INFORMATIONSDIENST HOLZ -...

INFORMATIONSDIENST HOLZ

Holz-Glas-Fassaden

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Inhalt

1 Grundlagen zu Holz-Glas-Fassaden 3

1.1 Einleitung/Charakterisierungvon Holz-Glas-Fassaden 3

1.2 Zusammenhänge der Bauphysikin Außenwandbauteilen 4

1.2.1 Technische Regelwerke 41.2.2 Winterlicher Warmeschutz und

Feuchteschutz 41.2.3 Sommerlicher Wärmeschutz 51.2.4 Hinweise zum Schallschutz 61.2.5 Hinweise zum Brandschutz 61.3 Tragwerksplanung bei Holz-

Glas-Konstruktionen 71.3.1 Werkstoffe 81.3.2 Lastannahmen 81.3.3 Statische Grundsysteme bei

Fassaden 81.3.4 Befestigungssysteme in

Fassaden 91.3.4.1 Befestigungselemente zwischen

Pfosten- und Riegelbauteilen 91.3.4.2 Befestigung zwischen Bau-

körper und Fassadenbauteilen 9

1.3.5 Ankerschienen 101.3.6 Ankerplatten 111.3.7 Dübel 11

2 Konstruktion von Holz-Glas-Fassaden 11

2.1 Füllelemente 112.1.1 Glas 112.1.2 Paneele 112.2 Verglasungssysteme 142.2.1 Verglasung mit außenliegenden

Preßleisten 142.2.2 Structural Glazing System

(Geklebte Verglasung) 152.3 Grundsätze zur Anschluß-

ausbildung 142.3.1 Anschlußsituationen und

Einwirkungen 162.3.2 Fugenausbildung bei

Baukörperanschlußfugen 172.3.3 Abdichtungssysteme 182.3.4 Fugenausbildung bei

Bewegungsfugen in derKonstruktion 18

Holz-Glas-Fassaden holzbau handbuch Reihe 1, Teil 10, Folge 3

2

Die technischen Informationen dieserSchrift entsprechen zum Zeitpunkt derDrucklegung den anerkannten Regelnder Technik. Eine Haftung für den Inhaltkann trotz sorgfältigster Bearbeitungund Korrektur nicht übernommenwerden.

In dieser Broschüre sind Ergebnisseaus zahlreichen Forschungsprojekteneingeflossen. Für deren Förderungdanken wir der Arbeitsgemeinschaftindustrieller Forschungsvereinigungen(AiF), der ArbeitsgemeinschaftBauforschung (ARGE BAU), den Forst-und Wirtschaftsministerien des Bundesund der Länder und der Holzwirtschaft.

Erschienen: 12/1999

ISSN-Nr. 0466-2114

holzbau handbuchReihe 1: Entwurf und KonstruktionTeil 10: Fassaden und

AußenwandkonstruktionenFolge 3: Holz-Glas-Fassaden

Dr. Robert SpenglerTU München – Fachgebiet Holzbau

Dipl. Phys. Ingolf KotthoffMFPA-Leipzig e.V, Baulicher Brandschutz

Fotonachweis:HOLZABSATZFONDSDeutsche Gesellschaft fürHolzforschung e.VFachverband Holzwintergarten e.V.

Technische Anfragen an:Infoline: 018 02-46 59 00(0,06 Euro/Gespräch)[email protected]

Hinweise zu Änderungen, Ergänzun-gen und Errata unter:www.informationsdienst-holz.de

3 Ausblick auf neueTechnologien 19

3.1 Tageslichtlenkung beiFassaden 19

3.2 Grundkonzepte derGebäudetechnik 19

3.3 Integration von Bussystemen inFenster- und Fassadenbauteile 20

3.4 Funktionselemente zurSolarenergienutzung 21

3.4.1 Solarthermie 213.4.2 Transparente Wärme-

dämmung (TWD) 213.4.3 Photovoltaik (PV-Module) 213.4.4 Luftkollektoren 22

4 Hinweis auf zitierteNormen 22

5 Literaturverzeichnis 23

Impressum

Herausgeber:Absatzförderungsfonds der deutschenForst- und Holzwirtschaft– HOLZABSATZFONDS –Anstalt des öffentlichen RechtsGodesberger Allee 142–148D-53175 Bonn

und

DGfH Innovations- und Service GmbHPostfach 310131D-80102 Mü[email protected]

Bearbeitung:Prof. Dipl.-lng. Josef SchmidDipl.-lng. Peter NiedermaierDipl.-lng. (FH) Christopher HoeckelInstitut für Fenstertechnik e.V.,Rosenheim

Prof. Dr. Bernhard SchwarzFachhochschule Rosenheim

1 Grundlagen zu Holz-Glas-Fassaden

1.1 Einleitung/Charakterisierung vonHolz-Glas-Fassaden

Die betrachteten Fassadensysteme be-stehen aus Pfosten-Riegel-Konstruktionenaus Holz, die mit Glaselementen aus-gefacht werden. Als Material für dieseGlaselemente wird im allgemeinen Mehr-scheiben-lsolierglas verwendet. Die Be-festigung der Verglasung an der Kon-struktion erfolgt meist mitAluminium-Preßleisten, die mit dem Tragwerk durchVerschrauben mechanisch verbundenwerden. Als äußere Abdeckung derPreßleisten kommen sowohl Holz- alsauch Aluminiumleisten zum Einsatz.Ein praxisübliches Scheibenraster ist1,2 m bis 1,8 m. Die Pfosten und Riegelsind in der Regel zwischen 50 mm und80 mm breit (Standardbreite 60 mm).

Glas erfüllt in seiner Anwendung bei Ver-glasungssystemen die unterschiedlichstenAufgaben. Die Wahl der richtigen Ver-glasung wird beeinflußt durch denAnwendungsbereich des Glasproduktesund durch das Rahmensystem, in welchesdas Glas eingesetzt wird. Dabei unter-gliedern sich die Anforderungen an eineHolz-Glas-Fassadenkonstruktion in die inAbb.1 dargestellten Detailpunkte.

In Abb. 2 ist zu erkennen, in welcherForm Gebäudeansichten bzw. Fassadeninnovativ gestaltet werden können. Dabeigilt es

• Funktionalität,• Ästhetik,• Witterungsresistenz,• Gebrauchstauglichkeit usw.

optimal zu vereinen.

Bei der Bauweise von Fassaden wirdunter anderem zwischen verschiedenenWirkungsweisen und Montagefolgen

unterschieden (Abb. 3 und Abb. 4).Auf die üblichen statischen Grundsyste-

me bei Fassaden wird in Kapitel 1.3.3eingegangen.


3

Abb. 2 Beispiel einer innovativen Fassade Abb. 4 Schematische Unterteilung der Fassadenbauweise nach der Montagefolge der Konstruktionskomponenten

Abb. 1 Untergliederung der Anforderungen an Holz-Glas-Fassaden in Detailpunkte

Abb. 3 Aufbau und bauphysikalische Wirkweisen von Fassaden

Die verschiedenen Fassadenarten bzw.ihre Wirkprinzipen können in unterschied-lichster Weise mit der Montagefolgekombiniert werden. Zur Erreichung einerhohen Wirtschaftlichkeit wird einOptimum zwischen einer rationellenMontage und einem hohen Vorfertigungs-grad angestrebt. Bei der Verglasung vonHolz-Glas-Fassaden werden verschiedeneVerglasungssysteme unterschieden.

In Tabelle 1 werden die verschiedenenVerglasungssysteme dargestellt und ihrespezifischen Eigenschaften und Merkmaleaufgezeigt.

Bei der Verglasung mit Profilsystemen wirdnoch in verschiedene Systemaufbautenunterschieden. Tabelle 2 zeigt marktübli-che Profilsysteme mit verschiedenenSystemaufbauten.

1.2 Zusammenhänge der Bauphysikin Außenwandbauteilen

1.2.1 Technische Regelwerke

In den technischen Regelwerken

• DIN 4108 „Wärmeschutz im Hochbau“,• DIN 4109 „Schallschutz im Hochbau“,• VDI-Richtlinie 2719 „Schalldämmung

von Fenstern und deren Zusatz-einrichtungen“,

• Wärmeschutzverordnung

werden Anforderungen an die Aus-führung von Bauteilen formuliert, um denWärme- und Feuchtehaushalt des Bau-werks zu regeln und den Innenraum vorAußenlärm zu schützen.

1.2.2 Winterlicher Wärmeschutz undFeuchteschutz

Die Betrachtung des wärme- und feuchte-technischen Verhaltens von Bauteilen


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Tabelle 1 Verglasungsarten und deren Eigenschaften

Verglasungsart Verglasungsart Eigenschaften und Merkmale„Fassade“ „Fenster“

Verglasungssystem mit Glashalteleisten

• Witterungsbeständigkeit beeinflußbar durch dieWahl geeigneter Anstriche, Anwendung bei gerin-gen Beanspruchungen in der lotrechten Ebene,

• günstiger Isothermenverlauf,• Diffusion nur beeinflußt durch den Anstrich,• bei Festverglasungen Problem der Falzraumentlüf-

tung,• Verglasung von der Raumseite üblich,• Überwiegend beschränkt auf Fenster und Fenster-

wände kleiner Flächengröße.

Verglasung mit Profilsystemen

• Abhängig von der Dichtheit des Systems und derProfilentwässerung; geeignet für alle Anwendungs-fälle,

• mögliche Wärmeverluste über die Glasabstandhal-ter,

• mit geeigneter Hinterlüftung bzw. Profilgebung,keine Behinderung der Diffusion,

• Verglasung von außen,• eine diffusionsgeschlossene Konstruktion ist in der

Weise auszubilden, daß die 10°-lsotherme außer-halb der Holzbauteile verläuft. In Räumen mit hoherLuftfeuchte (z. B. Schwimmhallen) sind Maßnah-men zu treffen, die gewährleisten, daß der Tau-punkt außerhalb der Holzteile liegt.

• liegt die 10°-lsotherme innerhalb des Holzbauteils,so ist eine ausreichend diffusionsoffene Konstruk-tion zu wählen.

Structural-Glazing-System

• keine Beanspruchung der Tragkonstruktion durchFeuchtigkeit von außen,

• Isothermenverlauf ungünstiger, da größere Wärme-verluste über die Glasabstandhalter auftreten,

• Diffusion wird durch die Metallauflage derAdapterkonstruktion behindert,

• bauaufsichtliche Genehmigung wird vorausgesetzt.

Verglasung mit Ganzglassystemen

• keine Beanspruchung der Tragkonstruktion durchFeuchtigkeit von außen,

• Isothermenverlauf ungünstiger, da größere Wärme-verluste über die Glasabstandhalter auftreten,

• Diffusion nur durch Anstriche beeinflußt. Ansonstengünstige Konstruktionsweise, da die für Wasser-dampf undurchlässigen Bauteile über punktuelleHalterungen auf die Holztragkonstruktion ange-koppelt sind,

• Verglasungssysteme bedürfen im Regelfall einer in-dividuellen Bemessung. Hierbei werden vor allembesondere Anforderungen an die Glasauflager ge-stellt. Gegebenenfalls ist eine bauaufsichtliche Zu-lassung zu erbringen, insbesondere bei Verglasun-gen im Überkopfbereich oder mit absturzsichernderWirkung.

