_Fassade

Licht- und luftdurchlässige Hülle

Flexible pneumatische Fassadentechnologie

Eine gewissermaßen atmende Fassade mit sich öffnenden und schließenden Poren ist das Ergebnis einer Diplomarbeit am Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart. Ziel von dem Architekten Tobias Becker war es, die Durchlässigkeit von Außenhüllen zu variieren und durch natürliche Belüftung ein gesünderes Raumklima zu schaffen sowie den energetischen Bedarf von Gebäuden zu reduzieren. Mit Breathing Skins können Innenräume über porenartige Kanäle ohne Zuglufterscheinungen ganzflächig belüftet werden.

Gallerie

Die Fassadentechnologie Breathing Skins wurde von Tobias Becker an der Universität Stuttgart entwickelt und soll für die natürliche Belüftung von Räumen sorgen

Bild: Tobias Becker

01|12

Mit der adaptiven Fassade können die Durchlässigkeit von Außenhüllen verändert und Innenräume über porenartige Luftkanäle ganzflächig belüftet werden

Bild: Tobias Becker

02|12

Bei Implementierung eines Überdrucks ziehen sich die Luftkanäle im Scheibenzwischenraum zusammen, bei geringem Unterdruck weiten sie sichn (nächste Abb.)

Bild: Tobias Becker

03|12

Durch die pneumatische Steuerung ändert sich auch die Durchlässigkeit für Licht und Blicke und damit das Erscheinungsbild der Fassade

Bild: Tobias Becker

04|12

Bei Saarbrücken wurde ein 8 m² großer raumbildender Prototyp von einer Projektgruppe realisiert

Bild: Tobias Becker

06|12

In eine Holzkonstruktion aus Boden- und Deckenplatte, getragen von vier Holzrundstützen, ist die organisch geschwungene Hülle eingebaut

Bild: Tobias Becker

07|12

Pro Quadratmeter werden rund 140 sogenannte pneumatische Muskeln verwendet, beim Showroom insgesamt 2.800

Bild: Tobias Becker

08|12

Je mehr sich die Luftkanäle weiten, umso mehr ändert sich das Erscheinungsbild der Fassade; die Durchlässigkeit für Licht und Blicke wird lokal und graduell anpassbar

Bild: Tobias Becker

09|12

Die Hülle ist in drei Teile gegliedert und besteht aus einem transparenten Eingangsbereich, einem Teil mit transluzenten und einem mit opaken (in dem Fall schwarzen) Luftsäcken

Bild: Tobias Becker

10|12

Die Luftkanäle sind zwischen zwei perforierten Glasscheiben reversibel montiert. Pro Quadratmeter werden rund 140 dieser sogenannten pneumatischen Muskeln, die Luftballons ähneln, ohne sichtbare Technik dezentral per Kompressor angesteuert. Wird geringer Überdruck erzeugt, schließt der Mechanismus luftdicht, bei Unterdruck weiten sich die Luftsäcke. Je mehr sie sich weiten, umso mehr ändert sich das Erscheinungsbild der adaptiven Fassade. Die Durchlässigkeit für Licht und Blicke ist lokal und graduell anpassbar.

Bei Saarbrücken wurde bereits ein acht Quadratmeter großer raumbildender Prototyp von einer Projektgruppe realisiert. In eine Holzkonstruktion aus Boden- und Deckenplatte, getragen von vier Holzrundstützen, ist die organisch geschwungene Hülle eingebaut. Die Konstruktion des Showrooms hat eine Kantenlänge von 4,50 x 4,50 m, eine Fassadenlänge von 10,00 m und eine lichte Raumhöhe von 2,40 m. Die als Sandwich ausgebildeten Elemente aus extrudiertem Glas (Polycarbonat) beinhalten 2.800 Luftkanäle auf einer Fläche von insgesamt etwa 25 Quadratmetern, die den Innenraum diffus belüften. Die Hülle ist in drei Teile gegliedert und besteht aus einem transparenten Eingangsbereich. Ein zweiter Bereich ist mit milchigen, ein weitere mit schwarzen Luftsäcken ausgestattet – diese demonstrieren die optische Wirkung von transluzenten und von opaken Luftkanälen.

