Bauphysikalische und ökologische Bewertung adaptiver Fassadenkonstruktionen auf Raumebene

Abstract

Eine Antwort auf den großen und fortschreitenden Ressourcenverbrauch im Bauwesen können leichte und zugleich adaptive Lösungsansätze für Gebäudehüllen und ‐strukturen darstellen. Dazu müssen sie sowohl für schadensfreie Bauwerke mit passender Aufenthaltsqualität als auch für eine deutlich höhere Ressourceneffizienz sorgen. Beides gilt für den gesamten Lebensweg und trotz der für die Adaptivität benötigen zusätzlichen Betriebsenergie. Im Rahmen einer vorangegangenen Untersuchung adaptiver Leichtbaukonstruktionen [1] für Fassaden wurde die bauphysikalische Funktionalität und Umweltwirkung einiger Beispiele auf Bauteilebene behandelt. Im hier vorliegenden Beitrag wird nun der Betrachtungshorizont auf die Raumebene erweitert, um z. B. neben Kennwerten für Wärme‐ und Feuchteschutz der Hülle auch die Behaglichkeit im Raum als Bewertungsmaßstab heranzuziehen. Natürlich erhöhen sich damit der Aufwand und die Komplexität der Bilanz, dafür lässt sich aber fundierter das Anwendungspotenzial adaptiver Alternativen einschätzen und über deren Weiterverfolgung entscheiden. Dazu werden drei herkömmliche, teils massive und teils leichte Konstruktionen, sowie vergleichbare adaptive Fassaden auf Raumebene untersucht und bewertet. Als wesentliche Bewertungskriterien gelten dabei quantitative Aussagen zur Erfüllung bauphysikalischer Anforderungen und zu ökologischen Umweltwirkungen. Im Ergebnis der methodenübergreifenden Forschung zeigt sich, dass adaptive Konstruktionen fallspezifisch, z. B. standortbezogen, beachtliches Potenzial zur Ressourcenreduktion ohne Funktionseinschränkungen mit sich bringen.

Adaptive Hüllen und Strukturen

“…Nach der messtechnischen Charakterisierung des adaptierbaren thermischen Wertebereichs der Materialsysteme wurden bislang beispielhaft die Energieeffizienz und die Umweltwirkungen der neuen Konstruktionen mit konventionellen Lösungen verglichen [32]. Es zeigte sich, dass leichte und adaptive Konstruktionen für Fassaden ein bauphysikalisches und ökobilanzielles Potenzial aufweisen und gleichzeitig die Anforderungen bestehender Normenwerke für massive Konstruktionen erfüllen können [33, 34]. Untersucht wird zudem, wie sich Räume durch neuartige atmende Wände und Fassaden be‐ und entlüften lassen, um energieaufwendige Belüftungssysteme und Klimaanlagen überflüssig zu machen.…”

Glasfassaden: Neue Herausforderungen und Entwicklungsmöglichkeiten im 21. Jahrhundert

“…Auch im Fassadenbau werden zurzeit verschiedene Ansätze und deren bauphysikalische Auswirkungen untersucht [11]; in den kommenden Jahren sollen adaptive Fassadensysteme weiterentwickelt und unter anderem auch beim o. g. Demonstrator getestet werden.…”

Parameterstudie zum energetischen Einsparpotenzial mit adaptiven Fassadenelementen zur lokalen Heizung

“…This holds a great potential for energy saving, especially in ultra-lightweight construction. In previous investigations, the thermal comfort under transient conditions [1] was illuminated and the building physical functionality and environmental impact of some examples of adaptive lightweight structures [2,3] at building component and room level were discussed. Based on these findings, scenarios for the operation of adaptive facade elements with local heating systems were developed.…”

“…Keywords local heating; energy saving potential; thermal comfort; local thermal comfort; adaptive facade elements; radiation asymmetry; non-uniform environment gangene Arbeiten wie [2,3]…”