Abb. 6 Baukörperanschluß eines Holzfensters imEckbereich mit Isothermenverlauf (10 °C-lsotherme)

Abb. 5 Baukörperanschluß einer Fassade imEckbereich mit Darstellung des Bodenaufbaus undWärmedämmung

erfolgt in der Regel einheitlich unter denklimatischen Randbedingungen nachDIN 4108-3 [10]:

Innenraumtemperatur 20 °C, relativeLuftfeuchte 50%,Außentemperatur –15 °C.

Das Wärme- und Feuchteverhalten derFassade, insbesondere der Baukörper-anschlußfuge, wird vom Raum- undAußenklima sowie dem Aufbau desBaukörpers bestimmt.

Die Temperaturverläufe bei komplexerenDetailpunkten wie z. B. beim Anschluß-bereich von Holzfenstern und -fassadenkönnen durch die übliche Darstellung nurunvollständig beschrieben werden.Es bietet sich daher die Isothermen-darstellung an.

Die zur Beurteilung eines Anschlussesrelevante Isotherme für ein Raumklimamit 20 °C und 50 % rLF ist die 10 °C-Isotherme. Sie ergibt sich aus der Tau-punktkurve (Abb. 7), die beim üblichenRaumklima einen Taupunkt von 9,3 °Cergibt.

Tauwasser entsteht dann, wenn die Luftdurch Abkühlung nicht mehr in der Lage

ist, die ursprüngliche Menge Wasser zuspeichern. Die Temperatur, bei der dieserEffekt eintritt, wird als Taupunkttem-peratur bzw. Taupunkt bezeichnet.

Findet z. B. eine Abkühlung von zu 50%gesättigter und 20 °C warmer Luft auf9,3 °C statt, so steigt die relativeLuftfeuchtigkeit auf 100% an, d.h. dieLuft ist mit Wasser gesättigt.

Findet eine weitere Abkühlung der Luftoder der Berührungsflächen statt, sokommt es zu Tauwasserausfall, da dieLuft das Wasser nicht mehr aufnehmenkann. Weitere Zahlenwerte für dieTaupunkttemperatur können DIN 4108-5[12] Tabelle 1 entnommen werden.

Auf raumseitigen Oberflächen, an denendie Taupunkttemperatur unterschrittenwird, ist dafür zu sorgen, daß dieTauwasserbildung zu keiner Schädigungder angrenzenden Bauteile führt. DasTauwasser muß sicher abdiffundierenoder abgeleitet werden können.

Um Feuchtigkeitsschäden im Anschluß-bereich zu vermeiden, müssen Fassade-Fuge-Wand als Gesamtsystem gesehenwerden. Das Gesamtsystem muß inBezug auf die Wasserdampf-Diffusionnach dem Prinzip „innen dichter alsaußen“ ausgeführt werden.

1.2.3 Sommerlicher Wärmeschutz

Beim Einsatz großflächiger Verglasungenim Fassadenbereich müssen ab bestimm-ten Glasflächenanteilen mit entsprechen-der Gebäudeausrichtung erheblicheEnergiemengen eingesetzt werden, umdie Gebäude zu kühlen.

Unter bauklimatischen Gesichtspunktenist der Hauptzweck des sommerlichenWärmeschutzes der Schutz vor Überhit-zung des Gebäudes. Das Temperaturver-halten des Gebäudes wird von vielenFaktoren beeinflußt [44]. In DIN 4108-2[12] sowie in der zukünftigen DIN 4108-6wird eine Empfehlung für den sommer-lichen Wärmeschutz für Gebäude ausge-sprochen. Ebenso wird in der zukünftigenEnergieeinsparverordnung 2000 (EnEV)der sommerliche Wärmeschutz stärkerberücksichtigt werden. Aus den zuvorgenannten Gründen empfiehlt es sich,den sommerlichen Wärmeschutz bei derPlanung und Entscheidung als wichtigesKriterium zu berücksichtigen.

Durch den Einsatz von Sonnenschutz-Verglasungen kann der Sonnenenergie-Eintrag reduziert werden. Zusätzlich sinddrei Anordnungsebenen für Sonnenschutz-maßnahmen möglich:

• außen vor der Verglasungsebene.Hier ist im Regelfall eine ausreichendeBelüftung sichergestellt.

• im Scheibenzwischenraum (SZR); beiMehrscheiben-lsolierglas werden


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Verglasung mit Preßleistensystem Beschreibung der Unterschiede

Tabelle 2 Marktübliche Profilvarianten für die Verglasung mit Profilsystemen(Bezeichung der Bauteilgruppen vgl. Abb. 23)

System mit diffusionsoffener Basisdichtung und zusätzlichenGlasauflagern

• Verglasung von der Außenseite,• Lastabtragung des Glasgewichtes über nachträglich ange-

brachte Glasauflager (z. B. verbolzte Polyamidklötze),• diffusionsoffenes System,• Dichtungsebene vorwiegend auf der Außenseite.

System mit diffusionsoffener Basisdichtung und im Holzquer-schnitt profilierten Glasauflagern

• Verglasung von der Außenseite,• Lastabtragung des Glasgewichtes über Holzsteg,• diffusionsoffenes System,• Dichtungsebene vorwiegend auf der Außenseite.

System mit diffusionsgeschlossener Basisdichtung und zusätzli-chen Glasauflagern

• Verglasung von der Außenseite,• Lastabtragung des Glasgewichtes über nachträglich ange-

brachte Glasauflager (z.B. Polyamidklötze),• diffusionsgeschlossenes System,• Dichtungsebene vorwiegend auf der Innenseite.

System mit diffusionsgeschlossenem Basisprofil und Aufnahmefür Glasauflager

• Verglasung von der Außenseite,• Lastabtragung des Glasgewichts über nachträglich angebrachte

Glasauflager auf dem Aluminiumsteg des Basisprofils,• diffusionsgeschlossenes System,• Dichtungsebene primär auf der Innenseite,• System auch mit thermischer Trennung ausführbar.

Abb. 7 Taupunktkurve zur Bestimmung derTaupunkttemperatur

Sonnenschutzfolien bzw. auch Jalousienim SZR als Sonnenschutzmaßnahmenangeordnet.

• innen hinter der Verglasungsebene aufder Rauminnenseite. Hierbei ist auf eineausreichende Belüftung bzw. Kühlungzu achten.

Im allgemeinen ist festzustellen, daß einaußenliegendes Sonnenschutzsystemeinen besseren sommerlichen Wärme-schutz als ein innenliegendes Systembietet, da die solare Einstrahlung nicht indas Rauminnere gelangt.Bei außenliegenden Sonnenschutzsyste-

wirkt sich jedoch die Belastung durchWind und Wetter aus. Durch Witterungs-einflüsse werden außenliegende Systemeverschmutzt und mitunter auch beschä-digt. Hier bietet der integrierte Sonnen-schutz eine gute Alternative. Durch dieIntegration des Sonnenschutzes in derKonstruktion können ähnliche g-Wertewie bei einem außenliegenden Systemerzielt werden. Durch die Integration imScheibenzwischenraum ist die Konstruk-tion jedoch vor Wind und Wetter ge-schützt. Bei der Planung von integriertenSonnenschutzsystemen sollte beachtetwerden, daß sich durch eine ungünstgigeAuswahl der Komponenten das Bruch-risiko durch Wärmeentwicklung erhöhenkann. Werden Mehrscheiben-lsoliergläsermit einem integrierten Sonnenschutzsys-tem gasgefüllt, so sind die entsprechen-den Nachweise [4] (2.1.1) zu erbringen.

1.2.4 Hinweise zum Schallschutz

Fassaden werden immer häufiger ge-schoßübergreifend, aber auch trennwand-übergreifend ausgeführt, so daß beidiesen Gewerken neben der Luftschall-dämmung (gegen Außenlärm) die Längs-schalldämmung von Bedeutung ist.Standardanforderungen können nachfol-gender Norm bzw. den zugehörigenBeiblättern entnommen werden:

• DIN 4109 Schallschutz im Hochbau,Anforderungen und Nachweise

• Beiblatt 1 Ausführungsbeispiele undRechenverfahren

• Beiblatt 2 Hinweise; erhöhter Schall-schutz; eigener Wohn- und Arbeits-bereich

Zu den Standardanforderungen könnendarüberhinaus vertragliche Zusatzan-forderungen vereinbart werden.

In der Landesbauordnung werden nurallgemeine Forderungen an den „ent-sprechenden Schallschutz“ gestellt,

insbesondere an Wohnungstrennwändeund -decken.

Im Rahmen von Ausschreibungen ist esübliche Praxis, daß Schallschutzklassennach der VDI-Richtlinie 2719 [49] gefor-dert werden, obwohl die VDI-Richtlinie2719 nicht bauaufsichtlich eingeführt ist.Im Gegensatz zu DIN 4109, die konkreteSchalldämmwerte für Fenster undFassaden fordert, wird in der VDI-Richtlinie2719 innerhalb der Schallschutzklasseneine Bandbreite von Schalldämmwertendefiniert.

Weitergehende Informationenen zumSchallschutz kann auch der einschlägigenLiteratur [41] [48] entnommen werden.

1.2.5 Hinweise zum Brandschutz [38][51] [46]

Über das Baurecht trifft der Staat im zivil-rechtlichen Bereich Vorsorge, um dieEntstehung eines Brandes durch vorbeu-gende bauliche Maßnahmen zu erschwe-ren und gleichzeitig die Ausdehnung einesBrandes zu begrenzen. Der Schwerpunktliegt dabei auf dem Schutz von Personen.In der Musterbauordnung der Bundes-republik Deutschland (MBO), an der sichin der Regel die Bauordnungen dereinzelnen Bundesländer orientieren, sinddie allgemeinen baurechtlichenSchutzziele für den vorbeugenden bau-lichen Brandschutz niedergelegt.

Eine Vorhangfassade aus Pfosten undRiegeln, deren Segmente mit Glas ausge-facht werden, ist im Sinne des Baurechtseine nichttragende Außenwand, da sieunter Normalbedingungen nur den Raum-abschluß zur Umgebung gewährleistet.Nach § 26 „Außenwände“ derMusterbauordnung (MBO) sind nichttra-gende Außenwände, außer bei Gebäudengeringer Höhe, aus nichtbrennbarenBaustoffen oder mindestens feuerhem-mend herzustellen. Nach DIN 4102-4,Abschnitt 2.3.2., ist Holz als normalent-flammbarer Baustoff, Baustoffklasse B 2,eingestuft. Die brandschutztechnischeKlassifizierung von nichttragendenAußenwänden erfolgt durch Brand-prüfungen nach DIN 4102-3. Bei einerden Bedingungen eines Vollbrandes nach-vollzogenen Brandbeanspruchung derFassade muß der Raumabschluß über einedefinierte Prüfzeit gewahrt bleiben; derPrüfling darf nicht zusammenbrechen; derWärmedurchgang zur feuerabgekehrtenSeite muß begrenzt sein, am Ende derPrüfzeit muß eine gewisse Restfestigkeit


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Abb. 8 Grundsätzliche Anordnungsebenen für Sonnenschutzmaßnahmen

Abb. 9 Ausführungsbeispiel für außenliegendenSonnenschutz (Rollfolie)

men werden somit niedrigere Gesamt-energiedurchlaßgrade (g-Werte) als beiinnenliegenden Systemen erreicht.Nachteilig bei der Anordnung einesSonnenschutzsystems auf der Außenseite

vorhanden sein. Betrachtet man diesePrüfkriterien und die geforderte brand-schutztechnische Qualität, so wird klar,daß für Holz-Glas-Fassaden mit einer nor-malen Verglasung (keine Brandschutz-verglasung G oder F) die Einstufung ineine Feuerwiderstandsklasse F 30 nichtmöglich ist.

