Prallschutz für den Parktower Frankfurt

Das Gebäude befindet sich im Frankfurter Westend in unmittelbarer Nähe zur Alten Oper und zum Opernplatz. Mit einer Höhe von rund 115 m und 29 oberirdischen Vollgeschossen ist der Parktower als Hochhaus im Stadtbild deutlich präsent. Errichtet wurde das Gebäude zwischen 1969 und 1972. Bereits 2005 wurde es umfassend saniert, vollständig entkernt und in seiner Kubatur erweitert. Im Zuge dieser Maßnahme wurde der Hochhausturm um drei Geschosse aufgestockt und durch eine zweite, in den bestehenden Baukörper eingeschobene Kubatur ergänzt.

Im Rahmen der aktuellen Repositionierung des in die Jahre gekommenen Bestandsgebäudes durch die DWS Grundbesitz GmbH, vertreten durch die DWS Real Estate GmbH, wurde das Kölner Architekturbüro caspar.schmitzmorkramer zunächst mit Planungsstudien und anschließend mit den Generalplanerleistungen für die Revitalisierung beauftragt. Als Nachunternehmerin des Generalplaners übernahm AplusF Fassadenplanung GmbH die Planung der Fassadentechnik.

Bestand als konstruktive Ausgangslage

Die besondere Herausforderung des Projekts lag nicht allein in der Höhe des Gebäudes, sondern vor allem in der heterogenen Rohbausituation. Der ursprüngliche Baukörper aus den frühen 1970er-Jahren folgt einem statischen Konzept aus Stahlbetondecken mit Unterzügen, einer umlaufenden, nichttragenden Deckenrandaufkantung und eingestellten Stützen. Die spätere Erweiterung aus dem Jahr 2005 basiert dagegen auf einem anderen statischen Prinzip: Stahlbetondecken mit Unterzügen und aufgelöste tragende Außenwände prägen diesen Gebäudeteil. Damit musste ein einheitlicher architektonischer Fassadenentwurf auf zwei deutlich unterschiedlichen Rohbausystemen realisiert werden. Für die Fassadenplanung bedeutete dies, dass kein Standarddetail einfach durchgängig angewendet werden konnte. Die Gebäudehülle musste vielmehr so entwickelt werden, dass sie die unterschiedlichen Lastabtragungen, Befestigungsmöglichkeiten und Rohbautoleranzen aufnehmen kann, ohne das äußere Erscheinungsbild zu fragmentieren.

Hinzu kamen erhebliche geometrische Abweichungen des Bestands. Teilweise waren infolge einer Gebäudeschiefstellung Rohbautoleranzen von mehr als 20 cm zu berücksichtigen. Gerade im Hochhausbau wirken sich solche Abweichungen auf nahezu alle Fassadenthemen aus: Befestigung, Justierbarkeit, Elementfugen, Glaslagerung, Anschlussdetails, Abdichtung, Montagefolge und Wartung. Die Fassade musste daher nicht nur als Hülle, sondern als vermittelnde technische Ebene zwischen Bestand, Ausbau und neuem architektonischen Ausdruck konzipiert werden.

Warum keine klassische Elementfassade?

Bei Hochhäusern liegt die Elementfassade als Konstruktionsprinzip häufig nahe. Insbesondere bei Rohbauten mit Flachdecken und eingestellten Stützen bietet sie bauablauftechnische und wirtschaftliche Vorteile. Vorgefertigte, geschosshohe Elemente können in einer wiederholbaren Montagefolge eingehängt werden, reduzieren die Arbeiten auf der Baustelle und ermöglichen einen hohen Vorfertigungsgrad.

Beim Parktower erwies sich dieses Prinzip jedoch nur eingeschränkt als geeignet. Ausschlaggebend waren die unterschiedlichen Rohbausituationen, insbesondere die im Zuge der Erweiterung 2005 entstandenen tragenden, aufgelösten Außenwände. Eine durchgängige Elementfassade hätte hier erhebliche konstruktive Anpassungen erfordert und wäre nur schwer mit den vorhandenen Befestigungs- und Toleranzsituationen vereinbar gewesen.

