»Multitalent Fassade«, Hamburg // Rückblende
Foto: Detail
Im Jahr 2018 sind die Gebäudehüllen dünner als je zuvor, hoch komplex gefügt und möglichst multifunktional. Die Inhalte der Detail-Veranstaltung »Die Zukunft des Bauens – Multitalent Fassade« am 24. Mai 2018 standen dabei fast im Kontrast zum Veranstaltungsort in der Freien Akademie der Künste am Hamburger Klosterwall, wo ein markantes Tonnengewölbe mit verglaster Stirnwand den Industriebaucharakter einer alten Markthalle und damit den Charme einer Gebäudehülle aus dem Jahr 1913 transportiert.
Fassaden als Forschungsgegenstand
Den Auftakt von insgesamt fünf Referaten vor einem interessierten Hamburger Fachpublikum machte die Architektin Katja Hasche von der Forschungsinitiative Zukunft Bau am Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) in Bonn. Das Institut und das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat zeichnen neben DETAIL research für die Veranstaltungsreihe »Die Zukunft des Bauens« verantwortlich. Die von Katja Hasche vorgestellten Forschungsprojekte bestätigten eine hohe Relevanz und Eignung des Themas Fassade bei den eingereichten Fördervorhaben. So gehörten etwa vorgefertigte Sanierfenster, besonders schlanke Fensterprofile mit vakuumgedämmten Gläsern, eine parametrisch optimierte Photovoltaikfassade sowie die durch Mikroalgen energiegewinnende Bioreaktor-Fassade des BIQ-Algenhauses zu den erfolgreich geförderten Projekten im Rahmen der Forschungsinitiative.
Fassadenkonstruktionen aus Textilbeton
Ann-Christine von der Heid vom Institut für Massivbau an der RWTH Aachen stellte in ihrem Vortrag die Entwicklungsarbeit an filigranen Vorhangfassaden und Sandwichelementen mit dünnen Vorsatzschalen aus Textilbeton vor. Der Verbundwerkstoff aus Beton und Carbonfasern oder alkaliresistentem Glas zeichnet sich durch eine hohe Zugfestigkeit und mangelnde Korrosionsanfälligkeit aus, sodass die Betondeckung besonders schlank ausfallen kann. In der Baupraxis sind bereits einige Brücken aus Carbonbeton realisiert, und auch Fassadenelemente aus Textilbeton kamen bisher in Bauvorhaben erfolgreich zum Einsatz. Im Zuge des Forschungsvorhabens »Großformatige energieeffiziente Fassaden aus Textilbeton mit Sandwichtragwirkung«, das durch die Forschungsinitiative »Zukunft Bau« des BBSR gefördert wurde, konnten in den letzten Jahren nichttragende Sandwichelemente mit zwei jeweils 30 mm dünnen Deckschichten aus Textilbeton entwickelt werden. Anhand einiger Anwendungsbeispiele zeigte die Referentin Vorteile und weitere wünschenswerte Entwicklungsstufen des Bauens mit textilbewehrtem Beton auf.
Das Gebäude als Energiespeicher
Ein eindringliches Praxisbeispiel für das »Multitalent Fassade« entsteht derzeit in Freiburg und hüllt ab 2019 einen Bau namens Smart Green Tower. Referent Jürgen Heller von der Frey Gruppe vertrat deren Inhaber Wolfgang Frey und stellte die Planersicht dieses innovativen Projektes mit städtebaulichen Ausmaßen vor. Hierbei soll ein Wohnhochhaus als Energiezelle dienen sowie zum Aufbau eines Smart Green Districts beitragen. Zusammen mit zahlreichen Partnern, darunter das Unternehmen Siemens oder die Stadt Freiburg im Breisgau, entwickelten die Frey Architekten das Objekt mit einer aktiven Gebäudehülle aus Glas/Glas-Photovoltaik-Modulen mit Hochleistungszellen. Das Gebäude soll nicht nur Sonnenenergie einfangen und selbst verwenden sondern auch über eine Lithium-Ionen-Batterie mit Megawatt-Speicherkapazität anderen Nutzern bereitstellen. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie speist dabei die gespeicherte Energie innerhalb kurzer Zeit in das Versorgungsnetz ein, trägt zur Netzstabilisierung bei und soll später die Primärenergieversorgung eines ganzen Stadtteils unterstützen. Neben der energetischen und technologischen Funktionsweise dieses Pilotprojekts erläuterte Jürgen Heller auch gestalterische Aspekte. So wichen die Architekten bewusst von der gängigen Wohnhausarchitektur-Ästhetik ab und setzten auf ein äußeres Erscheinungsbild, das das energetische Gesamtkonzept sichtbar werden lässt. Die PV-Modulelemente sind der geschlossenen Gebäudehülle lamellenartig vorgesetzt, wodurch sie zusätzlich der Verschattung dienen und ein geometrisches Muster an der Fassade innerhalb rhythmisierter Bänder abbilden. Nicht zuletzt soll eine Aquaponik-Anlage in das Gebäudekonzept integriert werden, die wiederum hinter einer transparenten Glasfassade in einem angegliederten Gebäudeteil sichtbar wird.