Diese baurechtlich verordnete An-wendungsbegrenzung stellt für die Holz-Glas-Fassaden eine ungerechtfertigteHärte dar, die vom Gesetzgeber in dieserForm nicht beabsichtigt sein kann.Da das baurechtliche Schutzziel nichtexplizit in der Bauordnung formuliert ist,kann es nur durch den Rückschluß aufbaurechtlich zulässige Konstruktionen,wie z. B. nichtbrennbare Aluminium-Glas-Fassaden, abgeleitet werden.Betrachtet man die bei einem Schadens-feuer im angrenzenden Raum durchAußenwandöffnungen bzw. durch ge-borstene Verglasungen austretendenFlammen, die vor der Fassade in derVollbrandphase durchaus Längen von3 bis 4 m erreichen können, so kanndavon ausgegangen werden, daß dasbaurechtliche Schutzziel für nichttragen-de Außenwände nicht in der Verhinde-rung des Brandüberschlages in das überdem Brandherd befindliche Geschoßbesteht. Das Verbot der Verwendungbrennbarer Baustoffe in einer Fassade solloffensichtlich lediglich die Voraussetzungschaffen, daß keine zusätzliche Brandlastin die Fassade eingetragen und der Brandnicht durch ein schnelles Fortschreiten anbrennbaren Oberflächen beschleunigtwird. Ergänzt man diese Schutzzieledurch die spezifischen Brandeigen-schaften von Glasfassaden und berück-sichtigt gleichzeitig weitere indirektabzuleitende Anforderungen derFassadenanschlüsse an den tragendenBaukörper (Decken und Wände), soergeben sich folgende Forderungen,die z. Z. bedauerlicherweise nur imRückschluß aus dem bauaufsichtlichenRegelwerk abzuleiten sind:

• Der Anschluß der Glasfassaden an dieangrenzenden Bauteile (Decken undWände) muß bis zu Temperaturen von200 °C rauchdicht sein. Die Anschlüssemüssen bis zur Glasebene der Fassadeaus nichtbrennbaren Baustoffen bestehen, deren Schmelzpunkt oberhalb von600 °C liegt, oder sie müssen minde-stens über eine Dauer von 30 Minutenden Durchtritt des Brandes verhindern.Vor dem Versagen der Verglasung der

Fassade darf Rauch und Feuer nicht indarüberliegende bzw. angrenzendeRäume dringen.

• Ein Schadensfeuer darf vom Brandraumnicht durch Eigenbrennen von Teilender Fassade bzw. durch deren Kon-struktion in die zweite Etage oberhalbdes Brandgeschosses oder in angrenzende Räume weitergeleitet werden.(Kein Zündschnureffekt an der Ober-fläche der Pfosten bzw. Riegel; keineFlammenweiterleitung in Spalten,Hohlräumen bzw. Fugen).

• Die Fassade darf nicht großflächigabstürzen bzw. abfallen, d.h., dieVerankerung der Fassade muß brand-schutztechnisch geschoßweise ausrei-chend für Vertikal- und Horizontallastdimensioniert sein.

Zur Überprüfung, ob Holz-Glas-Fassadendiesen Forderungen gerecht werden kön-nen, wurde mit Unterstützung führenderFassadenhersteller ein originalmaßstäb-licher Brandversuch in dreietagiger An-ordnung durchgeführt. Die Brandbean-spruchung erfolgte mit Dieselbrennern inAnlehnung an die ETK nach DIN 4102-2unter Ansatz eines mit nichtbrennbarenstrahlungsdurchlässigen Bauteilen ge-schlossenen Raumes. Bei diesem Versuchwurde bis zur 30. Prüfminute weder einRauchdurchtritt durch den Decken-anschluß noch eine Brandausbreitung anden Holzteilen über den Brandraum hin-aus festgestellt. Während der folgenden30 Minuten Brandbeanspruchung ver-brannten die Pfosten und Riegel imBrandraum. Nach 60 Minuten wurde derBrandversuch beendet. Die Fassade inden beiden darüberliegenden Geschossenbehielt ihre Stabilität. Rauch trat in dieangrenzenden bzw. darüberliegendenRäume durch die Fassadenanschlüssenicht ein. Das selbständige Weiterbren-nen der Holzteile blieb lokal beschränktund erreichte nicht die nächste Etage.

Vergleicht man diese Versuchsergebnissemit den erhobenen B ran d seh utzf orde-rungen, so kommt man zu dem Schluß,daß die geprüfte repräsentative Holz-Glas-Fassade diesen Forderungen beieiner Vollbrandbeanspruchung inAnlehnung an DIN 4102-2 über eineDauer von 60 Minuten genügt. EineHolz-Glas-Fassade kann damit durchausals gleichwertig mit einer nichtbrennba-ren Aluminium-Glas-Fassade betrachtetwerden. Aus Sicht des baulichenBrandschutzes bestehen prinzipiell keineBedenken gegen den Einsatz von Holz-

Glas-Fassaden an Gebäuden, an denenauch nichtbrennbare Glasfassaden einge-setzt werden dürfen. Fassadenbereichemit erhöhten Brandschutzanforderungenbleiben davon ausgenommen.

Eine Holz-Glas-Fassade ist im Brandfallenicht nur so gut oder so schlecht wie dieMaterialkennwerte der zu ihrerErrichtung verwendeten Baustoffe, son-dern kann als Bauart unter Ausnutzungder konstruktiven Möglichkeiten bei sorg-fältiger Brandschutzplanung eine weitausgrößere brandschutztechnischeLeistungsfähigkeit erreichen. Es kanndavon ausgegangen werden, daß dieserUmstand bei der Novellierung derMusterbauordnung Beachtung findenwird. (Eine genaue Beschreibung desVersuchsablaufs mit Darstellung derErgebnisse kann aus der Literatur [46]entnommen werden).

1.3 Tragwerksplanung bei Holz-Glas-Konstruktionen

Die zivilrechtliche Tragweite bzw. Bedeu-tung für die Planung von Tragwerken istin der Musterbauordnung Abschnitt 2:Allgemeine Anforderungen an dieBauausführung (§15 Standsicherheit)zum Ausdruck gebracht. Darin lautet es:

(1) Jede bauliche Anlage muß imGanzen und in ihren einzelnen Teilen fürsich allein standsicher sein. Die Stand-Sicherheit anderer baulicher Anlagen unddie Tragfähigkeit des Baugrundes desNachbargrundstücks dürfen nicht gefähr-det werden.

Diese Forderung wird entsprechend vonden Landesbauordnungen übernommenund ist eine vom Tragwerksplaner einzu-haltende Regelung. Das bedeutet fürFassaden größerer Dimensionen einesorgfältige Abstimmung der verwendetenBaustoffe. Holz-Glas-Fassaden werdenzwar als nichttragende Außenwände ein-gestuft, haben aber nur auf den erstenBlick keine tragende Funktion. Durch dieFunktion der Lastabtragung infolge vonBeanspruchungen aus den eingesetztenFüllelementen über die Skelettrag-konstruktion werden diese Bauteile zutragenden Elementen in der Fassaden-konstruktion. Durch die Aufgabe einertragenden Funktion ist auf die Verträg-lichkeit der verschiedenen Baustoffeuntereinander zu achten, für welcheneben mechanischen Aufgaben ebensobauphysikalische Anforderungen zu


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erfüllen sind. D. h. es sind ebenfallsFeuchte- und Temperaturschwankungenvon den verwendeten Baustoffen schad-frei für den Zeitraum der Gebrauchsdaueraufzunehmen.

1.3.1 Werkstoffe

Bezüglich der zu verwendenden Werk-stoffe im Holzfassadenbau sind die inDIN 1052 [2] bzw. EC 5 [6] zugelassenenHolzarten maßgebend. In den entspre-chenden Tabellen sind für die verschiede-nen Holzarten die Materialkennwertegegeben, welche dem Tragwerksplanerein sicheres Konstruieren ermöglichen.Für den Einsatz von Bauteilen mit tragen-der Wirkung, wie z. B. Pfosten undRiegel, ist auf die entsprechende Eignungfür diese Anwendung zu achten. DerFassadenplaner bzw. Tragwerksplaner hatdamit bei Auswahl der Werkstoffezwischen Bauteilen mit tragender bzw.nichttragender Funktion zu unterscheiden.Zur letzteren Kategorie sind u. a.Fensterelemente zu zählen, welche alsFüllelemente in die Skelettkonstruktionder Fassade eingesetzt werden und keineTragfunktion übernehmen. Im Falle derAnwendung von Holz im Außenwand-bereich ist des weiteren auf derenEignung hinsichtlich der Feuchteresistenzzu achten. Allein aus den oben ge-schilderten Zusammenhängen wird beiFassaden- bzw. Tragwerksplanern einebreite Werkstoffkenntnis vorausgesetzt,um eine insgesamt funktionstauglicheKonstruktion zu erhalten.

Neben gewachsenen Vollholzquer-schnitten bzw. lamellierten Vollhölzernsetzen sich im Fassadenbau immer stärkerWerkstoffe in Mehrschichtbauweisedurch. Auch hierfür sind in den NormenBerechnungswerte für verschiedeneHolzwerkstoffe angegeben.

Werden Holzwerkstoffe als tragendeBauteile zur Anwendung gebracht, dienicht in Normen geregelt sind, so istderen Brauchbarkeit z. B. über eineZustimmung im Einzelfall oder eineallgemeine bauaufsichtliche Zulassungnachzuweisen. Um einen vollständigenÜberblick über derzeit marktüblicheHolzwerkstoffe in Mehrschichtbauweisezu bekommen, wird in diesem Zusam-menhang auf einschlägige Literatur [39]verwiesen.

1.3.2 Lastannahmen

Grundsätzlich wird bei Lasten unterschie-den in:

• ständige Lasten,• Verkehrslasten.

Zu den ständigen Lasten zählen die Eigen-lasten der tragenden Bauteile sowie dieEigenlasten der Ausfachungselemente wiePaneele, Mehrscheiben-lsoliergläser,Sonnenschutzvorrichtungen, offenbareElemente u. a., kurz alle unveränderlichenBauteile einer Konstruktion.

Als bemessungsrelevant werden dieLastfallkombinationen angesehen, welcheim Bauteil die maßgebende bzw. größteBeanspruchung hervorrufen. Im weiterenwird auf DIN 1055 [3] bzw. auf EC1 [5]verwiesen. In diesen Normen sind dieEigenlasten der gängigsten Bauproduktesowie Wind- und Schneelasten geregelt.

Die anzusetzenden Windlasten anGebäuden und damit auch an Fassadensind im wesentlichen abhängig von:

• Gebäudegrundrißform,• Gebäudehöhe,• Windangriffsrichtung relativ zum

Gebäude,• Seitenverhältnis von Höhe zu Breite.

