Embed Size (px)
DESCRIPTION
kombinacija drveta i stakla u fasadi
Citation preview
HOLZ + GLAS FASSADENBAU
HANDBUCH
FÜR ARCHITEKTEN UND PLANER
MERK HOLZ + GLAS FASSADEN
Eine Fassade prägt nicht nur maßgeblich das Erscheinungsbild eines Gebäudes in seiner Umwelt, sondern bestimmt auch dauerhaft den Nutzwert des Innenraumes.
TransparenzDurch den hohen Verglasungsanteil und das filigrane Tragwerk schafft die Holz + Glas Fassade räumlich offene Strukturen und stellt einen direkten Bezug des Wohn- oder Arbeitsbereiches zur Umwelt her.
Spannungsvoller KontrastDer kühle, technisch anmutende Werkstoff Glas steht in einem spannungsvollem Kontrast zu der warmen, natürlichen Oberfläche des Tragwerkes aus Holz.
Der nachwachsende Baustoff Holz vermittelt Behaglichkeit und verfügt über hervorragende Gebrauchseigenschaften.
Naturbaustoff HolzIm Vergleich der produktbezogenen Ökobilanz ist Holz gegen-über den konventionellen Fassadenbaustoffen Stahl und Aluminium konkurrenzlos günstig und erlaubt ein ressourcen-schonendes Bauen. In Verbindung mit einer hochwertigen Wärmeschutzverglasung ermöglicht es zusätzlich die Einsparung von Heizenergie.
Konstruktiver HolzschutzEine Holz + Glas Fassade kommt entgegen aller Vorurteile bei Beachtung der bauphysikalischen Rahmenbedingungen ohne chemischen Holzschutz aus, da das Holztragwerk auf der Innenseite der Fassade angeordnet ist, also nicht von der Witterung beeinflusst wird.
1
2
PLANUNG UND AUSFÜHRUNG
MERK Holz+Glas Fassaden lassen dem Architekten und Planer den größtmöglichen Gestaltungsfreiraum. Jede Fassade wird individuell auf die Bedürfnisse und Anforderungen des Planers zugeschnitten.
BeratungBereits im Vorfeld bietet MERK eine umfassende Beratung an und unterstützt den Planer bei der Erstellung von Ausschreibungen und Kostenschätzungen.
Neue TechnologienDie Mitarbeit bei Forschungsprojekten zur Entwicklung innovativer Technologien stellen dem Planer jeweils die neuesten Erkenntnisse aus dem Bereich des Fassadenbaus zur Verfügung. Auswahl aktuell unterstützter Forschungsprojekte:•Untersuchung zur Längsschalldämmung mehrgeschossiger Fassaden•Untersuchung einer Structural Glazing-Klebung Glas auf Holz•Untersuchung Klima und Holzfeuchte an einer Musterfassade
AnlagentechnikDie enge Zusammenarbeit mit Fachfirmen ermöglicht die Integration komplexer Anlagen aus dem Bereich der Klima- oder Umwelttechnik in das Fassadensystem.
Das Ziel ist eine optisch und bauphysikalisch optimierte Fassade, die auch die Bedürfnisse des Menschen an ein angenehmes Wohn- und Arbeitsumfeld erfüllt.
AusführungVon der Detailplanung bis zur Endabnahme liegt die Projektabwicklung in den Händen eines Teams erfahrener, hoch-qualifizierter Mitarbeiter.
QualitätDie ausschließliche Verwendung hochwertiger Rohware und die sorgfältige Bearbeitung in einer modern ausgestatteten Fertigungsanlage stehen für höchstmögliche Maßgenauigkeit und Qualität in der Herstellung.
AUFBAU EINER HOLZ + GLAS FASSADE
KONSTRUKTION DES PFOSTEN-RIEGEL-TRAGWERKES
Pfosten / Riegel Tragwerk bei der Montage
(Neubau Gymnasium in Pfullendorf)
Verbindung Pfosten/Riegel mit MERK S-Verbinder
System aufgestellte / abgehängte Fassade
Das Tragwerk einer Holz + Glas Fassade wird aus Holzwerkstoffprofilen der Breite 50 bzw. 60mm gebildet. Die Pfosten sorgen für den Lastabtrag der gesamten Konstruktion; die erforderliche Pfostentiefe ergibt sich aus der statischen Berechnung.
Tragender QuerschnittDurch die Wahl entsprechend tragfähiger Holzwerkstoffe kann der tragende Querschnitt auf ein Mindestmaß begrenzt werden. Somit sind durchlaufende Fassadenkonstruktionen über mehrere Geschosse realisierbar.
VerglasungssegmenteDie Querriegel untergliedern das Tragwerk in Verglasungssegmente und dienen gleichzeitig der Knickaussteifung der tragenden Pfosten.
Statisches SystemGenerell kann zwischen einer aufgestellten und einer abgehängten Konstruktion unterschieden werden. Die Lagerung der Pfosten bestimmt die Bemessung maßgeblich; mit einer abgehängten Konstruktion lassen sich gegenüber der aufgestellten Variante schlankere Querschnitte erreichen.
LastabtragDie aus dem Eigengewicht der Konstruktion und der Verglasung auftretende vertikale Last sowie die horizontale Beanspruchung aus Wind und sonstigen Verkehrslasten werden über geeignete Auflager in den Baukörper abgetragen. Um geringfügige Längen-änderungen des Baustoffes Holz und vor allem Setzungen des Baukörpers zu kompensieren, ist die Anordnung von Loslagern erforderlich.
MERK S-Verbinder
Der Merk S-Verbinder erlaubt ein flächen-bündiges Aneinanderfügen von Pfosten und Riegel ohne sichtbare Verbindungsmittel.
Neben der zweiseitigen Verbindung ist auch der einseitige Stoß der Riegel sowie der Anschluss unterschiedlich tiefer Riegelprofile möglich.
Durch ein selbstentwickeltes System werden die Einzelbauteile des Tragwerkes unter-einander verbunden.
3
Paßbolzen
Verschiebliches Auflager (U-Profil); Befestigung in einbetonierter Halfenschiene
VERANKERUNG AM BAUKÖRPER
Eingeschlitztes Stahlprofil
4
Individuell angepasst an die jeweilige Anschlusssituation werden verzinkte Stahlteile für die Verankerungspunkte am Baukörper im eigenen Werk angefertigt.
