteriums 1.1.6 für Qualitätsniveau 5. Im Zusammenhang mit Stahlbau kann jedoch der Brand- bzw. Korrosionsschutz für die Bewertung relevant sein. Hierzu prüfen Sie bitte Informationen in der entsprechenden Wecobis-Gruppe. Hinweis: | |
UBA-AusschreibungsempfehlungenAuf den Internet-Seiten des Umweltbundesamtes (UBA) findet sich der „Informationsdienst für umweltfreundliche Beschaffung“, u. a. mit Informationen und Ausschreibungsempfehlungen zu einzelnen Bauproduktgruppen. Für Stahl finden sich dort derzeit (Stand 10/2013) noch keine Informationen. Es lohnt sich aber, die Seiten zu besuchen, da diese regelmäßig weiterentwickelt werden. Die Ausschreibungsempfehlungen des UBA orientieren sich an den jeweiligen Vorgaben eines zugehörigen Blauen Engels (s. Reiter Zeichen & Deklarationen). | |
Zeichen / Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz (z.B. Blauer Engel, Giscode)Unter dem Reiter Zeichen & Deklarationen finden sich eine Übersichtstabelle, weiterführende Informationen und Links zu Zeichen und Labels, die diese Produktgruppe betreffen können. Auch damit lassen sich Unterschiede von Produkten innerhalb einer Produktgruppe hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz feststellen. | |
REACH / CLPDie REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten. Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Für diese Informationen besteht eine Auskunftspflicht. Sie müssen aber nicht in Form eines Sicherheitsdatenblattes nach den Kriterien des Anhangs II der REACH-Verordnung gegeben werden. Stahl als Werkstoff kann, da er verschiedene Legierungselemente enthält als Gemisch eingestuft. Produkte aus Stahl werden als Erzeugnis eingestuft. Informationen und Unterstützung zu den Auskunftsrechten finden sich unter www.reach-info.de. | |
Umweltdeklarationen |
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Referenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Die VERBRAUCHER INITIATIVE e. V. betreibt ein Internet-Portal mit umfangreicher Label-Datenbank (www.label-online.de). Die Label werden dort beschrieben und anhand von Kriterien hinsichtlich Nachhaltigkeit (umweltgerecht, sozial verträglich, gesundheitlich unbedenklich) bewertet. Gütezeichen RAL-GZ Weitere Stähle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
UmweltproduktdeklarationenFür Produkte mit Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD) liegen umfassende Informationen zu wichtigen Umweltwirkungen wie z. B. Ressourcenverbrauch, globaler Treibhauseffekt, Ozonabbau oder Versauerung von Böden und Gewässern vor (genaue Erläuterungen siehe Lexikon und Textteil „Umweltproduktdeklarationen“). Diese bilden die Datengrundlage für die ökologische Gebäudebewertung.
* WECOBIS informiert produktneutral. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle sofern vorhanden nur auf PCR-Dokumente (Produktgruppenregeln) und Branchen-EPDs verwiesen. Dies schließt nicht aus, dass für einzelne Produkte EPDs vorliegen können. Weitere Informationen und Downloads finden sich z. B. auf den Seiten des IBU Institut Bauen und Umwelt e. V.. → auch Lexikon Umweltproduktdeklaration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ökobau.dat / UmweltindikatorenÖkobau.dat ist ein Baustein des Informationsportals Nachhaltiges Bauen in der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten und enthält Datensätze mit Umweltindikatoren von Bauprodukten. Die in der Ökobau.dat beschriebenen Umweltindikatoren bilden die Grundlage der im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) vorgeschriebenen Berechnung von Ökobilanzen auf Gebäudeebene. Der hierfür betrachtete Lebenszyklus eines Bauproduktes gliedert sich in die Herstellung und die Nachnutzungsphase. Die Bewertung basiert auf Indikatoren der
Diese umfangreiche Sammlung verifizierter Daten steht unter http://www.nachhaltigesbauen.de/oekobaudat/ zur Ansicht zur Verfügung. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bewertungssystem |
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Technisches |