Die Druckbeiwerte für den Nachweis ein-zelner Tragglieder (z.B. Pfostenbauteileeiner Fassade) sind nach DIN 1052 um25% zu erhöhen, da die angegebenenDruck- und Sogbeiwerte gemittelte Werteder entsprechenden Bereiche darstellen.

1.3.3 Statische Grundsysteme beiFassaden

Bei Fassaden erfolgt die Lastabtragungzum Baukörper im wesentlichen in derAchse der Pfostenprofile jeweils nur an

einem Punkt des Geschosses, unabhängigdavon, ob es sich um eine Pfosten-Riegel-fassade oder Elementfassade handelt.


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Abb. 10 Schnitt durch einen Fassadenriegel zur Beschreibung der exzentrischen Belastungssituation infolgedes Glasgewichtes

Beschreibung

A Einfeldträgersystem zwischen den Ge-schoßdecken (stehend und hängendausführbar). Die maximale Biegebeanspruchungist in Feldmitte des Einzelträgers.

B Durchlaufträgersystem über dieGeschoßdecken hinweg (stehend aber auchhängend ausführbar). Die Durchlaufwirkung desSystems wirkt reduzierend auf dasBiegemoment in Feldmitte. Je nach Stützweiteund Beanspruchungssituation kann ebenfalls dasStützmoment bemessungsrelevant werden.

Abb. 11 Prinzipdarstellung der statischen Systemefür stehend gelagerte Vorhangfassaden mitBeschreibung der Systemeigenschaft

Die Krafteinleitung durch das Eigenge-wicht der Ausfachungselemente aberauch infolge der äußeren Lasteinwirkun-gen auf die Ausfachungselemente erfolgtaufgrund der Anschlußsituation imRegelfall exzentrisch (vgl. Abb. 10).

Übliche statische Systeme von Fassadensind:

• Stehend gelagerte (auf Druck bean-spruchte Bauteile) bzw.hängend gelagerte Profile oder

• Elemente (auf Zug beanspruchteBauteile),

• Einfeld- bzw. Mehrfeldsysteme.

Bei den stehend gelagerten Profilen oderElementen erfolgt die Lastabtragung amunteren Punkt des jeweiligen Elementes.Die Festpunkte werden in der Regel mitAuflagern ausgeführt, die sich in dreidi-mensionaler Richtung einstellen lassen.An den Lospunkten werden die Bauteiledann senkrecht zur Fassadenebene be-festigt und lassen eine unbehinderteDilatation der Fassadenhülle zu. Wichtigbei der Dimensionierung stehend ge-lagerter Tragwerkssysteme von Fassadenist die Knickstabilität. Durch dieAnordnung von Querriegeln und Stahl-zugbändern, aber auch durch die kon-struktive Durchbildung von biegesteifenPfosten-Riegel-Knotenpunkten, lassensich die Tragsysteme wesentlich stabilisie-ren und die Knicklängen der tragendenTeile in eine günstige Richtung beeinflus-sen.

Alternativ kann die Sicherheit gegenKnicken der Fassadenbauteile durch einehängend gelagerte Fassadenbauweiseerhöht werden, da hierbei im wesentli-chen zugbeanspruchte Tragglieder zudimensionieren sind. Bei dieser Kon-struktionsweise werden jedoch besondere

Anforderungen an das Primärtragwerkgestellt, die in der Entwurfs- undBemessungsphase vom Planer abzustim-men sind. Grundsätzlich kann bei derBemessung von Fassadenbauteilen aufdie anwendungsspezifischen Normen(DIN 1052 bzw. EC 5) verwiesen werden.Weitere Hinweise zum EC 5 vgl. [30].

1.3.4 Befestigungssysteme in Fassaden

1.3.4.1 Befestigungselemente zwischenPfosten- und Riegelbauteilen

Je nach Ausführung des Knotenpunkteseines Pfosten-Riegel-Stoßes sind verschie-den hohe Beanspruchungen bzw.Beanspruchungsarten in einem Knoten-punkt zu erwarten. Dabei gibt es zweigrundsätzliche Varianten, das Eigenge-wicht der Ausfachungselemente, welcheim Regelfall auf den Riegel aufgelagertsind, in die Pfostenbauteile und danachin den Baugrund abzuleiten.

Der Kraftfluß des Scheibengewichtserfolgt dabei nach den in Abb. 13 dar-gestellten Wegen:

Glasgewicht – Glasauflager – Koppel-element zum Riegel – Riegelbauteil –Verbindungsmittel zum Pfostenbauteil –Pfostenbauteil – Verbindungsmittel zumBauwerk oder Baugrund.Glasgewicht – Glasauflager – Stahlkreuzin Verglasungsebene – Stahlquerschnitt –Pfostenbaueil – Verbindungsmittel zumBauwerk oder Baugrund.

Der Vorteil von Variante 1 gegenüber derVariante 2 ist, daß kein zusätzlichesVerbindungsmittel für die Lastabtragungdes Glasgewichtes benötigt wird. Jedochwerden bei Variante 1 besondereAnforderungen an die mechanischenEigenschaften des Verbindungsmittels zurSicherstellung der Tragfähigkeit undGebrauchstauglichkeit einer Fassaden-konstruktion gestellt. Zur Ermittlung derNachweis- und Verformungswerte für dasVerbindungsmittel darf in diesemZusammenhang auf die Prüfnorm [20]hingewiesen werden. Das Verbindungs-mittel ist in der Weise zu konzipieren undeinzusetzen, daß unter Gebrauchslastenstets die Beanspruchung im elastischenBereich bleibt.

Die Wahl und Eignung des jeweiligenVerbindungsmittels hängt ab von derGrundkonstruktion der Fassade und demabzutragenden Glasgewicht und ist imEinzelfall abzustimmen bzw. nachzuwei-sen.

1.3.4.2 Befestigung zwischen Baukörperund Fassadenbauteilen

Bei hängend gelagerten Bauteilen erfolgtdie Lastabtragung am oberen Punktder Profile oder Elemente. Ebenso wiebei stehend gelagerten Fassaden werdenan den Lospunkten die tragendenBauteile senkrecht zur Fassadenebenebefestigt.

Bei der Konstruktion und Montage istdarauf zu achten, daß eine zwängungs-freie Ausdehnungsmöglichkeit der einzel-nen Profile und Elemente gegeben ist.Dazu sind die Festpunkte und insbeson-dere die Lospunkte entsprechend denkonstruktionstechnischen Detailvorgabenzur Sicherstellung der Bewegungs-möglichkeiten auszuführen.


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Abb. 12 Beispiel einer Holz-Glas-Fassade mit außenliegender Seilabspannung für ein Rankgerüst undDarstellung des zugehörigen statischen Systems der Fassadenkonstruktion

Abb. 13 Kraftfluß im Pfosten-Riegel-Knotenpunkt

Die Befestigung im Fassadenbau erfolgtmechanisch. Beim Einsatz von Stützkon-struktionen sind diese ausreichend für diezu erwartenden Wind- und Verkehrs-lasten zu bemessen. Für Verbindungenund Befestigungen dürfen nur korrosions-beständige Stoffe verwendet werden. Siesind des weiteren in der Weise auszu-führen, daß sie die Bewegungen an denBauteilen und dem Bauwerk geräuscharmaufnehmen können. Beim Zusammenbauvon Bauteilen verschiedener Stoffe istKontaktkorrosion auszuschließen. DieseForderungen können z.B. durch entspre-chende Beschichtungssysteme oder vonA4-Edelstahl-Konstruktionen erfüllt wer-den. Außerdem sind Schraubverbindun-gen gegen selbständiges Lösen zu sichern.

Die Auswahl des Befestigungssystems istvon den folgenden Gegebenheitenabhängig:

• dem Wandsystem,• der Bausituation,• dem Rahmenwerkstoff,• der Höhe der Belastung.

Im Fassadenbau werden zur Befestigungin der Regel nachfolgend dargestellteBefestigungssysteme eingesetzt:

• Ankerschienen mit Ankerschrauben,• Ankerplatten,• Dübel mit bauaufsichtlicher Zulassung.

1.3.5 Ankerschienen

Bei Ankerschienen können Kräfte in derRegel nur in einer Halbebene übertragenwerden. In Richtung der Schiene sind dieübertragbaren Kräfte beschränkt undabhängig vom Anzugsmoment. WerdenAnkerschienen für die Befestigung vonFassadenbauteilen eingesetzt, sindsystemgebundene Verbindungsmittel inder vorgeschriebenen Werkstoffklasseeinzusetzen.

Es ist auf eine ausreichende Schrauben-länge und auf eine Anbindung zu achten,bei welcher die Schrauben nicht wesent-lich auf Biegung beansprucht werden.Dübelverankerungen dürfen nur ein-gesetzt werden, wenn ihre Gebrauchs-tauglichkeit nachgewiesen ist (z.B. durcheine allgemeine bauaufsichtlicheZulassung).


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Sonderkonstruktionen bei Fassadenauf-lagern sind möglich, sofern die gestelltenmechanischen Anforderungen erfüllt undnachgewiesen werden können.

Abb. 17 Ausführungsbeispiel für die Abstützungvon Fassadenpfosten im Treppenhausbereich mitzugehörigem statischen System

1. Dübelverbindungen mit eingeleimten Buchenholzdübeln (Anwendung von Klebstoffen ohneKriechwirkung unter Dauerbeanspruchung),

2. Exzenterverbindungen,3. Schwalbenschwanzverbindungen,4. Spannankerverbindungen.

Abb. 14 Gängige Verbindungsmittel für Pfosten-Riegel-Knotenpunkte im Fassadenbau

Abb. 15 Festlager mit Verstellmöglichkeit beimMontagevorgang

Abb. 16 Loslager mit Verstellmöglichkeit beimMontagevorgang Abb. 18 Kraftübertragung bei Ankerschienen

1.3.6 Ankerplatten

An Ankerplatten werden die Bauteile inder Regel direkt angeschweißt. DieSchweißnähte dürfen nur durch geeigne-tes Personal mit einem Schweißbefähi-gungsnachweis ausgeführt werden.Weiter ist auf einen richtigen Einsatz derSchweißmaterialien zu achten. BeiSchweißnähten ist ein ausreichenderKorrosionsschutz [26] vorzusehen.

2 Konstruktion von Holz-Glas-Fassaden

2.1 Füllelemente

2.1.1 Glas

Bedingt durch die gesetzlichen Wärme-technischen Anforderungen werden dieAusfachungen mit Glas bei Fenstern undFassaden heutzutage in der Regel mitMehrscheiben-lsolierglas (Abb. 21) vor-genommen. Der Aufbau des Mehr-scheiben-lsolierglases setzt sich je nachAnforderung meist aus Floatglasscheiben[1], Einscheibensicherheitsglas [7], Ver-bundsicherheitsglas [16] oder auch ausGießharzverbunden zusammen.

