Fassaden. Die gute Hülle. Die Naturkraft aus Schweizer Stein. Gestaltung Materialisierung Konstruktion Bauphysik Ökologie

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1 Fassaden Gestaltung Materialisierung Konstruktion Bauphysik Ökologie Die gute Hülle Die Naturkraft aus Schweizer Stein

2 Inhalt Fassade: mehr als ein schönes Kleid 3 Das wichtigste Bauteil eines Hauses 4 Zur Bauphysik von Fassaden 6 Wärmeschutz 8 Wärmebrücken 10 Feuchteschutz 12 Brandschutz 14 Schallschutz 16 Tageslichtnutzung 18 Sommerlicher Wärmeschutz 20 Ökologie 22 Verputzte Aussenwärmedämmung 24 Kompaktfassade im Massivbau 26 Und bei der Sanierung 27 Dickschichtiges Verputzsystem 28 Kompaktfassade im Holzbau 29 Hinterlüftete Fassade 31 Faserzement 32 Rockpanel 34 Holz und Holzwerkstoffe 36 Metalle 42 Naturstein 46 Glasfassaden 49 Glasfassade mit sichtbarer Steinwolle 50 Filigrane Kunststoffhülle 52 Sichtmauerwerk 55 Kraftwerk Fassade 59 Die Technik zum nachhaltigen Bauen 63 Ein Leuchtturm in Flums 65 Anhang 67 Impressum Herausgeber: Flumroc AG, 8890 Flums Text, Gestaltung, Produktion: Faktor Journalisten AG, 8005 Zürich

3 Fassade: mehr als ein schönes Kleid Die Fassade bestimmt den Auftritt eines Hauses. Ob extravagant oder nüchtern die Wahl des Fassadenmaterials ist von zentraler Bedeutung. Fassaden sind aber weit mehr als schöne Kleider: Sie bilden eine bauphysikalische Schlüsselfunktion. An Fassaden, die dem neusten Stand der Technik entsprechen, sind hohe konstruktive Anforderungen gestellt. Die verwendeten Materialien zur Wärmedämmung und zur Unterkonstruktion sowie die Aussenhaut müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Ist dies der Fall, so entsteht ein System, das jahrzehntelang funktioniert und ein Gebäude optisch attraktiv präsentiert. Die vorliegende Schrift zeigt auf, welche Materialien, Formen und Farben zur Auswahl stehen, um eine qualitativ hochwertige Fassade zu bauen. Neben bauphysikalischen Kriterien ist die Ökologie von Konstruktionen ein zentrales Thema. Denn Nachhaltigkeit am Bau ist eine gemeinsame Aufgabe. Die vorliegenden Planungshilfe inspiriert dazu und vermittelt wertvolle Erkenntnisse. 3

4 Das wichtigste Bauteil eines Hauses Millionen Quadratmeter Die Fassade hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Der Grund liegt im Paradigmawechsel, der in der Folge der Erdölkrise in den frühen 70-er Jahren stattfand. Die Botschaft der schwindenden Energieressourcen ist deutlich: Ein mangelhafter Wärmeschutz lässt sich nicht durch eine aufgerüstete Haustechnik kompensieren oder nur unter Missachtung ökologischer Grundsätze. Damit ist die Fassade sehr viel wichtiger geworden: Dort, in den äussersten Zentimetern eines Hauses manifestiert sich die Qualität eines Objektes. Wer diesen wichtigsten Bauteil optimiert, benötigt fast keine Energie mehr für die Beheizung und für die Kühlung und schafft ein gutes Arbeits- und Wohnklima. Gestaltung, Bauphysik, Kosten: Die Folge dieser Entwicklung ist eine enorme Vielfalt an Materialien und konstruktiven Lösungen für Fassaden. Bei der Planung und der Projektierung geht es in erster Linie darum, gestalterische, bauphysikalische und finanzielle Aspekte von verschiedenen Fassadenlösungen zu bewerten und dadurch eine zuverlässig abgestützte Auswahl zu treffen. Marktanteile Grosse Verschiebungen bei den Fassadenmaterialien weist die Statistik von Wüest & Partner/Baublatt Infodienst nicht aus. Die verputzte Fassade liegt seit Jahren bei einem Marktanteil von 60 %, allerdings mit einem leicht sinkenden Trend. Geringfügig steigend, wenn auch auf relativ tiefem Niveau, sind die Marktanteile dagegen von Holz, «Vorgehängt» sowie «Glas/Metall». Gehalten hat sich das Sichtmauerwerk (Abbildung 1). Sanierungsstau? Fast 1,4 Mio. Wohnhäuser zählt das Bundesamt für Statistik (BfS) in der Schweiz für das Jahr 2010, nämlich Einfamilienhäuser und Mehrfamilienhäuser. (Büro-, Industrie- und Gewerbebauten werden vom BfS nicht erhoben.) In der Summe dürfte die Gesamtfläche der Fassaden einige hundert Mio. m 2 umfassen. Bei einer jährlichen Erneuerungsrate von 1,6 %, wie das die ETH Zürich zur Verhinderung eines Sanierungsstaus als notwendig erachtet, müssten mehrere Mio. m 2 Fassade jedes Jahr erneuert werden. Marktanteil 80% 70% 60% 50% Putz Holz Stein-/Sichtmauerwerk Glas/Metall Vorgehängt 40% 30% 20% 10% Jahr Abbildung 1: Marktanteile des Fassadenmaterials in Neubauten, 2001 bis Quelle: Baublatt Info- Dienst; Wüest & Partner 4

5 Abbildung 2: Blockrandbebauung im urbanen Raum. Deutlich sind die Unterschiede in den Bautiefen der Fassaden erkennbar (saniert / unsaniert). 5