Gestalterische EinflüsseDie Form der Stahlprofile richtet sich vor allem nach statischen, aber auch nach gestalterischen Vorgaben; im Bereich eines sichtbaren Anschlusses (z.B. durchlaufender Pfosten vor einem Treppenhaus) fügt sich ein eingeschlitztes Stahlprofil unauffällig in die Konstruktion ein.
Varianten Festlager: U-Profil, Konsole
FunktionFestlager sind für den zweidimensionalen Lastabtrag ausgelegt (Windlast und Eigengewicht). Dagegen sind Loslager in vertikaler Richtung verschieblich und übertragen somit nur Windkräfte.
Befestigung am BaukörperIdealerweise werden bereits in der Rohbauphase Ankerschienen (z.B. Halfen) an den Verankerungspunkten vorgesehen. Dies erlaubt ein schnelles Anbringen der Befestigungselemente, ohne die Bewehrung des Stahlbetons zu beschädigen.
AnkersystemeIst keine Ankerschiene vorhanden, erfolgt die Befestigung mit Schwerlastankern oder, sofern die Einbaubedingungen es erfordern,spreizdruckfrei mit Hinterschneid- oder Verbundankern.
Halfenschiene
Stabdübel
Basisdichtung am Kreuzungspunkt Pfosten/Riegel
DAS VERGLASUNGSSYSTEM
Glasauflager (schematisch, Vertikalschnitt)
VerglasungsprofilDie Ausfachung der Fassadensegmente erfolgt in der Regel mit Mehrscheibenisolierglas, das über ein Profilsystem mit einer außenliegenden Pressleiste an der Tragkonstruktion befestigt ist. Den Abschluss bildet beispielsweise eine Abdeckschale aus eloxiertem Aluminium, die ohne Verschraubung aufgesteckt wird.
Thermische TrennungDie Pressleiste wird indirekt über ein Verbindungselement aus Kunststoff in einem Aluminiumkanal befestigt, der wiederum auf dem Holzprofil verschraubt ist. Durch diese Anordnung ist eine thermische Trennung zwischen Außen- und Innenprofil gewähr-leistet, wodurch der Wärmeabfluss über den Glasstoß vermindert wird.
DichtebenenDie innenliegende Basisdichtung stellt die Trennung von Raum- und Außenklima sicher, während die Außendichtung haupt-sächlich Schutz vor Witterungseinflüssen bietet. Die Dichtwirkung wird durch den Anpressdruck des außenliegenden Druckprofiles hergestellt.
EntwässerungDie Basisdichtung ist an den Kreuzungspunkten zwischen Pfosten und Riegel dicht verklebt, damit eventuell in den Glasfalz eindringendes Wasser schnell und kontrolliert über die Pfosten abgeleitet werden kann.
Aluminium Befestigungsprofil
Riegeldichtung
Dichtungsgummi
Preßleiste
Pressleistenschraube
5
System “Holz-Holz”
System “Holz-Aluminium-Holz”
AUSFACHENDE ELEMENTE
System “Holz-Aluminium-Holz”Ideal ist die Variante “Holz-Aluminium-Holz”, die den Vorteil einer garantierten wartungsfreien Dichtigkeit des Aluminium-Deckprofils mit der optischen Aufwertung durch die aufgesetzte Holzdeckleiste verbindet.
System “Holz -Holz”Das System “Holz-Holz” trägt den natürlichen Charakter einer Holz-Glas-Fassade nach außen und erfüllt durch die Verwendung von hochwertigem, lasiertem Holz dauerhaft seine Funktion.
Neben der bereits vorgestellten Konstruktion eines Holz-Tragwerkes mit einem Verglasungsprofil aus Aluminium (kurz “Holz-Aluminium”) lassen sich zwei weitere Varianten unterscheiden:
Nutzung von solaren Wärmegewinnen
In der kalten Jahreszeit trägt neben dem hohen Wärmeschutz auch die Nutzung der solaren Wärmegewinne über die großen Glasflächen zur Energiebilanz des Gebäudes bei.
Hochentwickelte Glaserzeugnisse
Auf dem Markt ist für nahezu jeden Aufgabenbereich eine optimierte Verglasung verfügbar, beispielsweise als Schallschutz- oder Sonnenschutzverglasung.
Die Verbindung des wärmetechnisch günstigen Rahmenmaterials Holz mit einer hochwärmedämmenden, selektierenden Verglasung ergibt einen sehr guten Wärmedurchgangswiderstand.
Glas mit Sicherheitseigenschaften
Thermisch vorgespanntes Glas (Einscheibensicherheitsglas, ESG) reduziert die Verletzungsgefahr bei Glasbruch. Das Verbund-sicherheitsglas (VSG) verfügt über eine definierte Resttragfähigkeit und kann beispielsweise als Absturzsicherung eingesetzt werden.
Gestaltung von Paneelfeldern
Die Oberfläche wärmegedämmter Paneele lässt sich beliebig gestalten; mit emailliertem oder bedrucktem Glas, Aluminiumtafeln oder Fassadenplatten, um nur einige der vielen Möglichkeiten zu nennen. Das Verglasungssystem erlaubt zudem die Integration nahezu aller gängigen Öffnungselemente in das Tragwerk der Fassade.
6
A
CB
D
E
AUSGEWÄHLTE ANSCHLUßPUNKTE
Jede Fassade hat aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten einer Holz + Glas Fassade ein einzigartiges Erscheinungsbild und fordert daher projektspezifische Detaillösungen.
MusterfassadeDargestellt ist eine zweigeschossige Fassade mit einem Tragwerk aus Fichte Brettschichtholz der Dimension 5cm x 14cm. Die Höhe der Fassade beträgt 6,5m bei einer Segmentbreite von 1,2m. Die Pfosten sind vorgehängt und am Fußpunkt aufgelagert.
AusfachungDie Ausfachung erfolgt mit Wärmeschutzglas bzw. mit wärmegedämmten Paneelen im Zwischendeckenbereich.
KonstruktionsprinzipObwohl es im MERK Holz+Glas Fassadenbau keine “Standard-Details” im eigentlichen Sinne gibt, kann an ausgewählten Anschlusspunkten der Musterfassade das Konstruktionsprinzip erläutert werden.
