Der Einsatz von Doppelfassaden hat immer wieder Diskussionen über den Nutzen und die Praxistauglichkeit dieser Konstruktionsart ausgelöst, die auch dem zuständigen Mitarbeiter Jan-Andre Zaba des Ingenieurbüros Mebatech bekannt sind. Er betont, dass die Schwachpunkte der Zweischichtfassade auch schon früher bekannt gewesen seien. Aber die Branche habe sie einfach ignoriert. Technisch wüsste man es schon immer, dass derartige Fassaden eine Hinterlüftungsmöglichkeit aufweisen müssten, um praxisgerecht zu funktionieren. „Die Frage war nur: wie viel und wann soll man lüften. Wenn man eine permanente Hinterlüftung plant, hat man den Nachteil, dass der Zwischenraum im Winter auskühlt und man damit über keinen Puffereffekt mehr verfügt“, so Zaba.
Wichtig sei jedoch, dass zweischalige Fassaden sich anpassten und ihre Aufgabe saisonal oder beim Erreichen einer definierten Zwischenraumtemperatur wahrnehmen könnten, beispielsweise mit Glasklappen im oberen und unteren Bereich der äußeren Schicht, die im Sommer die Durchlüftung des Luftraumes sicherstellten, erklärt der Maschinenbauingenieur.
An einem anderen Objekt in Zürich habe man beispielsweise für den Zwischenraum der Fassade beim Stockwerksübergang Öffnungen gebaut, bei denen sich Schieber aus gestanzten Aluminiumprofilen derart übereinander schieben, dass ein Querschnitt für die Belüftung freigegeben wird. Die Bewegung dieser Schieber wird mit einem pneumatischen System ausgeführt, erläutert Zaba. „Wichtig ist auch, dass die Fenster zum Fassadenzwischenraum geschlossen blieben, wenn keine Belüftung gewünscht wird. In diesem Zustand weist sie auch sehr hohe Schalldämmwerte über 42dB auf.“
Äußere und innere Konstruktionen sind zu trennen
Als Argument für zweischalige Fassaden gilt, dass die Funktionen von äußerer und innerer Konstruktion klar getrennt sind: In Baar sorgen Holz-Metallfenster von Baumgartner innen als isolierende Ebene für eine energetisch optimierte Gebäudehülle, die vorgelagerte Glashaut hat die Aufgabe, den Schlagregenschutz zu bilden und die Windlasten aufzunehmen. Dabei sind auch die Sonnenschutzsysteme geschützt und bei jedem Wetter einsetzbar. Der Fassadenzwischenraum beträgt 165mm. Dieser eher geringe Abstand wurde gewählt, weil die Fassade auf beiden Ebenen zu öffnen ist. Außen kann man dies mittels elektromechanischer Antriebe erledigen, beispielsweise, wenn man lüften will. In diesem Fall gibt ein im Flügelrahmen integrierter Näherungsschalter einen Impuls und es öffnet sich der außen liegende Glasflügel.
“Diese Idee stammt eigentlich aus Deutschland und wir haben sie weiterentwickelt.“ Das erste Objekt in dieser Bauart war das Gebäude der Firma Braun, die im deutschen Kronberg Rasierer produziert. Mittlerweile hat die Steuerungstechnik Fortschritte gemacht. Und Mebatech kann auf zwei erfolgreiche Objekte mit entsprechender Fassadentechnologie zurückblicken: auf das Kantonsspital und auf die Migros-Schule, beide in Winterthur.