• Objektschutz

Je nach Schutzerwartung kommen an-griffhemmende Verglasungen (Verbund-sicherheitsgläser) der Widerstandsklassennach DIN 52290 zur Anwendung. DerEinbau der Verglasung muß konform derWiderstandsklassen der Verglasung sein.Bei versicherungsrelevanten Objektensind die VDS-Vorschriften zu beachten.Verbundsicherheitsgläser bestehen ausmehreren Glasschichten, verbunden mitFolien, Gießharz oder Polycarbonat.Die Dicke und Anzahl der Floatglas-scheibe im Verbund kann Farbänderun-gen bei dicken Verbundscheibenpaketenhervorrufen. Deshalb wird bei solchenAufbauten in Abhängigkeit der Nutzung(z. B. Schaufensterverglasung, Vitrinenetc.) auch Weißglas verwendet.

• Wärmeschutz

Die Wärmeschutzeigenschaften vonMehrscheiben-lsoliergläsern werdendurch den Wärmedurchgangskoeffizien-ten (Uv-Wert) charakterisiert. Die Ermitt-lung des offiziellen Rechenwertes desWärmedurchgangskoeffizienten erfolgtdurch Messung nach DIN 52619-3 [25]sowie nach dem in der BauregellisteAnlage 11.1 beschriebenen Verfahren.Nach der Wärmeschutzverordnung 1995müssen die so ermittelten Werte imBundesanzeiger veröffentlicht werden.

Die solaren Energiegewinne durch dieVerglasung hindurch werden durch denGesamtenergiedurchlaßgrad (g-Wert)charakterisiert. Die Ermittlung desg-Wertes erfolgt nach DIN 67507 [27]sowie dem in der BauregellisteAnlage 11.1 beschriebenen Verfahren.Ebenso wie der Wärmedurchgangsko-effizient UV ist der Gesamtenergiedurch-laßgrad g der Verglasung im Bundes-anzeiger veröffentlicht.

In der Bauregelliste [29] sind gasgefüllteund/oder beschichtete Mehrscheiben-Isoliergläser als Bauprodukt mit demNachweis ÜZ (Übereinstimmungszertifi-kat) eingestuft. Dies bedeutet für denIsolierglasproduzenten:

• eine Erstprüfung des BauproduktesMehrscheiben-lsolierglas durch eineanerkannte PÜZ-Stelle,

• den Aufbau und Nachweis einer werks-eigenen Produktionskontrolle sowie

• die Überwachung durch eine aner-kannte Überwachungsstelle.


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Abb. 19 Fassadenbefestigung mit Ankerplatte

Abb. 20 Fassadenbefestigung mit Schwerlastanker

1.3.7 Dübel

Im Gegensatz zu den Ankerschienen(Kraftübertragung nur in Halbebene)übertragen Dübel Kräfte in alle Richtun-gen. Bei einer Befestigung mit Dübelndürfen diese nur mit einer bauaufsicht-lichen Zulassung eingesetzt werden.Es sind dabei die in der Zulassung vor-geschriebenen Mindestrandabstände zuden tragenden Bauteilen und die zu-lässigen Abstände untereinander ein-zuhalten. Weiter ist darauf zu achten,daß eine Belastung der Schrauben aufBiegung untergeordnet bleibt.

Abb. 21 Beispiel eines Mehrscheiben-lsolierglases

Durch die Kombination unterschiedlicherGlasprodukte, Beschichtungen, Gas-füllungen und Variationen der Scheiben-zwischenraumbreite kann eine Vielzahlvon Sondergläsern z. B. mit Wärme-schutz-, Sonnenschutz-, Schallschutz-öder Brandschutzfunktion hergestelltwerden.

Nachfolgend sind beispielhaft Mehr-scheiben-lso.liergläser für spezielleAnwendungsbereiche genannt:

• Brandschutzgläser

Die „G-Verglasungen“ und „F-Vergla-sungen“ nach DIN 4102-13 [8] müsseneinschließlich ihrer Halterung, Befesti-gung und Fugen beim Brandversuch alsRaumabschluß wirksam bleiben.

Darüber hinaus müssen „F-Verglasun-gen“ neben der Rauch- und Flamm-dichtigkeit auch eine Übertragung derHitzestrahlung des Brandherdes(thermischer Hitzeschild) während desgeforderten Zeitraumes unterbinden.


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2.1.2 Paneele

Nichttransparente Füllungen werden nachdem Sprachgebrauch der DIN 4108-2 [9]auch als opake Ausfachungen bezeichnet.Sandwichbauteile, Paneele, Panels oderVerbundelemente sind andere Begriffe fürdiese Bauteile. Sie werden meist imBrüstungsbereich oder im Stirndecken-bereich als Wärme- bzw. Sichtschutz oderals aktives Funktionselement eingesetzt.

Praxisübliche Systeme für nichttranspa-rente Ausfachungen sind z.B.:

– Wärmegedämmte Paneele,– Mehrscheiben-lsolierglas mit blick

dichten Scheiben,– Photovoltaikelemente (siehe auch

3.4.3),– Luftkollektoren (siehe auch 3.4.4).

problemlos und ohne Folgeschäden fürdie Konstruktion in den Baukörperableiten. Um die Problematik des Dampf-druckausgleichs und der Diffusions-behinderung bei Holzkonstruktionen zuberücksichtigen, muß das Verglasungs-system eine Glasfalzentwässerung undden Dampfdruckausgleich ermöglichen.

2.2.1 Verglasung mit außenliegendenPreßleisten

Zur eindeutigen Zuordnung der Aufga-ben der einzelnen Verglasungskompo-nenten eines Fassadensystems werdendie in Abb. 23 gezeigten Baugruppenvon Fassaden definiert.

Stahlkonstruktion. Das bedeutet, daß füralle drei Werkstoffgruppen eine ähnlicheQuerschnittsausbildung in der Ver-glasungsebene erfolgt. Besondere Auf-merksamkeit ist bei Anwendung vonHolzbauteilen auf die Temperaturver-teilung im Querschnitt zu legen, welchein direktem Zusammenhang mit demFeuchtehaushalt steht. Eine längerfristigeAuffeuchtung im Holzquerschnitt kannzu dauerhaften Schäden in der Konstruk-tion führen, so daß die Forderung derGebrauchstauglichkeit nicht mehr ein-zuhalten ist.

Verglasungssysteme von Fassadenkon-struktionen müssen so konzipiert sein,daß neben dem ungehinderten Dampf-druckausgleich auch die kontrollierteEntwässerung der Konstruktion sicher-gestellt ist. Die Entwässerung und derDampfdruckausgleich des Falzraumesdürfen nicht durch die Verklotzung ein-geschränkt werden. Gegebenenfallskönnen Klotzbrücken bzw. U-ProfileVerwendung finden.

An den Übergängen von Pfosten undRiegeln muß die raumseitige Dichtebenegeschlossen sein. Die wasserführendenEbenen sind an den Kreuzungspunktenin der Weise überzuführen, daß einekontrollierte Wasserableitung gegebenist. Es darf kein Kondensat oder ein-gedrungenes Regenwasser zur Raumseitedurchdringen. Die Entwässerung derKonstruktion kann auf zwei Arten vor-genommen werden. Neben der feld-weisen Entwässerung (Einzelfeldsystem,möglich bei Vertikalfassaden, Abb. 25)kann die Wasserableitung auch über diePfosten geschehen (Mehrfidsystem, mög-lich bei Vertikalfassaden und Lichtdächern,Abb. 26).


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Abb. 22 Ausführungsbeispiele für Paneele

Je nach Einsatz können sich die Anfor-derungen an nichttransparenteFüllelemente ändern. Befinden sich nicht-transparente Ausfachungen der Fenster-öder Fassadenelemente z. B. vor einemHeizkörper [35]. so verändern sich dieAnforderungsbedingungen nachDIN 4108-2 [9].

2.2 Verglasungssysteme

Verglasungssysteme in Fassaden habendie Aufgabe der dichten Einbindung derAusfachungselemente in eine Fassaden-hülle. Die Befestigung der Ausfachungs-elemente muß die äußeren Einwirkungen

Abb. 24 Ausführungsbeispiel eines Verglasungs-systems

Es besteht in der Regel kein wesentlicherUnterschied in der Verglasungsebenezwischen einer Holz-, Aluminium- bzw.

Abb. 23 Komponenten einer Fassadenverglasung für ein Aluminium-Holz-System

1. Konstruktionsebene/Tragsystem2. Innere Dichtebene gegen Eintritt von warmer

Raumluft in den Glasfalzraum und Feuchtigkeit vomGlasfalzraum in die Tragkonstruktion

3. Entlastungsnut zum Dampfdruckausgleich (DieNotwendigkeit der Entlastungsnut ist abhängig vonder Ausbildung der Systemgeometrie und desFassadengesamtkonzeptes)

4. Inneres Verglasungssystem (inneresVerglasungsprofil) als Tragsystem für dieAusfachungselemente

5. Verglasungsebene/Ausfachungsebene6. Thermische Trennung7. Äußere Dichtebene gegen Wassereintritt von außen

in den Glasfalzbereich8. Äußeres Verglasungssystem (Haltefunktion der Dicht-

und Verglasungsebene)9. Abdeckleisten zur Erfüllung der ästhetischen

Anforderungen an eine Fassadenkonstrukion

Der Stoß der Dichtungen ist dicht auszu-führen (z.B. mit einem Dicht- bzw. Kleb-stoff oder durch gestauchte Dichtungen).In Abb. 27 ist eine mögliche Dichtungs-führung der inneren Dichtbänder ab-gebildet, um die beschriebenen Anfor-derungen zu erreichen.

Das äußere Dichtungssystem hat die Auf-gabe, die Konstruktion vor eindringen-dem Wasser abzudichten. Für die äußereDichtungsebene sollten im Regelfall dieDichtungen des Pfostens durchlaufendverlegt werden. Grundsätzlich sindDichtungen mit leichtem Übermaß amKnotenpunkt einzupassen, damit keineFugen durch den Schrumpf der Dichtun-gen entstehen.

Der Dampfdruckausgleich (Abb. 27)sowie die Entwässerung der Fassade(Abb. 25 und Abb. 26) sind konstruktivnicht nur in der Fassadenkonstruktionsicherzustellen, sondern müssen auch imAnschlußbereich der Fassade an Kopf-und Fußpunkt weitergeführt werden.

2.2.2 Structural Glazing System(Geklebte Verglasung)

Die grundlegende Idee von StructuralGlazing beruht auf dem Kleben desGlases - sowohl als Einfachglas als auchals Mehrscheiben-lsolierglas - an einenAdapterrahmen, der meistens ausAluminium besteht. Zu öffnendeElemente (Klapp-, Kipp- oder Drehkipp-flügel) - können neben den Festver-glasungen Bestandteile eines StructuralGlazing Systems sein.

Anforderungen für die Klebung von SG-Elementen:

– Die Klebung wird planmäßig zurÜbertragung nicht ständig wirkenderLasten herangezogen.

– Die Eigenlast der Glaselemente mußüber mechanische Halter abgetragenwerden. Damit wird die Klebung mitden Scherlasten aus dem Eigen-gewicht nur minimal belastet.

– Alle von außen auf das Bauteil ein-wirkenden Lasten müssen mit aus-reichender Sicherheit dauerhaftaufgenommen werden.

– Geklebte Verglasungen müssengegenüber physikalischen, chemischenund biologischen Einflüssen wieWasser, Sonneneinstrahlung,Temperatur, Mikroorganismen undUmwelteinflüssen ausreichend dauer-haft sein.