Eine künftige Anwendungsmöglichkeit ist bei Wolkenkratzern als natürliche Belüftung denkbar, da die Erfindung hohen Windgeschwindigkeiten standhält. Im Rahmen einer Promotion an der Technischen Universität Berlin wird Breathing Skins weiter entwickelt.

Forschung: Tobias Becker

Fachwissen zum Thema

Alleskönnerin Fassade? Anforderungen an die Gebäudehülle ergeben sich hinsichtlich Akustik, Wärme, Feuchte, Belüftung, Schutz gegen UV-Strahlung, Belichtung, Dichtigkeit gegen Regenwasser, Druck- und Sogkräfte aus Windbelastung, Ein- und Ausblick, Schutz vor Wärme und Kälte sowie statische Belastungen von innen und aus den Eigenlasten. Im Bild der Rocket-Tower (ehemals: GSW-Hochhaus) in Berlin. Architektur: Sauerbruch Hutton, Berlin 1999

Bild: Baunetz (us), Berlin

Grundlagen

Fassadenelemente als abschließende Bauteile

Die Entwicklung von der massiven Wand hin zur filigranen Gebäudehülle unserer Tage bringt große Herausforderungen mit, denn neben Transparenz haben Fassaden unzählige weitere Aufgaben zu erfüllen.

Materialien

Glas

Glas ist ein Schmelzprodukt aus Quarzsand, Natron und Kalk sowie weiteren Stoffen, die sowohl die Färbung als auch die besonderen...

Freie Lüftung: Durch Öffnen der Fenster strömt Frischluft ins Innere.

Bild: Natalie Pawlik, Berlin

Bautechnik

Lüftung: Arten

Die Art der Raumbelüftung lässt sich in die Kategorien „freie Lüftung“ und „mechanische Lüftung“ einteilen. „Freie Lüftung“...

Bibliothek der humanistischen Fakultät als Teil der Dänischen Königlichen Bibliothek (von Dissing + Weitling)

Bild: Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Detmold

Zusatzelemente

Lüftungselemente

Lüftungselemente spielen in der Fassadentechnik eine zentrale Rolle. Nichts beeinflusst neben der gewählten Art der Temperierung...

Surftipps

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de
Baunetz Wissen Fassade sponsored by:
MHZ Hachtel GmbH & Co. KG
Kontakt 0711 / 9751-0 | info@mhz.de

Zum Seitenanfang

Tipps Forschung

Energiewende ohne Außendämmung

In Block H der Hamburger Speicherstadt befindet sich die Versuchsstätte des Forschungsvorhabens „CO2-neutrales Weltkulturerbe Speicherstadt Hamburg“.

Bild: HHLA Hamburg / Oliver Bock

Oft sind energetische Sanierungen mit Eingriffen an der Fassade verbunden. Alternativen dazu werden bei einem Forschungsprojekt in der Hamburger Speicherstadt untersucht.

Stecken statt Schrauben und Kleben

Unweit der Hochschule Wismar wurde ein Prototyp für ein zusammengestecktes Haus errichtet.

Bild: Prof. Julian Krüger, Hochschule München

Wie digitalisierte Entwurfs- und Fertigungsprozesse das Bauen und Rückbauen vereinfachen könnten, wird anhand dieses Häuschens deutlich.

Sonnenwärme im Kreislauf

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme entwickelt gemeinsam mit Industriepartnern architektonisch gestaltbare Fassadenelemente zur Nutzung von Sonnenwärme.

Bild: Fraunhofer ISE

In einem Projekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme entstehen Fassadenelemente, die sich mit Wärmepumpen verbinden lassen.

Forschungsvorhaben Solar-VHF

Freilandversuchsstand am Fraunhofer IBP: Versuchsfassade mit Beton- und Metallprototypen für die Outdoor-Untersuchungen im BMWi-Forschungsvorhaben „Solar-VHF"

Bild: Ronald Winterfeld / FVHF

Im Rahmen des Forschungsprojekts vom Fraunhofer IBP und ISFH wird untersucht, wie Solarthermie mit vorgehängten hinterlüfteten Fassaden kombiniert werden kann.

