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Geklebte Holz-Glas-Fassaden - Anwendungsmöglichkeiten für mehrgeschoßige Gebäude unter Berücksichtigung von Doppelfassaden und deren Verhalten im Brandfall

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[Quelle: http://repositum.tuwien.ac.at]

Wachstum und Verdichtung im urbanen Raum erfordern die Entwicklung intelligenter und ressourcenschonender Gebäudesysteme für die "Smart Cities" der Zukunft. Fassadensysteme, die sich der innovativen Bauweise von Holz-Glas-Verbundkonstruktionen (HGV) bedienen, können diesen Anforderungen gerecht werden. Gleichzeitig müssen solche Fassadenkonstruktionen aber vielfältige brandschutztechnische Aspekte erfüllen, wenn sie bei mehrgeschossigen Gebäuden eingesetzt werden. Das wesentliche Konstruktionsmerkmal von Holz-Glas-Verbundfassaden besteht im kraftschlüssigen Verbund zwischen der Verglasung mit einem umlaufenden Rahmenelement. Durch die Schubverklebung zwischen Glasscheibe und Rahmen kann die Glasscheibe nicht nur als raumabschließendes, sondern auch als statisch wirksames Element eingesetzt werden. Dadurch können einerseits Aussteifungselemente wie Wandscheiben oder Auskreuzungen im Bereich der Fassade entfallen und andererseits der Primärenergiebedarf gegenüber konventionellen Aluminium-Glas-Fassadenkonstruktionen um bis zu 50 Prozent reduziert werden. Marktreife patentierte Anwendungen von HGV-Fassaden werden von unterschiedlichen Unternehmen angeboten. Aktuelle Referenzprojekte sind in Österreich und Deutschland jedoch vorwiegend im Bereich des Fenster- und Wintergartenbaus sowie in Form von Pilotprojekten von Einfamilienhäusern zu finden. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von geklebten Holz-Glas-Fassaden auf mehrgeschoßige Gebäude im urbanen Bereich. Besonderes Augenmerk soll dabei auf den Brandschutz gelegt werden, da es sich dabei zumeist um ein Knock-Out-Kriterium handelt. Geeignete Strategien und Lösungsansätze müssen entwickelt werden, um auch bei Anwendungen mit dieser innovativen Technologie ein adäquates Sicherheitsniveau zu gewährleisten. Auf baurechtlicher Ebene müssen sowohl europäische als auch nationale Gesetzte, Normen und Richtlinien als Beurteilungsgrundlage berücksichtigt werden. Nachdem noch keine Europäische Technische Leitlinie (ETAG) für Zulassungen von HGV-Fassadensystem vorliegt, kann die bestehende ETAG-002 für Structural-Glazing-Systeme in Anlehnung herangezogen werden. Auf nationaler Ebene stellen in Österreich die Richtlinien des Österreichischen Instituts für Bautechnik (OIB) den Stand der Technik dar. des Weiteren sind nationale Standards hinsichtlich der Nachweisführung unterschiedlicher Fassadensysteme (z.B. Vorhangfassaden oder Doppelfassaden) in genormten Prüfanordnungen zu berücksichtigen. Die wesentlichen brandschutztechnischen Leistungsanforderungen an Fassaden von mehrgeschossigen Gebäuden lauten wie folgt: Verhinderung einer Brandweiterleitung auf über dem Brandherd liegende Geschosse; Verhinderung des Herabfallens großer Fassadenteile, Verhinderung der Brandausbreitung über Zwischenräume bzw. Anschlussfugen und Hohlräume im Bereich von Trenndecken, Berücksichtigung des Brandverhaltens des Fassadensystems entsprechend der Gebäudeklasse. Auf Grund der spezifischen Bauweise von HGV-Fassaden sind darüber hinaus weitere Risiken (z.B. Gebäudeaussteifung ohne Feuerwiderstand) zu beachten und gegebenenfalls Zusatzmaßnahmen zu treffen. Im experimentellen Abschnitt dieser Arbeit werden anhand von mittleren und großmaßstäblichen Fassadenprototypen Brandversuche durchgeführt und analysiert. Durch die gewonnenen Erkenntnisse sollen genehmigungsfähige Fassadensystemen entwickelt und dadurch eine Erweiterung des Einsatzbereichs von Fassaden in Holz-Glas-Verbundbauweise im urbanen Raum ermöglicht werden.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Hermann G. Meier, Sylvia Stürmer
Sanierputzsysteme
Planung, Ausführung, Fehlervermeidung
2021, 240 S., 149 Abb., 12 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Sanierputzsysteme wurden für feuchtes, salzbelastetes Mauerwerk entwickelt. Richtig angewendet ermöglichen sie langfristig schadenfreie Putzflächen auf problematischen Untergründen. Leider kommen immer wieder Fehlanwendungen vor. Es treten Flecken und Ausblühungen auf, der Putz wird zerstört, weil grundlegende Voraussetzungen für die Planung und Ausführung missachtet wurden. Das Buch vermittelt das notwendige Grundwissen für die Vermeidung solcher Fehler. Sanierputzsysteme bestehen in der Regel aus dem Spritzbewurf, dem Sanierputz als Grundputz und einem Oberputz oder einem Farbanstrich. Diese Materialien müssen genau aufeinander abgestimmt werden, damit sie in der Lage sind, Salze aufzunehmen und Feuchtigkeit zu speichern. Außerdem müssen sie zum jeweiligen Untergrund passen. Vorhandene Salzbelastung, Durchfeuchtungsgrad, Tragfähigkeit des Putzgrunds, Saug- und Trocknungsverhalten sind nur einige der Eigenschaften, an die das System angepasst werden muss. Diese komplexen Zusammenhänge zwischen Untergrund und Putzmörteleigenschaften sind wissenschaftlich gut erforscht und in den technischen Regelwerken berücksichtigt. Die Autoren bereiten dieses Wissen für die praktische Anwendung auf. Mit anschaulichen Erklärungen und aussagekräftigen Bilder gelingt es ihnen, die komplexen Schadensmechanismen von Putzen und Mauerwerk darzustellen und die Funktionsweise von Sanierputzsystemen zu erklären. Das Buch enthält alle Informationen, die Planer und Ausführende für die Herstellung dauerhafter Putze auf problematischen Untergründen benötigen, einschließlich der Lösungen für die besonders schwierigen Gebäudesockel und denkmalgeschützte Fassaden.