Ein U-Profil aus Stahl sorgt für den Abtrag der gesamten Eigenlast in den Baukörper; das Fassadensegment ist wärmegedämmt.
Ein gekantetes Alumiumblech reicht bis in die Kiesschüttung, wodurch die Konstruktion vor Spritzwasser geschützt wird. Zur Wasserführung ist das Verglasungsprofil der Pfosten nach unten offengehalten.
FUßPUNKTANSCHLUß (VERTIKALSCHNITT)
DETAIL A
BSH Fichte 6x14
OK FFB
Aluminiumwinkel d=2mm
Bauabdichtungsbahn verklebt
Aluminiumblech abgekantet
Anschlußwinkel mit UPAT-Anker
Aluminiumblech d=2mm
Verglasungsprofil Lacker
Festverglasung
Glasauflager
Mineralwollmatte
Bauabdichtungsbahn verklebt
OK Gelände
7
Der Pfosten ist freistehend vor der Seitenwand angeordnet und zweistufig abgedichtet. Außen schützt ein vorkomprimiertes, bituminiertesDichtungsband in Verbindung mit einem Aluminiumwinkel vor eindringendem Regenwasser.Innen sorgt eine Abdichtung mit Silikon für die Trennung von Raum-und Außenklima.
Der Klemmbereich des Fensterrahmens ist an die Dicke des Glasaufbaus angepasst und wird wie eine Festverglasung in das Verglasungssystem integriert und somit abgedichtet. Zusätzlich sichert eine Verschraubung mit dem Fassadentragwerk das Fenster.
WANDANSCHLUß SEITLICH(HORIZONTALSCHNITT)
FENSTERANSCHLUß(HORIZONTALSCHNITT)
DETAIL C
DETAIL B
8
Abstandhalter
Aluminiumwinkel
vorkomprimiertes Dichtungsband
Putzanschluß bauseits
offenzellige Rundschnur
Dichtstoff-Fuge
Mineralwolle
Fenster IV 68/82 Lärche
Griff Edelstahl
Verschraubung Rahmen
OK FFB OG
Paneel ZSP 25mm
Alumiumbekleidung d=3mm
Verschiebliches Auflager
Putzanschluß bauseits
Bauabdichtungsbahn verklebt
Innenpaneel Spanplatte furniert
Upat Anker
Dieser Anschlusspunkt erfüllt neben dem Wärme- und Schallschutz auch Brandschutzanforderungen und verhindert die geschossübergreifende Weiterleitung von Rauch und Feuer. Das Außenpaneel passt sich durch die Aluminiumbekleidung mit frei wählbarer Oberfläche ideal in die Fassade ein; die Innenseite wird durch eine furnierte Holzwerkstoffplatte gebildet.
ZWISCHENDECKENANSCHLUß(VERTIKALSCHNITT)
Der obere Verankerungspunkt hat in diesem Fall nur die Aufgabe der Windlastaufnahme und ermöglicht durch die Ausbildung als Loslager den Ausgleich von Setzungen des Baukörpers. Auch hier können die Oberflächen des Abschlusspaneels individuell nach den Vorgaben des Planers gestaltet werden.
DECKENANSCHLUß(VERTIKALSCHNITT)
DETAIL D
DETAIL E
oberster Riegel BSH 6x16
Decke innen bauseits
Oberlicht Klappflügel
Pfosten BSH Fichte 6x14
Paneel ZSP/ Alublech
Verankerung Loslager
9
AUSBLICK: STRUCTURAL GLAZING
10
VerklebungZur Verklebung werden in der Regel Klebstoffe auf Silikonbasis verwendet, die sich durch UV-Beständigkeit und ihr elastisches Verhalten für diesen Zweck eignen.
Structural glazing (geklebte Verglasung)Der Begriff Structural Glazing beschreibt ein Verglasungssystem, bei dem die Verbindung zwischen Scheibe und Tragwerk über eine Klebstofffuge hergestellt wird. Die Klebung dient dem Abtrag der Windlast und gleichzeitig der Abdichtung. Das Scheibeneigengewicht wird konventionell über Tragklötze abgeleitet, damit die Klebstofffuge nicht auf Abscheren beansprucht wird.
Die Zukunft des Fassadenbaus liegt in der Herstellung von Verglasungen ohne mechanische (sichtbare) Befestigungsmittel.
Einschränkung Der Einsatz von geklebten Verglasungen ist zur Zeit aus Sicht des Baurechts auf Gebäude geringer Höhe beschränkt bzw. bedarf einer bauaufsichtlichenZulassung, wenn nicht eine zusätzliche mechanische Sicherung der Scheiben vorhanden ist.
Direkte Verklebung Glas - HolzIn einem aktuellen Forschungsvorhaben des Institutes für Fenstertechnik in Rosenheim wird die direkte Verklebung der Verglasung auf ein Trägerprofil aus Holz erprobt. Dieses System weist gegenüber der Variante mit Adapterprofil ein günstigeres wärmetechnisches Verhalten auf und erlaubt einen einfachen Aufbau des Anschlusses.
Verklebung auf AdapterprofilDie Herstellung der Verbindung erfolgt beispielsweise durch die Verklebung des Glases auf einem Adapterprofil aus Aluminium, das anschließend in ein Trägerprofil eingehängt und verschraubt wird. Der Abschluss zum Raumklima erfolgt konventionell über innenliegende Dichtungsprofile.Mit diesem ursprünglich aus dem Stahlbau stammenden Verfahren verfügt man über die größten Erfahrungswerte, wogegen sich die nächste Variante noch im Entwicklungsstadium befindet.
AUSGEWÄHLTE FASSADENOBJEKTE
ERWEITERUNGSBAU COLLEGIUM GLASHÜTTEN
Architekt: Kammerer + Belz, Kucher und Partner, Stuttgart
Fertigstellung: 1999
Innenhoffassade 4-geschossig
Treppenhausfassade
Ganzglasecke (Treppenhaus)
Bei dem Erweiterungsbau des Fortbildungszentrums der Commerzbank fiel bei der Fassadenausführung die Wahl auf eine Holz + Glas Fassade der Firma Merk.