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Technische DatenBaustählen sind schweißbar können spannungsarm geglüht werden. Stahl wird im Bauwesen in vielen Formen und überaus vielfältig eingesetzt. Aufgrund der großen Neigung sich mit Sauerstoff zu verbinden und damit sehr schnell zu korrodieren, ist für Stahl im Außenraum ein Korrosionsschutz notwendig, der durch metallische Überzüge und/oder organische Beschichtungen erreicht werden kann (Verzinkter Stahl). Eigenschaften und Kennzahlen unterschiedlicher Baustähle1
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Baustoffklasse nach DIN 4102-1A Euroklasse nach DIN EN 13501-1A1 Färbunggrau BeständigkeitJe nach Zusammensetzung bedingt witterungsbeständig, deshalb extra Korrosionsschutz. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Technische Regeln (DIN, EN)
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BauregellisteDas Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf. Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Quellen1R. Siebers, bauforumstahl e. V. |
Literaturtipps |
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siehe Literatur Metalle Arnim von Gleich, Martin Brahmer-Lohss, Manuel Gottschick, Dirk Jepsen, Knut Sander: Nachhaltige Metallwirtschaft Hamburg, Erkenntnisse – Erfahrungen - praktische Erfolge, Endbericht des BMBF-Projektes, Hamburg, August 2004 Gleich, Arnim von; Ayres, Robert U.; Gößling-Reisemann, Stefan (Eds.): Sustainable Metals Management, Springer Verlag, 2006, ISBN: 978-1-4020-4007-8 Philipp Jürgen, et.al.: Ökobilanzen für Stahlprodukte - Sachstand und Perspektiven, Eisen und Stahl, Nr.11, 1994 Philipp Jürgen, et.al.: Fortschreibung der Ökobilanz für Stahlprodukte, Eisen und Stahl, Nr. 11, 1996 Bundesverband der Deutschen Schrottwirtschaft e. V.: Recycling, Vom Schrott zum Stahl, Verlag Handelsblatt GmbH, 1984, Düsseldorf Bayerischer Gemeindeunfallversicherungsverband: Unfallverhütungsvorschrift Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren (GUV 3.8), 1997, München Jellinghaus Manfred: Stahlerzeugung im Lichtbogenofen, Verlag Stahleisen mbH, 1994, Düsseldorf Verlag Stahleisen mbH: Werkstoffkunde Stahl, Springer Verlag, 1985, Berlin Oeters Franz: Metallurgie der Stahlherstellung, Springer-Verlag, 1989, Berlin Gaugl Heinz: Metallrecycling, Institut für Technologie + Hüttenkunde der Nichteisenmetalle, 1999, Leoben Beratungsstelle für Stahlverwendung: Eisen und Stahl, 1984, Düsseldorf BR online: „Der Schatz aus den Wäldern“ 18.03.2009 Hegger, Manfred: Baustoffatlas, München 2005 Wirtschaftsvereinigung Stahl im Stahl-Zentrum, Juni 2008: Steigende Rohstoffpreise verteuern die Stahlerzeugung proLignum, Holz. Der Weg in die Zukunft M. Volz: Die ökologische Herausforderung, Tübingen 1999 |
Rohstoffe / Ausgangsstoffe |
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HauptbestandteileBaustahl (niedrig legiert)
Stahl (unlegiert)
Baustahl (hoch legiert)
*Legierungselement (Silizium, Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän) Rohstoffe für Gusswerkstoffe
Rohstoffe für Roheisen sind folgende Eisenerze
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Umwelt- und GesundheitsrelevanzGewinnung der PrimärrohstoffeEisenerz wird in der westlichen Welt zu 95 % im Tagebau abgebaut. Um die Kosten des Transports und der Verhüttung niedrig zu halten, werden die Eisenerze am Ort des Abbaus aufbereitet. Dazu genügt bei Erzen mit einem hohen Eisengehalt ein mehrfaches Brechen und Sieben, eisenarme Erze hingegen müssen gebrochen und gemahlen werden. Um den Eisengehalt zu erhöhen schließt sich die Flotation an, ein Verfahren, bei dem feinverteilte Luft durch ein Erz-Wasser-Gemisch geleitet wird. Nach Zugabe von Reagenzien wird der Eisenmineralschaum dann abgeführt. Da der Hochofenprozess stückiges Erz verlangt, werden in einem thermischen Verfahren zunächst kleine Kugeln geformt, sogenannte Pellets, die dann anschließend gebrannt werden, oder es erfolgt ein Sintern am Ort der Verhüttung. Dabei werden