Stattdessen wurde ein additiv aufgebautes Fassadensystem entwickelt, das auf vertikalen Tragprofilen basiert. Diese Profile werden jeweils an den Deckenrändern befestigt und übernehmen mehrere Funktionen zugleich: Sie dienen als Befestigungsebene für die Fensterkonstruktionen, tragen die vorgelagerten großformatigen Prallscheiben und bilden zugleich das konstruktive Gerüst für die Photovoltaikelemente in den opaken Fassadenbereichen. Damit entsteht eine Tragstruktur, die sich an die Gegebenheiten des Bestands anpassen lässt und dennoch ein einheitliches Fassadenbild ermöglicht.

Vertikale Lisenen als Rückgrat

Das zentrale Gestaltungsmerkmal der neuen Fassade sind vertikale Lisenen, die sich über die gesamte Gebäudehöhe erstrecken. Sie bestehen aus pulverbeschichteten Aluminiumprofilen und integrierten Photovoltaikmodulen. Die Lisenen prägen damit nicht nur die Gliederung des Hochhauses, sondern übernehmen zugleich eine ener-gieerzeugende Funktion.

Die Fassade wird so zur Energiefassade. Sie begrenzt nicht mehr nur den Innenraum gegenüber dem Außenraum, sondern wird Teil der technischen Gebäudeperformance. Die integrierten PV-Module tragen zur Deckung des Strombedarfs bei und verbessern die ökologische Bilanz des Gebäudes. Gerade bei der Revitalisierung bestehender Hochhäuser ist dieser Ansatz relevant: Die Weiternutzung der Primärstruktur spart graue Energie, während die neue Gebäudehülle den Betrieb energetisch optimiert und zusätzliche regenerative Energiepotenziale erschließt.

Gestalterisch erzeugen die Lisenen eine vertikale Ordnung, die der Höhe des Gebäudes entspricht und den Baukörper im Stadtraum neu fasst. Technisch übernehmen sie zugleich eine Schnittstellenfunktion zwischen opaken Fassadenbereichen, transparenten Fensterzonen, Prallscheiben, Sonnenschutz und Unterkonstruktion.

Prallscheiben als multifunktionale Fassadenebene

Zwischen den Lisenen sind geschosshohe Prallscheiben vor den dahinterliegenden Fensterelementen der thermischen Hülle vorgesehen. ­Diese zweite äußere Glasebene übernimmt mehrere Aufgaben. Sie dient der Absturzsicherung, reduziert die Windbeaufschlagung im Hochhausbereich, verbessert den Sonnenschutz und trägt zur Minderung der Lärmbelastung im innerstädtischen Raum bei.

Hinter den Prallscheiben liegen windstabile Raffstoren als außenliegende Verschattung. Durch ihre geschützte Lage werden sie weniger stark durch Wind, Wetter und Verschmutzung beansprucht. Dies ist insbesondere bei Hochhäusern ein wesentlicher Vorteil, da herkömmliche außenliegende Sonnenschutzsysteme in großen Höhen hohen Windlasten ausgesetzt sind und entsprechend robust geplant, geführt oder zeitweise deaktiviert werden müssen.

Die vorgelagerte Prallscheibe ermöglicht es also, die bauphysikalisch wirksame Verschattung auch bei sehr hohen Gebäuden dort anzuordnen, wo sie energetisch sinnvoll ist: vor der thermischen Gebäudehülle. Gleichzeitig schützt sie die Anlage und verbessert die Nutzbarkeit des Sonnenschutzes. Auf diese Weise verbindet die Fassade sommerlichen Wärmeschutz, Nutzerkomfort, Schallschutz und Witterungsschutz in einer konstruktiven Schicht.

Sommerlicher und winterlicher Wärmeschutz

Neben der konstruktiven Integration der Sonnenschutzanlage war die bauphysikalische Leis­tungsfähigkeit der neuen Gebäudehülle ein ­zentrales Planungsziel. Durch den Einbau einer neutralen Sonnenschutzverglasung als 3-fach-Isolierverglasung mit einem g-Wert von ca. 0,34 in Kombination mit der außenliegenden Verschattung kann der Energieeintrag über die Glasflächen gegenüber der Bestandsfassade substanziell reduziert werden. Im Zusammenspiel von Verglasung, geschütztem Raffstore und vorgelagerter Prallscheibe wird ein g_total-Wert von ca. 0,113 erreicht.

