1. Außenwände

Bestand - Glasfassade

Moderne Vorhangfassaden entstanden in 50er Jahren in den USA. Eine Glasfassade muss wie jedes andere Teil der Gebäudehülle die Anforderungen an den Regen-, Wind-, Wärme- und Schallschutz erfüllen. Glasfassaden als transparente Bauteile lassen im Gegensatz zu opaken Bauteilen die kurzwellige Sonnenstrahlung durch. Diese Eigenschaft kann jedoch bei fehlender Verschattung zum Glashauseffekt führen.

Klassisch werden die Glaselemente durch eine am Rand umlaufende Einfassung gehalten. Die angreifenden Kräfte werden dabei über Kontakt auf die Flanken der Einfassung übertragen, wobei die Lagerung entweder linienförmig an mindestens zwei gegenüberliegenden Rändern der Scheibe oder punktförmig durch mindestens 3 Einzelauflager erfolgt.

Das Tragwerk von Glasfassaden besteht meist aus vertikal und/oder horizontal gespannten Biegeträgern. Die Träger spannen zwischen zwei Auflagern, diese sind immer etwas nachgiebig oder beweglich und dehnen sich temperaturbedingt aus. Die Träger müssen also zwängungsfrei gelagert sein. Deshalb sind im Normalfall einseitig Lager angeordnet, die ein Verschieben in Trägerrichtung zulassen.

Bild 1.1-10:

Schematische Darstellung einer Pfosten-Riegel-Fassade

Bild 1.1-10 zeigt schematisch den Aufbau einer Glasfassade. Die Glaselemente sind in einem "Traggerüst" aus Pfosten und Riegeln gehalten. Eine Pfosten-Riegel-Fassade ist eine Glasfassade, bei der die Glasscheiben linear zwischen vertikalen Pfosten und horizontalen Riegeln befestigt sind. Dabei sind außen die Halteleisten der Pfosten und Riegel sichtbar. Die Elemente müssen nicht immer aus Glas sein, auch opake Paneele aus Aluminium oder anderen Metallen sind möglich.

Das nebenstehende Foto (Bild 1.1-11) zeigt eine typische Pfosten-Riegelfassade. Die umlaufenden Balkonplatten aus Beton sind punktfürmig mit dem Baukörper verbunden und dienen dem Sonnenschutz sowie als Fluchtwege.
Das Foto wurde an der Universität Stuttgart aufgenommen (Campus Vaihingen).

Bild 1.1-11:

Foto einer Pfosten-Riegel-Fassade an der Universität Stuttgart (Campus Vaihingen)

Im einfachsten Fall, bei normaler Geschosshöhe, können die Glasscheiben die Öffnung selbsttragend überspannen und werden entweder stehend gelagert (durch Verklotzung) oder am oberen Rand durch eine Klemm- oder Punkthalterung aufgehängt. Bei hängender Lagerung kann keine Druckbeanspruchung durch das Scheibeneigengewicht entstehen. Gehalten werden die Füllungselemente durch horizontale und vertikale Pressleisten, die auf die Pfosten/Riegel geschraubt werden. Zwischen Fassadenfeldern und dem tragenden Fassadengerüst werden elastische Dichtungselemente eingebaut. Mit Pfosten-Riegel-Konstruktionen lassen sich äußerst filigrane Glasfassaden herstellen. Die Lastabtragung erfolgt über die senkrechten Pfosten, an welchen die horizontalen Riegel angeschlossen sind.

Wärme:
Alte Pfosten-Riegel-Glasfassaden erfüllen oft nicht die heutigen Mindestanforderungen an den Wärmeschutz nach DIN 4108. Dabei können folgende Mängel auftreten:

-	der Wärmedurchlasswiderstand der opaken Bauteile liegt unter 1,2 m<sup>2</sup>K/W
-	die Pfosten sind nicht thermisch getrennt und stellen somit Wärmebrücken dar
-	die verwendete Verglasung entspricht nicht dem Standard heutiger Isolierverglasungen
-	die Funktionsfugen von Fenstern und Türen sind undicht
-	fehlender Sonnenschutz

Berechnung des U-Wertes

Berechnung des mittleren U-Wertes

Feuchte:
Bedingt durch die oben geschilderten wärmetechnischen Mängel kommt es bei Glasfassaden häufig zu Tauwasserbildung an den Innenoberflächen der Konstruktion.

Berechnung des Sättigungsdampfdrucks

Durchführung des Glaser-Verfahrens

Schall:
Glasfassaden zählen zu den schalltechnisch komplizierten Konstruktionen. Bedingt durch die Grundanforderung, die Durchsichtigkeit, bestehen nur beschränkte Möglichkeiten, den Schallschutz einer Glasfassade durch Modifizierung der Eigenschaften des „Wandmaterials“ zu beeinflussen. Daneben verursacht die Notwendigkeit Teile der Fassade zu öffnen, Beschränkungen der Masse und Probleme der Dichtung. Glasfassaden müssen die Anforderungen wie Außenwände erfüllen.
Anders als bei trennenden Bauteilen im Inneren von Gebäuden kann bei Außenbauteilen je nach Einbausituation ein gerichteter, evtl. auch streifender Schalleinfall auftreten (z.B. bei hohen Gebäuden an stark befahrenen Straßen oder bei Schrägverglasungen). Die Schalldämmung einer Verglasung im eingebauten Zustand ist dann geringer als im Prüfstand für diffusen Schalleinfall ermittelt. Die dabei oft bis zu 10 dB niedrigeren bewerteten Bau-Schalldämm-Maße sollten bei einem Vergleich mit Anforderungen Beachtung finden. Der Koinzidenzeinbruch verschiebt sich bei streifendem Schalleinfall um ca. eine Oktave zu tieferen Frequenzen hin.

Im Bestand kommen noch vereinzelt Einfachverglasungen vor. Die Schalldämmung einer einfachen Verglasung hängt, abgesehen vom Schalleinfallswinkel, in erster Linie von der Scheibendicke, d.h. von der flächenbezogenen Masse ab. Einen geringeren Einfluss haben Scheibengröße, Proportionen der Scheibe sowie ihre Einspannung in den Rahmen und die Sprossen. Die flächenbezogene Masse m’ von Glasscheiben liegt je nach Scheibendicke, welche üblicherweise 2 bis 12 mm beträgt, zwischen 5 und 30 kg/m2.

Verbundsicherheitsgläser, die aus zwei oder mehreren, mittels dünner Kunststoffschichten (Folien oder Gießharzschichten) verbundenen Scheiben bestehen, sind aus schalltechnischer Hinsicht bei Gesamtdicken bis zu etwa 6 mm den Einfachverglasungen gleichzusetzen. Erst bei größeren Scheibendicken, bei denen sich die Koinzidenz im oberen interessierenden Frequenzbereich negativ auswirkt, führen die Zwischenschichten der Verbundsicherheitsgläser zu Vorteilen gegenüber gleich dicken Normalgläsern. Trotz zunehmender Dicke erhöht sich die Biegesteifigkeit der geschichteten Scheiben nur wenig und ihr Verlustfaktor ist aufgrund der Kunststoffzwischenschichten größer als der von Einfachscheiben.

Aus → Tabelle AS-10 können bewertete Schalldämm-Maße verschiedener Gläser entnommen werden.