Kunst und Architektur als Leitfaden im urbanen Raum
Einen phantasievollen Exkurs mit Blick in die Zukunft multifunktionaler Gebäudeoberflächen lieferte Heike Klussmann von der Forschungsplattform Bau Kunst Erfinden an der Universität Kassel. Eines ihrer bekannten Referenzprojekte stellt die Wehrhahn-Linie in Düsseldorf dar, die sie gemeinsam mit dem Büro netzwerkarchitekten entwickelte. Dabei wurden sechs neue Stationen entlang der U-Bahnlinie in der nordrheinwestfälischen Landeshauptstadt als Orte der Kunst konzipiert und im Sinne eines künstlerisch-architektonischen Leitfadens innerhalb des urbanen Geflechts realisiert. Hier stellen teils expressive »Fassaden« den Innenrand zum öffentlichen Raum dar. Die Zusammenarbeit mit diversen Künstlern lehrte einmal mehr, was es bedeutet, in bestehende Produktionsprozesse einzugreifen, um Neues zu entwickeln. Aus einer der U-Bahnstationen resultierte beispielsweise eine Materialinnovation: ein besonders intensiv gefärbter Beton, der mit Farbpigmenten aus der Automobilindustrie statt wie üblich aus der Bauindustrie angereichert wurde. Als vor 15 Jahren die Planung der Wehrhahn-Linie begann, kam auch die Idee eines lichtreflektierenden Materials auf, das zudem brandsicher sein sollte. Daraus entstand das Material BlingCrete, das aus in die Betonoberfläche eingelassenen Mikroglaskugeln besteht. Weitere Materialsynthesen, die als multifunktionale Gebäudeoberflächen genutzt werden könnten, tragen den Namen TouchCrete oder DysCrete. Erstere besteht aus einem elektrisch leitfähigen Beton mit berührungssensitiver Oberfläche, durch die eine Anwesenheitssensorik generiert werden kann. Diese könnte im Bereich der Steuerung von Licht oder Aufzügen, des altersgerechten Wohnens oder bei Smart-Road-Konzepten mit intelligenter Verkehrsüberwachung zum Einsatz kommen. Im Fall des potentiellen Fassadenmaterials DysCrete wird Beton mit einer stromproduzierenden Oberfläche veredelt. Die Basis stellt wiederum leitfähiger Beton dar samt integrierten Farbstoffsolarzellen nach dem Prinzip der Grätzel-Zelle. In die Zukunft gedacht, bringt ein Fassadenwartungsroboter über ein Pin-System die Solarchips an den Betonfertigteilen an und tauscht sie nach Bedarf ferngesteuert aus.