die kleinen Erzkörner durch Hitze zusammengebacken. VerfügbarkeitDie Jahresweltproduktion betrug 2012 etwa 1,548 Milliarden Tonnen Rohstahl. Die bedeutendsten Herstellerländer, die Volksrepublik China 717 Millionen Tonnen (46,3 Prozent), Japan 107 Millionen Tonnen (6,9 Prozent) und die EU 27 169 Millionen Tonnen (10,9 Prozent), haben daran einen Anteil von mehr als der Hälfte. Wichtige Produzenten von Stahl in Europa sind Russland, Deutschland und die Ukraine. Die deutsche Stahlproduktion betrug 2012 42,66 Mio. t. Deutschland ist der größte Rohstahlproduzent in der EU. In der Welt liegt es auf Platz 7 hinter China (Platz 1), Japan (2), USA (3), Indien (4), Russland (5), und Südkorea (6). Stahlerzeugung in Deutschland
Quelle: http://www.stahl-online.de (abgerufen 10/ 2013) Die bekannten Eisenerzvorräte der Welt betragen 800 Mrd. t mit 230 Mrd. t Fe-Inhalt. Davon sind unter heutigen Gesichtspunkten allerdings nur etwa 160 Mrd. t mit 70 Mrd. t Fe-Inhalt als wirtschaftlich gewinnbar anzusehen. Wenn man die potenziellen Reserven berücksichtigt, steigen diese auf 370 Mrd. t an (“Iron Ore,” Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey, 2007 (minerals.usgs.gov). Die Rohstoffversorgung der Stahlindustrie ist durch die 100%-ige Recyclierbarkeit auf lange Zeit gesichert. Ab dem zweiten Halbjahr 2003 zeigt sich eine dramatisch veränderte Rohstoffsituation, die vor allem durch den stark steigenden Stahlbedarf der Volkswirtschaften in der Volksrepublik China, Indien und Brasilien verursacht wurde. Seit einigen Jahren wächst allein die Stahlerzeugung in China jährlich um mehr als die gegenwärtige Gesamtproduktion Deutschlands. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenStahlschrott ist ein wichtiger Rohstoff für die Stahlerzeugung. Schrott ist überwiegend Altstahl. Er ist i. d. R. durch Rost oder Zunder, durch Nichteisenmetalle, z. B. Zink und Kupfer und je nach Herkunft durch verschiedene nichtmetallische Stoffe wie Schutt, Textilien, Kunststoffe, Gummi oder Müll verunreinigt. Beim Einschmelzen werden diese Stoffe oxidiert oder verschlackt. Die Verunreinigungen an Nichteisenmetallen lösen sich im Stahl und beeinträchtigen dessen technologische Eigenschaften. Sie sollten daher vor dem Einschmelzen möglichst in geeigneter Form abgetrennt werden. Nach einsatzgerechter Aufbereitung wird durch Recycling die uneingeschränkte Wiederverwendung des Werkstoffes Stahl erreicht. Aus Gründen einer optimalen Rohstoffnutzung sowie des Umweltschutzes kommt einer Wiederverarbeitung von Schrott steigende Bedeutung zu. In Europa werden 88% des Baustahl Recycelt und 11% sogar direkt wiederverwertet.1 Schrottbilanz für Deutschland in Mio. t
http://www.stahl-online.de (abgerufen 10/ 2013) RadioaktivitätBei den derzeit handelsüblichen Bauproduktgruppen sind aus der Sicht des Strahlenschutzes keine Einschränkungen erforderlich. Allerdings ist auch weiterhin die vorgegebene Beschränkung des Anteils industrieller Rückstände als Zuschlag zu beachten, siehe ausführliche BfS-Informationen zu Baustoffen unter http://www.bfs.de/de/ion/anthropg/baustoffe.html. Stahl und Stahlprodukte sind nicht radioaktiv und tragen daher nicht zur Strahlenexposition der Bewohner bei. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Quellenstahl-online, Online-Quelle (abgerufen 04/2014) |
Herstellung |
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Prozesskette | |
HerstellungsprozessRoheisenherstellung Das Roheisen wird zum größten Teil in flüssiger Form im Hochofen, teilweise aber auch als fester Eisenschwamm durch Direktreduktion hergestellt. Im Hochofen werden Eisenerz, Koks und Kalkstein unter Mithilfe von heißer Luft geschmolzen. Es entweichen dabei die Gichtgase; abgestochen werden Roheisen (mit 4 - 5 % Kohlenstoff, 1 % Silizium, 0,4 - 1 % Mangan, 0,1 - 0,2 % Phosphor) und Schlacke. Raffination / FormgebungIn zwei nacheinander folgenden Verfahren werden bei der Stahlerzeugung die verunreinigenden Bestandteile durch das Frischen (Oxidation) mittels