Hinter Glas

Closed Cavity Fassaden eröffnen neue Möglichkeiten bei der Planung und Realisierung von multifunk­tionalen Gebäudehüllen. Das System besteht aus einer Doppelfassade mit gekapseltem Zwischenraum, der Platz für Sonnenschutz

bietet und den Elementen widersteht. Neue Projekte mit Systemlösungen zeigen nun die Potenziale

Beim Closed Cavity Fassadensystem handelt es sich um eine geschlossene, doppelschalige Fassadenkonstruktion, deren Zwischenraum (Kavität) keine Verbindung zum Innen- und Außenklima hat und permanent mit Trockenluft gespült wird. In der Kavität integriert befindet sich ein speziell für diese Anwendung entwickeltes Sonnen­schutzsys­tem.

Profiltechnik

Das von dem Unternehmen Wicona entwickelte Closed Cavity System „WICTEC Modul air“ besteht aus einem umlaufenden, thermisch hochwärmegedämmten Aluminiumrahmen. Die Konstruktion nimmt die innere Isolierverglasung sowie den äußeren Rahmen der Einfachverglasung auf. Dabei ist die Verglasungstechnik so konzipiert, dass eine von der Umwelt abgeschottete Kavität entsteht. Die Durchführung des Sonnenschutzantriebs und die Befestigung des Behangs erfolgt luftdicht im Kopfprofil der Fassade. Die Zuleitung der Trockenluft kann je nach Projektanforderung und architektonischen Gegebenheiten von oben, unten oder auch seitlich erfolgen. Zur Aufnahme von Deckendurchbiegungen kommt eine patentierte Elementfassadendichtung zum Einsatz. Im Kopfbereich der Fassadenelemente kann die innere Verglasung über ein horizontales Kämpferprofil geteilt werden, wodurch ein Paneel-Feld entsteht, das Zugang zur Kavität ermöglicht.

Trockenluftsystem

Technisches Herzstück des Closed Cavity Konzepts ist das Trockenluftsystem. Dieses sorgt für einen kontinuierlichen Luftwechsel in der Kavität und verhindert Kondensatbildung. Eine zentral gesteuerte Trockenluftanlage saugt Umgebungsluft an, verdichtet, trocknet, filtert und bevorratet sie. Dabei werden die erzeugte Luftmenge sowie die Haupt- und Versorgungsdrücke so verteilt und geregelt, dass in allen Fassadenelementen zu jedem Zeitpunkt der notwendige Luftwechsel gewährleistet ist – bei jeweils geringstmöglichem Energieaufwand. Die konditionierte Luft wird über Steig- und Etagenverteilleitungen in die Fassade geleitet. Nicht zuletzt schützen ebenfalls wartungsfreie Sicherheitseinrichtungen das Leitungssystem und die Kavität vor unkontrolliertem Überdruck. Die ordnungsgemäße Funktion des Tro­ckenluftsystems wird kontinuierlich durch ein cloudbasiertes Monitoring überwacht – so können Unregelmäßigkeiten unmittelbar erkannt, eva­luiert und behoben werden. Für die Trockenluftanlage ist je nach Gebäudegröße bzw. Anzahl von Fassadenelementen ein Platzbedarf von nur 8 bis 12 m² vorzusehen. Die Installation kann in der Haus- oder Technikzentrale oder an einem geeigneten anderen Ort im Gebäude erfolgen.

Materialien

Um neben der dauerhaften Tauwasser- bzw. Kondensatfreiheit auch die Fogging-Freiheit der Kavität während des gesamten Lebenszyklus der Fassade zu garantieren, hat der Hersteller in intensiver Forschungsarbeit eigens langzeitgeprüfte Komponenten und Dichtungsmaterialien spezifiziert. Der Begriff Fogging bezeichnet dabei Ausgasungsprodukte aus Materialien wie zum Beispiel Beschichtungen, Kunststoffen oder Dichtungen. Diese könnten sich während des gesamten Lebenszyklus an den kältesten Oberflächen innerhalb der Kavität – in der Regel an der Prallscheibe – sichtbar absetzen und zu einer optischen Beeinträchtigung führen. Durch die ausschließliche Verwendung geprüfter Materialien ist die Fogging-Freiheit sichergestellt.

