Innovativ und energieeffizient

Gebäudehüllen aus einem Guss

Die dritte Haut des Menschen: so wird die Gebäudehülle auch genannt. Wie berechtigt dieser Vergleich ist, zeigt sich, wenn man prüft, was die Gebäudehülle alles leisten muss. Sie soll schützen, wärmen, kühlen, aber auch repräsentieren und kommunizieren. Sie kann sich je nach Witterung und Lichteinfall verändern, einzigartige Merkmale in sich tragen, Spuren der Alterung zeigen. Sie lässt sich schmücken, dekorieren, tätowieren. Und sie kann wie die nackte Haut des Menschen oder seine Kleidung sexy sein und besondere Attraktivität ausstrahlen.

Die Haut des Menschen ist einzigartig und unverwechselbar. Ebenso ist auch jeder Bewohner darum bemüht, seinem Haus eine individuelle Prägung zu geben. Sei es durch Farbe, Materialwahl, Oberflächentechnologie oder auch ergänzende Accessoires. Die Baustoffhersteller bieten für die vielseitigen Funktionen und Gestaltungsmöglichkeiten der Gebäudehülle eine unerschöpfliche Sortimentsbreite. Was die menschliche Haut in einer dünnen Membran leistet, wird in der Gebäudehülle durch einen mehrschichtigen Aufbau von Dach und Wand erzielt. Dämmung, Folie, Tragkonstruktion und Dacheindeckung bzw. Fassadenbekleidung machen die Gebäudehülle zu einem hochleistungsfähigen Bauteil.

Dabei werden Dach und Fassade mit immer mehr Zusatzfunktionen versehen. Hochgedämmte Aufbauten machen Wand und Dach zu einer energieeffizienten Gebäude-hülle. Helle Dächer oder Infrarotstrahlen reflektierende Beschichtungen schützen vor zu großer Aufheizung der unter dem Dach befindlichen Wohn- und Aufenthaltsräume. Luftreinigende Werkstoffe bewirken einen Katalysatoreffekt und beseitigen Autoabgase. Mit Solaranlagen lassen sich Strom und Wärme aus dem Sonnenlicht gewinnen. Neue Oberflächentechnologien schützen vor Verunreinigung und Graffitis. Hinterlüftete Konstruktionen und bestimmte Werkstoffe verhindern Vermoosung, Veralgung oder Schimmel.

Ein Material, das in diesem Zusammenhang eine besondere Faszination auslöst, ist Faserzement. Mit ihm lassen sich Gebäude-hüllen aus einem Guss gestalten. Dach und Fassade können mit kleinformatigen Platten, großformatigen Tafeln oder profilierten Wellplatten zu einer gestalterischen und funktionalen Einheit gefasst werden. Seit seiner Erfindung vor mehr als einhundert Jahren wird Faserzement im architektonischen Entwurf immer wieder neu entdeckt und durch kreative Ideen und attraktive Materialkombinationen geadelt. Faserzement vereint drei ganz unterschiedliche Ausdrucksmöglichkeiten: Der Werkstoff kann in einer geschlossenen Gebäudehülle monolithisch wirken wie Stein; er kann als dünner Umschlag erscheinen wie Papier; oder er kann in Formen geschnitten, gestanzt, gelocht werden wie ein Scherenschnitt. Mit dieser gestalterischen Vielfalt eignet sich das nichtbrennbare Material für unterschiedliche Gebäudetypologien: Die Gebäudehülle aus einem Guss ist nicht nur ein Thema für das freistehende Einfamilienhaus – auch mehrgeschossige Stadthäuser, Schulen, Kindergärten und kommunale Bauten werden mit einem einheitlichen Material für Dach und Fassade gestaltet: vom klassischen Satteldachhaus über kubische Konstellationen bis hin zu skulpturalen, expressiven Volumen.

