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Vorteilhafte Alternative zu Doppelfassaden

30. August 2021

DOPPELFASSADEN: VOR- UND NACHTEILE

Doppelfassaden haben eine äussere und eine innere Schicht, die in der Regel aus Glas besteht. Dazwischen befindet sich ein Hohlraum, der von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern reichen kann. Dieser Hohlraum ermöglicht es, dass die Luft frei zirkulieren kann. Oft enthält er auch Sonnenschutzeinrichtungen, die im Innenraum vor der Witterung geschützt werden können. Solche Doppelfassaden waren unter Architekten schon in den 70er-Jahren beliebt und wurden häufig verwendet, um Gebäude mit Aussenschalen komplett aus Glas moderner wirken zu lassen, die gleichzeitig für eine gute Wärme- und Schallleistung sorgten.

Vergleich zwischen einer herkömmlichen und einer Doppelfassade (Quelle: The tectonics of the double skin, understanding double façade systems, T. Boake)

Beispiel einer Doppelfassade (Quelle: Exploring the advantages and challenges of double-skin façades (DSF), A. Ghaffarianhoseini et al.)

Die Installationsarbeiten von Doppelfassaden sind jedoch langwierig und komplex. Auch die Investitions- und Betriebskosten sind sehr hoch.1  Immer strenger werdende Wärmevorschriften haben zur Folge, dass Doppelfassaden mehr Leistung erbringen müssen. Das wiederum führt dazu, dass sie immer dicker und schwerer werden und dadurch einen grösseren Aufwand bei der Installation erfordern. Ausserdem nehmen die dicken Glasfassaden viel Lebensraum der Gebäudenutzer ein.2 Der Zugang zum Hohlraum zwischen den Scheiben muss jederzeit gewährleistet sein, damit die Fassade instand gehalten werden kann. Das schränkt die Ausnutzung des Bereichs in der Nähe der Fassade massiv ein und die Nutzfläche des Raumes wird weiter reduziert. 

Zudem sind Schmutzablagerungen und Feuchtigkeitsbildung im Inneren des Hohlraums keine Seltenheit.3 Diese sehen nicht nur unansehnlich aus und beeinträchtigen die Aussicht, sondern können auch zu Schimmelbildung und Korrosion führen. Ausserdem können sie eine Verschlechterung der Wärme- und in bestimmten Fällen auch der Schallleistung zur Folge haben. Um diesen Unannehmlichkeiten vorzubeugen, sind eine gute Belüftung sowie eine regelmässige Wartung des Hohlraums unabdingbar. Bei einigen Doppelfassaden ist der Hohlraum für Reinigungs- und Wartungsarbeiten nur schwer zugänglich, was die Kosten entsprechend erhöht.1

Ein weiterer Punkt, der beachtet werden muss, ist die Überhitzungsgefahr des Hohlraums.4 Zusätzlich zu Hitzestress während den Sommermonaten kann dieses Problem Folgeerscheinungen auslösen wie eine Verminderung der Lebensdauer des Elektromotors der Store oder des mechanischen Belüftungssystems. Jedes Projekt bedarf daher einer sorgfältigen Planung, die die lokalen Wetterbedingungen und die Gebäudenutzung berücksichtigt. Nebst einem angemessenen Lüftungskonzept braucht es zudem die passenden Glasscheiben.5 Auch die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften in Bezug auf Brandschutz6, Windeinwirkung7, Erdbebenschutz und Absturzgefahr gestaltet sich schwieriger als bei normalen Fassaden mit nur einer Scheibe.  