6 Zur Bauphysik von Fassaden Die Fassade eines Gebäudes bildet die Schnittfläche zwischen der Umwelt und den Nutzern. Sie ist damit enorm grossen Anforderungen ausgesetzt, die auch zu Zielkonflikten führen können. Ein besonders brisanter Zielkonflikt bietet der Verglasungsanteil einer Fassade im Hinblick auf Tageslichtnutzung und Überhitzungsgefahr ganz besonders unter Berücksichtigung der prognostizierten Klimaveränderungen. Um eine für den Standort, die Nutzung und das Gebäude optimale Fassade zu bauen, sind die bauphysikalischen Kriterien lückenlos abzuarbeiten. Eine Auswahl der wichtigsten Kriterien sind in der Grafik dargestellt. Quelle: TU München innen Fassade aussen Beleuchtung Blendung Sichtbezug Verglasungsanteile Sonnenschutz Solarstrahlung Sonnenschutzglas Blendschutz Raumtemperatur Temperatur innere Oberflächen Wärmedämmung Wärmeschutzfenster Aussenlufttemperatur Speichermassen Zulufttemperatur Luftqualität Fensterlüftung fassadenintegrierte Geräte Luftqualität Schallbelastung Schallschutz Schallquellen Luftgeschwindigkeit Konvektionsschutz Wind Abbildung 3: Die Fassade im Spannungsfeld der Anforderungen 6

7 Abbildung 4: Verdichtetes Bauen im innerstädtischen Kontext am Beispiel eines Wohngebäudes an der Schaffhauserstrasse in Zürich. 7

8 Wärmeschutz Energiedirektoren wollen bessere Häuser Die gesetzlichen Anforderungen richten sich nach den Mustervorschriften der Kantone Per 2014 sollen diese Vorgaben erneut verschärft werden. Denn nach den Vorstellungen der kantonalen Energiedirektoren sollen sich neue Gebäude ab dem Jahr 2020 «möglichst selbst mit Energie versorgen». Dass dies nur mit gut gedämmten Bauten möglich ist, zeigt eine einfache Abschätzung. Häuser mit einem Dämmstandard gemäss den gesetzlichen Vorgaben des Jahres 1980 müssten eine dreimal grössere Dachfläche aufweisen, um den eigenen Heizbedarf zu decken. Erst durch eine gute Dämmung wird die notwendige Solargewinnfläche kleiner und dadurch bezahlbar. Nearly Zero Um die gesetzlichen Limiten von Neubauten zu erfüllen, sind Dämmstärken von rund 20 cm notwendig. Für Umbauten und Umnutzungen beträgt dieser Wert 14 cm. Diese Werte erreichen fast das Niveau von Minergie. Durch die geplante weitere Verschärfung der Wärmedämmvorschriften nähern sich die gesetzlichen Vorgaben dem Standard Minergie-P. Dieser Pfad entspricht dem gesamteuropäischen Trend. Denn die EU will für alle Neubauten ab dem Jahre 2020 «Nearly Zero Energy Buildings» vorschreiben. Der relativ geringe Restbedarf an Heizwärme soll dann durch regenerierbare Energien gedeckt werden. Kaltluftabfall an Aussenwänden Die Norm SIA 180 «Innenraumklima und Feuchteschutz im Hochbau» verlangt für den Aufenthaltsbereich von Räumen «in allen Jahreszeiten thermische Behaglichkeit». Dieser Aufenthaltsbereich entspricht gemäss SIA 180 der gesamten Nutzfläche eines Raumes, mit Ausnahme eines wandnahen Bereiches von 0,5 m. Bei Fenstern beträgt der Abstand zwischen dem Aufenthaltsbereich und dem Aussenbauteil 1,0 m. Der SIA nimmt damit Bezug auf den Kaltluftabfall, der sich entlang von Aussenwänden und Fenstern respektive Fenstertüren einstellt. Bei gut bis sehr gut gedämmten Bauten ist der Kaltluftabfall überhaupt kein Thema, weil die Temperatur der inneren Bauteilfläche genügend hoch ist. Tabelle 1: Optimierte Dämmstärken zur Kostenminimierung Geringe Dämmung Optimale Dämmung Überdimensionierte Dämmung Bedingt grosse Solargewinnflächen für die Bedarfsdeckung. Reduziert die notwendigen Solargewinnflächen für die Bedarfsdeckung und ermöglicht einfache Konstruktionen. Erlaubt zwar kleine Solargewinnflächen für die Bedarfsdeckung, bedeutet aber einen erhöhten Aufwand in der Konstruktion (Aufhängung, etc.). Hohe Gesamtkosten Geringste Kosten Höhere Gesamtkosten Tabelle 2: Energiegesetz: Anforderungen an U-Werte von Bauten Neubauten Umbauten und Umnutzungen Bauteile gegen Aussenklima Bauteile gegen unbeheizte Räume Bauteile gegen Aussenklima Bauteile gegen unbeheizte Räume Opakes Bauteil 0,17 W/(m 2 K) 0,25 W/(m 2 K) * 0,25 W/(m 2 K) 0,28 W/(m 2 K) ** Dämmstärke 20 cm 14 cm 14 cm 12 cm Fenster 1,3 W/(m 2 K) 1,6 W/(m 2 K) 1,3 W/(m 2 K) 1,6 W/(m 2 K) Fenster mit vorgelagerten 1,0 W/(m 2 K) 1,3 W/(m 2 K) 1,0 W/(m 2 K) 1,3 W/(m 2 K) Heizkörpern * Wände und Böden: 0,28; ** Wände und Böden: 0,30 8

