_ Diese Suche nach maximaler Transparenz und nach minimierten Konstruktionen und Verbindern hat die Fassadenentwicklung in den letzten 30 Jahren maßgeblich beeinflusst – und tut dies mit immer größeren Glasformaten sowie der Weiterentwicklung der Verbindungstechniken auch weiterhin.
Eine sich aus diesem Trend entwickelnde parallele Linie war die der Doppelfassaden: getrieben von der Idee, Sonnenenergie zur passiven Konditionierung der Gebäude zu nutzen und dieses auch gestalterisch im Sinne von Ganzglas-Fassaden zu nutzen, haben sich über zwei Dekaden verschiedene Varianten von Doppelfassaden herauskristallisiert, die dank besserer Beherrschung der Planung und Steuerung auch die erwarteten Effizienzen erreichen konnten.
Haustechnik in der Gebäudehülle
In der Logik von Entwicklungslinien folgt der nächste Schritt, die Integration großer Teile der Haustechnik in die Gebäudehülle: die Komponenten-Fassaden. Nach einigen ersten Projekten ist jedoch für diese Variante der integralen Fassaden festzustellen, dass die Komplexität problematisch ist.
Davon abgeleitet ist es interessant, die Fragen der künftigen Fassadenentwicklungen zu diskutieren – was sind die kommenden Techniken, wie lassen sich diese in die Gebäudehülle einbinden und welche gestalterischen Potenziale hat das?
Aktuelle Trends
Zwei generelle Trends sind die additive Herstellung von Fassadenbauteilen und die Weiterentwicklung der energieaktiven Fassade. Mittels letzterer lässt sich eine klare Verbindung zu den Entwicklungen und Erfahrungen der Doppelfassaden und Komponenten-Fassaden ziehen.
Gegenwärtig ist die Entwicklung zu beobachten, dass die Gebäudehülle mittels Sonnenenergie thermisch aktiviert wird und als Kollektor für Energie oder als Speicher selbst genutzt wird. Dies erfolgt durch die Integration von PV in die Konstruktion der Fassade oder durch das Einbringen von Transportmedien in die Fassade.
Bei PV entsteht direkt elektrische Energie, die genutzt werden kann – kritisch bleibt einzig die Speicherung, da durch die Menge der Solarenergie mittlerweile zu Peak Zeiten eine Einspeisung in das Netz wirtschaftlich problematisch wird. Hier bedarf es dezentraler Speicherlösungen.
Alternativ werden Kollektoren in die Fassade eingebracht, die die Energie aufnehmen und zum Speichersystem bringen, um sie zeitversetzt zur Konditionierung des Innenraumes nutzen zu können.
Neben den verglasten Systemen sowie Solarthermie-Kollektoren bieten sich insbesondere opake Flächen für diese Technologie an. Hierbei werden entweder Flächen aufgeheizt und erzeugen so erwärmte Luft oder es werden wasserdurchströmte Systeme entwickelt, bei denen das Wasser direkt erwärmt und als Transportmedium der Energie genutzt wird.
Bauteile aus dem Drucker
Ein zweites Entwicklungsfeld ist die additive Herstellung, umgangssprachlich auch 3D-drucken genannt. Diese Technik beruht auf der digital gesteuerten Erzeugung von räumlichen Konstruktionen mittels punktweise erzeugtem Bauteilvolumen. Diese werden entweder geschweißt, will sagen, schmelzbare Materialien werden in kleinen Volumeneinheiten gestapelt oder gesintert, indem Materialien in Schichten aufgetragen werden und an definierten Stellen mittels Hitze, Kleber oder chemisch verfestigt werden.
Diese Technik befindet sich in anderen Industriebereichen seit Jahren intensiv in der Entwicklung, bietet sie doch die Möglichkeit, kleine Stückzahlen, Sonderbauteile und Freiformen nach einer digitalen Planung zu erstellen.