Individuelle DetaillösungenDie Fassadenkonstruktion des neuen Konferenzsaales, des Treppenhauses und vor allem der Innenhoffassade setzen Maßstäbe in der individuellen Detaillösung.
TragwerkAus statischen Gründen bestehen Pfosten und Riegel aus Furnierschichtholz (Kerto S) mit dem Querschnitt 5cm x 14cm, das mit Ahorn überfurniert wurde. Die schlanken Tragprofile und die Fassadenhöhe bis zu 12m stellten große Anforderungen an die statische und konstruktive Ausführung des Objektes.
Variable PfostentiefeUm den statischen Anforderungen gerecht zu werden, sind die Pfosten der Innenhoffassade im Erdgeschoss mit 5cmx18cm stärker dimensioniert. Im ersten Obergeschoss verringert sich die Tiefe der durchlaufenden Pfosten auf das gewünschte Maß von 14cm.
FassadenbekleidungNeben der Pfosten/Riegelkonstruktion wurde auch die Fassadenbekleidung erstellt; sie besteht aus vorgefertigten Elementen einer Lamellenschalung aus Lärche.
Erhöhter SchallschutzUm die Anforderungen an den Schallschutz bei einer Unterteilung des Konferenzsaales zu erfüllen, sind in die Saalfassade spezielle Schallschutzpfosten integriert, die eine erhöhte Längsschalldämmung bewirken.
11
Laufschiene
Anschlußwinkel Fassadenpfosten,
verankert in Halfenschiene
Riegel Kerto S 50 x 140 mm
Fassadenbefahranlage
VK-Pfosten
VK-PressleistePfosten
FlügelabdeckungE6EV1
Querriegel
Schüco-PressleistenOberfläche E6 EV1
VK Riegel
Edelstahlband
VK Riegel
Fenster Kiefer IV-68,motorischer Antrieb
Kabel BUS-Ansteuerung
12
Oberer Fassadenanschluss Hoffassade
Vertikalschnitt Fensteranschluss Hoffassade
Fassadenbefahranlage
Fenster ohne QuerriegelDie Fenster werden nicht wie üblich durch die Riegel horizontal begrenzt, sondern gehen direkt in die Festverglasung über, die in den Blendrahmen integriert ist. Daraus entsteht der Eindruck von frei in der Konstruktion schwebenden Fenstern, der das filigrane Erscheinungsbild der Hoffassade unterstreicht.
RWA-FensterDie Fenster der Innenhoffassade sind Bestandteil der Rauch- und Wärme-Abzugsanlage (RWA) und werden automatisch über ein BUS-System angesteuert, dessen Kabel unsichtbar in einer Nut über die Pfosten zu den Stellmotoren geführt werden.
Fassadenbefahranlage
Zur Reinigung der Glasflächen ist an der Holz+Glas Fassade erstmals eine Befahranlage angebracht, deren Laufschiene auf der Betonattika verankert ist. Die untere Führung der Anlage ruht auf speziell entwickelten Abstandhaltern, die direkt auf den Fassadenprofilen befestigt sind.
Brüstung Verbundsicherheitsglas d=10mm
Lärche BSH 50 x 180
Lüftungsflügel gedämmt,nach außen öffnend
BFU V100, Kupferbekleidung
Aluminiumpressleiste + Abdeckprofil Lärche
STADTBIBLIOTHEK GERLINGEN
Architekt: Prof. Klumpp, StuttgartFertigstellung: 1998
Ansicht mit Lüftungsflügel, Sonnenschutz
Fassadenansicht Bibliothek
Der Neubau der Bibliothek der Stadt Gerlingen überzeugt durch eine sachliche und nutzungsorientierte Formsprache, die von der Fassadenkonstruktion konsequent aufgegriffen wird.
KonstruktionDas Tragwerk der viergeschossigen Fassade besteht aus Lärche Brettschichtholz mit dem Querschnitt 5cm x 18cm und ist als abgehängte Konstruktion ausgeführt. Dadurch ist es möglich, die großformatige Verglasung geschosshoch ohne stützende Querriegel einzufügen.
FassadenbekleidungDer Abschluss des Verglasungssystems durch Leisten aus Lärchenholz auf einem Basisprofil aus Aluminium steht im Kontrast zu der Fassadenbekleidung aus patiniertem Kupfer-blech.
LüftungsflügelDie regelmäßige Untergliederung der Glasflächen durch manuell zu öffnende, geschosshoheLüftungsflügel dient der Klimaregulierung im Innenraum und wird gleichzeitig als gestaltendes Element eingesetzt.
Aufbau der LüftungsflügelProfile aus Lärchenholz bilden den Rahmen des wärme-gedämmten Öffnungsflügels, der nach außen durch eine mit Kupferblech bekleidete BFU-Platte abgeschlossen wird. Die furnierte Holzwerkstoffplatte auf der Innenseite passt sich nahtlos in die Optik des Tragwerkes ein.
AbsturzsicherungAuf der Innenseite des Flügels ist einen Absturzsicherung in Form einer Scheibe aus Verbundsicherheitsglas angebracht, die dezent in einen Aluminiumrahmen gelagert ist.
SonnenschutzNeben der Lüftungsvorrichtung ist eine außenliegende Beschattungsanlage integriert, die über Tragbolzen an der Fassade verankert ist.
13
Paneelfeld Ecke
Horizontalschnitt Ecke
Schema Fußpunktanschluss
14
EckpaneelDie Konstruktion der Eckpaneele greift die regelmäßige Unterteilung der Fassadenfläche auf, indem die Lüftungsflügel durch ein Paneel mit gleichen Abmessungen und Aufbau ersetzt werden.
Abdichtung EckeEin spezielles Eckprofil aus einem Aluminium/Holz-Verbund stellt gemeinsam mit einer Polymerkautschukdichtung den Wetterschutz der Eckkonstruktion sicher. Fast nahtlos fügen sich die Riegel in die Ecke ein, da sie bereits werkseitig exakt auf Gehrung verleimt wurden.
FußpunktBei Betrachtung des Fußpunktes der Fassade fällt der nahtlose Übergang der Konstruktion zum Bodenbelag des Platzes auf. Das wurde möglich, indem das Pfostenauflager unter das Niveau des Platzes verlegt wurde.
