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Energie/Solar | News | 21.11.2018

Alles bloß Fassade?

Die Gebäudehüllen der Zukunft

  • Eröffnung der Konferenz durch Prof. Andreas Gottlieb Hempel Fotos: Eberhard Zerres

  • Impressionen von der Konferenz 2018 Foto: Eberhard Zerres

  • Posteraustellung im Rahmen der Konferenz Foto: Eberhard Zerres

  • Referenten der Section „Advanced Building Skin Design” (v.l.n.r.): Anne Schwab und Mark Lee (Cincinnati, USA), David Frey (San Francisco, USA), Leo Bakker (Delft, NL), Giovanni Betti (Henn Architekten, D), Benjamin Beer (Dubau, United Arab Emirates) und Chairman Anders Nereim (USA) Foto: Eberhard Zerres

  • Referenten der Section „Optimierung der Gebäudehülle mit nachhaltigen Fassaden“ in der Diskussion (v.l.n.r.): Werner Schönthaler (Schönthaler OHG, Eyrs, Italien – Hanfsteine, Bauweise für Langlebigkeit), Stefan van Velsen (3-Plan Haustechnik, CH – Optimierung der Gebäudehülle eines Bürogebäudes), Christoph Deimel (Deimel Architekten Deutschland – Fassadensysteme für Nullenergiegebäude), Michael Wengert (Pfeil & Koch, D – Abluftfassaden im vollverglasten Hochhaus) und Johann Loux (Gruner Roschi, CH – BIM-Methode zur Fassadenoptimierung) Foto: Eberhard Zerres

Die „Advanced Building Skins“, jährliche Konferenz für fortschrittliches Gebäudedesign, Leistung der Gebäudehülle, innovative Produkte und Technologien für die Gebäudehülle, Richtlinien, Finanzen, Geschäftsmodelle usw., fand vom 1. bis 2. Oktober 2018 in Bern statt.  