– Bei Versagen der Klebung muß dasSG-Element durch mechanischeSicherungen gehalten werden. DieseForderung gilt in Deutschland fürEinbaulagen über 8 m Traufhöhe.

– Die äußere Glasscheibe darf imBrandfall nicht im Ganzen herabfallen.

– Die tragende Klebung darf nur unterdefinierten und kontrolliertenFertigungsbedingungen ausgeführtwerden.


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Abb. 25 Feldweise Entwässerung einerFassadenkonstruktion

Abb. 26 Entwässerung über die Pfosten

Abb. 27 Beispiele für die konstruktive Ausbildung der inneren Dichtebene am Pfosten-Riegel-Knotenpunkt

2.3 Grundsätze zur Anschluß-ausbildung

Bauteile, die in Außenwandsysteme inte-griert sind, werden verschiedenen bau-physikalischen Einflüssen ausgesetzt.Zum Verständnis wurde das Modell inAbb. 30 entwickelt, in dem die Außen-wand bzw. deren Komponentenentsprechend ihrer bauphysikalischenFunktion und der zu erwartendenWetterbeanspruchung aufgeteilt werden.

In dem Modell werden die Anforderun-gen, die sich aus den klimatischen

Belastungen ergeben und die in derFassadenkonstruktion und im Anschluß-bereich in technische Eigenschaftenumzusetzen sind, in zwei Funktions-ebenen und in einem Funktionsbereichzusammengefaßt.

Diese Ebenen und der dazwischenliegende Funktionsbereich müssen in derKonstruktion erkennbar sein. Die inTabelle 3 genannten Anforderungen sinddabei von den einzelnen Bereichen zuerfüllen.

Die Auffächerung der Ebene des Wetter-schutzes (Abb. 30) ist den bewährtenGrundelementen der Dacheindeckungnachempfunden.

2.3.1 Anschlußsituationen undEinwirkungen

Bei der Anbindung von Fassaden anGebäude gilt es, die speziellen Eigen-schaften, Aufgaben und Anforderungender Fassadenkonstruktion und desBaukörpers ineinander überzuführen undzu kombinieren. Die Faktoren, die es beider Konstruktion eines gebrauchs-tauglichen Baukörperanschlusses zuberücksichtigen gilt, sind dabei:

• die Bauphysik (Wärmeschutz,Feuchteschutz und Schallschutz),

• die Statik (Lastabtragung,Verformungen),

• die Beanspruchung (Abmessungen,Bewitterung),

• Technische Aspekte (Werkstoffe,Bauablauf, Toleranzen),

• Gesetzliche Auflagen(Brandschutzanforderungen,Schwellenhöhen),

• Gestalterische, ökologische undfinanzielle Aspekte.

Die baulichen Gegebenheiten bei mehr-geschossigen Holzfassaden sind häufiggeprägt durch:

• große Abmessungen und darausresultierend große Toleranzen desBaukörpers und der Fassade,

• verschiedene Anschlußsituationen aneinem Bauvorhaben (Fußpunkt,Decken-, Wand- und Trennwandan-schlüsse, Anschluß an die Dach-konstruktion ...),

• erhöhte Anforderungen an den Schall-und Brandschutz,


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Abb. 28 Schema eines Fassadenanschlusses mit konstruktiver Öffnung zum Dampfdruckausgleich auf derAußenseite

Abb. 29 Structural Glazing System(Stufenisolierglas mit Bolzen auf geklebtenBlechstreifen)

• unterschiedlich starke Einwirkungensowohl von der Raum- als auch vonder Außenseite an einem Bau-vorhaben,

• Zwänge aus dem Bauablauf,• spezielle Konstruktionen, die projekt-

bezogen einmalig angewendetwerden.

Eine optimale Ausbildung des Baukörper-anschlusses erfüllt die beschriebenenAnforderungen und berücksichtigt diespeziellen Randbedingungen unterBeachtung der Kostensituation undWirtschaftlichkeit.

Die Darstellung in Tabelle 3 soll die ver-schiedenen Anschlußsituationen einerPfosten-Riegel-Konstruktion in üblicherBauweise aufzeigen.

Die unterschiedlichen Beanspruchungenund daraus resultierenden Aufgabeneines Baukörperanschlusses hängen imwesentlichen vom Anschlußpunkt ab.

Vorwiegend werden die Anschlüssebelastet durch

• Feuchtigkeit von innen,• Regen und Oberflächenwasser,• Bewegung von Fassade und Baukörper,• und zum Teil von Schmelz- und

Spritzwasser.

Diese Einwirkungen sind in Normen undRichtlinien erfaßt, die bei der Auslegungdes Anschlusses zugrunde gelegt werdenmüssen. Die wichtigsten Normen,Richtlinien und technischen Regelwerkekönnen der folgenden Literatur entnom-men werden: [3], [5], [9], [10], [13], [14],[17], [18], [19], [36], [37], [40].

2.3.2 Fugenausbildung beiBaukörperanschlußfugen

Es gibt keine allgemeingültige Lösung,wie eine Anschlußfuge gestaltet werdenmuß, um allen Anforderungen gerecht zuwerden. Das wäre – schon bedingt durchdie unterschiedlichen Außenwandsysteme– nicht sinnvoll.

Die Abdichtung von Fassade und Bau-körper kann grundsätzlich ein- oderzweistufig erfolgen. Regen und Windwerden bei der einstufigen Fugenaus-bildung in einer Ebene abgewiesen(Abb. 32).

Bei der zweistufigen Fugenausbildungwerden Regen und Wind in räumlichgetrennten Ebenen abgewiesen. Alswesentliches Merkmal der zweistufigenFugenausbildung ist eine kontrollierteWasserabführung nach der ersten Stufezu nennen.

Beim Einsatz von Pfosten-Riegel-Kon-struktionen mit Abdeck- und Ver-


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Tabelle 3 Anforderungen an die Funktionsebenen

Ebene (3) Wetterschutz Ebene (2) Funktionsbereich Ebene (1) Trennung vonRaum- und Außenklima

Abb. 30 Ebenen und Funktionsbereich als Modell zur Beurteilung einer Einbausituation bei Holzfassaden

Die Ebene des Wetterschutzesmuß von der Außenseite den Ein-tritt von Regenwasser weitgehendverhindern und eingedrungenesRegenwasser kontrolliert nachaußen abführen. Zugleich muß die Feuchte aus dem Funktions-bereich nach außen entweichenkönnen.

In diesem Bereich müssen ins-besondere die Eigenschaften Wärme- und Schallschutz übereinen angemessenen Zeitraumsichergestellt werden. Allgemeinformuliert heißt dies, der Funk-tionsbereich muß „trocken bleiben“ und vom Raumklimagetrennt sein.

Die Trennebene von Raum- undAußenklima muß über die gesamteFläche der Bauteile und der Außen-wand erkennbar sein und darf nichtunterbrochen werden. Ihre Tempera-tur muß über der Taupunkttempera-tur der Raumluft liegen. Die Kon-struktion muß raumseitigausreichend luft- und dampfdichtsein.

glasungsprofilsystemen erfolgt die regen-dichte Anbindung an den Baukörperhäufig über das Verglasungsprofil.Die Fugenabdichtung zum Baukörperfunktioniert bei Holzfassaden also zumeistnach dem zweistufigen Prinzip.

2.3.3 Abdichtungssysteme

Bei der Anbindung von Fassadenelemen-ten an den Baukörper liegen Bewegungs-fugen vor. Dies sind Fugen, bei denenÄnderungen der Fugenbreite während derNutzung auftreten. Die Ursachen dieserMaßänderungen sind vielfältig – von ein-

maligen Setzungen des Mauerwerks bishin zu Wärmedehnungen der Werkstoffe.Eine allgemeingültige Aussage über diean jeder Anschlußsituation tatsächlichvorhandenen Bewegungen ist somit nichtmöglich.

Ein Abdichtungssystem zwischen Fassadeund Baukörper muß diese Bewegungenausgleichen können. Dafür kommen prin-zipiell in Frage:

• Dichtstoffe mit geschlossenzelligemund nicht wassersaugendemHinterfüllmaterial,

• Imprägnierte und vorkomprimierteSchaumkunststoffbänder,

• Bauabdichtungsfolien und Butylbänder.

Die Wahl des Abdichtungssystemes rich-tet sich nach der Bausituation (Toleran-zen, Baufolge), den Voraussetzungen ander Konstruktion (Geometrie an der Stelleder Abdichtung) und technischenGesichtspunkten (ehem. Verträglichkeitzu angrenzenden Baustoffen). Beeinflußtwird die Wahl zudem durch wirtschaft-liche Überlegungen.

Durch die speziellen Einwirkungen aufeine geschoßübergreifende Fassaden-konstruktion, z.B. die Kriechverformungvon Betondecken, Verformungen durchWind, kommen normalerweise nur Bau-abdichtungsfolien in Frage. In Bereichen,an denen die Verformungen geringerausfallen, z.B. an Trennwänden, könnenauch Dichtstoffugen und Dichtbänderzum Einsatz kommen. Findet ein Wechseldes Dichtsystems auf der Raumseite statt,so muß sichergestellt sein, daß die Über-

gangsbereiche (meist in der Ecke desRaumes) luftdicht ausgebildet werden.

Bei der Verarbeitung der Dichtsystemesind generell die Verarbeitungshinweiseder Hersteller zu beachten.

Bei der Anwendung von Dichtsystemenist der bauphysikalische Grundsatz„innen dichter als außen“ in Bezug aufdie Wasserdampfdiffusionswiderständezu berücksichtigen. Dies kann mit einerentsprechenden Auswahl des Dicht-systemes geschehen. Sind nahezu gleichdichte Abdichtungssysteme raumseitigund außen vorgesehen, so ist durch einegeeignete konstrukive Maßnahme derDampfdruckausgleich nach außen sicher-zustellen.

2.3.4 Fugenausbildung bei Bewe-gungsfugen in der Konstruktion

Bewegungsfugen können mehrere Auf-gaben erfüllen. Sie können bei einerElementfassadenbauweise dazu dienen,die einzelnen Elemente miteinander zuverbinden oder Bewegungen (Längen-änderungen) in gewissen Toleranzen auf-zunehmen. Die Wahl der Fugenpositionwird im wesentlichen durch derenAufgabe und Funktionsweise sowie durchdie Gestaltung der Fassade bestimmt.


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Abb. 31 Anschlußbereiche bei mehrgeschossigen Fassadenkonstruktionen

Abb. 32 Einstufige und zweistufigeFugenausbildung

Abb. 33 Bewegungsfugen bei Fassaden inElementbauweise

Bei der Anwendung von Bewegungs-fugen sind die bauphysikalischenAnforderungen wie die Vermeidung vonWärmebrücken und der Einsatz vonDampfsperren zu berücksichtigen.

Auch hier muß die bauphysikalischeForderung „innen dichter als außen“beachtet werden.

Um heutigen architektonischen Forderun-gen nach schlanken QuerschnittenRechnung zu tragen, kommen bei derAusbildung der Bewegungsfugen imPfosten im Regelfall drei Konstruktions-prinzipien für den Fugenverlauf inBetracht:

• eine Bewegungsfuge zentriert in derSchmalfläche,

• zwei Bewegungsfugen im Eckbereichder Schmalfläche,

• keine Bewegungsfuge im Sichtbereich.