Solarstrom von der Hauswand

Kleinräumige Solarpotenzialanalysen berücksichtigen Gebäudeflächen und Umgebungsfaktoren, u.a. den Schattenwurf des Baumbestands (blau: wenig / rot: viel Solareinstrahlung)

Bild: Behnisch et al./IÖR, Datenbasis: Geobasisdaten, Bayerische Vermessungsverwaltung 2019

Ein großes Flächenpotenzial für Photovoltaik ist noch weitgehend ungenutzt: das der Fassaden. Laut einer neuen Studie ist es doppelt so groß wie das von Dächern.

Fassade aus recycelten Faserzementplatten

Zum Wegwerfen zu schade: Die Fassade des Recyclinghauses von Cityförster architecture + urbanism in Hannover besteht zu 90 Prozent aus wiederverwendetem Material.

Bild: Etex Germany Exteriors, Beckum

Für die Gebäudehülle bei dem Wohnhaus in Hannover werden Materialien wiederverwendet: Außer den robusten Platten auch Saunabänke und alte Gussglasscheiben.

Solarthermische Fassadenkollektoren

Die im Forschungsprojekt „Arkol“ entwickelten Streifenkollektor-Elemente lassen sich hinsichtlich Gestaltung und Ausrichtung flexibel in Fassaden integrieren, hier als schwarze Streifen in Kombination mit dekorativen Fassadenprofilen.

Bild: DAW SE / Karim Donath

Zwei Prototypen von Streifenkollektor und Jalousie sollen demonstrieren, wie das große Flächenpotenzial von Fassaden für die Wärmeerzeugung nutzbar gemacht werden kann.

Sandwichelemente aus nachwachsenden Rohstoffen

Die Bio-Variante eines Sandwichelements hat die Technischen Universität Chemnitz in Zusammenarbeit mit den Chemnitzer Unternehmen Fiber-Tech Construction und Richter & Hess Verpackungs-Service entwickelt.

Bild: Silvia Giardino Photography

Futuristisch mutet das dreidimensionale Design der transluzenten Außenverschalung aus Flachs, Bioharz und Wellpappe an, hinter der sich programmierbare LED verbergen.

Forschung zu intelligenten Fassadensystemen

Zur Bewertung und Optimierung energieaktiver Fassadensysteme werden im Rahmen des Forschungsprojekts SCIN Simulationsmodelle und Testmethoden unter realen klimatischen und nutzerbedingten Rahmenbedingunen entwickelt.

Bild: Kulmer Holz-Leimbau, Pischelsdorf am Kulm

Energieaktive Fassaden und ihre Nutzbarmachung sind komplex. Das Forschungsprojekt soll bessere Testmethoden entwickeln, um den Prozess zu beschleunigen.

Immergrüne Moosfassaden

Der Bauningenieur Martin Hamp, der Informationselektroniker und Wirtschaftsinformatiker Björn Stichler und der Botaniker Dr. Tobias Graf (v.l.n.r.) haben ein wartungsfreies, selbstbegrünendes Fassadensystem mit Moos entwickelt.

Bild: Koziel / TU Kaiserslautern

Das wartungsfreie System filtert die Luft und dient der Regenwasserspeicherung sowie dem Lärmschutz in Städten.

Energieerzeugende Betonfassade

Der Baustoffhersteller Lafarge Holcim und die Firma Heliatek haben eine energieerzeugende Fassadenverkleidung aus Betonträgern und einer leichten Solarfolie entwickelt.

Bild: Lafarge Holcim, Jona

Betonpaneele mit applizierter Photovoltaikfolie sollen es möglich machen, die gesamte Fassadenfläche zur Stromgewinnung zu nutzen.

Fassadenelemente als Bioreaktor

Optimierte Bioenergiefassade auf der Glasstec 2018 in Düsseldorf, entwickelt von der Forschungsgruppe FABIG (Fassaden mit Algen-Biogeneratoren aus Glas)

Bild: Technische Universität, Dresden

Als eines der Vorzeigeprojekte der Internationalen Bauausstellung IBA 2013 in Hamburg zog das sogenannte BIQ, auch Algenhaus...