Übergang zum BodenIm Sockelbereich stellt eine Perimeterdämmung den Wärmeschutz sicher; eine aufwendige Abdichtung schützt den Pfosten vor Feuchtigkeit. Der Übergang der Fassade wird durch ein Edelstahlblech gebildet, das direkt in eine Entwässerungsrinne mündet.
Isolierpaneel(FPY und Mineralwolle)
patiniertes KupferblechBaufurniersperrholz,
auf Alu-DruckprofilLärche Deckleiste
Lärche BSHPfosten 50 x 180mm
GEMEINDEZENTRUM ESELSBERG
Architekt: Schwarz und Jacobi,Stuttgart
Fertigstellung: 1998
Ganzglasstoß mit Silikonfuge
Darstellung Verglasungssystem
Ansicht in der Erstellungsphase
In der Nähe von Ulm entstand das Gemeindezentrum Eselsberg mit einer eingeschossigen Structural glazing -Fassade im Obergeschoss.
KonstruktionDas Tragwerk besteht aus Pfosten und Riegeln aus Birke Multiplex mit dem Querschnitt 5cm x 13cm und steht auf der Decke auf. Als Ausfachung wurde eine Isolierverglasung mit 18mm Scheibenzwischenraum eingesetzt.
GanzglasfassadeDas Verglasungssystem kommt ohne nach außen sichtbare Druckprofile aus und vermittelt dadurch den Eindruck einer homogenen, durchgehenden Glasfläche. Die geschosshohen Scheiben werden nur durch eine kaum sichtbare Dichtstoff-Fuge voneinander getrennt.
Aufbau VerglasungssystemDie Verglasung wird durch in den Scheibenzwischenraum eingreifende Glashalter fixiert; die Fuge zwischen den Elementen ist mit einem Silikondichtprofil verschlossen und abschließend mit schwarzem Silikon versiegelt. Der Abtrag des Scheibengewichtes erfolgt über Glassauflager in die Tragkonstruktion.
Aufgaben des RandverbundesAn den Randverbund der Isolierglasscheiben werden besondere Anforderungen gestellt; er ist UV-beständig ausgeführt und mit einem speziellen Abstandhalterprofil versehen. Damit ist er in der Lage, die auftretenden Windlasten aufzunehmen und über die Glashalter in den Pfosten einzuleiten.
15
16
Übergang Glas - Fassadenplatte
Okalux -Verglasung Sanitäräume
ProblemstellungEine Ganzglasfassade zeichnet sich durch eine nahezu unbe-grenzte Transparenz und die Öffnung des Innenraumes zur Umwelt aus. Dies steht jedoch im Widerspruch zur Nutzung der Räume als Sanitärbereich, die eine möglichst blickdichte Fassade zwingend erfordert. Trotzdem soll die natürliche Aus-leuchtung der Räume mit Tageslicht erhalten bleiben.
Lichtstreuendes IsolierglasDie Lösung stellte ein lichtstreuendes Isolierglas dar (Okalux), das im Scheibenzwischenraum über eine wabenförmige Struktur verfügt, die das einfallende Licht mehrfach bricht und streut. Dabei verliert das Tageslicht kaum an Intensität und wird gleichmäßig bis in die Tiefe des Raumes geleitet.
Positiver NebeneffektDie Verglasung erscheint durch die Lichtbrechung reinweiß und damit absolut undurchsichtig und bringt einen positiven Nebeneffekt mit sich: Der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung verbessert sich aufgrund der konvektionsfreien Gas-schicht im Scheibenzwischenraum.
Fassadenplatten im structural glazing - SystemAuf der Gebäuderückseite befinden sich im Wechsel mit der geklebten Verglasung lackierte Fassadenplatten (Bruynzeel). Sie sind auf gleiche Weise wie die Glasscheiben durch die Glashalter fixiert, die in eine eingefräste Nut eingreifen und auf der Rückseite durch eine aufgeleimte Leiste gehalten werden.
Durch den Wechsel der hochgedämmten Paneelfelder mit der Verglasung wurde ein Kompromiss zwischen den erhöhten Wärmeschutzanforderungen auf der Nordseite des Gebäudes und der Gewährleistung der natürlichen Belichtung erzielt.
Horizontalschnitt Anschluss Fassadenplatte
Bruynzeelplatte d=20mm
Birke Multiplex, furniert
BÜROGEBÄUDE DÜSSELDORF
Architekt: Petzinka, Pink und PartnerDüsseldorf
Fertigstellung: 1999
In Düsseldorf entstand ein Bürogebäude mit einer Holz+ Glas Fassade über fünf Stockwerke.
KonstruktionDie Fassade ist geschossweise in den Rohbau eingestellt, wodurch die Verwendung von Pfosten und Riegeln aus Birke Multiplex mit dem Querschnitt von 6cm x 12cm möglich wurde. Die Elemente sind jeweils am Fußboden aufgestellt und an der Zwischendecke verankert.
ZwischendeckenverkleidungDie Zwischendecken sind mit Mineralwollmatten gedämmt und mit einer Verblechung verkleidet, unter der auch die Sonnenschutzvorrichtung unsichtbar integriert ist. Die Verglasungsprofile sind mit verdeckt geschraubten Deckschalen aus Lärchenholz verkleidet.
LamellenschalungDie Ansicht des Gebäudes wird geprägt durch eine vorgehängte Holzlamellenschalung, die den Zwischendeckenbereich ver-kleidet und geländerartig das Gebäude umläuft. Die Lamellen sind je nach Neigung der Schalung so zur Witterung ausge-richtet, dass der Regen optimal ablaufen kann.
Befestigung der SchalungStahlschwerter, die über Ankerschienen an der Deckenstirn befestigt sind, nehmen die Schalungselemente auf und dienen zusätzlich zur Befestigung der Fassadenelemente.
Anschluss Lamellenschalung EG
Innenansicht Dachgeschoss
Fassadenansicht Bürogebäude
17
Riegel, auf Gehrung verleimt
Stufenscheibe,Stufe schwarz beschichtet
Versiegelung Silikon
Pfosten 60 x 120
Ansicht Ganzglasecke
18
Punktgehaltene Verglasung
In den oberen Geschossen ist vor den Öffnungsflügeln der Holzfenster eine Absturzsicherung in Form einer vorgesetzten Scheibe aus Verbundsicherheitsglas angebracht. Die Scheiben werden punktuell gehalten durch nicht sichtbare Glashalter in der inneren Scheibe und schließen bündig mit den Deckleisten der Verglasung ab.