Wirkungsvolle Formkompositionen an der Gebäudehülle
Olaf Skov Kunert von 3XN aus Kopenhagen widmete sich im Abschlussreferat komplexen planerischen Denkweisen, die in den weltweit viel beachteten Objekten seines Büros münden. Letztendlich ließen sich die von ihm vorgestellten Gebäudehüllen unter dem Begriff »Dynamische Fassaden« zusammenfassen, nicht nur im Sinne beweglicher Teilelemente sondern auch im Sinne veränderlicher Ansichten von Fassaden. Darüber hinaus stellte der Architekt Beispiele vor, bei denen das Dach als Fassade konzipiert ist. So handelt es sich bei dem 2012 fertiggestellten Gerichtsgebäude in Frederiksberg um ein Ziegelgebäude, bei dem in Teilen das Mauerwerk an der geneigten Dachfläche hochgezogen wurde und dadurch eine scheinbar hochgefaltete Fassade mit der Funktion eines Daches entstand. Dazu faltet sich in den vertikalen Fensterbereichen ein Sonnenschutz aus Streckmetall im geparkten Zustand aus der Fassade heraus und verändert so laufend die Ansicht bzw. Schrägansicht der Gebäudehülle. Mit dem 2009 fertiggestellten Bürogebäude der Rechtsanwaltskanzlei Horten in Kopenhagen stellte Olaf Skov Kunert ein Fassadenkonzept vor, das je nach Perspektive unterschiedlich wahrgenommen wird. Durch ein subtiles Relief und leicht angewinkelte, jeweils nach Norden ausgerichtete, Fensterflächen wirkt die Glas-/Natursteinfassade graduell geschlossen oder transparent. Entsprechend ist der Lichteinfall ins Innere je nach Himmelsrichtung unterschiedlich dosiert. Die Fassade kommt aufgrund ihrer Form ohne externen Sonnenschutz und nur mit innerem Blendschutz aus. Die aus dem Bootsbau entlehnte Konstruktion von Glasfiberelementen mit Schaumkern wurde von außen mit 30 mm dickem Naturstein und von innen mit Gipskarton verkleidet sowie eigens für die Bauzulassung getestet. Weitere aktuelle Beispiele mit eindringlichen Fassadenkonstruktionen stellt die organisch geformte, mit Aluminiumschindeln verkleidete Gebäudehülle aus einem Guss für ein Aquariengebäude in Kopenhagen dar, der Neubau des Internationalen Olympischen Komitees in Lausanne als Paradebeispiel parametrischer Planung oder der Anbau der Firmenzentrale von Schüco in Bielefeld. Hier stellt die geplante Hülle Facetten von Transparenz dar für ein Unternehmen, das letztendlich Transparenz verkauft. Diesen überzeugenden Exkurs in die Welt zeitgenössischer Fassadenentwürfe schloss Olaf Skov Kunert mit charismatischen Dachkonstruktionen ab. Das Dach eines Bankgebäudes im dänischen Middelfart präsentiert sich einmal mehr als Fassade und stellt eine parametrische Variante des Sheddachs dar mit dem Ziel, maximalen Lichteinfall in das Gebäude zu generieren. Während in Skandinavien das kostbarste Gut Licht darstellt, wird auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten, genauer in Sydney in Australien, eine überdimensionale Dachkonstruktion des zukünftigen Sydney Fish Market zum dankbaren Schattenspender ausgebildet. Mit diesem aufschlussreichen Ausblick endete der Vortragsblock der ersten Veranstaltung 2018 in der Reihe »Die Zukunft des Bauens« in Hamburg.
Die Teilnehmer hatten rund um das offizielle Programm Gelegenheit, sich mit den beiden Industriepartnern der Veranstaltung auszutauschen. Im Foyer erläuterten Vertreter des Unternehmens Schüco anhand eines aufgebauten Schnittmustermodells die Komplexität und Qualität der eigenen Fassadenelemente. Daneben stand der Fassaden- und Wandsystemhersteller Trimo Rede und Antwort zu eigenen Referenzen und Anwendungen, die bis hin zu wärmegedämmten Komplettlösungen reichen. Im Vorfeld der Vorträge tauschten sich zudem die Industrie- und Forschungsvertreter sowie die Architekten unter sich in einer moderierten Diskussion aus, die einen erfrischend offenen Dialog zwischen den Disziplinen bot. Durch den Nachmittag führte Jakob Schoof, seit 1. Juni 2018 stellvertretender Chefredakteur der Fachzeitschrift DETAIL.
DETAIL research richtet im Laufe des Jahres weitere Diskussions- und Vortragsveranstaltungen in verschiedenen deutschen Städten aus.