Das Dach als fünfte Fassade

Diese neue Begeisterung von Architekten für die komplette Gebäudehülle aus Faserzement ist weit mehr als ein Trend. Denn auch wenn die Platte seit mehr als einhundert Jahren in ihrem Wesen unverändert ist, so werden doch die Details immer raffinierter. Großformatige Faserzementtafeln werden ins Dach gezogen. Fassaden werden mit Lochungen und Fräsungen perforiert oder über Faltschiebeläden beweglich. Die Fassade wird zur Visitenkarte des Hauses. Das Dach zur fünften Fassade. Gerade dieser Aspekt wird künftig noch an Bedeutung gewinnen. Denn seit Google Earth hat das Dach mindestens die gleiche gestalterische Bedeutung wie die Fassade. Wir nehmen über diese neue Betrachtung der Welt – fast unbemerkt und doch schon ganz selbstverständlich – Häuser und Nachbarschaften von oben wahr. Längst gibt es Bauherren, die aus genau diesem Grund besonderen Wert darauf legen, dass das Dach mit der gleichen gestalterischen Idee und planerischen Sorgfalt behandelt wird wie die Fassade.

Drachenvierecke bilden eine geschlossene Struktur

Ein aktuelles Beispiel ist das Festspielhaus von Delugan Meissl Associated Architects in Erl. 7 000 m² Dach, Fassade und Untersichten sind in einem außergewöhnlichen Verlegemuster aus großformatigen Faserzementtafeln bekleidet. Die komplexe Geometrie bildet sich dabei aus nur zwei verschiedenen Drachenvierecken mit einer Kantenlänge von max. 1,40 m. Jeweils gespiegelt aneinandergefügt bilden die Faserzementdrachen eine geschlossene Struktur, die sich auch über die Ecken und Kanten der geneigten Flächen zieht, was eine besondere Herausforderung für die Fassadenmonteure darstellte , denn an den Rändern mussten die Tafeln von Hand angepasst werden.

Obwohl die Gebäudeform des 90 m langen, 71 m breiten und bis zu 22 m hohen Hybridbaus alles andere als gewöhnlich ist, entspricht die Konstruktion der Gebäudehülle im Prinzip dem üblichen Aufbau einer vorgehängten, hinterlüfteten Fassade: Auf bis zu 35 cm Stahlbeton-Rohbau und 10 cm Steinwolle-Dämmung folgt ein Unterkonstruktionssystem und die äußere Gebäudehülle aus Faserzementtafeln. Im Detail wurde allerdings zwischen den steileren Dachflächen und den weniger geneigten Fassadenflächen unterschieden. So besteht das Dach aus 12 x 20 cm starken Holzsparren mit einer 5 cm dicken Holzschalung. Anschließend folgen zwischen zwei Holzwerkstoffplatten die Wärmedämmung und eine diffusionsoffene Abdichtungsfolie. Ver­tikale Aluminium-Omega-Profile und hori­zontale Rahmen bilden das Unterkonstruktionssystem für die Faserzementtafeln. Um kleinere und auch größere Ungenauigkeiten im Rohbau kaschieren zu können, gibt es zudem zwischen der Dämmebene und der Unterkonstruktion einen zusätz­lichen Justierabstand von bis zu 7 cm. Der so entstehen­de Hinterlüftungsabstand nimmt auch die verdeckten Regenrinnen auf. Im Bereich der Rinnenabläufe sind die Faserzementtafeln (Equitone Natura Pro von Eternit) als demontierbare Revisionselemente ausgebildet und können bei Bedarf heruntergenommen werden.

Um auf den schrägen und frei auskragen­den Fassaden und Dachuntersichten die Faserzementtafeln montieren zu können, wurde die Unterkonstruktion vor Ort angepasst. Auf der Dämmebene folgt im Abstand von 90 cm eine Lage abgedichteter Trapezleisten aus Holz. In dieser Ebene befinden sich auch die Fenster, die vom Fassadenmuster eingefasst werden. Es folgt auch hier ein Justierabstand zu den 60 cm starken Aluminium-Unterkonstruktionsprofilen. Der Abstand der Profile variiert nach dem Verlege­muster der verschiedenen Tafelformate zwischen 33 und 45 cm. Mit einer Abdeckbreite von jeweils 3 cm bieten die Omega-Profile genug Spielraum, um die schwarzen Tafeln durch die vorgestanzten Lang­löcher mit farblich passenden Schrauben zu befestigen.