Fassadenroboter für die Sanierung

Unterstützt durch die Initiative Zukunft Bau wurde im Rahmen der Forschungsplattform Bau Kunst Erfinden an der Universität Kassel der Fassadenroboter Plotbot/Crawler entwickelt

Bild: Forschungsplattform Bau Kunst Erfinden, Universität Kassel

„Whiep, zip zip?“ Nein, mit R2-D2 oder C-3PO hat dieser Roboter kaum etwas gemein. Er ist das Ergebnis einer interdisziplinären...

Forschungsprojekt zur Etablierung von Carbonbeton

An diesen Materialproben im Vergleich, Stahlbeton und Carbonbeton in zwei Varianten, wird deutlich, wieviel Material künftig gespart werden kann

Bild: Filmaton, Leipzig

Stahlbeton ist mit über 100 Millionen verbauten Kubikmetern im Jahr der in Deutschland am meisten verwendete Baustoff. Seit jeher...

Semitransparente Solarfassade

Solarfassade als zweite Haut am Referenzgebäude des Projektpartners Glassbel im Rahmen des EU-Forschungsprojekts Smartflex Solarfacades

Bild: Glassbel, Klaipeda

Werden Solarpaneele in die Gestaltung von Gebäuden einbezogen, geht das nicht selten mit ästhetischen Kompromissen einher. Mit dem...

Licht- und luftdurchlässige Hülle

Eine gewissermaßen atmende Fassade mit sich öffnenden und schließenden Poren ist das Ergebnis einer Diplomarbeit am Institut für...

Gebäudehülle aus dem 3-D-Drucker

Architekten der Technischen Universität München haben ein multifunktionales und lichtdurchlässiges Fassadenelement entwickelt, das mit dem 3D-Drucker produziert werden kann

Bild: Andreas Heddergott / TU München

Als Architekturmodelle sind dreidimensional gedruckte Gebäude nichts Neues. Doch ganze Bauteile, insbesondere, wenn sie mehrere...

Fassadensanierung mit Holzbauelementen

Die großformatigen Holzbauelemente werden nach Aufmaß vorgefertigt

Bild: TES Energy Facade, München

Für die energetische Modernisierung von Bestandsgebäuden – insbesondere von Geschosswohnungsbauten aus den 1950er bis 1970er...

Photovoltaik-Module mit glatter weißer oder farbiger Oberfläche

Ein mittels Nanotechnologie hergestellter Farbfilm auf dem Modul wirkt als Streufilter und erzeugt eine durchgängige, glatte Farbfläche

Bild: CSEM, Neuchâtel

Die Integration von Solarmodulen in Gebäudehüllen stellt eine große gestalterische Herausforderung dar: Das Erscheinungsbild der...

Pilotprojekt: Bioreaktorfassade fertiggestellt

Mikroskopische Aufnahme von Mikroalgen

Bild: SSC Strategic Science Consult, Hamburg

Im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) ist im Hamburger Stadtteil Wilhelmsburg ein Wohnhaus mit besonderer Fassade...

Prototyp bionischer Sonnenschutzelemente

Bewegungsabläufe in der Blüte der Paradiesvogelblume

Bild: Julian Lienhard (ITKE), Stuttgart

Zur Entwicklung eines aus der Bionik abgeleiteten Sonnenschutzsystems hat sich ein Forschungsteam am Institut für...

Prototyp für einen Sonnenschutz mit rotierenden Scheiben

Bei Stillstand reduzieren die bedruckten Anteile der Scheiben den Ausblick

Bild: Marcel Bilow, Delft/NL

Basierend auf dem Phänomen, dass man durch die rotierenden Flügelblätter eines Ventilators blicken kann, ist das Konzept für den...

MHZ Außenrollo Solix

Die innovative Sonnenschutzlösung lässt sich kinderleicht von innen in den Fensterrahmen einsetzen.

Partner-Anzeige