Ganzglasecke
Die Fassade ist in den Eckbereichen als Ganzglasecke ausgebildet, um die Transparenz der Konstruktion nicht durch Paneelfelder einzuschränken. Dabei ist eine der Scheiben als Stufenscheibe ausgebildet; die zweite Scheibe stößt dagegen und wird mit schwarzem Silikon versiegelt.
Sicherung der AußenscheibeEine Sicherung gegen das Herabstürzen der äußeren Scheibe ist in diesem Fall nicht erforderlich, da sie kraftschlüssig mit der Innenscheibe verklebt ist und somit nicht als Ganzes abstürzen kann.
Lagerung der Scheiben
Durch die Pressleisten sind die Scheiben dreiseitig gelagert, wodurch der Lastabtrag gesichert ist. Der Randverbund der Scheiben muss konstruktions- bedingt UV-beständig ausgeführt werden und bringt somit eine geringfügige Verschlechterung des Wärmedurchgangskoeffizienten mit sich. Die Riegel des Eckstoßes sind bereits ab Werk exakt auf Gehrung verleimt.
Horizontalschnitt Absturzsicherung
Horizontalschnitt Ganzglasecke
13°
90°
WOHNHAUS HILDENBRAND
Architekt: Heuser Florjancic RaschkaDipl. Ing. Freie Architekten
Fertigstellung: 1999
Ansicht Eingangsbereich
Ansicht Obergeschoss Schnitt Ganzglasecke
An dem Objekt “Wohnhaus Hildenbrand” wird deutlich, dass die Holz+ Glas Fassade auch im Wohnbau mit relativ kleinen Fassadenflächen eine interessante Alternative darstellt.
KonstruktionDie Fassade ist eingeschossig und als abgehängte Konstruktion konzipiert. Die Wahl des Materials fiel zugunsten eines hochwertigen Brettschichtholzes aus Lärche aus. Das Druckprofil des Verglasungssystems besteht ebenfalls komplett aus Lärche, wobei das Pfostenprofil tiefer ausgeführt ist als die Riegelabdeckung.
Sichtbare VerschraubungDer sichtbaren Verschraubung der Deckleisten kommt durch die regelmäßige Einteilung und die Verwendung von dekorativen Zylinderkopfschrauben aus rostfreiem Edelstahl ein nicht unerheblicher Anteil an der Gesamtwirkung zu.
Asymmetrische GanzglaseckeDer Grundriss des Gebäudes weicht vom üblichen Rechteckschema ab, was zur Folge hat, dass auch die Eckausbildung der Fassadenkonstruktion anzupassen ist. Dank präziser Vorfertigung ist der maßgenaue Einbau der vorgefertigten Elemente, wie bei der nebenstehend abgebildeten Ganzglasecke, möglich.
19
20
untere Führung Schiebeläden, Festverglasung
oberer Anschluss Schiebetür, Schiebeläden
Ansicht Schiebeläden/ Schiebetür im EG
Schiebeläden
An Sonnenschutzhaltern, die in dem Verglasungssystem der Pfosten verankert sind, ist ein verzinktes Stahlprofil befestigt, in dem die Laufrollen von zwei Schiebeläden geführt werden. Somit lassen sich die Läden je nach Bedarf komplett vor die Ver-glasung schieben oder platzsparend hintereinander anordnen.
Anschluss im Fußpunkt
Im unteren Anschluss sind die Läden über Kunststoffgleiter in einer Rinne geführt, die gleichzeitig auch die Entwässerung sicherstellen muss, da der Fußbodenaufbau fast ebenerdig mit dem angrenzenden Gelände abschließt. Eine in die Fassade eingebundene Hartschaumdämmplatte bildet den Übergang zum Bodenaufbau im Außenbereich.
1 Riegel BSH Lärche 5cm x 12 cm
2 Nutenstein mit Sonnenschutzbolzen
3 Führungsrollen Schiebeladen
4 Lamelle Lärche 50mm x 28mm
5 Bürstendichtung Schiebetür
6 Gleitlager Schiebetür
Legende oberer Anschluss
1 Festverglasung 6 / 16 / 6
2 Riegel 5cm x 10 cm
3 Befestigungswinkel Stahl
4 Rinne mit Rost
5 Kunststoffgleiter
6 Hartschaumdämmplatte
Legende unterer Anschluss
5
2
1
6
3
4
OK FFB
OK GELÄNDE
1
2
3
4
5
6
WERKSTOFFE
TRAGWERK
BRETTSCHICHTHOLZ
Die schlanken Querschnitte des Tragwerkes werden oft erst durch hochtragfähige Holzwerkstoffe mit definierten Eigenschaften ermöglicht.Nachfolgend sind die gängigsten Werkstoffe und ihre technischen Eigenschaften vorgestellt. Weitere Werkstoffe können eingesetzt werden, sofern sie über eine bauaufsichtliche Zulassung verfügen.
� dimensionsstabiler Holzwerkstoff � ausgesuchte, hochwertige Rohware aus Fichte,
Lärche oder Ahorn � beliebige Längen verfügbar� Einsatz bei ein- und mehrgeschossigen
Fassaden
FURNIERSCHICHTHOLZ KERTO S � hochtragfähiger Holzwerkstoff� verfügbare Länge bis 23 m� kostengünstig� Einsatz bei mehrgeschossigen Fassaden mit
hohen Lasten
BAUFURNIERSPERRHOLZ (BFU)� Buche, Birke oder Ahorn� Länge eingeschränkt (3,5 m)� hochwertige Oberflächen� Einsatz vorwiegend bei eingeschossigen
Fassaden
MATERIALKENNWERTE [MN / m2]
zulässige Spannung
E-Modul Druck Biegung
BS11 11000 8,5 11
BS14 11000 11 14
KERTO S 13000 14 11
BFU 4500 8 9
Die Pfosten und Riegel können auf Wunsch auch furniert werden und passen sich damit an nahezu jede gewünschte Optik an.Auf diese Weise können statisch hochbeanspruchte Bauteile beispielsweise in Kerto ausgeführt werden und vermitteln trotzdem den Eindruck von Massivholz.