9 Anteil Unzufriedener 100 % 10 % 1% Abbildung 5: Anteil Unzufriedener in % in Abhängigkeit der Asymmetrie der Strahlungstemperatur in K. Quelle: SIA 180 Erforderliche Wärmedämmschichtdicke für variable U-Werte kühle Wand warme Wand Strahlungsasymmetrie in K λ D bzw. λ res [W/(m K)] Mineralwolle zwischen Holztragsstruktur Mineralwolle 0,04 Mineralwolle 0,035 Strahlungsasymmetrie Die Behaglichkeit in einem Raum wird auch durch eine allfällige Asymmetrie der Strahlungstemperatur beeinträchtigt. Sofern eine Aussenwand nach innen Kälte abstrahlt, ergibt sich in der Regel gegenüber den warmen Innenwänden eine Asymmetrie der Strahlungstemperatur. In Abbildung 5 ist die Anzahl Unzufriedener in Abhängigkeit der Temperaturasymmetrie dargestellt. Bei grossen Temperaturunterschieden ist der Anteil der Unzufriedenen erheblich. Weniger kritisch sind Asymmetrien aufgrund warmer Wände. Und im Denkmalschutz? In seltenen Fällen, beispielsweise bei denkmalgeschützten Bauten, sind andere Sanierungsmassnahmen angezeigt. Dazu gehören die Dämmung des Estrichs respektive des Daches sowie der Kellerdecke. Vielfach wird auch eine Innendämmung in Betracht gezogen. Die Dämmung der inneren Oberfläche von Aussenbauteilen muss allerdings sorgfältig geplant sein, um Feuchtigkeit in der Konstruktion zu verhindern. Dafür ist die wichtigste Massnahme, die Konstruktion gegenüber dem (feuchtebelasteten) Raum bauphysikalisch zu trennen. Das heisst: Dampfbremse und eine konsequente Luftdichtigkeitsschicht verlegen (raumseitig der Konstruktion). Stark abnehmende Grenzkosten: Die Sockelkosten für Planung, Montage, Wetterschild und Gerüst sind relativ hoch und völlig unabhängig von der Dämmstärke. Das hat zur Folge, dass der zusätzliche Zentimeter an Dämmstärke sehr günstig zu haben ist. Im wesentlichen fallen nur noch die Materialkosten an. Erst wenn aufgrund der hohen Dämmstärke die Unterkonstruktion angepasst werden muss, dann gilt diese Regel der abnehmenden Grenzkosten nicht mehr (oder nur noch eingeschränkt) VIP bei d WD bis 25 mm VIP bei d WD ab 30 mm 0 0,30 0,25 0,20 0,15 U-Wert [W/(m 2 K)] 0,10 VIP Vakuum- Isolations- Paneele Abbildung 6: U-Werte in Abhängigkeit der Schichtdicke und des Dämmmaterials. Ein U-Wert von 0,2 W/(m 2 K) ist in einer ungestörten Schicht mit einer Dämmstärke von gut 16 cm erreichbar. In eine Holztragstruktur integriert, ergibt dieselbe Dämmstärke lediglich einen U-Wert von 0,28 W/(m 2 K). Quelle: Minergie-P 9

10 Wärmebrücken Befestigungselemente, welche die Wärmedämmschicht durchdringen, führen zu punkt- oder linienförmigen Wärmebrückenverlusten. Bei gut gedämmten Aussenbauteilen kann der Anteil der Wärmebrücken am gesamten Wärmeverlust deutlich grösser sein als jener der Bauteilfläche. Der Einfluss von Befestigungselementen kann derart gross sein, dass Niedrigenergie- respektive Minergie-P-Häuser nicht möglich sind. In Abbildung 9 ist dieser Zusammenhang visualisiert: Bei einem Haus, gedämmt nach den moderaten Vorgaben des Energiegesetzes, beziffern sich die Wärmebrücken auf rund 60 % des Wärmeverlustes des ungestörten Bauteils. Bei einem Minergie-P-Haus muss zur Quantifizierung des Gesamtverlustes der reine Flächenverlust mehr als verdoppelt werden. Die Berechnungen beziehen sich auf eine hinterlüftete Fassade mit zwei Alu-Konsolen je m2 Fassadenfläche. In Abbildung 10 ist eine Befestigung mit sehr guten Wärmedämmeigenschaften dargestellt. Möglich macht dies eine Wärmedämmkonsole, die die Wärmedämmschicht durchdringt. Die schwertförmige Aufhängung besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Die gut wärmeleitenden Aluminiumprofile sind warm- respektive kaltseitig angeordnet und durchdringen die Wärmedämmschicht kaum. Die Anzahl der Konsolen je Flächeneinheit richtet sich nach dem Gewicht der Fassadenbekleidung. Für übliche Materialien wie Faserzement sind 1,5 bis 2 Konsolen je m2 notwendig. In der Wirkung ist diese Befestigung annähernd wärmebrückenfrei. Geometrische Wärmebrücken Der SIA unterscheidet zwischen geometrischen und konstruktiven Wärmebrücken. Gemäss Norm SIA 380/1 können geometrische Wärmebrücken mit einer durchgehenden, unverminderter Wärmedämmung beispielsweise Gebäudeecken bei der Berechnung des Heizwärmebedarfs vernachlässigt werden. Konstruktive dagegen sind zu optimieren und in der Berechnung zu berücksichtigen. Thermische Gebäudehülle Flachdach Attika Anschlussdetail mit weiteren Angaben bei üblicher Bauausführung vernachlässigbar Flachdach Vordach Flachdach Brüstung Flachdach Dachrand Anschluss Aussenwand/ Estrichboden Fensteranschlag bei Storenkasten Fensteranschlag Balkonplatte Geschossdecke Sockeldetail beheizter Keller Sockeldetail unbeheizter Keller Wandanschluss im Untergeschoss Wandanschluss an Kellerdecke Wandanschluss an Kellerdecke zwischen beheizt/unbeheizt Abbildung 7: Eine grosse Vielfalt an Wärmebrücken zeigt die Übersicht über die thermischen Schwachstellen eines Gebäudes, darunter viele an den Fassaden. Quelle: Element 29/EnFK 10

11 Grosse Wärmebrücken ergeben sich durch Fenster sowie durch diese definierten Bauteile, also die seitliche Leibung, der Sturz mit dem Rollladenkasten und die Fensterbank. Bei Neubauten lassen sich diese Fassadenteile in der Regel optimal konstruieren, sodass sich die Wärmebrückenwirkung in Grenzen hält. Anders ist dies bei Erneuerungen. Leibung und Sturz bleiben vielfach als grosse Wärmebrücken bestehen, weil die Dämmung nur ungenügend dimensioniert werden kann. Installationen Wärmebrücken und noch häufiger Konvektionsbrücken bilden auch Bauteile, die die Fassade durchdringen, also beispielsweise Sparren im Traufbereich eines Hauses oder technische Installationen wie Kurbeln zur Betätigung von Sonnenstoren. Um diese Wärmebrücken zu minimieren, wird in einer systematischen Projektierung eine separate Installationsschicht in der Regel raumseitig der Wärmedämmung und der Primärstruktur in die Konstruktion eingefügt. Damit lassen sich nicht alle Durchdringungen verhindern, aber in der Anzahl doch deutlich reduzieren. Und die traditionelle Storenkurbel wird zunehmend durch einen Elektroantrieb ersetzt. Abbildung 8: Eine Thermografie des Gebäudes zeigt die Schwachstellen. Häufig sind die Rollladenkästen und die Fensterleibung besonders wirksame Wärmebrücken. Dicke der Wärmedämmschicht [cm] 25 Bauteile im Kontext Minergie-P: 20 Um Faktor 2,2 höherer Energieverlust Bauteile im Kontext «Energiegesetz»: Um Faktor 1,6 höherer Energieverlust ohne Wärmebrücke 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 U-Wert einer Wand [W/(m 2 K)] mit 2 Alukonsolen pro m 2 Wand Innenputz 2 Tragwand, z.b. Backsteine 3 Wärmedämmschicht aus Mineralwolle 4 Hinterlüftung 5 Fassadenbekleidung 6 Wärmedämmkonsole (aus glasfaserverstärktem Kunststoff) 1 Abbildung 9: U-Werte von Wärmdämmschichten mit (rot) und ohne Wärmebrücken (gelb). Hochwärmedämmende Konstruktionen lassen sich mit grossen Wärmebrücken nicht realisieren. Quelle: Empa-Schlussbericht Nr Abbildung 10: Vertikalschnitt durch ein Aussenbauteil mit verlustarmer Befestigung (Wärmedämmkonsole aus Kunststoff). Quelle: Minergie-P 11