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Sebastian Sage
Glasschäden am Bau vermeiden
Kompaktes Wissen rund um den Baustoff Glas.
3., vollst. überarb. Aufl.
2021, 184 S., 117 Abb., 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aus der Architektur ist Glas nicht wegzudenken. Es unterscheidet sich aber wesentlich von anderen Baustoffen, denn Glas bricht spontan! Sebastian Sage erklärt, was bei der Verwendung von Glas in Bauwerken beachtet werden muss. Kompakt stellt er den Baustoff Glas und die Einsatzgebiete von unterschiedlichen Fensterkonstruktionen über absturzsichernde und begehbare bis zu Schutzverglasungen vor. In der 3. Auflage wird ein besonderes Augenmerk auf die kritischen Nahtstellen, wo Glas in Fenster und Fenster in Gebäude eingebaut werden, gerichtet. Ein umfangreiches Verzeichnis der geltenden Normen und Richtlinien gibt dem Planer den erforderlichen Überblick, gleichzeitig werden aber auch Schwachstellen in der Normung benannt.

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Bernhard Weller, Silke Tasche
Glasbau 2021
2021, X, 432 S., 33 Tabellen, 62 SW-Abb., 222 Farbabb. 24.4 cm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Das Buch präsentiert in zahlreichen Beiträgen renommierter Fachleute den aktuellen Stand der Technik im konstruktiven Glasbau. Nachhaltige und resiliente Fassadensysteme der Zukunft stehen im Fokus der Diskussion ebenso wie die Bewertung neuer Materialien und Technologien. Die Planung und die Ausführung wegweisender Glasarchitektur werden anhand von aktuellen herausragenden Projekten ausführlich erläutert. Die Bemessung und die Konstruktion tragender Glasbauteile und die Anwendung neuer Normen und Richtlinien werden praxisnah aufgezeigt. Außerdem wird die Optimierung zukunftsfähiger Gebäudehüllen in gleicher Tiefe behandelt wie die energetische Sanierung denkmalgeschützter Fassaden.

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Matthias Haber
Der Sockel
Architektur - Wirkung - Wiederbelebung
2021, 152 S., mit 155 s/w- und 518 Farbabbildungen. 326 mm, Hardcover
Mann (Gebr.)

 

 

Für die Wirkung eines Gebäudes spielt dessen Sockel eine entscheidende Rolle. Im Vergleich zu mittlerer Fassade und Attikazone stellt er den Bezug zu den Menschen direkt her und prägt das Erlebnis des städtischen Raums. Der Sockel hat wesentlichen Einfluss darauf, wie einladend und offen oder aber distanzierend, Privatsphäre schaffend oder gar wehrhaft ein Bauwerk wirkt. Dennoch ist seit der Moderne eine Vernachlässigung dieses fundamentalen Entwurfsaspektes zu beobachten, die sich auch in den architektonischen Lehrbüchern abzeichnet. Das Buch will diese Lücken füllen, indem es Ansätze für den gestalterischen Umgang mit einer konstruktiven Notwendigkeit liefert. Dargestellt werden zahlreiche Praxisbeispiele aus dem 19. und 20. Jahrhundert. Darüber hinaus geben die Herausgeber mit zwölf eigenen Projekten intensiven Einblick in ihre Ästhetik des Sockels.