In der Reihe folgen noch die Themen:
»Modulares Bauen – Große Bandbreite, vielfältige Potenziale« am 20. September 2018 in München
»Wohnformen im Wandel – Qualitäten und Freiräume für alle« am 11. Oktober 2018 in Berlin sowie
»Digital Planen und Bauen – Hohe Individualität in Serie« am 8. November 2018 in Frankfurt am Main.
Alle Informationen zur Reihe »Die Zukunft des Bauens« erhalten Sie hier.
Fassaden als Forschungsgegenstand
Den Auftakt von insgesamt fünf Referaten vor einem interessierten Hamburger Fachpublikum machte die Architektin Katja Hasche von der Forschungsinitiative Zukunft Bau am Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) in Bonn. Das Institut und das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat zeichnen neben DETAIL research für die Veranstaltungsreihe »Die Zukunft des Bauens« verantwortlich. Die von Katja Hasche vorgestellten Forschungsprojekte bestätigten eine hohe Relevanz und Eignung des Themas Fassade bei den eingereichten Fördervorhaben. So gehörten etwa vorgefertigte Sanierfenster, besonders schlanke Fensterprofile mit vakuumgedämmten Gläsern, eine parametrisch optimierte Photovoltaikfassade sowie die durch Mikroalgen energiegewinnende Bioreaktor-Fassade des BIQ-Algenhauses zu den erfolgreich geförderten Projekten im Rahmen der Forschungsinitiative.
Fassadenkonstruktionen aus Textilbeton
Ann-Christine von der Heid vom Institut für Massivbau an der RWTH Aachen stellte in ihrem Vortrag die Entwicklungsarbeit an filigranen Vorhangfassaden und Sandwichelementen mit dünnen Vorsatzschalen aus Textilbeton vor. Der Verbundwerkstoff aus Beton und Carbonfasern oder alkaliresistentem Glas zeichnet sich durch eine hohe Zugfestigkeit und mangelnde Korrosionsanfälligkeit aus, sodass die Betondeckung besonders schlank ausfallen kann. In der Baupraxis sind bereits einige Brücken aus Carbonbeton realisiert, und auch Fassadenelemente aus Textilbeton kamen bisher in Bauvorhaben erfolgreich zum Einsatz. Im Zuge des Forschungsvorhabens »Großformatige energieeffiziente Fassaden aus Textilbeton mit Sandwichtragwirkung«, das durch die Forschungsinitiative »Zukunft Bau« des BBSR gefördert wurde, konnten in den letzten Jahren nichttragende Sandwichelemente mit zwei jeweils 30 mm dünnen Deckschichten aus Textilbeton entwickelt werden. Anhand einiger Anwendungsbeispiele zeigte die Referentin Vorteile und weitere wünschenswerte Entwicklungsstufen des Bauens mit textilbewehrtem Beton auf.
Das Gebäude als Energiespeicher
Ein eindringliches Praxisbeispiel für das »Multitalent Fassade« entsteht derzeit in Freiburg und hüllt ab 2019 einen Bau namens Smart Green Tower. Referent Jürgen Heller von der Frey Gruppe vertrat deren Inhaber Wolfgang Frey und stellte die Planersicht dieses innovativen Projektes mit städtebaulichen Ausmaßen vor. Hierbei soll ein Wohnhochhaus als Energiezelle dienen sowie zum Aufbau eines Smart Green Districts beitragen. Zusammen mit zahlreichen Partnern, darunter das Unternehmen Siemens oder die Stadt Freiburg im Breisgau, entwickelten die Frey Architekten das Objekt mit einer aktiven Gebäudehülle aus Glas/Glas-Photovoltaik-Modulen mit Hochleistungszellen. Das Gebäude soll nicht nur Sonnenenergie einfangen und selbst verwenden sondern auch über eine Lithium-Ionen-Batterie mit Megawatt-Speicherkapazität anderen Nutzern bereitstellen. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie speist dabei die gespeicherte Energie innerhalb kurzer Zeit in das Versorgungsnetz ein, trägt zur Netzstabilisierung bei und soll später die Primärenergieversorgung eines ganzen Stadtteils unterstützen. Neben der energetischen und technologischen Funktionsweise dieses Pilotprojekts erläuterte Jürgen Heller auch gestalterische Aspekte. So wichen die Architekten bewusst von der gängigen Wohnhausarchitektur-Ästhetik ab und setzten auf ein äußeres Erscheinungsbild, das das energetische Gesamtkonzept sichtbar werden lässt. Die PV-Modulelemente sind der geschlossenen Gebäudehülle lamellenartig vorgesetzt, wodurch sie zusätzlich der Verschattung dienen und ein geometrisches Muster an der Fassade innerhalb rhythmisierter Bänder abbilden. Nicht zuletzt soll eine Aquaponik-Anlage in das Gebäudekonzept integriert werden, die wiederum hinter einer transparenten Glasfassade in einem angegliederten Gebäudeteil sichtbar wird.