12 Feuchteschutz Wasser und Bauwerk Kondenswasser Wasser richtet in Gebäuden in der Regel Schaden an, abgesehen vom Alltagsgebrauch durch die Nutzer. Innerhalb eines Hauses tritt Wasser in fünf verschiedenen Erscheinungsformen auf, wobei sich vier dieser fünf Formen direkt auf die Fassade auswirken: Schlagregen an Fassaden Relative Feuchte in der Raumluft Kondensat an inneren Bauteiloberflächen Wasserdampf respektive Kondensat innerhalb der Konstruktion Grundwasser in Untergeschossen Ungeschützte Aussenwände sind für Pilzbefall gefährdet. Der Grund: Bei einem üblichen Wohn- oder Arbeitsklima mit einer relativen Feuchte von 50 % und einer Raumlufttemperatur von 20 C ergibt sich in Wandnähe ein Kondensationsrisiko. Dieses Risiko resultiert aus einer relativen Raumfeuchte entlang der Aussenwand von 80 %, bedingt durch die innere Oberflächentemperatur von 12,6 C. Diese Temperatur stellt sich bei der erwähnten Raumtemperatur (20 C) und einer Aussentemperatur von -10 C ein (Abbildung 11). Erst eine Nachdämmung der Aussenwand garantiert bauschadenfreie Bauteile. aussen 12 C 13 C Gebäudeecke Wand innen 20 C -10 C Abbildung 11: Gebäudeecken wirken wir Kühlrippen; sie werden deshalb als geometrische Wärmebrücken bezeichnet. Bei unzureichender Dämmung und tiefen Aussentemperaturen kann die Temperatur an der inneren Oberfläche der ungeschützten Aussenwand unter den Taupunkt fallen. Dadurch ergibt sich eine Gefahr der Kondenswasserbildung an den Bauteiloberflächen. Abbildung 12: Konstruktionen mit typischer Kondensationszone. Als Regel gilt: Gefährdet für Kondensation ist meistens die kalte Seite eines dämmenden Bauteils. Sofern eine homogene Wand ohne separate Wärmedämmung konzipiert ist, wirkt die Wand als dämmendes Element mit der dafür typischen Kondensationszone. Hinterlüftete Fassaden sind diesbezüglich weniger anfällig, weil sie aufgrund der angrenzenden Luftschicht dampfoffen konzipiert sind. Homogene Wände mit äusserer Deckschicht 12 Wärmedämmung im Kern Um eine schadenfreie Konstruktion zu gewährleisten, sind im wesentlichen zwei Bedingungen zu erfüllen: Eine luftdichte Konstruktion sowie eine ausreichende Wärmedämmung. Die SIA 180 schreibt dazu: Im Winter kann in den kalten Bereichen der durchlässigen Bauteile Wasserdampf kondensieren, der mit Luft transportiert wird, die durch Leckagen aus dem Gebäude abströmt. «Die Menge des Kondenswassers darf dem Bauwerk keinen Schaden zufügen.» Dass diese Gefahr durchaus besteht, zeigt ein Rechenbeispiel. 1 m3 Luft mit 20 C und 50 % relativer Feuchte gibt im Übergang auf 0 C mehr als 3 g Kondenswasser ab. Bereits 1 m2 getäfelte Decke ohne Luftdichtigkeitsschicht in einem Dachgeschoss kann 300 g Kondenswasser erzeugen pro Tag! Luftdichtigkeitsschicht zur konsequenten Abdichtung einer Konstruktion sollten in der Regel warmseitig der Wärmedämmung angebracht werden. Häufig ist die Konvektionsschutzfolie mit der Dampfbremse respektive der Dampfsperre kombiniert. Aussenwärmedämmung Innenwärmedämmung