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Ingo Gabriel
Praxis: Holzfassaden
Material, Planung, Ausführung
7., bearb. Aufl.
2021, 117 S., zahlr. meist farb. Abb. 21 cm, Hardcover
Ökobuch Verlag u. Versand

 

 

Das Praxishandbuch zeigt nicht nur die vielfältigen gestalterischen Möglichkeiten moderner Holzfassaden auf der Basis der geltenden Fachregeln, sondern stellt - systematisch aufbereitet - zahlreiche vorbildliche Beispiele und Detaillösungen für Ecken, Sockel-, Dach- und Fensteranschlüsse vor. Planungs- und Ausführungsfehler werden ebenso thematisiert wie die entwurflichen und konstruktiven Voraussetzungen für das würdevolle Altern unbehandelter Hölzer. Die 30-jährige Erfahrung des Autors bei Planung und Bau von Holzfassaden und -häusern zieht sich als roter Faden durch das gesamte Buch, abgerundet durch sehr unterschiedliche Ausführungsbeispiele aus Deutschland und den europäischen Nachbarländern.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Wolfgang Jehl, Norbert Sack, Benno Eierle
Erarbeitung einer Handlungsanleitung zur Bewertung der Absturzsicherung von Fenstern in der Gebäudehülle und deren Einbau sowie einer Erläuterung zur Anwendung der ETB-Richtlinie
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3387
2021, 94 S., 38 Abb. u. 18 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bauteile der Gebäudehülle mit absturzsichernden Eigenschaften sind gegenüber statischen und stoßartigen Belastungen bezüglich der ausreichenden Tragfähigkeit des Bauteils einschließlich der Verankerung im tragenden Untergrund nachzuweisen. Die anzuwendenden Regelwerke wurden zu deutlich unterschiedlichen Zeitpunkten erarbeitet und veröffentlicht. Insbesondere die ETB Richtlinie stammt aus dem Jahr 1985 und entspricht nicht mehr den heutigen Sicherheitskonzepten. Daher war es das Ziel des beantragten Vorhabens eine Anleitung zu erarbeiten, die die notwendige Nachweisführung für absturzsichernde Fenster sowie die hierfür möglichen Nachweiswege eindeutig festlegt. Des Weiteren sollte analysiert werden, wie und unter welchen Randbedingungen beim Nachweis der Fensterbefestigung die statische Ersatzlast für den Anprall auf mehrere Befestigungspunkte verteilt werden kann. Um das Forschungsziel zu erreichen wurden die aktuellen Anforderungen bzgl. der Nachweiswege und Nachweisverfahren für absturzsichernde Fenster analysiert und auf Konsistenz hinsichtlich der unterschiedlichen zu verwendenden Regelwerke überprüft.

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Milan Schultz-Cornelius, Stefan Carstens, Matthias Pahn
FIUHFA - Unbewehrte Ultrahochleistungsbeton Fassadenplatten
Wirklichkeitsnahes Tragverhalten von unbewehrten, filigranen Ultrahochleistungsbeton Fassadenplatten
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3239
2021, 87 S., 47 Abb. u. 14 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Innovative Entwicklungen im Bereich der Ultrahochleistungsbetone (UHPC) ermöglichen den Bau filigraner und nachhaltiger Architekturbetonfassaden mit wenigen Zentimetern Bauteildicke. Aufwendige Bewehrungslösungen stellen jedoch ein Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz von UHPC-Fassaden dar. Für die Ausführung unbewehrter Fassadenplatten fehlen weitergehende Erkenntnisse zu den Einwirkungen und den Widerständen in der Bemessung. Die großformatige Ausführung der Fassadenplatten aus Ultrahochleistungsbeton bedingt eine mehrfach punktgestützte Lagerung, die eine statische Unbestimmtheit erzeugt. Indirekte Einwirkungen wie Temperaturänderungen, das Schwinden der Vorsatzschale aus Ultrahochleistungsbeton oder hygrische Einwirkungen bewirken daher zusätzliche Beanspruchungen der Fassadenplatte und dessen Verankerung, die in der Bemessung zu berücksichtigen sind. In der Bemessung sind weiterhin mehraxiale Spannungszustände, Maßstabseffekte und der Einfluss erhöhter Temperaturen auf die Festigkeit des Ultrahochleistungsbetons zu berücksichtigen. Durch das Forschungsvorhaben wurde es ermöglicht, tiefgreifende Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von filigranen, unbewehrten großformatigen Fassadenplatten aus Ultrahochleistungsbeton durchzuführen und die genannten Erkenntnislücken zu schließen.