Damit leistet die Fassade einen wesentlichen Beitrag zum sommerlichen Wärmeschutz. Gerade bei Hochhäusern mit großem Glasanteil und exponierter Lage ist die Kontrolle solarer Energieeinträge entscheidend für den Nutzerkomfort und den Energiebedarf der Gebäudekühlung. Die außenliegende Verschattung wirkt dort, wo sie bauphysikalisch am effektivsten ist, während die Prallscheibe ihre Funktionsfähigkeit auch bei Windbeanspruchung verbessert und die Anlage vor Witterungseinflüssen schützt.

Auch der winterliche Wärmeschutz wurde gegenüber dem Bestand deutlich verbessert. In Verbindung mit den hochisolierenden, thermisch getrennten Leichtmetallprofilen konnte für die Fassade ein Wärmedurchgangskoeffizient von ca. 0,85 W/m²K erreicht werden. Die gewählten Profile, das auf die bauphysikalischen Anforderungen abgestimmte Dichtungssystem und die 3-fach-Isolierverglasung bilden zusammen eine leistungsfähige thermische Hülle. Die geforderten bauphysikalischen Werte konnten damit sicher umgesetzt werden.

Fensterkonstruktion als addiertes System

Die Fensterelemente der Regelfassade sind als großformatige, mehrachsige Lochfenster konzipiert. Sie werden als addiertes System ausgeführt und an den vertikalen Tragprofilen befestigt. Die zweiachsigen Elemente haben eine Breite von etwa 2,60 m und eine Höhe von rund 2,40 m. Durch dieses Raster entsteht eine wiederholbare Fassadenstruktur, die sich zugleich an die vorhandenen Rohbaubedingungen anpassen lässt.

Aus Schallschutzgründen werden die Elemente in Feldmitte nochmals geteilt. Die Trennung des Pfostens dient der horizontalen Schalllängsdämmung und reduziert die Übertragung zwischen benachbarten Bereichen. Zugleich erleichtert die Teilung, abhängig vom Montagekonzept, den Transport der Einzelelemente zum Einbauort.

Jedes Fensterelement verfügt über zwei Öffnungsflügel mit Drehfunktion. Dadurch erhält jede Ausbauachse eine direkte Öffnungs- und Lüftungsmöglichkeit über die Fassade. Gerade bei Hochhäusern ist die Integration öffenbarer Elemente planerisch anspruchsvoll, da Windlasten, Bedienbarkeit, Absturzsicherung, Schallschutz und Schlagregendichtheit miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Die vorgelagerte Prallscheibe trägt dazu bei, diese Anforderungen zu entschärfen, indem sie die direkt auf das Fensterelement wirkende Windbeanspruchung reduziert.

Die Fensterelemente bestehen aus thermisch getrennten, hochisolierten Leichtmetallprofilen. Die Profiltiefe beträgt 90 mm. Das Dichtungssystem wurde entsprechend den bauphysikalischen Anforderungen ausgelegt. Damit reagiert die neue Fassade auf aktuelle Anforderungen an Wärme-, Schall- und Witterungsschutz und trägt wesentlich zur technischen Aufwertung des Bestandsgebäudes bei.

Brandschutz und fassadenintegrierte Photovoltaik

Die Integration von Photovoltaikelementen in Hochhausfassaden eröffnet energetische Potenziale, führt aber zugleich zu brandschutztechnischen und bauordnungsrechtlichen Fragestellungen. Generell sind im Hochhausbau, von untergeordneten Kleinteilen abgesehen, nur nichtbrennbare Materialien für die Fassade zulässig. Klassische Fassadenbaustoffe wie Aluminium, Stahl, Glas oder mineralische Dämmstoffe lassen sich in dieses Anforderungssystem vergleichsweise eindeutig einordnen. Bei Photovoltaikelementen ist die Situation komplexer. Aufgrund ihres mehrschichtigen Aufbaus und der Beschaffenheit der einlaminierten Fotozellentragschicht erfüllen PV-Module diese Anforderung bislang nicht ohne Weiteres. Fassadenintegrierte Photovoltaikverglasungen verfügen daher in der Regel nicht über eine allgemeine Bauartzulassung. Für das Bauteil Photovoltaikverglasung wird folglich eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung erforderlich.