13 Abbildung 13: Mehrfamilienhaus am Freihofweg in Aarau. 13

14 Brandschutz Allgemeine Prinzipien Ein wichtiges Ziel des baulichen Brandschutzes ist die örtliche Begrenzung eines Brandes sowie die Funktionstüchtigkeit von Fluchtwegen. Durch Bildung von Brandabschnitten werden Räume und Raumgruppen ausgeschieden, die von Wänden und Decken mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 90 Minuten umhüllt sind. Der Brandschutz an Fassaden ist ganz wesentlich durch die Eigenart bestimmt, dass üblicherweise Aussenwandbauteile mehrere Brandabschnitte überdecken. Im mehrgeschossigen Wohnungs- oder Bürobau ist dies ganz typisch: Die einzelnen Geschosse respektive Wohnungen bilden Brandabschnitte, die von einer gemeinsamen Fassade abgeschlossen sind. Um das Prinzip der Trennung von Brandabschnitten konsequent umzusetzen, unterliegen Fassaden aus brennbaren Material diesem Primat der brandschutztechnischen Trennung der Fassaden. Diese brandschutztechnischen Auflagen sind vor allem bei Fassaden aus Holz und aus Holzwerkstoffen von Belang. Dies bedeutet, dass Holzfassaden bei mehrgeschossigen Objekten durch bauliche Massnahmen in Brandabschnitte getrennt sind. Die gleichen Vorgaben gelten im Prinzip auch für die in den Aussenwänden eingefügten Wärmedämmmaterialien. Konstruktionen, die mit Mineralwolle gedämmt sind, sind naturgemäss von diesen Auflagen befreit, sofern der Wetterschild ebenfalls nicht brennbar ist. Aufgrund der Hinterlüftung sind Wärmedämmmaterialien einem erhöhten Brandrisiko ausgesetzt. Dieses Risiko kann durch angrenzende brennbare Baumaterialien stark erhöht werden, beispielsweise durch Holzwerkstoffe. Nicht brennbare Dämmmaterialien wie Steinwolle reduzieren die Brandbelastung einer Konstruktion in jedem Fall sehr stark, also unabhängig von anderen beteiligten Materialien. Mehrgeschossiger Holzbau Da die Bestimmungen des baulichen Brandschutzes sehr von der Grösse, der Form und der Materialisierung eines Hauses abhängen, sind die notwendigen Massnahmen objektspezifisch zu planen und realisieren. Auskünfte erteilen die VKF, die Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen in Bern, sowie die kommunalen Baubewilligungsbehörden (und dort der Brandschutzbeauftragte). Für mehrgeschossige Holzbauten ist ein durch einen akkreditierten Holzbauingenieur erstelltes Brandschutzkonzept einzureichen (gilt für Bauten mit mehr als vier Geschosse). Baustoffe werden aufgrund ihres Brandverhaltens klassiert, das im wesentlichen durch die Brennbarkeit und das Qualmverhalten des Stoffes gegeben ist. Die Brennbarkeit wiederum ist abhängig von der Entzündbarkeit und von der Abbrandgeschwindigkeit des Baustoffes. Ausschlaggebend für die Klassierung sind standardisierte Prüfverfahren, die von unabhängigen Instituten angewendet werden. Zur Klassierung verwenden die Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen, VKF, und die Europäische Normung unterschiedliche Brandkennziffern. Nach der schweizerischen Terminologie sind die «nicht brennbaren» und die «quasi nicht brennbaren» Stoffe mit der Brandkennziffer 6 respektive 6q bezeichnet. Die unbeschichteten Flumroc- Produkte sind so klassiert. Zur Minderung der Brennbarkeit mischen Hersteller ihren Baustoffen Brandschutzmittel zu, die zwar tatsächlich eine brandhemmende Wirkung haben, aber äusserst giftig sind. Die Toxizität einiger Brandschutzmittel ist so hoch, dass die EU ein völliges Verbot der gefährlichsten plant. Steine brennen nicht. Auch Steinwolle nicht! Bis 1000 C bleibt dieser Dämmstoff formstabil. Bei diesen Temperaturen sind die meisten Dämmstoffe geschmolzen. Damit tragen brennbare Baustoffe sehr viel zur Brandbelastung eines Hauses bei. Steinwolle bietet nicht nur einen guten Wärme- und Feuchteschutz, Steinwolle steht auch für Brandschutz. 14

15 Abbildung 14: Dieser imposante Wohnturm in La Tour (Wallis) entspricht nicht den heute geltenden Brandschutzauflagen. 15

16 Schallschutz Für den Wohn- und Arbeitskomfort ist eine gute Schalldämmung enorm wichtig. Dies gilt auch und vor allem für Fassaden. Dabei gilt es nicht nur, den flächigen Teil einer Fassade zu optimieren, sondern auch Schallbrücken zu eliminieren respektive in ihrer Wirkung zu reduzieren. An Schallbrücken ist in einer üblichen Fassade kein Mangel. Denn vergleichbar den Wärmebrücken wird Schall über starre Verbindungen in einer Fassade besonders effizient übertragen. Also über Befestigungselemente und Unterkonstruktionen, über Installationsöffnungen und Rollladenkästen. An lärmbelasteten Standorten ist deshalb eine schalltechnische Optimierung der Fassade (und des Daches) angezeigt. Schall ist eine mechanische Wellenenergie, die auf dem Weg von der Quelle zum geplagten Menschen ein Teil des Energieinhaltes verliert, was zu einer Schallminderung führt. Um konstruktiven Schallschutz in einer Fassade zu ermöglichen sind vor allem zwei Massnahmen wichtig: Erstens müssen die Schallbrücken minimiert werden und, zweitens, Materialien mit hohen inneren Verlusten zum Einsatz kommen, also Wärmedämmstoffe und «schallschluckende» Bauteile. Diese Elemente sind in der Regel ebenfalls aus Wärmdämmstoffen gefertigt. Drei Effekte wichtig Bei der Schallübertragung sind drei Effekte besonders relevant: Das Massengesetz, der Koinzidenzeffekt und die Koppelresonanz. Das Massengesetz besagt, dass mit steigender Masse des Bauteils die Dämmwirkung zunimmt. Schwere Bauteile in der Fassade sind demnach ein wirksamer Schutz gegen Lärm von aussen. Der Koinzidenzeffekt wirkt in Bauteilen, bei denen sich die einfallende Schallwellenenergie auf die Abstrahlung überträgt. Durch Einbringung einer zusätzlichen Schicht zwischen einfallender und abstrahlender Schallwellen lässt sich dieser Effekt mindern. Die Koppelresonanz schliesslich entsteht bei benachbarten Bauteilen, die durch Verbindungselemente oder durch Luftschichten miteinander verbunden sind. Materialien mit hohen inneren Verlusten, zum Beispiel Wärmedämmstoffe, reduzieren die Koppelresonanz. Strenge Limiten In Tabelle 3 sind die Anforderungen an den Schutz gegen Schall von aussen gemäss Norm SIA 181 «Schallschutz im Hochbau» aufgeführt. Mindestanforderungen sind generell gültig, erhöhte Anforderungen bei entsprechenden vertraglichen Abmachungen respektive Eigentumswohnungen. In der Regel sind die erhöhten Anforderungen bei Eigentumswohnungen und bei Einfamilienhäuser einzuhalten. Der relativ geringe Unterschied von 3 db in der Standard-Schallpegeldifferenz sollte nicht darüber hinwegtäuschen, dass aufgrund der logarithmischen Skala die Schutzwirkung mit den strengeren Limiten sehr viel grösser ist. Tabelle 3: Schutz gegen Schall von aussen: Anforderungen nach SIA 181 Grad der Störung durch Aussenlärm Lärmbelastung klein bis mässig erheblich bis stark Lage des Empfangsortes Abseits von Verkehrsträgern, keine störenden Betriebe Im Bereich von Verkehrsträgern oder störenden Betrieben Beurteilungsperiode Tag Nacht Tag Nacht Beurteilungspegel 60 db 52 db 60 db 52 db Lärmempfindlichkeit Anforderungswerte an den Schutz gegen Schall von aussen (Standard-Schallpegeldifferenz) gering 25 db/22 db L r 35 db/ 38 db L r 27 db/ 30 db mittel 30 db/27 db L r 30 db/ 33 db L r 22 db/ 25 db hoch 35 db/32 db L r 25 db/ 28 db L r 17 db/ 20 db Anmerkung: Mindestanforderungen in fetter Schrift, erhöhte Anforderungen in Magerschrift. Quelle: Norm SIA