Sonnenschutzsystem

In der Kavität befindet sich der als Raffstore- oder Tuchstoff-Lösung konzipierte Sonnenschutz. Auf diese Weise ist er geschützt vor äußeren Umwelteinflüssen wie zum Beispiel Regen, Wind oder auch Schmutzpartikeln. Der Motor des Sonnenschutzes wird raumseitig außerhalb der Kavität angebracht und ist so für Wartungszwecke leicht zugänglich. Ein spezielles Durchführungselement stellt die notwendige dichte Verbindung zwischen Antriebsmotor und Sonnenschutzwelle dar. Der Sonnenschutzbetrieb erfolgt automatisch mit Hilfe eines intelligenten und jeweils projektspezifischen Steuerungskonzepts. Zusätzlich ist eine individuelle Justierung der Lamellenstellung durch den Nutzer möglich. Das ermöglicht ein angenehmes Raumklima, eine transparente Durchsicht, wirksamen Blendschutz sowie Energieeffizienz.

Wartung und Instandhaltung

Durch die langzeitgeprüften und genau aufeinander abgestimmten Komponenten arbeitet die Closed Cavity Fassade wartungsarm und sicher. Die raumseitig außerhalb der Kavität liegenden Sonnen­schutz-Antriebe sind einfach zugängli­ch. Durch die geschützte Lage innerhalb der Kavität steigt die Lebensdauer des Sonnenschutzes. Zudem entfällt die zeit- und kostenintensive Reinigung der Lamellen. Auch die Position 2 und 3 der kavitätszugeneigten Verglasungen muss – anders als bei herkömmlichen Doppelfassaden – nicht gereinigt werden. Für den Sonnenschutz sowie das Trockenluftsystem bietet der Hersteller im Rahmen einer ganzheitlichen 10-Jahres-Systemgarantie einen umfassenden Wartungsservice. Störungen werden durch zertifizierte Partner innerhalb von 48 Stunden behoben.

Gestaltung und Bautiefe

Hinsichtlich Optik und architektonischer Gestaltung bieten Closed Cavity Systeme sämtliche Freiheiten. So können wahlweise Rahmenoptiken aber auch Structural Glazing Ansichten realisiert werden. Der Einsatz ist als Elementfassade, als eingestellte Fassade oder als Loch­fassade möglich. Außerdem können die Fassadenelemente inklusive der Verglasung komplett im Werk vorgefertigt werden, um Montage- und Bauzeiten zu verkürzen. Durch die kompakte Bauweise des Closed Cavity Systems reduziert sich der Profilanteil der Fassade. Zudem lassen sich gegenüber konventionellen Doppelfassaden geringere Bautiefen und somit größere Nutzflächen realisieren.

Nachhaltigkeit

Um den wachsenden Anforderungen von Bauherr:innen und Investor:innen in puncto Klimaschutz und Ressourcenschonung zu erfüllen, werden die Closed Cavity Fassaden standardmäßig mit einer Aluminiumlegierung gefertigt, die aus mindestens 75 % End-of-Life-Aluminium – also Aluminiumschrott – besteht. Dieses sogenannte Hydro CIRCAL emittiert lediglich 2,3 kg CO2 pro kg Aluminium und damit 73 % weniger als der europäische Durchschnitt – das bedeutet einen besonders niedrigen CO2-Fußabdruck. Zudem fallen bei der Erzeugung von Hydro CIRCAL nur 5 % der Energie an, die für die Herstellung von Primäraluminium benötigt werden – bei vergleichbarer Qualität.

Projekt 1: VIA Vika (Oslo)

Das nach einem Entwurf von Schmidt Hammer Lassen Architects realisierte Büro- und Geschäftshochhaus gilt als Symbol für das moderne Oslo und bildet mit seinem Nutzungs-Mix aus Geschäften, Büros und Parkmöglichkeiten einen zentralen urbanen Knotenpunkt im Geschäftsviertel der Stadt. Städtebaulich fügt sich das nur wenige Meter vom Fjord gelegene Gebäude harmonisch in die Umgebungsbebauung ein. Ein besonderes Augenmerk der Planung galt der Nachhaltigkeit des neuen Gebäudekomplexes. Das VIA will Vorreiter für umweltgerechtes Bauen und Ressourcenschonung sein. Dies zeigt sich vor allem durch die konsequente Nutzung von recycelten Materialien aus dem zuvor abgerissenen – an gleicher Stelle verorteten – Altgebäude. Zudem wurde ein ganzheitliches Energiekonzept unter Nutzung von Photovoltaik sowie begrünten Dächern realisiert. Für die Fassadengestaltung erwies sich das Closed Cavity System aufgrund der exponierten Innenstadtlage mit dichtem Verkehr und hoher Lärmbelastung sowie hohen Windlasten als ideal.