Kunst und Architektur als Leitfaden im urbanen Raum
Einen phantasievollen Exkurs mit Blick in die Zukunft multifunktionaler Gebäudeoberflächen lieferte Heike Klussmann von der Forschungsplattform Bau Kunst Erfinden an der Universität Kassel. Eines ihrer bekannten Referenzprojekte stellt die Wehrhahn-Linie in Düsseldorf dar, die sie gemeinsam mit dem Büro netzwerkarchitekten entwickelte. Dabei wurden sechs neue Stationen entlang der U-Bahnlinie in der nordrheinwestfälischen Landeshauptstadt als Orte der Kunst konzipiert und im Sinne eines künstlerisch-architektonischen Leitfadens innerhalb des urbanen Geflechts realisiert. Hier stellen teils expressive »Fassaden« den Innenrand zum öffentlichen Raum dar. Die Zusammenarbeit mit diversen Künstlern lehrte einmal mehr, was es bedeutet, in bestehende Produktionsprozesse einzugreifen, um Neues zu entwickeln. Aus einer der U-Bahnstationen resultierte beispielsweise eine Materialinnovation: ein besonders intensiv gefärbter Beton, der mit Farbpigmenten aus der Automobilindustrie statt wie üblich aus der Bauindustrie angereichert wurde. Als vor 15 Jahren die Planung der Wehrhahn-Linie begann, kam auch die Idee eines lichtreflektierenden Materials auf, das zudem brandsicher sein sollte. Daraus entstand das Material BlingCrete, das aus in die Betonoberfläche eingelassenen Mikroglaskugeln besteht. Weitere Materialsynthesen, die als multifunktionale Gebäudeoberflächen genutzt werden könnten, tragen den Namen TouchCrete oder DysCrete. Erstere besteht aus einem elektrisch leitfähigen Beton mit berührungssensitiver Oberfläche, durch die eine Anwesenheitssensorik generiert werden kann. Diese könnte im Bereich der Steuerung von Licht oder Aufzügen, des altersgerechten Wohnens oder bei Smart-Road-Konzepten mit intelligenter Verkehrsüberwachung zum Einsatz kommen. Im Fall des potentiellen Fassadenmaterials DysCrete wird Beton mit einer stromproduzierenden Oberfläche veredelt. Die Basis stellt wiederum leitfähiger Beton dar samt integrierten Farbstoffsolarzellen nach dem Prinzip der Grätzel-Zelle. In die Zukunft gedacht, bringt ein Fassadenwartungsroboter über ein Pin-System die Solarchips an den Betonfertigteilen an und tauscht sie nach Bedarf ferngesteuert aus.