17 Aussenwandkonstruktionen Luftschalldämmung R w + C tr (db) Backstein 17,5 cm verputzte Aussenwärmedämmung Faserdämmstoff (Mineralwolle) Stahlbeton 18 cm oder Backstein 20 cm Calmo verputzte Aussenwärmedämmung Faserdämmstoff (Mineralwolle) Backstein 17,5 cm Aussenwärmedämmung Faserdämmstoff (Mineralwolle) mit hinterlüfteter Fassadenverkleidung Stahlbeton 18 cm oder Backstein 20 cm Calmo Aussenwärmedämmung Faserdämmstoff (Mineralwolle) mit hinterlüfteter Fassadenverkleidung Zweischalenmauerwerk mit Kernwärmedämmung aus Faserdämmstoff (Mineralwolle) Einsteinmauerwerk, wärmedämmend Leichtbaukonstruktionen in Holzrahmenbauweise (Wärmedämmung zwischen Holzrahmen) mit innerer und äusserer Beplankung sowie hinterlüfteter Fassadenbekleidung Abbildung 15: Gebräuchliche Aussenwände mit erreichbaren Schalldämmwerten. Quelle: Element 30 17

18 Tageslichtnutzung In der Fassade steckt ein Widerspruch: Sie sollte Wohn- und Arbeitsräume möglichst konsequent vom Aussenklima abschotten und gleichzeitig eine Verbindung schaffen zwischen drinnen und draussen sei dies für den Durchblick oder für die Lufterneuerung. Mit hochwärmedämmenden Fenstern ist dieser Spagat möglich. Auch deshalb sollten Fenster über schlanke Rahmen verfügen, um möglichst viel Tageslicht einfallen zu lassen. Der filigrane Rahmen hat auch energetische Vorteile. Denn die Verglasung schützt besser vor Wärmeverlust als die Rahmen und ermöglichen zudem einen höheren Solareintrag. Wenn Innenräume durch andere Gebäude verschattet werden, wie das vor allem in Innenstädten und in Quartieren mit verdichtetem Bauen der Fall ist, lässt sich die Position in einem Raum ermitteln, bei der der Himmel auf Tischhöhe gerade noch sichtbar ist. Dieser Punkt wird als «Position of no Skyline» bezeichnet. Zwischen diesem Punkt und dem Fenster ist genügend Tageslicht vorhanden, dahinter ist für übliche Arbeiten zu wenig natürliches Licht verfügbar. Zur Abschätzung, ob genug Tageslicht in einen Raum fällt, eignet sich die 30 -Regel. Dabei wird offensichtlich, dass die Brüstungshöhe praktisch keine Rolle spielt. Relevant ist die Lage und Form des Sturzes respektive mögliche Auskragungen. Aus dieser 30 -Abschätzung folgt die Faustregel, wonach die Tageslichttiefe rund der zweifachen lichten Höhe zwischen Fussboden und Sturz entspricht. Position of no-skyline 0,85 m Abbildung 16: Ermittlung der «Position of no Skyline» in einem Arbeitsraum. Quelle: Licht im Haus Funktionszonen Tageslichtzone Diese Zone stellt die natürliche Belichtung in der Raumtiefe sicher; möglichst wenig Beschattung, um Lichttransmission zu fördern; falls sich zur nächtlichen Auskühlung Querlüftung empfiehlt, sollte der Oblichtflügel öffenbar sein, da diese Position eine verbesserte Thermik ermöglicht. Durchblickzone Diese Zone garantiert visuellen Kontakt nach aussen, dabei ist ein Wechsel von opaken und transparenten Flächen sinnvoll; eine äussere Beschattung ist empfehlenswert, um den Solareintrag zu beschränken und die direkte Bestrahlung der Nutzer zu verhindern; ein innerer Blendschutz erhöht den Komfort. Brüstungszone Diese Zone gewährt einen Blickschutz von aussen; für die Tageslichtnutzung nur von marginaler Bedeutung; kann deshalb als opakes Bauteil gestaltet sein; eignet sich für Platzierung von dezentralen Lüftungsgeräten (innen) oder von Solargewinnflächen (aussen). 30 H 30 H 2H 2H Tabelle 4: Funktionszonen von Fassaden. Quelle: Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, Technische Universität München Abbildung 17: Anwendung der 30 -Regel zur Abschätzung des Tageslichtangebotes in einem Raum. Quelle: Licht im Haus 18