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Frederik Ecke, Helmut Fligge, Jan Juraschek, Heike Klussmann
Plotbot/Crawler - Entwicklung eines neuartigen webbasierten und sensorgeführten Bewegungsautomaten für den Auftrag komplexer Schichtsysteme zur Funktionalisierung von Gebäudeoberflächen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3200
2020, 93 S., 58 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Projekt PLOTBOT/CRAWLER der Forschungsplattform BAU KUNST ERFINDEN an der Universität Kassel wurde ein neuartiger, webbasierter und sensorgeführter Bewegungsautomat für den Auftrag und die Erneuerung komplexer Schichtsysteme zur Funktionalisierung von Gebäudeoberflächen entwickelt. Mittels einer konsistent verzahnten Werkzeug?Software?Logik werden Oberflächen von Bauelementen beliebiger Geometrie instantan angesteuert oder nach einer zuvor digital erstellten Bearbeitungssystematik beschichtet. Das Forschungsvorhaben bietet in dieser Hinsicht einen eigenständigen und zugleich exemplarischen Ansatz. Neuartig und von Vorteil ist die Zusammenführung und die eindeutige Schnittstellendefinition des Verbunds von "Hightech" (Plotbot/ Crawler) und "Lowtech" (Fassadenelement). Die Entwicklung derartiger Systeme für das Bauwesen ist bislang wenig fortgeschritten.

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Peter Mehrtens
Integration Scan-Basierter-Techniken und Parametrischer-Methoden in einen Prozess zur Verbesserung der Effizienz im Planungs- und Bauablauf komplexer Fassaden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3158
2020, 12 S., 15 Abb. u. 2 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Projekt untersuchte inwiefern Scan-basierte Techniken (terrestrische 3d-Scans bzw. deren Auswertung) geeignet sind für die Einbindung in parametrische Planungsprozesse für Fassaden. Grundsätzliche Feststellung ist, dass obwohl für die einzelnen Arbeitsschritte des Vermessens und auch der Planung von Fassaden entsprechende digitale Werkzeuge existieren, die bestehenden Werkzeuge aufgrund ihrer jeweiligen Bedienungskonzepte nicht direkt zueinander kompatibel sind. Bei der Auswertung von Punktwolken wird üblicherweise Software verwendet, deren Ergebnis variiert je nach Interaktion des Benutzers mit der grafischen Benutzeroberfläche. Parametrische Planungsmethoden hingegen verwenden möglichst Funktionen, deren Argumente in replizierbarer Art aus vorherigen Schritten abgeleitet werden. Bedarf an weiterführender Forschung in diesem Bereich ist anzunehmen.

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Bernd Saß, Sandra Heinrichsberger, Norbert Sack
Erarbeitung eines Bauteilkatalogs zur Ermittlung der Luftschalldämmung von opaken Ausfachungen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3206
2020, 140 S., 81 Abb. u. 21 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In der bauakustischen Planung von Gebäuden werden Angaben zur Luftschalldämmung von Außenbauteilen benötigt. Für opake Ausfachungen (Paneele) lassen sich solche Angaben - im Gegensatz zu transparenten Ausfachungen (Verglasungen) - derzeit nur anhand von Messungen im Labor nachweisen. Eine Möglichkeit zur Planung und Nachweisführung über ein Tabellenverfahren existiert nicht. Durch die Erarbeitung eines Bauteilkatalogs für opake Ausfachungen könnten für standardisierte Paneele Angaben zur Luftschalldämmung ohne Messungen nachgewiesen werden. Die so verfügbaren Informationen zu den akustischen Eigenschaften könnten dann genutzt werden, um die Luftschalldämmung des kompletten Bauelementes (Fenster- bzw. Vorhangfassade) zu bestimmen. Die noch vorhandene Lücke (fehlende Eingangsdaten der Luftschalldämmung von Paneelen) bei der Bestimmung der Luftschalldämmung von Vorhangfassaden wäre somit geschlossen. Dadurch reduziert sich der Aufwand zum Nachweis erheblich. Dies beeinflusst sowohl die Kosten als auch den zeitlichen Ablauf in der Planung. Zusätzlich erhöht sich durch eine fundierte Datenbasis die Planungssicherheit.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Breunig, Morris
In Verflechtung. Fassadeninszenierung mit historischem Bezug
Fassade, Facade, 2022

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Bei diesen Gläsern aufgepasst. PfB Rosenheim: Schmale Schallschutzverglasungen
Glaswelt, 2022

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Eßer, Georg; Keil, Moritz
Schalldämmung mit vorgehängten hinterlüfteten Fassaden
Bauphysik, 2022

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Geldmacher, Anke
Zur Nachahmung empfohlen. Kindertagesstätte in Schwäbisch Hall-Hessetal (kostenlos)
db Deutsche Bauzeitung, 2021

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Kunkel, Ulrike
Das Gedächnis der Stadt. Historisches Archiv und Rheinisches Bildarchiv in Köln (kostenlos)
db Deutsche Bauzeitung, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022