Wirkungsvolle Formkompositionen an der Gebäudehülle
Olaf Skov Kunert von 3XN aus Kopenhagen widmete sich im Abschlussreferat komplexen planerischen Denkweisen, die in den weltweit viel beachteten Objekten seines Büros münden. Letztendlich ließen sich die von ihm vorgestellten Gebäudehüllen unter dem Begriff »Dynamische Fassaden« zusammenfassen, nicht nur im Sinne beweglicher Teilelemente sondern auch im Sinne veränderlicher Ansichten von Fassaden. Darüber hinaus stellte der Architekt Beispiele vor, bei denen das Dach als Fassade konzipiert ist. So handelt es sich bei dem 2012 fertiggestellten Gerichtsgebäude in Frederiksberg um ein Ziegelgebäude, bei dem in Teilen das Mauerwerk an der geneigten Dachfläche hochgezogen wurde und dadurch eine scheinbar hochgefaltete Fassade mit der Funktion eines Daches entstand. Dazu faltet sich in den vertikalen Fensterbereichen ein Sonnenschutz aus Streckmetall im geparkten Zustand aus der Fassade heraus und verändert so laufend die Ansicht bzw. Schrägansicht der Gebäudehülle. Mit dem 2009 fertiggestellten Bürogebäude der Rechtsanwaltskanzlei Horten in Kopenhagen stellte Olaf Skov Kunert ein Fassadenkonzept vor, das je nach Perspektive unterschiedlich wahrgenommen wird. Durch ein subtiles Relief und leicht angewinkelte, jeweils nach Norden ausgerichtete, Fensterflächen wirkt die Glas-/Natursteinfassade graduell geschlossen oder transparent. Entsprechend ist der Lichteinfall ins Innere je nach Himmelsrichtung unterschiedlich dosiert. Die Fassade kommt aufgrund ihrer Form ohne externen Sonnenschutz und nur mit innerem Blendschutz aus. Die aus dem Bootsbau entlehnte Konstruktion von Glasfiberelementen mit Schaumkern wurde von außen mit 30 mm dickem Naturstein und von innen mit Gipskarton verkleidet sowie eigens für die Bauzulassung getestet. Weitere aktuelle Beispiele mit eindringlichen Fassadenkonstruktionen stellt die organisch geformte, mit Aluminiumschindeln verkleidete Gebäudehülle aus einem Guss für ein Aquariengebäude in Kopenhagen dar, der Neubau des Internationalen Olympischen Komitees in Lausanne als Paradebeispiel parametrischer Planung oder der Anbau der Firmenzentrale von Schüco in Bielefeld. Hier stellt die geplante Hülle Facetten von Transparenz dar für ein Unternehmen, das letztendlich Transparenz verkauft. Diesen überzeugenden Exkurs in die Welt zeitgenössischer Fassadenentwürfe schloss Olaf Skov Kunert mit charismatischen Dachkonstruktionen ab. Das Dach eines Bankgebäudes im dänischen Middelfart präsentiert sich einmal mehr als Fassade und stellt eine parametrische Variante des Sheddachs dar mit dem Ziel, maximalen Lichteinfall in das Gebäude zu generieren. Während in Skandinavien das kostbarste Gut Licht darstellt, wird auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten, genauer in Sydney in Australien, eine überdimensionale Dachkonstruktion des zukünftigen Sydney Fish Market zum dankbaren Schattenspender ausgebildet. Mit diesem aufschlussreichen Ausblick endete der Vortragsblock der ersten Veranstaltung 2018 in der Reihe »Die Zukunft des Bauens« in Hamburg.
Die Teilnehmer hatten rund um das offizielle Programm Gelegenheit, sich mit den beiden Industriepartnern der Veranstaltung auszutauschen. Im Foyer erläuterten Vertreter des Unternehmens Schüco anhand eines aufgebauten Schnittmustermodells die Komplexität und Qualität der eigenen Fassadenelemente. Daneben stand der Fassaden- und Wandsystemhersteller Trimo Rede und Antwort zu eigenen Referenzen und Anwendungen, die bis hin zu wärmegedämmten Komplettlösungen reichen. Im Vorfeld der Vorträge tauschten sich zudem die Industrie- und Forschungsvertreter sowie die Architekten unter sich in einer moderierten Diskussion aus, die einen erfrischend offenen Dialog zwischen den Disziplinen bot. Durch den Nachmittag führte Jakob Schoof, seit 1. Juni 2018 stellvertretender Chefredakteur der Fachzeitschrift DETAIL.
DETAIL research richtet im Laufe des Jahres weitere Diskussions- und Vortragsveranstaltungen in verschiedenen deutschen Städten aus.
In der Reihe folgen noch die Themen:
»Modulares Bauen – Große Bandbreite, vielfältige Potenziale« am 20. September 2018 in München
»Wohnformen im Wandel – Qualitäten und Freiräume für alle« am 11. Oktober 2018 in Berlin sowie
»Digital Planen und Bauen – Hohe Individualität in Serie« am 8. November 2018 in Frankfurt am Main.
Alle Informationen zur Reihe »Die Zukunft des Bauens« erhalten Sie hier.
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