19 Abbildung 18: Komfortmerkmal Tageslicht 19

20 Sommerlicher Wärmeschutz Nur auf den ersten Blick sind sommerlicher Wärmeschutz und Tageslichtnutzung einander entgegengesetzt. Denn Räume mit einer Tiefe, die zweimal der lichten Höhe zwischen Fussboden und Sturz entsprechen, und dadurch ausreichend mit Tageslicht versorgt sind, lassen sich gegen sommerliche Überhitzung schützen. Dazu sind fünf Regeln anzuwenden: Moderater Glasanteil in der Aussenwand: Lochfassade mit hochwertigen Fenstern Hochliegende Verglasungsanteile, beispielweise im Sturzbereich oder Oblichter Hochwirksamer und aussen liegender Sonnenschutz vorsehen Bedienung des Sonnenschutzes sicherstellen; motorisch betriebene Sonnenstoren fassadenweise steuern Speichermassen reduzieren Temperaturspitzen Fassaden mit hohem Glasanteil bergen allerdings auch ein Risiko der Überhitzung. Mit steigenden Durchschnittstemperaturen, wie dies von der Wissenschaft prognostiziert wird, akzentuiert sich dieses Problem. Daraus leitet sich eine einfache Regel ab: Die konventionelle Lochfassade mit einem Glasanteil von weniger als 50 % in Kombination mit gut positionierten Fenstern bringt sehr gute Ergebnisse bezüglich Komfort und Energiebedarf. Gut positioniert heisst, dass die transparenten Bauteile möglichst im oberen Teil des Geschosses liegen, also im Bereich des Fenstersturzes. Dadurch gelingt eine Tageslichtnutzung auch für die inneren, fassadenfernen Raumabschnitte. Sofern der Glasanteil einer Fassade über 40 % liegt, sollte der Gesamtenergiedurchlass der Bauteile reduziert werden. In der Regel erfolgt dies mit aussenliegenden Sonnenstoren (Abbildung 21). Die Schutzwirkung von innenliegenden Sonnenstoren ist weit weniger wirksam (Abbildung 20). Feste Beschattungen sind auch wirksam, wenn diese gar nicht erwünscht sind. Denn in der Übergangszeit und während Heizperioden decken solare Wärmeerträge einen erheblichen Teil der Wärmeverluste. Nur bei Fassaden mit konsequenter Südausrichtung ist eine feste Beschattung sinnvoll. Diese lässt sich so konzipieren, dass die direkte Solarstrahlung die Fassade während der Heizperiode erreicht. Selbst bei fester Beschattung ist ein beweglicher Sonnenschutz vorzusehen, da sonst Überhitzungen auftreten können, beispielsweise an einem sonnigen Oktobertag. Fazit: In Wohnbauten sollte der Glasanteil in Fassaden 60 % bis 70 % nicht übersteigen, in Eckzimmern gelten 50 % bereits als hoher Glasanteil. Gesamtenergiedurchlassgrad g 0,5 13% 17% 0,4 0,3 6% 27% 46% 14% 27% 16% 54% 14% 13% 5% 48% 86% 0,2 Nord mit innenliegender Jalousie mit aussenliegender Jalousie Nordost, Nordwest 0,1 Ost, Südost, Süd, Südwest, West 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Glasanteil der Fassade f g Abbildung 19: Geforderter Gesamtenergiedurchlass in Abhängigkeit des Glasanteils in der Fassade. Quelle: Norm SIA 382/1 Abbildung 20: Vergleich der Schutzwirkung von innenund aussenliegender Jalousie. Statt 54 % beträgt der Solareintrag lediglich 14 % der Einstrahlung. Bei einer Einstrahlung von 1 kw Solarenergie pro m 2 Fassadenfläche, wie dies an einem Hochsommertag der Fall sein kann, bedeutet der Unterschied 400 W pro m 2. 20

21 Abbildung 21: Schutz vor Solarstrahlung an einer Südfassade Tabelle 5: Maximaler Glasanteil für Räume mit Fenstern ohne feste Beschattung Handbedienung Automatische Steuerung mit Sonnenwächter Minergie-Modul Sonnenschutz und Minergie-Modul Fenster Thermisch wirksame Speichermasse hoch mittel hoch mittel hoch mittel Nur eine Fassade mit Fenstern 70 % 60 % 90 % 70 % 100 % 80 % Eckzimmer mit Fenstern an beiden Fassaden 50 % 40 % 70 % 60 % 70 % 70 % Anmerkung: Anforderungen für Wohnbauten an den sommerlichen Wärmeschutz nach Minergie. Bei üblichen Wohnbauten muss mit mittlerer thermisch wirksamer Speichermasse gerechnet werden. 21