Dass der Kongress die Schweizer Bundesstadt als Standort gewählt hat, ist kein Zufall, denn der Kanton Bern gehört in der Energiepolitik zu den Spitzenreitern der Schweiz. Hier wird seit 2006 über eine Energiestrategie konsequent auf erneuerbare Energien gesetzt. Der Dialog zwischen Wissenschaft und Praxis soll den Technologietransfer fördern und ein interdisziplinäres Vorgehen beim Hausbau unterstützen. Ein Großteil der Gebäude sind Altbauten. Bei diesen sind ungenügende Dämmung, veraltete Heizungssysteme sowie undichte Fenster für einen hohen Energieverbrauch verantwortlich.
Energetische Sanierungen reduzieren den Energiebedarf von Gebäuden. Das ist interessant für die Eigentümer, aber auch gut für die Wirtschaft, weil mit Sanierungen Arbeitsplätze entstehen. Die vorgestellten innovativen Produkte für die Gebäudehülle können einen wichtigen Beitrag zu einem ener­gie­effi­zienten Gebäude leisten.
„Die Konferenz möchte einen Beitrag zu einem interdisziplinären Planungsansatz für Architekten, Ingenieure, Wissenschafter, Energiemanager und Hersteller leisten, um den Energieverbrauch von Gebäuden zu senken“, erklärte Prof. Dr. arch. Publizist Andreas Gottlieb Hempel das Ziel der Veranstaltung in Basel.
Bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden nimmt die Gebäudehülle eine Schlüsselrolle ein. Synergien in Technik, Produktion, Logistik und Montage ermöglichen die Realisierung von Vorhang-, Doppelglas- oder integrierten Fassaden, die in Bezug auf ihre Funktionalität und Design-Konfigurationen bisher unerreicht waren.
Vor dem Hintergrund einer zunehmenden weltweiten Urbanisierung und einer immer dichteren Bebauung werden konstruktive und ästhetische Fassadenlösungen für Hochhäuser immer stärker nachgefragt. Es gilt, komplexe Anforderungen u.a. hinsichtlich Luftdichtigkeit, Schlagregendichtigkeit und Brandschutz zu beachten.
Aufgrund zunehmender Windlasten werden Fassaden ihre Formen verändern müssen.
Neben dem Wusch nach immer größeren Glasformaten geht der Trend zu Dünngläsern und die Möglichkeit des Einsatzes von Glasbacksteinen.
Wie forensische Arbeit in der Praxis aussieht und Schäden an den Gebäudehüllen vorhersagen lässt, war ein weiterer Punkt der Konferenz. Für das Facility Management kann die forensische Architektur zu erheblichen Kosteneinsparungen bei Betrieb und Wartung von Gebäuden führen. Es wurde eine Studie vorgestellt, in der über 1.500 Fälle von Schäden am Gebäude untersucht wurden.
Ob traditionell oder modern konstruiert, Bekleidungen aus Holz geben einer Fassade Tiefe und einen einzigartigen Charakter – auch und gerade wegen der vielen Gestaltungsmöglichkeiten. Aus bauphysikalischer Sicht, so wurde berichtet, sind besonders hinterlüftete Fassadenbekleidungen aus Holz vorteilhaft.
Die Sonne liefert Energie frei Haus. Auch wenn diese Erkenntnis schon lange nicht mehr neu ist, und obwohl die Kosten für Photovoltaikmodule seit Jahren sinken, wird immer noch deutlich weniger Solarenergie produziert als technisch und wirtschaftlich machbar und für eine erfolgreiche Energiewende erforderlich wäre.
Photovoltaikmodule auf dem Dach sind technologisch gesehen Standard, an Gebäudefassaden ist Photovoltaik momentan dennoch nur vereinzelt zu finden. Neben der Technologie bildet die optische Integration der Platten eine Herausforderung. Größenvariable Photovoltaikelemente fungieren als nachhaltige Energiequelle, die architektonische Akzente setzen kann und zugleich die Schutzfunktion einer Fassade übernimmt. Während bei Neubauten die Möglichkeiten mittlerweile fast unbegrenzt sind, stehen bei Sanierungen andere Herausforderungen, laut einem Referenten, im Vordergrund. Besonders bei denkmalgeschützten Bauten gilt es, architektonische Ursprünglichkeit des histori­schen Bestands unter einen Hut zu bringen.
Die Funktionalität von Gläsern geht längst weit über die bewährten Basiseigenschaften dieses transparenten Werkstoffes hinaus – schaltbare Scheiben ersetzen den Sonnenschutz, Multimediafassaden verändern die Architektur unserer Gebäude, Verglasungen wandeln sich aufgrund integrierter Sensorik zu aktiven Komponenten.
Ein erhebliches Wachstums-potential ist auch bei der Glasveredelung mittels Lasertechnik zu erkennen. Die Möglichkeiten dieser Technologie sind vielfältig: Mit dem Laser lassen sich effizient und extrem präzise Glasoberflächen individuell gestalten. Darüber hinaus ermöglicht der konzentrierte Lichtstrahl die Gravur von dreidimensionalen Strukturen und Motiven in das Glasinnere.

Bauzukunft mit Glas

Angesichts der sich in Zukunft verstärkenden Notwendigkeit, im Gebäudebereich noch mehr Energie einzusparen, werden die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Gebäudehüllen sukzessive steigen. Auch die Anbieter von Funktionsgläsern für Fenster und Fassaden werden dabei in die Pflicht genommen, mit neuen, noch effizienteren, multifunktionalen Gläsern zur Effizienzverbesserung beizutragen. Ein besonderer Stellenwert kommt bei der Etablierung von multifunktionalen Glasfassaden der integrativen Planungsarbeit zu. Sie ist der Schlüssel für das optimale Zusammenspiel von Fassadentechnik, Automation, Lüftungs- sowie Klimatechnik und stellt sicher, dass eine maximale Energieeffizienz erzielt wird.

Wir befinden uns zwar erst am Anfang dieser Entwicklungen. Dafür scheint hier ein großes Potential für die „Energiehülle“ der Zukunft zu liegen, denn BIPV-Systeme (Building Integral Photovoltaic) bieten eine Antwort auf viele Herausforderungen der Energiewende.

