Publikation

Intelligentes Fassadensystem mit Glaslamellen

Outline:

H. C. Leindecker, D. Neyer - Intelligentes Fassadensystem mit Glaslamellen - e-nova 2008, Pinkafeld, Österreich, 2008, pp. 49-57

Abstract:

Intelligentes Fassadensystem aus Glaslamellen: Aus dem Streben nach energiesparenden Lösungen für Gebäude zu forschen, entwickelt sich ein neues Themengebiet in der Architektur: „Clima Design“. Die Gebäudehülle spielt hierbei eine wesentliche Rolle. Einerseits werden durch die energetische Performance von Gebäuden und anderseits durch architektonisch gestalterische Aspekte oftmals konträre Ansprüche an Fassaden gestellt. Besonders offensichtlich werden die unterschiedlichen Ansprüche beim Einsatz von Glasdoppelfassaden. Obwohl in der Vergangenheit einige negative Meinungen und Erfahrungen über Glasdoppelfassaden in der Öffentlichkeit kommuniziert wurden und besonders viele Haustechnikplaner Vorbehalte haben, hat sich die Glasfassade gerade in den letzten Jahren speziell im Bürohausbau gestalterisch derart durchgesetzt, dass kaum ein potenter Auftraggeber auf die imagewirksame gläserne Gebäudehülle verzichten will. Es ist daher naheliegend nach Glaskonstruktionen zu suchen, die alle Vorteile von Doppelfassaden (zB. thermische Pufferwirkung) aufweisen, die aber die bekannten Nachteile wie Überhitzungsneigung und fehlender Außenbezug vermeiden können. Diese Forderungen verlangen unbedingt nach einer flexiblen Öffnungsmöglichkeit. Eine solche Fassade kann weiters mit der Kombination von mehreren innovativen Komponenten und mit einer intelligenten Einbindung in ein integriertes Gebäudekonzept zu einem komplexen Fassadensytem führen, das bei moderaten Investitionskosten ein nachhaltiges Gebäude mit hoher Nutzerzufriedenheit ermöglicht. So eine „Komposition“ soll mögliche Varianten eines solchen Systems entwickeln. Es wird daher auf die Anforderungen an Fassadensysteme speziell in Bezug auf zweischalige Systeme eingegangen und Ableitungen für die Neuentwicklung einer Fassade mit öffenbarer Außenhaut erstellt. Diese werden mit Hilfe von Simulationen energetisch, strömungstechnisch sowie wirtschaftlich optimiert. Ergebnisse: Durch den Vergleich der verschiedenen Fassaden werden die Vor- und Nachteile der Systeme eindeutig. Die einschaligen Systeme zeichnen sich meist durch deutlich bessere Wärmedämmeigenschaften und bessere lichttechnische Eigenschaften aus. Die Vorteile der Doppelfassaden liegen in deren Anwendung bei schallbelasteten Standorten und dem Witterungsschutz der Zusatzsysteme. Der gravierende Nachteil der Glasdoppelfassade ist die Überhitzung des Fassadenzwischenraums, welche zur Aufheizung der Innenräume führt und somit den Kühlaufwand erhöht. Bei öffenbaren Lamellenfassaden können dagegen die Vorteile der einschaligen Fassade und der Glasdoppelfassade vereint werden. Sie weisen nur mehr in wenigen Punkten Nachteile auf. Die Auslegung und Entwicklung eines neuartigen Fassadensystems erfolgte mittels thermischer Gebäudesimulationen (TRNSYS). Ziel dieser Simulationen ist die Maximierung des natürlichen Luftwechsels, die Optimierung des Verschattungssystems (z.B. durch Bestimmung des Bedruckungsgrads der Lamellen), die Auswahl der geeigneten Verglasung und die Entwicklung einer Regelstrategie für die Fassadenöffnung. Die verwendeten Modelle sind im Laufe der Arbeiten verbessert und realen Bedingungen angepasst worden. Die Simulationen wurden für mehrere europäische Standorte durchgeführt um eine Optimierung für die jeweilige Klimazone ableiten zu können. Der Vergleich mit einem Standardbürogebäude als Referenz zeigt, dass durch das Fassadesystem Einsparpotential in energetischer und wirtschaftlicher Hinsicht besteht. Amortisationsrechnungen wurden angestellt. Die Möglichkeit der Einsparung der Klimaanlage bietet einen weiteren beträchtlichen Vorteil gegenüber diesem Standard.