Die gewählte Lösung erfordert – betrachtet über den gesamten Lebenszyklus der Fassade – einen deutlich reduzierten Reinigungsaufwand. Da sich der Sonnenschutzbehang in der Kavität befindet, ist dieser geschützt vor den unsteten Witterungsbedingungen im Fjord. So ist zu jeder Zeit eine vollumfängliche Funktion gesichert. Die rund 880 an der Gebäudehülle des VIA verbauten Closed Cavity Fassadenelemente tragen zudem maßgeblich zur Energieeffizienz und zur umweltgerechten Realisierung des VIA bei. Sie minimieren den Wärmeverlust im Winter und sichern in Verbindung mit dem Sonnenschutz und der automatisierten Nachtauskühlung einen sehr guten sommerlichen Wärmeschutz. Das System erreicht einen Ucw-Wert von ca. 0,54 W/(m²K). Zudem überzeugt die Fassadenlösung auch durch einen hervorragenden Schallschutz, der den seitens der Bauherrschaft geforderten Wert von 39 dB weit übertrifft. So bietet die Closed Cavity Fassade über den gesamten Lebenszyklus höchsten Nutzerkomfort – bei vergleichsweise niedrigen Unterhaltskosten.

Projekt 2: Amt für Umwelt und Energie in Basel

Mit dem neuen Amt für Umwelt und Energie (AUE) ist im Zentrum von Basel ein Vorzeigeprojekt für nachhaltiges Bauen entstanden. Da das vormalige Amtsgebäude nicht mehr den aktuellen Bedürfnissen entsprach, entschied sich das Amt für einen Neubau in der historisch gewachsenen Innenstadt von Basel. Wichtig dabei war, dass der Neubau der Vollzugsbehörde für energetische Bauvorhaben des Kantons Basel-Stadt eine ­Vorbildfunktion in puncto Energieeffizienz, ­Bauökologie und Architektur erfüllt. So plante jessenvollenweider architektur ag (Basel) ein ­Verwaltungsgebäude, das alle Anforderungen an zukunftsgerechtes Bauen erfüllt. Das achtgeschossige Gebäude wurde in filigraner Skelettbauweise mit einem Holzständerwerk erstellt. In Verbindung mit den Betondecken wird so eine hohe Wärmspeicher-Kapazität erreicht, die im Sommer die Nachtauskühlung unterstützt.

Dieses Prinzip der konsequenten Raumlüftung gehört ebenso zum Energiekonzept wie die hohe Wärmerückgewinnung, der Bezug von Fernwärme, die Nutzung von Regenwasser sowie eine energiegewinnende bzw. energieeffiziente Fassade. Um den Bedarf an Betriebsenergie komplett aus erneuerbaren Quellen zu decken, planten die Architekt:innen für den opaken Fassadenbereich an allen Gebäudeseiten vorgehängte Photovoltaik-Module. Integriert in die Fassade ist – ausgeführt als eine Art Kastenfenster – das Closed Cavity System. Dabei garantiert der in die Kavität integrierte Sonnenschutz ein angenehmes Raumklima, eine optimale Durchsicht sowie einen wirksamen Blendschutz. Die Kühlung des Gebäudes erfolgt im Rahmen des Lüftungskonzepts passiv über schmale Lüftungsflügel, die in die Fenster integriert sind. Diese öffnen sich automatisch, wenn es draußen kühler als im Innenbereich ist. So verringert das Closed Cavity System den Wärmeverlust im Winter und bietet in Verbindung ­mit dem Sonnenschutz und der automatisierten Nachtauskühlung einen sehr guten sommerlichen Wärmeschutz. Ergebnis ist ein hoher Nutzerkomfort über den gesamten Lebenszyklus – bei vergleichsweise sehr niedrigen Unterhaltskosten für die Investor:innen.

Fazit

Closed Cavity Systeme stellen aufgrund ihrer Vielzahl positiver Eigenschaften – abhängig von den konkreten Projektanforderungen vor Ort – eine ästhetisch ansprechende, energieeffiziente und wirtschaftliche Alternative zu klassischen Doppelfassaden dar. So eröffnen sie Architekt:innen und Planer:innen neue Gestaltungspotenziale und bieten gleichzeitig maximale bauphysikalische Performance. Durch die ganzheitliche geprüfte Systemtechnik ist ein langfristig sicherer und störungsfreier Gebäudebetrieb mit geringen Wartungs- und Reinigungskosten sichergestellt.

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