Um bei Holzfassaden die Elemente übermehrere Geschosse zu führen, sind meistElementstöße in der Länge der Pfostennotwendig. Auch bei den Elementstößenin der Länge muß das bereits erwähnteAbdichtungsprinzip gewahrt werden.

3. Ausblick auf neueTechnologien

3.1 Tageslichtlenkung bei Fassaden

Tageslicht in Innenräume zu bekommen,ist die unmittelbarste Form der Solar-energienutzung. Neben Energieein-sparung und visuellem Komfort sprechenvor allem die physiologischen Vorteile füreine gezielte Tageslichtnutzung.

Zur Umsetzung der Tageslichtnutzung beiFassaden gibt es zahlreiche Möglich-keiten. Die einfachste Art und Weise istdie Verwendung eines gewöhnlichenFensters. Allerdings ist es damit nichtmöglich, einen Raum in der Tiefe gleich-mäßig auszuleuchten.

Die Aufgabe eines Lichtlenkelementes istes, für eine gleichmäßige Verteilung desvorhandenen Tageslichtes zu sorgen (vgl.Abb. 35).

Je nach geographischer Ausrichtung,Klimaregion, Jahres- und Tageszeit er-geben sich unterschiedliche Formen derSolarstrahlung. Nach diesem Angebotrichtet sich auch das zu verwendendeSystem. Tageslichtsysteme lassen sichprinzipiell in drei unterschiedlicheVerwendungsarten unterteilen:

• Diffuslichtumlenkung,• Sonnenschutz mit Diffuslichtdurchlaß,• Sonnenlichtlenkung (Umlenkung ohne

Sonnenschutz).

Zur Realisierung der Tageslichtlenkungnutzt man optische Effekte wie Reflexion,Totalreflexion, Beugung, Lichtstreuungusw. Die Nutzung dieser Effekte erfolgtbeispielsweise durch Lamellensysteme.Typische Vertreter von Lamellensystemensind:

• Hochreflektierende Lamellensysteme,prismatische Systeme aus Glas oderKunststoffen,

• lichtbeugende Systeme wie z.B.holographische Elemente,

• transluzente (lichtstreuende) Systeme.

In Abb. 36 sind vier prinzipielle Systemedargestellt.


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Abb. 34 Bewegungsausgleich im Fassadenpfosten (schematisch)

3.2 Grundkonzepte derGebäudetechnik

Während bei der herkömmlichen Elektro-installationstechnik jede Funktion eineeigene Leitung zur Steuerung benötigt,lassen sich bei Bussystemen Funktionenund Abläufe an einer Glasfassade übereine gemeinsame Leitung verwalten.Die Busteilnehmer werden mit einerBusleitung zum Datenaustausch verbun-den. Die zur Ansteuerung benötigtenAktoren arbeiten mit einer Leistungsver-sorgung von 230 Volt oder 24 VoltNetzleitung.

Über den Installationsbus können Funk-tionen wie Lüftung, Heizung, Verschat-tung, Alarmmeldungen und andereAktionen verwaltet und gesteuert wer-den. Jeder Busteilnehmer besitzt eineeigene Adresse zur Identifikation. Imgeräteinternen Mikrochip sind die einzel-nen Befehlsverknüpfungen zur Kommuni-kation mit anderen Busteilnehmern hin-terlegt. Es wird von allen Teilnehmern diegleiche Busleitung verwendet; durch dieAdressierung wird die richtige Daten-zuweisung sichergestellt. Wird zumBeispiel der Heizungsschalter betätigt,bekommen alle Busteilnehmer das Daten-

paket „Heizung ein“, aber nur die Teil-nehmer mit passender Adressierungführen die Befehle aus (z.B. Heizung an,Lüftung aus bzw. Fenster zu).

Jedes Gerät besitzt seine eigene „Intel-ligenz“. Somit können die einzelnenGeräte ohne die Einschaltung derZentrale miteinander kommunizieren.Dies ermöglicht einen strukturiertenAufbau nach Gebäuden, Stockwerken,Räumen und Gewerken. Vorteile dieserTechnik sind ein übersichtlicher Aufbauder Installation und komplexe oder autar-ke Funktionen.

Die „dezentrale Intelligenz“ einesBussystems hat ebenso im Hinblick aufdie Betriebssicherheit einige Vorteile, dakein Zentralrechner „abstürzen" kannund dadurch das gesamte System zumStillstand kommen würde.

3.3 Integration von Bussystemen inFenster- und Fassadenbauteile

Eine interne Vernetzung wird mit demZiel verfolgt, ein Wohnumfeld mit mehrSicherheit, höherer Energieeinsparungund größerem Komfort zu schaffen.Im Gegensatz zu herkömmlichen elektri-schen Steuerungen werden bei Bus-Systemen Fenster und Fassadenteile nichtnur z.B. geöffnet und geschlossen,sondern es kann eine ganzheitlicheSteuerung und Verwaltung der Gebäude-funktionen erfolgen. Durch ein abge-stimmtes Zusammenwirken einzelnerFunktionen kann eine optimale Nutzungerreicht werden. Bussysteme können z. B.in Abhängigkeit der Raumluftqualitätbzw. der vorgegebenen Temperatur dieLüftung, Heizung und den Sonnenschutzaufeinander abstimmen und somit einenwirtschaftlichen Nutzen zwischen Frisch-luftzufuhr und Heiz- bzw. Kühlenergieerzielen. Auch komplexe Steuerungsauf-gaben, welche z. B. zur Querlüftungbenötigt werden, können einfach reali-siert werden.

Ebenso ist eine Regelung der Lichtver-hältnisse in Räumen möglich. DieBeleuchtungsstärke wird gemessen; dernatürliche Lichteinfall wird mit demSonnenschutzsystem bzw. mit künstli-chem Licht begrenzt bzw. verstärkt.

Mit einem Bussystem sind auch Sicher-heitsfunktionen möglich. OffenstehendeFenster und Türen sowie Glasbruch oder


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Abb. 35 Beleuchtungsstärkeverlauf in Abhängigkeit von der Raumtiefe für ein Zimmer ohne (linke Abb.) undmit Tageslichtlenkung (rechte Abb.)

Abb. 36 Schematische Darstellung von Systemen zur Lichtlenkung

Abb. 37 Veränderung der Raumausleuchtung durch den Einsatz von lichtlenkenden Elementen

andere Manipulationen an der Gebäude-außenhülle werden durch das Systemerkannt. Es kann eine Meldung an diePolizei oder Feuerwehr erfolgen, oder dieAlarmsirene kann ausgelöst werden.

Bei Bedarf können Wächterfunktionenimplementiert werden. Bei Regen, Sturm,Wasserschäden sowie Störungen an derHeizung kann das System automatischGebäudeteile schließen, Sonnenschutzeinfahren oder telefonisch Hilfe anfor-dern.

Mit einem Bussystem lassen sich die ineinem Gebäude eingesetzten Leitungenzur Ansteuerung der geplanten Gebäude-technik im Vergleich zur herkömmlichenInstallationstechnik reduzieren. Dies wirktsich bei einem Brandfall positiv aus, dadurch den geringeren Anteil an Installa-tionskabeln eine geringere Brandlastgegeben ist.

Durch zunehmende Automatisierung inder Gebäudetechnik und durch sensible-ren Umgang mit Brand-, Einbruch undÖkologieaspekten wird sich der Einsatzvon Bussystemen in Zukunft immer stär-ker ausweiten.

3.4 Funktionselemente zurSolarenergienutzung

Passive und aktive Systeme nutzen dieSolarstrahlung zur Wandlung derSolarenergie in Wärme und Elektrizität,die anschließend im Gebäude für dieunterschiedlichsten Anwendungen zurVerfügung stehen.[43]

3.4.1 Solarthermie

Unter Solarthermie versteht man diedirekte Erzeugung von Wärme aus derSolarenergie. Typische bekannte Systeme

sind Sonnenkollektoren unterschiedlich-ster Bauart (z. B. Flachkollektor, Röhren-kollektor) zur direkten Warmwasser-bereitung. Des weiteren kann die erzeug-te Wärme zum Betrieb von solarthermi-schen Kälteanlagen, die z.B. nach demAdsorptionsprinzip funktionieren, benutztwerden. Der Vorteil solcher Kühlkonzepteliegt in der Verfügbarkeit eines hohenStrahlungsangebotes genau zu demZeitpunkt, zu dem ein „hoher“ Energie-bedarf für Kühlzwecke benötigt wird.

3.4.2 Transparente Wärmedämmung(TWD)

Unter Transparenter Wärmedämmungversteht man im allgemeinen strahlungs-durchlässige, transparente Materialien mitguten wärmedämmenden Eigenschaften.In Pfosten-Riegel-Konstruktionen werdenTWD-Elemente in der Regel als Paneeleausgeführt. Zur zeitverzögerndenNutzung der Sonnenergie werden dieTWD-Elemente auch oft vor einemMauerwerk angeordnet. Die einfallendeSolarstrahlung wird dann durch die TWDauf eine dunkel gestrichene Absorber-wand geleitet, die sich erwärmt und dieentstehende Wärme zeitverzögert an diedahinter liegenden Räume abgibt.


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Abb. 38 Anbindungsbereiche einer Holz-Glas-Fassade an ein System mit intelligenter Gebäudetechnik

Abb. 39 Schematische Darstellung der Wirkweiseeiner transparenten Wärmedämmung

3.4.3 Photovoltaik (PV-Module)

Photovoltaische Systeme wie Solarzellenwandeln auf direktem Wege die Sonnen-energie in Elektrizität um. Der Wirkungs-grad solcher Solarzellen ist heutzutagenoch recht bescheiden und liegt, je nachSystem, maximal bei ca. 15 bis 20%.Aus diesem Grund wird sich in Zukunftdie Entwicklung hauptsächlich mit Frage-stellungen zur Erhöhung des Wirkungs-grades sowie einer kostengünstigenMassenproduktion beschäftigen.

Um die Gesamtkosten einer Photo-voltaikanlage zu reduzieren, müssen diePV-Module neben der Erzeugung vonElektrizität noch andere Aufgaben wiez. B. Steuerung und Regulierung derSonnen-einstrahlung erfüllen. Ebensospart man sich bei der Integration vonPV-Modulen in die Fassade Kosten durchdie Substitution anderer Verblendungen.

3.4.4 Luftkollektoren

Eine weitere aktive Nutzung von Aus-fachungen ist auch durch sogenannteLuftkollektoren möglich. Bei Luftkollek-toren wird kalte Außenluft durch eineÖffnung zum Außenklima angesaugt unddurch ein Röhrensystem (Abb. 40) gelei-tet. Beim Durchströmen des Röhren-Systems wird die kalte Außenluft durchdie Sonnenenergie vorgewärmt und danndurch eine Öffnung zur Raumseite in dasRauminnere geführt. Alternativ kannebenfalls Raumluft im Umluftverfahrenerwärmt werden.

4 Hinweis auf zitierte Normen

(Nachfolgend aufgeführte Normen sind erhält-lich beim Beuth Verlag GmbH, Berlin)

[1] DIN EN 572-2 : 1995-01Basiserzeugnisse aus Kalk-Natronglas – Teil 2:Floatglas.