Witterungsunabhängig konnte von Januar bis September durchgängig montiert werden  – ein großer Vorteil von vorgehängten, hinterlüfteten Konstruktionen. Durch die konsequente Trennung der Wetterschale von Wärmedämmung und Tragwerk wird das Festspielhaus zudem nachhaltig vor Feuchteschäden geschützt.

Dach mit System

Für skulpturale Gebäudehüllen entscheiden sich Architekten auch bei Ein- und Mehrfamilienhäusern und öffentlichen Bauten wie Kitas und Schulen. Gerade in Gegenden mit traditionell geneigten Dächern lassen sich so moderne Kubaturen erzeugen, wie das Beispiel der Kindertagesstätte von Westphal Architekten in Bremen-Osterholz zeigt. Um die Form der zwei­geschossigen Kita zu betonen, sind die Fassaden und das geneigte, kurze Pultdach einheitlich mit cremeweißen vorgehängten, hinterlüfteten Faserzementtafeln bekleidet.

Ein wasserdichtes Unterdach macht diese Form der Dacheindeckung möglich. Die großformatigen Faserzementtafeln werden als geschuppte Deckung mit einer Höhenüberdeckung von 15 bis 20 cm verlegt. Um die Kapillarwirkung in der Höhenüberdeckung zu unterbrechen, wird an den Oberkanten der Tafeln ein Aufsteckprofil angeordnet. Ein Fugenblech am seitlichen, vertikalen Tafelrand gewährleistet die seitliche Fugenausbildung. Das Systemdach kann bereits ab einer Dachneigung von 7° ausgeführt werden. Die sturmfeste Montage der bis zu 3,10 m langen und 1,25 m breiten Faserzementtafeln erfolgt mit speziellen Systemdachschrauben auf einer Holz-Unterkonstruktion. Im Hinterlüftungsbereich der Fassade liegen zudem nicht sichtbar Regenrinne und Fallrohre. Durchlaufende Fugen lassen Dach- und Fassadenmaterial scheinbar nahtlos ineinander übergehen. Auch ungleichmäßig versetzte Fugen sind möglich, wobei jede vertikale Fuge mit einem eigenen Fugenblech versehen und das Aufsteckprofil an der Oberkante entsprechend ausgespart wird. Die großen Tafelformate ermöglichen die passgenaue Integration von Fenstern oder Türen. So fügen sich bei der Kita in Bremen die Faserzementtafeln und Fensteröffnungen zu einer Gebäudehülle – auch übereck gehende Fensterbänder und Fenster, die am oberen Rand der Fassade in die Dachfläche abknicken.

Gebäudehülle wie ein Maßanzug

Auch im Bereich des Ein- und Zweifamilienhauses kommen neben großformatigen Tafeln kleinformatige Platten in allen Materialen zum Einsatz. Allein aus Faserzement bieten sich mehr als einhundert Variationen aus Formen, Farben und Formaten. Im ländlichen Raum experimentieren Architekten darüberhinaus mit Wellplatten, die sonst großflächig auf Dächern landwirtschaftlicher Nutzbauten zum Einsatz kommen. Hohe Stabilität bei geringem Gewicht ermöglicht die Verwendung der langlebigen, witterungs­beständigen und nicht brennbaren Platten für die gesamte Gebäudehülle. Sichtbar auf die Unterkonstruktion geschraubt, werden die Wellen flächenbündig verlegt, sodass sie scheinbar ohne Unterbrechung von der Dachfläche in die vorgehängte hinterlüftete Fassade übergehen.

Mit entsprechenden Formteilen lassen sich alle Details von Traufe und Ortgang gut gestalten. Auch Dachrinnen und Fallrohre können hier raffiniert integriert werden. Giebel, Gauben und Fensterläden lassen sich ebenfalls mit Wellplatten belegen und erzeugen so ein stimmiges Gesamtbild aus einem Guss.