Und schliesslich kann eine zweite äussere Glasscheibe die natürliche Lichtdurchflutung eines Gebäudes beeinträchtigen.8 Auch bezüglich Schallleistung gibt es nicht nur Gutes zu berichten: Die Schalldämmung ist zwar nachweislich einer der Vorteile der Doppelfassade, bei schlechter Konzeption oder wenn die Zugänge offen gelassen werden, kann es allerdings zu Lärmübertragung zwischen angrenzenden Räumen und Stockwerken kommen4

Eine Reihe von Studien zeigt zwar die theoretischen Vorteile von Doppelfassaden auf; viele weisen allerdings auch darauf hin, dass die Leistung solcher Systeme nur schwer mit Modellen vorhergesagt werden kann.9 Tatsächliche Erfahrungsberichte in Bezug auf ihre Eigenschaften und ihre Effizienz bei genutzten Gebäuden gibt es nur sehr wenige, was zur anhaltenden Debatte über das Interesse an Investitionen in solche Formen der Konstruktion beiträgt.10

 

ANWENDUNGSBEISPIEL ATMUNGSAKTIVE FASSADEN (SELF-CONDITIONING FACADES – «SCF») 

Die sogenannten atmungsaktiven Fassaden stellen eine Alternative zu herkömmlichen Doppelfassaden dar. Der Hohlraum der in Frankreich entwickelten Fassade verfügt nur über eine einzige Öffnung, durch die die Luft nach draussen entweichen kann. Dadurch kann die Luftzirkulation im Hohlraum auf ein Minimum reduziert werden, und der Austausch mit der Aussenwelt beschränkt sich auf die Verdampfung des Wassers. Ziel ist es, einen besseren Schutz vor Feuchtigkeit und Schmutzablagerungen zu erreichen. Die geringere Dicke der Glasscheiben von durchschnittlich rund 70 mm bietet eine grössere Nutzfläche des Raums. Atmungsaktive Fassaden sind heutzutage bei mehreren Lieferanten verfügbar.

Beschlags- und Überhitzungsgefahr des Hohlraums bestehen jedoch auch bei diesem System. Der Beschlag stellt das grösste Risiko dar. Er kann mit speziellen Tests ausgewertet werden und darf nur von Zeit zu Zeit und sehr begrenzt auftreten.11 Entwicklung, Herstellung und Installation solcher Fassaden sind zudem noch immer sehr komplex. Die Technologie gilt als «nicht traditionell» und bedarf demnach spezieller Abklärungsstudien. In Frankreich empfiehlt es sich ein technischen Gutachten anzufordern («Avis Technique» oder «Appréciation Technique d’Expérimentation» (ATEx)).

 

ANWENDUNGSBEISPIEL FASSADEN MIT GEKAPSELTEM HOHLRAUM (CLOSED CAVITY FACADES – «CCF»)  

Closed-Cavity-Fassaden (CCF) wurden vor ein paar Jahren mit dem Ziel entwickelt, die Nachteile herkömmlicher Doppelfassaden auszumerzen. Ihr Zwischenraum ist vollständig abgekapselt, sodass keine Luft von draussen eindringen kann. Im Inneren des Hohlraums zirkuliert trockene Luft, die von einer Zentraleinheit ausserhalb des Hohlraums zugeführt wird. Die Kapselung verhindert eine Ansammlung von Staub und Feuchtigkeit innerhalb des Hohlraums. Dadurch wird nicht nur die Lebensdauer aller Komponenten verlängert, sondern auch der Wartungsaufwand vermindert. Zusätzlich ist die Dicke der Fassade um einiges geringer als bei einer herkömmlichen Doppelfassade.

Doch auch dieser Fassadentyp hat seine Nachteile.12 Aufgrund des geschlossenen Innenraums können die Elemente nur sehr aufwendig gewartet und ersetzt werden. Alle Elemente im Inneren müssen einem starken Temperaturanstieg standhalten können, wenn die Erwärmung des Hohlraums zunimmt. Das bedeutet, dass einige Komponenten, wie der Storenmotor, ausserhalb des Hohlraums installiert werden müssen. Die Anforderungen an eine komplette Abdichtung sind sehr hoch, was die Entwicklung eines solchen Systems erschwert. Ausserdem muss schon früh im Entwicklungsprozess an das System zur Luftzirkulation gedacht werden. Schliesslich muss bedacht werden, dass diese Art Fassade heute noch nicht systematisch zum Einsatz kommt und zuerst ausführlich getestet werden muss, bevor sie auf Baustellen eingesetzt werden kann. In Frankreich ist ein technisches Gutachten («Appréciation Technique d’Expérimentation» (ATEx)) Pflicht. 