Sauerstoff entfernt oder auf die geforderten Werte eingestellt und andere Metalle zulegiert. Dies geschieht durch die verschiedenen Blasstahlverfahren im Konverter bzw. durch das Elektrolichtbogenverfahren. Dieses ist für das Erschmelzen aller legierten Stahlsorten besonders geeignet. Dabei werden neben Schrott auch Eisenschwamm, Erze, Kalk, Kohlenstoff und Legierungselemente zugegeben. Die sich anschließende Nachbehandlung von Stahl dient der Herstellung der gewünschten Stahlqualität, wobei unerwünschte Begleitelemente entfernt werden, Legierungsbestandteile hinzugefügt werden, der Stahl entkohlt und entschwefelt wird und eine Desoxidation durch Aluminium stattfindet. | |
Umweltindikatoren / HerstellungEinheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMI liefern. Die Ökobau.dat stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Lebenszyklusanalyse eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live- Datensätze. Da in der Herstellung von Bauprodukten ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen ist, stellt die Graue Energie (kumulierter Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) dafür einen guten Indikator dar. Im Kapitel Energieaufwand finden sich ggf. allgemeine Informationen zum Thema, die die Produktgruppe prägen. EnergieaufwandDer spezifische Primärenergieverbrauch zur Erzeugung von Rohstahl wurde in Deutschland auf 17.4 GJ/t reduziert. Der fossile Primärenergieverbrauch, ohne Fremdstrom, liegt unter 14 GJ/t.
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Charakteristische Emissionen"Durch Verwendung von Koks und anderen Brennstoffen enstehen Emissionen von Benzol, Polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), Schwefelwasserstoff und Ammoniak.“1 Jährlich fallen in den Abgasreinigungsanlagen der Eisenhüttenindustrie etwa 2 Mio. t Stäube und Schlämme an, welche je nach Verfahren und Einsatz unterschiedliche Gehalte an Schwermetallen aufweisen. 1984 wurden noch 40% aller Stäube deponiert. Mittlerweile wird der Staub von Hochöfen und Stahlwerken nahezu zu 100 % wieder- oder weiterverwertet. Rund 75 % der bei der Stahlerzeugung entstehenden Schlacke wird verwertet, wobei der größte Anteil mit ca. 45 % in den Straßenbau geht. Letzteres setzt voraus, dass keine schädlichen, wasserlöslichen Substanzen wie Sulfate, Alkalioxide, Schwermetalloxide enthalten sind, oder dass diese in der sauren Schlacke durch Abbinden als Silikate und Verglasen unschädlich gemacht sind. Im Zuge der CO2-Reduzierung bei der Zementproduktion gewinnen gemahlene Hüttensande ebenfalls eine immer größere Rolle als CO2-„neutraler“ Zementhauptbestandteil. Weshalb der Anteil Hüttensand, der in diesen Industriezweig fließt stetig ansteigt. | |
Maßnahmen GesundheitsschutzBei der Roheisen bzw. Stahlerzeugung ist persönliche Schutzausrüstung unerlässlich. Hierzu zählt insbesondere Wärmeschutzkleidung (z. B. beim Abstechen des Hochofens, Warmwalzen). | |
Maßnahmen UmweltschutzUmweltschutzmaßnahmen bestehen insbesondere in der Einhausung der Produktionsanlagen und Kreislaufführung von Flüssigkeiten (z. B. Kühlwasser etc.). Des Weiteren helfen Filteranlagen zur Reinhaltung der Luft. | |
TransportDa Eisenerz in Deutschland nicht abgebaut wird und es deshalb z. B. aus Schweden, Russland oder der Ukraine importiert werden muss, kommt es zu langen Transportwegen. | |
Quellen1Zwiener, Mötzl: Ökologisches Baustofflexikon, 2006, 3. Auflage, C.F. Müller Verlag, Heidelberg |
Verarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenBauteile aus Stahl können geschraubt oder geschweißt werden. Es ist zu beachten, dass Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,22% nur noch als bedingt schweißbar gelten und zusätzlich Maßnahmen (z. B. Vorwärmen) erforderlich machen. Wenn Stahlbauteile der Witterung ausgesetzt sind ist auf ausreichenden Korrosionsschutz zu achten. Das kann durch Verzinken oder Auftragen von Farbe bzw. Beschichtungsstoffen geschehen, Das „klassische“ Beschichtungssystem besteht aus Grundbeschichtung, Zwischenbeschichtung und Deckbeschichtung. Diese Beschichtungssysteme basieren auf verschiedenen Bindemittelsystemen beispielsweise Alkydharz, Acrylharz, Epoxidharz oder Polyurethan.1 | ||||||||||||||||||||
Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesRisiken bei Arbeiten im Zusammenhang mit Stahl entstehen beim Schweißen (Hand- und Augenschutz) und bei der Verarbeitung von Korrosionsschutzmitteln. Beispielsweise bei der Verwendung von 2-Komponenten-Reaktionsharzen (2K-Harze) können Gefährdungen auftreten. Es gelten, insbesondere bei Produkte die nach GefStoffV gekennzeichnet sind, umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen. AGW-WerteDie beim Schweißen entstehenden partikelförmigen Stoffe sind sehr fein. Sie besitzen in der Regel einen Durchmesser kleiner als 1 µm (vorwiegend kleiner als 0,1 µm), sind daher alveolengängig und werden als "Schweißrauche" bezeichnet. Partikel, die im Größenbereich < 0,1 µm liegen, werden als ultrafeine Partikel bezeichnet.2 Die Beurteilung der Exposition des Schweißers gegenüber Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxide am Arbeitsplatz erfolgte bis Ende 2004 durch Vergleich der gemessenen jeweiligen Schadstoffkonzentration im Atembereich mit den jeweiligen TRK-Wert nach der TRGS 900. Durch die neue GefStoffV sind die TRK- Werte für krebs-erzeugende Stoffe gestrichen worden und somit in der TRGS 900 nicht mehr enthalten. Insgesamt gehören die Chrom(Vl)-Verbindungen zur Gruppe der krebserzeugenden Stoffe und sind nach Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG bzw. TRGS 905 wie folgt eingestuft:
Nickeloxide gehören zur Gruppe der krebserzeugenden Stoffe und sind nach Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG bzw. TRGS 905 wie folgt eingestuft:
Diese Stoffe können beim Menschen bösartige Tumore auslösen. Um die Gefährdung des Schweißers durch Schadstoffe zu minimieren, besonders beim Auftreten von krebserzeugenden Stoffen der Kategorie 1 und 2 wie Chrom(Vl)-Verbindungen und Nickeloxid, sind Schutzmaßnahmen entsprechend der Schutzstufen nach der GefStoffV zu treffen.
REACH / CLPDie REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten. Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Stahl wird als Erzeugnis eingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatt erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Produkt bezogene Informationen hierzu finden sich dann in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) des Herstellers. Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAUIn Wingis-Online sind keine Informationen zu Stahl enthalten. EmissionenBei der Verarbeitung von Stahl entstehen Emissionen insbesondere beim Schweißen, Löten oder thermischen Schneidens. Der alveolengängige Rauch kann je nach Zusammensetzung atemweg- und lungenbelastend (z. B. Eisenoxide, Aluminiumoxid), toxisch oder toxisch-irritativ (z. B. Fluoride, Manganoxid, Kupferoxid, Aldehyde (beim Löten von kolophoniumhaltigen Flussmitteln)) oder krebserzeugend (z. B. Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxide) sein.3 | ||||||||||||||||||||
Umweltrelevante InformationenEnergiebedarfBei der Verarbeitung von Stahlbauteilen kann Energie zum Umformen (Biegen) von Blechen bzw. Betonstahl oder Fügen (Schweißen, Löten) benötigt werden. WassergefährdungNach derzeitigen Erkenntnissen liegt keine Wassergefährdung durch Stahl vor. Korrosionsschutzmittel können unter Umständen wassergefährdend sein. Quellen1Bauforumstahl Arbeitshilfen, Online-Quelle (abgerufen 04/2014) |
Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandEisen als Hauptbestandteil in Stählen ist in der Regel schwer löslich und zeigt keine relevante Toxizität, weder im Neuzustand als auch bei bestimmungsgemäßer Nutzung. In der DIN EN ISO 12944 Korrosionsschutz von Stahlbauten ist festgelegt, dass der Schutz des Bodens und von Gewässern gewährleistet sein muss, ferner darf weder die Gesundheit und die Sicherheit sowohl der an den Arbeiten beteiligten Personen als auch anderer nicht gefährdet werden. Punkte, die dabei besondere Beachtung erfordern, sind:
Im Trinkwasser ist nach Trinkwasserverordnung (TrinkwV) der Grenzwert für Eisen auf 0,2 mg/ l festgelet. | ||||||||||||||||||||||||||||
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallIm Brandfall kommt es durch Erweichung des Stahls zur Verformung und somit zum langsamen Versagen der Stahlkonstruktion. Gesundheitsschädliche Gase können unter Umständen bei der Verbrennung der Beschichtungsstoffe auf dem Stahl entstehen. Vom Stahl selbst werden keine giftigen Stoffe abgegeben. WassereinwirkungBei Wassereinwirkung sind i. d. R. keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu erwarten. Unter Umständen können sich Bestandteile der Beschichtungsstoffe lösen und in den Boden eindringen. Ansonsten besteht bei Wassereinwirkung nur das Risiko des Rostens für die Stahlkonstruktion. | ||||||||||||||||||||||||||||
Beständigkeit NutzungszustandAufgrund der großen Affinität des Stahls zu Sauerstoff findet unter Sauerstoff und Feuchteeinfluss sofort eine Korrosion statt. Dieses Rosten ist mit hohen Abtragungsraten des Stahls verbunden, so dass vor allem im Außenraum der Stahl gegen Korrosion mit Überzügen und / oder Beschichtungen geschützt werden muss. Im Beton ist der Stahl aufgrund des basischen Milieus des ihn umgebenden Betons gegen Korrosion geschützt, solange die Karbonatisierung des Betons den Bewehrungsstahl nicht erreicht hat. Abtragungsraten1
Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“. | ||||||||||||||||||||||||||||
InstandhaltungBei Stahlbauteilen erfolgt eine Instandhaltung insbesondere in der Erneuerung der Korrosionsschutzbeschichtungen. | ||||||||||||||||||||||||||||
Quellen1Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme, Beuth Verlag, 1998, Berlin |
Nachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBauelemente aus Stahl können ohne größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken zurückgebaut werden. | ||||||||||
Stoffliche VerwertungDas Recycling von Stahl ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Stahlerzeugung. Stahl wird dabei zu 88 % recycelt. Beim Umschmelzen sind nur 25 % der Primärenergie erforderlich, die benötigt würde, wenn man Stahl aus Erz über den Verfahrensweg Hochofen / Konverter herstellt. Für 1 t Schrott entfallen Abbau, Aufbereitung, Transport und Verhüttung von 1,6 t Erz. Außerdem können 0,5 t Kokskohle eingespart werden, die nicht in Wärmeenergie und CO2 umgesetzt werden. Das Umschmelzen des Schrottes geschieht dabei zu 74 % über das Elektrolichtbogenverfahren mit bis zu 100 % Schrotteinsatz, der Rest wird über Sauerstoffblasprozesse mit 0 bis 25 % Schrottanteil verarbeitet. Der Schrott setzt sich dabei zusammen aus ca. 32 % Eigenschrott (bei der Erzeugung von Stahl und Eisen), ca. 20 % Stahl-Neuschrott (aus der industriellen Fertigung) und ca. 48 % Stahl-Altschrott (ausgediente Verbrauchs- und Industriegüter). In erster Linie muss dabei der Stahl-Altschrott in geeigneter Weise durch Sortierung, Zerkleinerung, Pressen, Shreddern aufbereitet werden, um die gewünschte Reinheit der Schrottqualität zu erhalten. Beim Einschmelzen von verzinkten Bauteilen als Schrott verdampft beim Einschmelzen das Zink aufgrund des geringeren Siedepunktes; es wird über Filter gesammelt und dann nach Erreichen eines Zinkstaubgehaltes von über 20 % der Zinkgewinnung zugeführt. Die Wiederverwertung von beschichtetem Stahl bzw. von mit Kunststoff verunreinigtem Schrott im Elektrolichtbogenofen ist schwieriger, da hier eine Dioxin- bzw. Dibenzofuranbildung leicht möglich ist, insbesondere wenn in den Kunststoffen PVC oder andere Chlorträger enthalten sind. | ||||||||||
Beseitigung / Verhalten auf der DeponieEine Deponierung von Stahl findet im Grunde nicht statt, da alles dem Recyclingprozess zugeführt wird. | ||||||||||
EAK-Abfallschlüssel
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Quellen1Bauforumstahl EPD Baustähle EPD-BFS-20130094, Online-Quelle (abgerufen 04/2014) |