Furnier
Die verwendeten Hölzer sind grundsätzlich technisch getrocknet und überzeugen durch Formstabilität und ansprechende Oberflächen.
Technische Trocknung
Im nebenstehenden Diagramm ist der Einfluss der Materialeigenschaften auf den Pfosten-querschnitt zu erkennen.Die Berechnung geht von einer ein-geschossigen, aufgestellten Fassade mit einer Höhe von 3 m und der Pfostenbreite von 50mm aus.Dargestellt ist die Veränderung der Pfostentiefe mit zunehmender Segment-breite (Pfostenabstand). Für BS11 und BS14 ergeben sich hier gleiche Werte.
Vergleich der Tragfähigkeit
80
100
120
140
160
180
200
220
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9 2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
Segmentbreite [m]
Pfo
ste
nti
efe
[m
m]
BFU
BSH
Kerto S
21
22
DECKPROFILE AUS ALUMINIUM ODER HOLZ
Erst die passenden Deckprofile runden das Erscheinungsbild der MERK Holz+Glas Fassade ab. Sie dienen der farbigen Akzentuierung und heben die Segmentierung der Glasfläche hervor oder passen sich nach Wunsch dezent in die Fläche ein.
ALUMINIUMDECKPROFILE ODER -SCHALENFür jeden Fassadentyp steht eine große Auswahl unterschiedlicher Deckprofile aus Alumium zur Verfügung. Diese verfügen über eine dauerhafte Eloxierung und sind in nahezu allen gängigen Farben erhältlich. Generell steht die Ausführung als einteiliges Deckprofil oder als zweiteiliges System mit Druckprofil und Abdeckschale zur Wahl.
Sichtbare VerschraubungOft ist eine sichtbare Befestigung mit rostfreien Edelstahlschrauben als gestaltendes Element erwünscht; genauso lassen sich die Deckschalen auch ohne sichtbare Befestigung auf das Grundprofil aufstecken.
HOLZDECKPROFILEAlternativ zu Alumiumabdeckungen lassen sich Holzdeckprofile z.B. aus Lärche Kernholz einsetzen, die den natürlichen Charakter des Fassadenbaustoffes Holz sichtbar nach außen tragen.
Beliebige ProfileNach Vorgaben des Planers lassen sich beliebige Profilausbildungen realisieren, ob als reine Deckschale oder komplettes Druckprofil. Die Verschraubung kann auch hier sichtbar oder verdeckt erfolgen.
Sichtbares AlternDie verwendeten Hölzer lassen sich mit wenig Aufwand pflegen. Wenn das sichtbare Altern des Holzes erwünscht ist, kann in Ausnahmefällen auch ganz auf Lasuranstriche verzichtet werden. Ideal ist hierfür die Verbindung einer Holzdeckschale mit einem Basisprofil aus Alumium, das die wartungsfreie Dichtigkeit der Verglasung sicherstellt.
A
B
C
D
<8m
<20m
<100m
>100m
Geländeoberfläche
TECHNISCHE INFORMATIONEN
BAUPHYSIKALISCHE KENNWERTE
Die bauphysikalischen Kennwerte der MERK Holz+Glas Fassade wurden in einer Prüfung durch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart ermittelt und dienen als Grundlage für weitere Berechnungen.
Wärmedurchgangskoeffizient der Fassade
Die Messung des Wärmedurchgangskoeffizienten ergab für das verwendete Fassadenprofil einen Wert von Uf=1,9 W/m2K. Für eine Fassade mit einer Festverglasung aus hochwertigem selektierendem Mehrscheibenisolierglas (Aufbau 6 / 16 / 6, Argonfüllung) mit einem Verglasungs-u-Wert von Ug=1,1 W/m2K ergibt sich beispielsweise aus der der Wärmedurchgangskoeffizient UW=1,5 W/m2K.
Fugendurchlässigkeit
Die Wärmeschutzverordnung schreibt zur Begrenzung der Wärmeverluste über Undichtigkeiten in der Gebäudehülle einen Grenzwert der Fugendurchlässigkeit eines Außenbauteils vor, beschrieben durch den Fugendurchlasskoeffizienten a. Die durch Messung nach DIN EN 12207 für das Verglasungssystem ermittelten Werte liegen deutlich unter den geforderten Grenzwerten.
Schlagregendichtigkeit
Bei der Prüfung der Schlagregendichtigkeit konnte für die Beanspruchungsgruppen A-D bis zu der maximal geprüften Druckdifferenz von 1000 Pa kein Wasserdurchtritt am untersuchten Fassadenelement beobachtet werden (DIN EN 12208).
Beanspruchungsgruppen
23
Neue Bezeichnungen nach EnEV 2002
Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens (DIN EN ISO 10077-2)
Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung (DIN EN 673)
längenbezogener Wärmedurch-gangskoeffizient bezüglich des Isolierglas-Rand-Verbundes (Psi)(DIN EN ISO 10077-2)
Wärmedurchgangskoeffizient der Fassade
Uf =
UW =
Ug =
Ψ Ψ Ψ Ψ =
OK FFB OG
24
SCHALLSCHUTZ
LuftschalldämmungDie Luftschalldämmung einer Holz+Glas Fassade ist in erster Linie von den schalltechnischen Eigenschaften der eingebauten Verglasung abhängig. Erst ab einem Verglasungsschalldämm-Maß von ca. 40 dB wird das Holztragwerk maßgebend für die resultierende Luftschalldämmung.
LängsschalldämmungVon größerer Bedeutung ist die Fassade als flankierendes Bauteil vor Zwischendecken oder Trennwänden. Hier werden oftmals Anforderungen an die Schalldämmung zwischen fremden Arbeitsbereichen gestellt, die durch eine Holz+Glas Fassade erfüllt werden können, wie Messungen im Rahmen eines Forschungsauftrages ergeben haben.
Einfluss der KonstruktionDie optimale konstruktive Ausführung der Holz+Glas Fassade ist die Voraussetzung für einen hohen Schallschutz. Die dichte Ausführung der Anschlussfugen zwischen Baukörper und Fassade und eine konsequente Hohlraumdämpfung bewirken eine hohe Stoßstellendämmung.