[2] DIN 1052-2 : 1988-04Holzbauwerke -Teil 2: Berechnung undAusführung.

[3] DIN 1055-4 : 1986-08Lastannahmen für Bauten – Teil 4:

Verkehrslasten, Windlasten bei nicht schwin-gungsanfälligen Bauwerken.

[4] DIN 1286-2 : 1988-03Mehrscheiben-lsolierglas gasgefüllt – Teil 2:

Zeitstandsverhalten, Grenzabweichung desGasvolumenanteils.

[5] DIN V ENV 1991-2-4 : 1996-12Eurocode 1 – Grundlagen derTragwerksplanung und Einwirkung aufTragwerke – Teil 2–4: Einwirkungen aufTragwerke; Windlasten.

[6] DIN V ENV 1995-1-1 : 1994-06Eurocode 5 – Entwurf, Berechnung undBemessung von Holzbauwerken – Teil 1:Allgemeine Bemessungsregeln,Bemessungsregeln für Hochbau.

[7] DIN 1249-12 : 1990-09Flachglas im Bauwesen – Teil 12: Einscheiben-Sicherheitsglas; Begriffe, Maße, Bearbeitung,Anforderung.

[8] DIN 4102-13 : 1990-05Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen– Teil 13: Brandschutzverglasung; Begriffe;Anforderung und Prüfung.

[9] E DIN 4108-2 : 1995-11Wärmeschutz im Hochbau – Teil 2:Wärmedämmung und Wärmespeicherung;Anforderungen und Hinweise für Planung undAusführung.

[10] DIN 4108-3 : 1981-08Wärmeschutz im Hochbau – Teil 3:Klimabedingter Feuchteschutz; Anforderungenund Hinweise für Planung und Ausführung.

[11] DIN V 4108-4 : 1998-10Wärmeschutz und Energie-Einsparung inGebäuden – Teil 4: Wärme- und feuchte-schutztechnische Kennwerte.

[12] DIN 4108-5 : 1981-08Wärmeschutz im Hochbau – Teil 5:Berechnungsverfahren.

[13] DIN V 4108-7 : 1996-11Wärmeschutz im Hochbau – Teil 7:Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlüssen;Planungs- und Ausführungsempfehlungensowie -beispiele.

[14] E DIN 4108-21 : 1995-11Wärmeschutz im Hochbau -Teil 21:Außenwände von Gebäuden;Luftdurchlässigkeit; Prüverfahren.

[15] DIN 4109 : 1989-11Schallschutz im Hochbau; Anforderungen undNachweise.

[16] DIN EN ISO 12543-2 : 1998-09Glas im Bauwesen; Verbundglas undVerbundsicherheitsglas – Teil 2: Verbund-Sicherheitsglas.

[17] DIN 18024-1 :1998-01Barrierefreies Bauen – Teil 1: Straßen, Plätze,Wege, öffentliche Verkehrs- und Grünanlagensowie Spielplätze; Planungsgrundlagen.

[18] DIN 18025-1 :1992-12Barrierefreie Wohnungen – Teil 1: Wohnungenfür Rollstuhlbenutzer; Planungsgrundlagen.

[19] DIN 18195-9 : 1983-08Bauwerksabdichtungen – Teil 9:Durchdringungen; Übergänge; Abschlüsse.

[20] DIN EN 26891 : 1991-07Holzbauwerke; Verbindungen mit mechani-schen Verbindungsmittlen;Allgemeine Grundsätze für die Ermittlung derTragfähigkeit und des Verformungsverhaltens.

[21] DIN 52290-2 : 1988-11Angriffhemmende Verglasungen – Teil 2:Prüfung auf durchschußhemmendeEigenschaft und Klasseneinteilung.

[22] DIN 52290-3 : 1984-06Angriffhemmende Verglasungen – Teil 3:Prüfung auf durchbruchhemmendeEigenschaft gegen Angriff mit schneidfähigemSchlagwerkzeug und Klasseneinteilung.

[23] DIN 52290-4: 1988-11Angriffhemmende Verglasungen – Teil 4:Prüfung auf durchwurfhemmende Eigenschaftund Klasseneinteilung.

[24] DIN 52290-5 : 1987-12Angriffhemmende Verglasungen – Teil 5:Prüfung auf sprengwirkungshemmendeEigenschaft und Klasseneinteilung.

[25] DIN 52619-3 : 1985-02Wärmeschutztechnische Prüfungen;Bestimmung des Wärmedurchlaßwiderstandesund Wärmedurchgangskoeffizienten vonFenstern – Teil 3: Messung an Rahmen.

[26] DIN 55928-4 : 1991-05Korrosionsschutz von Stahlbauten durchBeschichtung und Überzüge – Teil 4:Vorbereitung und Prüfung der Oberflächen.

[27] DIN 67507 : 1980-06Lichttransmissionsgrade,Stahlungstransmissionsgrade und Gesamt-energiedurchlaßgrade von Verglasungen.


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Abb. 40 Schnittdarstellung eines Luftkollektors alsAusfachungselement in einer Pfosten-RiegelKonstruktion

Durch die Aufnahme der solaren Energieder Photovoltaiksysteme werden diese inder Regel stark erwärmt. Da bei derErwärmung von Photovoltaiksystemender Wirkungsgrad sinkt, werden diese zurKühlung mit Luftkollektoren kombiniert.Somit wird durch die Abwärme desPhotovoltaiksystems die kalte Außenluft,die durch das Röhrensystems der Luft-kollektoren fließt, vorgewärmt und diePhotovoltaiksysteme werden gleichzeitiggekühlt.

5 Literaturverzeichnis

[28] Achtziger, J.:Verfahren zur Beurteilung des Wärmeschutzesund der Wärmebrücken von mehrschaligenAußenwänden und Maßnahmen zur Vermin-derung der Transmissionswärmeverluste vonFassaden.Dissertation, Fachbereich 8 Architektur derTechnischen Universität Berlin, 1990

[29] Bauregelliste A, Bauregelliste B und ListeC. Ausgabe 99/1.Mitteilungen Deutsches Institut für Bautechnik30 (1999) Sonderheft Nr. 20

[30] Biermann, M.; Brüninghoff, H.; Jacobs,H.; Wiegand, T:holzbau handbuch Reihe 2 Tragwerksplanung– Eurocode 5 – Holzbauwerke,Bemessungsgrundlagen und BeispieleEntwicklungsgemeinschaft Holzbau in derDeutschen Gesellschaft für Holzforschung e.V.München, Mai 1995

[31] Gläser, H. J. et. al.:Funktionsgläser; Moderne Verglasungen fürFenster und Fassaden.Expert Verlag

[32] Hugendobler, Paul:Vortrag „Die Zukunft der Befestigungstechnikan der Fassade“gehalten am 14. Juni 1991 bei der Firma Hiltiin Schaan

[33] i.f.t. forum 1/94Sonderheft „Wärmeschutz“ Teil 1:Wortlaut der Wärmeschutzverordnung,Wärmetechnische Leistungsfähigkeit vonFenstern und Paneelen u. a.Rosenheim: Institut für Fenstertechnik e.V.

[34] i.f.t. forum 1/95Sonderheft „Wärmeschutz“ Teil 2:Beispiele für die Anwendung derWärmeschutzverordnung.Rosenheim: Institut für Fenstertechnik e.V.

[35] ifzinfo2/96Füllungen für Fensterelemente undFensterwände; Undurchsichtig aber wichtig.Teil 1 Wärmeschutz.Rosenheim: Informationszentrum FensterTüren Fassaden e.V.

[36] Institut für Fenstertechnik e. V:Seminarmappe „Basisseminar Montage",Rosenheim 1994

[37] IVD-Merkblatt Nr. 9Dichtstoffe in der Anschlußfuge für Fenster und Außentüren; Grundlagen für Planung und Ausführung.Düsseldorf: HS Public Relations Verlag undWerbung GmbH 1997

[38] Meyer-Ottens, C.:holzbau handbuch, Reihe 3 Bauphysik, Teil 4Brandschutz, Folge 2 FeuerhemmendeHolzbauteile (F 30-B).Entwicklungsgemeinschaft Holzbau in derDGfH, München, Mai 1994

[39] Radovic, B.; Cheret, R; Heim, F.:holzbau handbuch, Reihe 4 Baustoffe, Teil 4Holzwerkstoffe, Folge 1Konstruktive Holzwerkstoffe.Arbeitsgemeinschaft Holz e.V., Düsseldorf,Oktober 1997.

[40] Richtlinien für die Planung undAusführung von Dächern mit Abdichtungen -Flachdachrichtlinien.Hrsg.: Zentralverband des DeutschenDachdeckerhandwerks, Hauptverband derDeutschen Bauindustrie e.V.Ausgabe Mai 1991 mit Änderungen Mai1992.Köln: Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH

[41] Rybicki R.:Bauausführung und BauüberwachungRecht-Technik-Praxis; Handbuch für dieBaustelle.Düsseldorf: Werner-Verlags GmbH.

[42] Sack, N.; Krause, H.:Bestimmung des g-Wertes moderner Fenster inBezug auf den sommerlichen Wärmeschutz.Forschungsbericht des i.f.t. Rosenheim.,Rosenheim 1998

[43] Sack, N. :Innovative Fassadentechnik;Energiemanagement durch die Gebäudehülle.Rosenheimer Fenstertage 1998

[44] Sack, N. :Grundlage des sommerlichen Wärmeschutzes.Bauhandwerk (1999) Heft 5. Seite 60 bis 64

[45] Schmid, J. et. al.:Entwicklung von Konstruktionsmerkmalen füreinbruchhemmende Holzfenster.EGH-Forschungsbericht des Instituts fürFenstertechnik e.V., Rosenheim 1998

[46] Schmid, J.; Hoeckel, C.; Niedermaier, R;Kotthoff, l.:Entwicklung und Erprobung vonKonstruktionsgrundlagen für mehrgeschossigeHolzfassaden.EGH-Forschungsprojekt am i.f.t. Rosenheim,Abschlußbericht Ende 1999

[47] Schnabel, R:Windbelastung von Fenster und Fassade – Teil 2.Fenster und Fassade 7 (1980) Heft 1, Seite 3bis 6

[48] Schulze, H.:holzbau handbuch, Reihe 3 Bauphysik, Teil 1Grundlagen, Folge 1 Schallschutz.EGH in der DGfH, München, Oktober 1998

[49] VDI-Richtlinie 2719 : 1987-08Schalldämmung von Fenstern und derenZusatzeinrichtungen.Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH

[50] Verordnung über einen energiesparen-den Wärmeschutz bei Gebäuden(Wärmeschutzverordnung - WärmeschutzV)vom 16. August 1994

[51] Winter, S.:holzbau handbuch, Reihe 3 Bauphysik, Teil 4Brandschutz, Folge 1 Grundlagen.EGH in der DGfH, München, August 1996


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Außenansicht einer Holz-Glas-Fassade Innenansicht einer Holz-Glas-Fassade

Versuchsaufbau 30. Prüfminute im Brandversuch Zustand des Brandkörpers nach einer Brandbelastung

Positive Ergebnisse: Originalbrandprüfung an einer Holz-Glas-Fassade in dreietagiger Anordnung (siehe Kapitel 1.2.5)

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