Immer individuellere Bauprodukte
Da im Bauwesen eine Individualisierung vorherrscht, ist diese Technik für die Baukonstruktion eine Alternative für die immer komplexer werdenden Konstruktionen. Gerade bei freigeformten und kraftoptimierten Konstruktionen sind entsprechende Anwendungen zu erwarten.
Jedoch auch für den hochtechnisierten Bereich der Fassadenkonstruktionen kann mit einer frühen Adaption der Technik gerechnet werden.
Bisher sind im Bauwesen allerdings nur experimentielle Umsetzungen gelungen – entsprechend wird die Anwendung auf den Erfahrungen aus anderen Industriesegmenten aufbauen.
Bei Stahl und Alu sind die Techniken der Erzeugung von räumlichen Volumen an einem Punkt angekommen, so dass in Kürze mit ersten bautechnischen Umsetzungen gerechten werden muss. Komplexere Materialien, wie Glas und Holz, bedürfen auch nach ersten erfolgreichen Experimenten noch weiterer Entwicklungsschritte, um regelmäßig in Anwendung zu kommen.
Spannend ist, neben den Entwicklungen der einzelnen Technologien, auch die Umsetzung in reale Projekte. Hier ist sicherlich die prinzipiell technische Umsetzbarkeit eine entscheidende Fragestellung – allerdings bedarf es auch der Betrachtung der Implementierungsmöglichkeiten in einen Baumarkt, der für Innovationen nur begrenzt offen ist.
Gründe sind hierfür die Abhängigkeiten in Entscheidungsprozessen in der Planung als auch die Notwendigkeit, die konkrete Umsetzung mit entsprechenden Sicherheiten der Funktionalität und in wirtschaftlicher Hinsicht (genügend Anbieter und damit genügend wirtschaftliche Konkurrenz) versehen zu können.
Gestaltung als Entwicklungstreiber
Vor diesem Hintergrund kommt der Gestaltung eine wesentliche Rolle in der Entwicklung von Innovation zu: sie ist oft der Motor für neue Entwicklungen, bieten doch diese eine bisher unbekannte Ästhetik und damit die Möglichkeit, eine besondere Position zu erzeugen.
Dieser Vorgang schafft Freiräume von wirtschaftlicher und technologischer Natur, ermöglicht Sonderlösungen zu entwickeln und diese jenseits der rein experimentellen Projekte umzusetzen – eine spannende und motivierende Kombination!
Vor diesem Hintergrund wurde auch die internationale Fassadenkonferenz entwickelt: was sind die Themen, die uns umtreiben, die Potenziale für die Zukunft bieten – und wie lassen sie sich technologisch, funktional und gestalterisch umsetzen?—
PowerSkin Konferenz 2017
Die Konferenz am 19.01.2017 auf der BAU behandelt drei Hauptthemen: Umwelt, Fassade und Baustruktur. Dazu werden neueste wissenschaftliche Forschungen und Entwicklungen sowie aktuelle Projekte vorgestellt. Weiter wird die Rolle der Gebäudehülle im Hinblick auf CO2-neutrale Bauwerke, den Gebäudebetrieb, graue Energien, Energieerzeugung und Energieeinsparung mittels Fassaden untersucht.
Veranstalter sind die Messe BAU, die Forschungsinitiative Zukunft Bau, die TU München mit Prof. Thomas Auer, die TU Darmstadt mit Prof. Jens Schneider und die TU Delft mit Prof. Ulrich Knaack.
Weitere Informationen und Tickets unter
Eta-Fabrik in Darmstadt: Kapillarmatten in der Gebäudehülle nehmen die Sonnenenergie auf und transportieren diese in einen Speicher. Zeitversetzt wird die Energie zur Beheizung sowie zur Kühlung des Innenraums genutzt.
Hier ein Freiform-Knoten für räumliche Tragwerke, entwickelt als Kraftfluss-optimierter Knoten, der einfache Stabprofile in verschiedenen Winkeln und Geometrien anschließen kann. Entstanden ist der Knoten beim MSc Projekt an der TU Delft mit Arup, London.