Die Fassade in Baar öffnet sich z.B. auch, wenn die Zwischenraumtemperatur einen definierten Betrag übersteigt und daher Kühlung gefordert wird. „Genau dies war ein Schwachpunkt konventioneller zweischichtiger Fassaden“, sagt Zaba. Auch wurden für die individuell öffenbaren Fenster im Spital in Baar Programme entwickelt, die bei starkem Wind oder Unwetter die Fassade schließen oder im Sommer eine Nachtauskühlung steuern. „Man kann hier von einer intelligenten Fassade sprechen“, so Zaba, der für die innere Schicht jedoch auf Fenster im klassischen (aus der Sicht der Schweiz) Materialmix von Holz und Metall setzt. Einmal lägen die Rahmen U-Werte der Holz-Metallfenster mit 1,4 W/m²K deutlich tiefer als die im Gewerbebereich häufig eingesetzten Aluminiumfenster mit ihren U-Werten von ca. 1,8 bis 1,9 W/m²K. Allein dies könne in manchen Fällen schon dazu führen, dass man sich bei Aluminiumfenstern von Zweifach- auf Dreifachgläser orientieren müsse, während bei Holz-Metallfenstern Zweifachglas ausreichend sei. Neben diesem Vorteil sieht Zaba aber auch eine ansprechendere Ästhetik bei Holz-Metall, die von vielen Kunden gefordert werde.
Fenster aus Holz und Metall – das Glas wird geklebt
Die in Baar eingesetzten Fenster von Baumgartner weisen im Flügel eine neue Produktionstechnik auf: das Glas wurde in den Rahmen eingeklebt. Das Verkleben von Materialien und Komponenten ist keine ganz neue Technik: beispielsweise ist der heutige Flugzeugbau ohne Verkleben nicht denkbar, denn dort sind die geforderten Gewichtsreduktionen ohne diese Technologie nicht realisierbar. Zum Einsatz von Klebstoffen im Fassadenbereich führt Zaba aus: „Ich selber wende Silikonverklebungen zwischen Glas und Aluminium seit 25 Jahren an und habe noch keinen einzigen Garantiefall erlebt, der auf das Versagen von Verklebung zurückzuführen war.
Baumgartner verwendete für die Verbindung Glas/Rahmen einen Hochleistungsklebstoff von Sika, der auf Acrylatbasis wirke und eine wesentlich höhere Festigkeit aufweise als Silikon-Produkte, führt Zaba weiter aus. „Wenn man einen Klebequerschnitt berechnet, der die Scheibe umfasst, wird ersichtlich, dass man diverse Tonnen Belastung bräuchte, um das Glas aus dem Rahmen herauszureissen. Trotz der hohen Festigkeit, kann der Acrylatklebstoff die thermischen und hygroskopischen Ausdehnungsunterschiede zwischen Glas und Holz problemlos aufnehmen“, erklärt er.
Innen besitzen die geklebten Flügel des Baumgartner-Systems „Saphir Integral“ mit ihren Abmessungen von ca. 420mm x 1980mm keine Glasleiste und außen erscheinen sie rahmenlos, weil das Rahmenprofil den Flügelrahmen überdeckt (Integralfenster). Der Flügel hat von innen nur eine Ansichtsbreite von 62mm. Sichtbar ist außen das Metallprofil des Blendrahmens, das farblich an die Fassade angepasst wurde - das Flügelprofil außen kann entfallen. „So wirkt das Fenster viel schlanker, hat einen größeren Lichteinfall und es können Kosten eingespart werden.
In einigen Bereichen der Patientenzimmer sind die Fassaden einschalig ausgeführt. Hier kommen Holz-Metallfenster mit geklebter Dreifach-Verglasung zum Einsatz. Durch die Verklebungstechnik verfügen die großformatigen und damit schweren Flügel über eine gleichbleibende Stabilität.
Für das Spital in Baar wurde durch die strengen Vorschriften des Kantons Zug ein Gesamt-U-Wert der Fassadenkonstruktion von weniger als 1 W/(m²K) vorgeschrieben. Der Bau ist nicht auf den schweizer Minergie-Standard ausgelegt. „Dies erreicht man nur mit einem geschlossenen Lüftungssystem, welches bei einem Spital nicht realisierbar ist. Ein Spital ist eigentlich immer ein energieintensives Haus, trotzdem wurde hier Wert auf einen sehr niedrigen Energieverbrauch gelegt“, sagt Zaba.Jörg Pfäffinger
Kontakt
Fassadenplanung:
Mebatech AG
CH-5400 Baden
Fenster:
G. Baumgartner AG
CH-6332 Hagendorn