Vergleich zwischen einer herkömmlichen Doppelfassade und einer Fassade mit gekapseltem Hohlraum (Quelle: https://wfmmedia.com/closed-cavity-facade-a-type-of-double-skin-facade/)

Beispiel eines Gebäudes mit Fassade mit gekapseltem Hohlraum (Quelle: https://www.stylepark.com/en/news/energy-saving-ccf-facades)

Egal ob belüftete, atmungsaktive oder gekapselte Doppelfassaden – bei allen Systemtypen muss ein dynamischer Umgang mit Tageslicht und Hitze durch integrierten Sonnenschutz gewährleistet sein. Ausserdem braucht es ein fortschrittliches Steuerungssystem.10 Dies wirkt sich natürlich auf die Gesamtkosten der Investition und der Wartung 14 , sowie auf den Komfort der Gebäudenutzer aus. Denn solche Einrichtungen blockieren oftmals das natürliche Tageslicht und die Sichtverbindung nach draussen massgeblich, was den ursprünglichen Nutzen eines Fensters darstellt. Die Vorteile von Tageslicht wurden bereits in zahlreichen Studien offengelegt.13 Ausserdem kann der Betrieb eine Lärmquelle und eine nervende Ablenkung für die Gebäudenutzer darstellen. 

 

ATTRAKTIVE ALTERNATIVE ZU DOPPELFASSADEN

Das intelligente Glas von SageGlass bietet aus folgenden Gründen eine attraktive Alternative zu allen Arten von Doppelfassaden:

  • SageGlass garantiert mindestens die gleiche Energieleistung wie eine Doppelfassadet.14
  • Die Planung und Installation einer dynamischen Fassade ist viel einfacher als diejenige einer Doppelfassade, weil dabei nur eine Schicht verbaut wird.
  • Die Verwendung einer dynamischen Fassade mit einer Schicht anstelle einer Doppelfassade führt zu mehr Nutzfläche.
  • SageGlass bedarf keiner speziellen Wartung und senkt somit die Betriebskosten
  • Der Einsatz von zusätzlichen Sonnenschutzsystemen erübrigt sich, was die Reinigungs- und Wartungskosten deutlich senkt.
  • Die Nachhaltigkeit von SageGlass wurde in zahlreichen Tests und Begutachtungen nachgewiesen. In Frankreich sind die Fassaden mit SageGlass durch ein technisches Gutachten («Avis Technique» (DTA)), das ihre Zuverlässigkeit garantiert, zertifiziert.

SageGlass bietet somit die ideale Lösung, die sowohl den ästhetischen als auch den Leistungs- und Komfortanforderungen gerecht wird. 


1 WP5 Best Practice Guidelines, BESTFAÇADE, Best Practice for Double Skin Façades, EIE/04/135/S07.38652, A. Blomsterberg, 2007

2 Double Skin Façades, A Literature Review, A report of IEA SHC Task 34 ECBCS Annex 43, H. Poizaris, 2006

3 Belüftete Doppelfassaden: Einfluss von belüfteten Doppelfassaden auf den ganzheitlichen Bauprozess eines Gebäudes. Illustration anhand konkreter Beispiele, X. Loncour et al., 2004

4 High-performance façades design strategies and applications in North America and Northern Europe, Z. Krystyna et al, 2011

5 Energy efficient glazed office buildings with double skin façades in Europe, B. Eriksson et al, 2009

6 Perspectives of double skin façade systems in buildings and energy saving, M.A. Shameri et al, 2011

7 Hot climate double façades: Avoiding Solar Gain, T. M. Boake, 2014

8 Building simulation as an assisting tool in decision making, case study: with or without a double-skin façade? R Høseggen et al, 2008

9 High-performance commercial building façades. United States: Lawrence Berkeley National Laboratory; E. Lee et al, 2002.

10 Exploring the advantages and challenges of double-skin façades (DSFs), A. Ghaffarianhoseini et al, 2016

11 Technical recommendations booklet for light self-conditioning façades and windows, January 2015

12 Innovative Façade  Types – The Closed Cavity Façade , V. Balog, 2019

13 World Green Building Council, 2013

14 Auf Basis von Energiestudien, durchgeführt von externen Ingenieurbüros. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.