Das Projekt macht damit auch auf eine übergeordnete Fragestellung aufmerksam. Einerseits werden energieeffiziente und nachhaltige Gebäude politisch gefordert und gefördert. Andererseits sind innovative Bauteile wie fassadenintegrierte PV-Elemente im Hochhausbau häufig noch mit bauordnungsrechtlichen Einzelfallverfahren verbunden. Hier besteht aus Sicht der Praxis Nachbesserungsbedarf, um die Anwendung solcher Systeme planbarer zu machen, ohne die hohen Sicherheitsanforderungen des Hochhausbaus zu relativieren.

Deckenrand, Brüstung und Wartungsebene

Die Deckenrandverkleidung wird aus gekanteten Aluminiumblechen hergestellt. Im Bereich der Brüstung sind sie trittsicher ausgeführt. Diese scheinbar untergeordnete Detailentscheidung ist für die Gebrauchstauglichkeit der Fassade von Bedeutung, da Deckenrandbereiche im Hochhausbau häufig auch im Zusammenhang mit Montage, Revision, Wartung und Reinigung betrachtet werden müssen.

Die Ausbildung der Brüstungs- und Deckenrandbereiche bildet zudem den Übergang zwischen Rohbau, Fensterkonstruktion, Prallscheibe und Lisene. Gerade bei einer additiven Fassadenkonstruktion ist dieser Anschlussbereich maßgeblich für die technische Qualität. Hier treffen Lastabtragung, Abdichtung, Wärmeschutz, Schallschutz, Brandschutz, Toleranzausgleich und gestalterische Linienführung zusammen.

Toleranzausgleich als Entwurfsparameter

Ein wesentliches Merkmal der Fassadenkonstruktion ist ihre Fähigkeit, die vorhandenen Rohbautoleranzen aufzunehmen. Bei einer Gebäude-schiefstellung von teilweise mehr als 20 cm kann die Fassade nicht lediglich als gleichmäßige Hülle vor einen idealisierten Rohbau gesetzt werden. Vielmehr muss sie über justierbare Befestigungsebenen, angepasste Anschlussdetails und eine konstruktive Logik verfügen, die Abweichungen aufnimmt, ohne die Fassadenansicht zu beeinträchtigen. Die vertikalen Tragprofile aus stranggepresstem Aluminium übernehmen hierbei eine zentrale Rolle. Sie bilden eine vermittelnde Ebene zwischen dem unregelmäßigen Bestand und dem präzise gegliederten Fassadenbild. Durch ihre Befestigung an den Deckenrändern lassen sich die Fensterkonstruktionen, Prallscheiben und PV-integrierten Lisenen in einer gemeinsamen Ordnung führen. So wird aus der Heterogenität des Bestands keine gestalterische Schwäche, sondern ein technischer Ausgangspunkt für eine maßgeschneiderte Fassadenlösung.

Fazit

Die neue Fassade des Parktowers zeigt, wie anspruchsvoll und zugleich produktiv die Arbeit am Hochhausbestand sein kann. Ausgangspunkt war kein idealer Neubaurohbau, sondern ein über Jahrzehnte gewachsenes Gebäude mit unterschiedlichen Tragstrukturen, erheblichen Toleranzen und hohen Anforderungen an Gestaltung, Bauphysik und Energieeffizienz. Die entwickelte Fassadenlösung reagiert darauf mit einem additiven System aus vertikalen Tragprofilen, großformatigen Fensterelementen, vorgelagerten Prallscheiben und PV-integrierten Lisenen. Damit entsteht eine Gebäudehülle, die den Bestand technisch ordnet, energetisch aktiviert und architektonisch neu positioniert. Der Parktower wird so zu einem Beispiel dafür, wie Fassadentechnik im Bestand mehr leisten kann als den Austausch einer Gebäudehülle. Sie wird zur vermittelnden Ebene zwischen vorhandener Struktur und zukünftiger Nutzung, zwischen Stadtraum und Innenraum, zwischen technischer Ertüchtigung und architektonischem Ausdruck.