Schalltechnische KennwerteDie Labormessung einer Standardfassade ergab ein Schall-dämm-Maß von 37 dB. Die inneren Verluste der Fassade und des Anschlusses ergaben sich zu 8 dB bzw. 5 dB.
Schalltechnisch optimierter Zwischendeckenanschluss
Schallschutzpfosten
Horizontale Schallübertragung
An die Schalldämmung zwischen fremden Arbeitsbereichen werden nach DIN 4109 hohe Anforderungen gestellt. Um diesen zu genügen, kommen spezielle Schallschutz-pfosten zum Einsatz, die über eine Blei- und Stahleinlage verfügen, wodurch die Bauteilmasse erhöht wird. Dadurch steigt der innere Verlust der Fassadenkonstruktion an und damit auch das Flankenschalldämm-Maß.
HINWEISE ZUR FASSADENSTATIK
LastannahmenDie Lastannahmen zur Bemessung einer Fassadenkonstruktion erfolgen nach DIN 1055. Die Windlast wird abhängig von Gebäudehöhe und Lage der Fassade am Gebäude ermittelt. Der größte Teil der Eigenlasten wird von der Ausfachung der Konstruktion verursacht.
Begrenzung der SchlankheitBei einer aufgestellten Ausführung des tragenden Fassadenpfostens ist dieser in seiner Schlankheit auf λ<150 zu begrenzen. Da die Pfostenbreite vorgegeben ist, ergibt sich folglich eine Einschränkung der freien Knicklänge des Pfostens und damit der maximalen Feldhöhe. Diese liegt für ein Profil mit 50mm Breite bei 2,2 m, für 60mm bei 2,6 m.Wenn eine größere Höhe des verglasten Feldes gewünscht ist, kommt eine abgehängte Konstruktion zum Einsatz.
Begrenzung der Durchbiegung
Resultierende Pfostentiefe
Die Pfostendurchbiegung wird von der Windbeanspruchung verursacht, die mit zunehmendem Pfostenabstand zunimmt und folglich eine größere Pfostentiefe verlangt. Die Belastung aus dem Eigengewicht der Konstruktion, über-wiegend aus der Ausfachung, steht ebenfalls in einem linearem Zusammen-hang mit der Feldbreite.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9 2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
Feldbreite [m]
Pfo
ste
nti
efe
[m
m]
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Win
dla
st/
Eig
en
las
t [k
N]
Pfostentiefe
Windlast
Eigengewicht
Fassade eingeschossig, Höhe 3m, Pfosten BS11, b=50mm
Durchbiegung aus Wind
Feldhöhe und Knicklänge
Die Durchbiegung der Pfosten und Riegel aus der Windlast und sonstigen Verkehrslasten ist auf 1/300 der längsten Glaskante oder maximal 8mm zu begrenzen. In der nebenstehenden Skizze ist die Gesamtdurchbiegung mit f bezeichnet, die Durchbiegung der längsten Glaskante mit f1.
25
26
Feldbreite Geschoßhöhe BFU BS11 BS14 Kerto S
m m3,0 170 130 130 120
1,5 3,5 190 150 150 1404,0 160 160 160
3,0 180 140 140 1402,0 3,5 220 160 160 160
4,0 180 180 170
3,0 200 150 150 1402,5 3,5 230 180 170 160
4,0 200 190 190
EINGES
CHOSS
IG
Feldbreite Geschoßhöhe BS11 BS14 KertoS
m m3,0 140 120 120
1,5 3,5 160 140 1404,0 200 180 190
3,0 160 140 1402,0 3,5 180 160 160
4,0 220 210 220
3,0 180 160 1602,5 3,5 200 190 190
4,0 240 240 230
Feldbreite Geschoßhöhe BS11 BS14 KertoS
m m3,0 170 150 150
1,5 3,5 190 170 1704,0 220 190 190
3,0 200 180 1702,0 3,5 230 200 200
4,0 240 230 220
3,0 220 200 2002,5 3,5 250 230 230
4,0 250 240
DREIGES
CHOSS
IGZW
EIGES
CHOSS
IG
Die Vorbemessung geht von einer aufgestellten Fassadenkonstruktion mit einer Pfostenbreite von 50mm aus.
Als Ergebnis wird die resultierende Pfostentiefe aus der Kombination der Einflussfaktoren Material, Geschosshöhe und Feldbreite angegeben.
Exemplarisch sollen hier die ein- bis dreigeschossigen Fassaden vorgestellt werden; natürlich sind auch höhere Fassadenkonstruktionen realisierbar.
Die Daten wurden unter vereinfachten Annahmen ermittelt und dienen zur Orientierung bei der Vorplanung. Eingeschossige Fassade, Pfostenbreite 50 mm
Zweigeschossige Fassade, Pfostenbreite 50 mm
Dreigeschossige Fassade, Pfostenbreite 50 mm
VORBEMESSUNG
PFLEGE UND INSTANDHALTUNG
SichtkontrolleDie Wartung beschränkt sich auf eine regelmäßige Sichtkontrolle der Fassade auf Dichtigkeit sowie eine Funktionsprüfung mechanischer Teile und elektrischer Anlagen.
Der Aufwand zur Instandhaltung einer Holz+ Glas Fassade ist mit anderen Fassadensystemen zu vergleichen, da die tragenden Bauteile aus Holz innerhalb der Dichtebene angeordnet sind.
BeschichtungDas Holz des Tragwerkes ist mit transparentem Acryllack (lösemittelarm, auf Wasserbasis) beschichtet, der die Struktur des Holzes zur Geltung bringt und die Oberfläche langfristig vor Verschmutzung schützt.
Alle witterungsbeanspruchten Fassadenteile und Verbindungs-mittel sind in eloxiertem Aluminium oder in Edelstahl ausgeführt und daher korrosionsbeständig.
HolzdeckleistenAußenliegende Deckprofile aus Holz sind in der Regel mit einer Dünnschichtlasur vorbehandelt, die aus überwiegend optischen Gründen und abhängig von der Bewitterung alle 3 - 5 Jahre aufgefrischt werden sollte.
Korrosionsfreie Baustoffe
27
FINNFOREST MERK GmbH
Industriestrasse 286551 Aichach/GermanyT: 0049 8251/908 0F: 0049 8251 908 [email protected]