Ausstellung und Poster

Auch in der Posterpräsentation und der Firmenausstellung, die begleitend stattfanden, erfuhren die ca. 600 Teilnehmer die eine oder andere Neuheit. Mit dem Kongress gab es eine Plattform für den Know-how-Austausch und für Diskussionen mit den anwesenden Unternehmen und Architekturbüros. Dies könnte dabei den Teilnehmern helfen, wissenschaftliches Know-how noch besser in die Praxis umzusetzen.

Ausblick: Gesamtsystem aus Technik, Architektur und Tragwerk

Die Anforderungen für das Bauwesen steigen von Jahr zu Jahr. Um diese zu bewältigen, bedarf es nicht nur innovativer Produkte und Dienstleistungen, sondern insbesondere eine fachübergreifende Zusammenarbeit zwischen allen Gewerken. So sollte in diesem Planungsprozess der Sicht- und Sonnenschutz sowie die Photo­voltaikwünsche möglichst von Anfang an eingebunden sein, damit sich später ein hohes Maß an Funktionalität erreichen lässt – und architektonische Ansprüche Wirklichkeit werden – wie dieser je nach Art der gewünschten Ausführung das äußere Erscheinungsbild des Gebäudes entscheidend beeinflusst. Es gilt, die steigende Komplexität der Bauvorhaben mit ihren gegenseitigen Abhängigkeiten und Beziehungen durch ein effektives Miteinander zu stärken und zu aller Wohl und Nutzen zu meistern. Denn das Bauen der Zukunft benötigt zwingend eine Integration von Engineering, Design und Nachhaltigkeit!

 

Die nächste Konferenz „Advanced Skins“ (www.abs.green) findet am 28. und 29. Oktober 2019 wieder im Kursaal Bern, Schweiz, statt.

Die Programmpunkte in der Übersicht
 

- Forensische Architektur: Untersuchung von Schäden an der Gebäudehülle (Forensische Architekten beschäftigen sich mit Schäden am Gebäude, die sich mit Rissen oder anderen Veränderungen in der Fassade ankündigen. Für das FM kann die forensische Architektur zu erheblichen Kosteneinsparungen bei Betreib und Wartung von Gebäuden führen.)
- Parametrisches Design und digitale Fertigung
- 3D-Druck der Gebäudehülle
- Reaktive und lernfähige Gebäudehüllen und Kinetische Architektur
- Auswirkungen von Klimaveränderungen auf das Gebäudehüllen-Design
- Biomimese als Grundlage energieeffizienter Gebäudehüllen
- Ökologische Materialien für Gebäudehüllen
- Grüne Fassaden und Dächer
- Gebäudeintegrierte Photovoltaik
- Dynamische Verglasung

Info

Der Begriff Building Information Modeling (kurz: BIM; deutsch: Gebäudedatenmodellierung)

BIM beschreibt eine Methode der optimierten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden mit Hilfe von Software. Dabei werden alle relevanten Gebäudedaten digital erfasst, kombiniert und vernetzt. Das Gebäude ist als virtuelles Gebäudemodell auch geometrisch visualisiert (Computermodell). Building Information Modeling findet Anwendung sowohl im Bauwesen zur Bauplanung und Bauausführung (Architektur, Ingenieurwesen, Haustechnik) als auch im Facility Management.
In der klassischen Bauplanung erstellt ein Architekt einen Entwurf und zeichnet.
Mit BIM nimmt der Architekt oder Fachplaner Änderungen an der Projektdatei, am Modell vor. Diese Änderungen sind für alle Beteiligten, sowohl als Zeichnung als auch als Datenpaket, direkt verfügbar. Massen und Stückzahlen, die zum Beispiel als Grundlage zur Kostenkalkulation dienen, werden automatisch abgeglichen. Beispielsweise kann sich aufgrund von Änderungen im Grundriss die Zahl und Beschreibung der Türen in einem Gebäude ändern. Der Architekt ändert die Türen im virtuellen Gebäudemodell. Damit wird automatisch die Türliste verändert und bei entsprechender Verknüpfung sieht man die unmittelbare Auswirkung auf die Kosten.

Autor: Dipl.-Ing. Eberhard Zerres, Ratingen

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      Frank Urbansky, Freier Journalist und Fachautor, Mitglied der Energieblogger, 04158 Leipzig

      Foto: Buderus

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