22 Ökologie Beim Entwurf einer Fassade gilt es Ressourcen- und Energieverbräuche, nicht recycelbare Abfälle und schädliche Emissionen gering zu halten. Dabei wirkt sich die Materialisierung ebenso unmittelbar auf die bauökologische Qualität einer Gebäudehülle aus, wie deren konstruktive Gestaltung oder die Wahl der Unterkonstruktion. Der sorgsame Umgang mit Ressourcen stellt eine Grundlage ökologischen Bauens dar. Holz-Unterkonstruktionen sind bezüglich ihrer Energiebilanz günstig und basieren auf einem nachwachsenden Rohstoff. Beim Einsatz aussereuropäischer Hölzer sollten ausschliesslich zertifizierte Produkte verwendet werden. Die ökologische Verträglichkeit einer Fassade endet eben nicht bei ihrer Energiebilanz; in punkto Ressourcen sind geschlossene Kreisläufe anzustreben. Der Einsatz von Recyclingbeton für Fassadensockel schont beispielsweise lokale Kiesreserven. Besonders bei metallischen Bauteilen verbessert Recycling die Ökobilanz einer Fassade. So liegt der Energieaufwand für eine Unterkonstruktion aus Recycling-Aluminium nur bei 10 % dessen, was für deren neue Herstellung aus Bauxit nötig wäre. Noch besser als Recycling ist die direkte Wiederverwendung ganzer Komponenten aus Bauteilbörsen ( Graue Energie bezeichnet den energetischen Aufwand für die Erstellung eines Gebäudes sowie dessen Rückbau inklusive der Herstellungsenergie aller anfäng- Tabelle 6: Ökologie von Fassaden: 7 wichtige Punkte Schonung Ressourcen Einfach beschaffenbare und gut verfügbare Materialien Graue Energie Energieaufwand für Herstellung und Beschaffung Direkte Umweltbelastungen Emissionen von Materialien und Systemen (Schadstoffe) Nutzungsdauer Eignung zur Instandhaltung, bauliche Massnahmen, fachgerechter Aufbau Wartungsfreundlichkeit Zugänglichkeit, Eignung zur Ergänzung und Erneuerung Rückbaufähigkeit Trennbarkeit von Verbundmaterialien, Verwertbarkeit Funktionalität Bauphysikalische Qualität, Nutzungsorientierung lich und nachträglich eingebauten Bauteile. Bei energieeffizienten Gebäuden macht die graue Energie etwa gleich viel aus, wie die verbrauchte Betriebsenergie während der Nutzung des Gebäudes. Beides lässt sich bereits in der frühesten Planungsphase optimieren. So minimiert eine kompakte Bauweise nicht nur den Betriebsenergiebedarf, sondern auch die verbaute Materialmenge und die damit verbundene graue Energie. Bei der Materialwahl gibt häufig die Masse den Ausschlag: Leichte Aussendämmsysteme wie hinterlüftete Verkleidungen aus Holz oder Faserzement mit Mineralfaserdämmungen weisen tendenziell einen geringeren Energiebedarf auf als ein Vollsteinmauerwerk. Die inkorporierte Herstellungsenergie von Holz-Unterkonstruktionen liegt deutlich unter der einer Aluminiumkonstruktion. Direkte Umweltbelastungen durch Fassadenbekleidungen sind aus ökologischen und auch gesundheitlichen Gründen zu vermeiden. Das Minergie-Eco-Label fordert deshalb den Einsatz von Metallfiltern bei grossflächigen Metallbekleidungen. Verzinkte Stahlbleche, Kupfer- oder Titanzinkbleche können unter Witterungseinfluss ebenso wie bleihaltige Baustoffe Schwermetalle freisetzen, welche zu Belastungen in Boden und Gewässern führen. Bei einer Holzbekleidung ist der konstruktive Holzschutz Bioziden oder chemischen Holzschutzmitteln vorzuziehen. Die Nutzungsdauer einer Fassade beeinflusst massgeblich deren ökologische Qualität. Entscheidend sind deshalb die Witterungsbeständigkeit von Aussenhülle, Fassadensockel und Fenstern. Konstruktive Schutzmassnahmen wie Dachvorsprünge vor allem bei unbehandelten Holzverkleidungen verlängern die Nutzungsdauer einer Fassade. Eine wichtige Rolle spielt zudem der Feuchteschutz. Bauphysikalisch korrekt dimensionierte, diffusionsoffene Bekleidungen vermeiden die Bildung von Feuchtigkeit in der Konstruktion, die zu Bauschäden führt. Der Einsatz hochwertiger Materialien und eine umsichtige Planung zahlen sich langfristig aus. Die Wartungsfreundlichkeit aller Fassadenteile ermöglicht die langfristige Nutzung eines Gebäudes. Da der Rohbau eine höhere Nutzungsdauer aufweist als die 22

23 Gebäudehülle, muss deren Ersatz von vornherein geplant werden. Grundsätzlich ist eine einfache Zugänglichkeit und Demontierbarkeit aller Komponenten anzustreben. Insbesondere der Einsatz von Montage- oder Füllschäumen erschwert den Bauteilersatz erheblich. Die Rückbaufähigkeit einer Fassade steht im Zeichen geschlossener Stoffkreisläufe. Bauteile sollten zerstörungsfrei demontiert und weiterverwendet werden können. Bei überschrittener Nutzungsdauer muss die Recycelbarkeit der Komponenten gewährleistet werden. Bereits in der Planungsphase sind deshalb trennbare respektive homogene Materialien zu bevorzugen. Die Gebäudehülle muss funktionieren. Eine Fassade beeinflusst die Energiebilanz eines Gebäudes massgeblich und wirkt so unmittelbar auf dessen Ökobilanz im Betrieb ein: durch die Senkung des Heizwärmebedarfs mittels geeigneter Wärmedämmung, durch die Ermöglichung passiver Solargewinne oder durch die Vermeidung von Hitzestaus mit sommerlichem Wärmeschutz. Quantitative Bewertung Für die zahlenmässige Ermittlung von U-Werten und ökologischen Kennwerten (graue Energie, Umweltbelastungspunkte, Treibhauseffekte) ist mit dem elektronischen Bauteilkatalog ein unabhängiges Instrument verfügbar. Das ebenfalls als Web-Version angebotene Tool ist der zeitgemässe Ersatz der SIA Dokumentation D0 123 «Hochbaukonstruktionen nach ökologischen Gesichtspunkten». Neu ist der Produktkatalog von Flumroc. Damit können Planende ohne den Erwerb einer Pro- oder Expert- Lizenz des Bauteilkatalogs gedämmte Aussenwände, Dächer, Decken sowie Böden kalkulieren. Durch die dynamische Änderung einzelner Materialien und Schichtdicken lässt sich die optimale Lösung für jedes Bauteil eruieren. Die Ergebnisse stellt das Programm gegliedert nach Materialien und Phasen im Lebenszyklus tabellarisch sowie grafisch dar. Abbildung 22: Flumroc stellt Planenden im Online-Bauteilkatalog alle Daten zu ihren Dämmsystemen kostenlos zur Verfügung. 23

24 Verputzte Aussenwärmedämmung Kompaktfassaden sind im Aufbau einfacher und damit kostengünstiger als hinterlüftete Konstruktionen. Aufgrund des guten Kosten-Nutzen-Verhältnisses ist dieser Fassadentyp schweizweit am meisten verbreitet. In der Fassadenabwicklung folgt sie der Primärstruktur und eignet sich deshalb sehr gut für Sanierungen. Denn der Charakter von Gebäudehüllen bleibt weitgehend erhalten. Durch den Verzicht auf eine Unterkonstruktion entstehen kaum Wärmebrücken. Bezüglich Farbe und Oberflächenstruktur bieten Kompaktfassaden durch verschiedene Deckputze und Anstriche freie Gestaltungsmöglichkeiten. In Anlehnung an ihren Aufbau Dämmplatten werden direkt am Mauerwerk befestigt und auf der Aussenseite verputzt ist für Kompaktfassaden auch die Bezeichnung «verputzte Aussendämmung» oder Wärmedämm-Verbund-System (WDVS) geläufig. Fassadenschutz Neben Überhitzung und Temperaturschwankungen kann Feuchtigkeit eine Gefahr für die Oberflächen von Kompaktfassaden darstellen. Algen, Pilze und Flechten wachsen teilweise an Oberflächen, an denen sich Tauwasser bildet. Bei aussen gedämmten Fassaden ist die äusserste Schicht thermisch vom Rest der Wand getrennt und hat eine kleine Wärmespeicherfähigkeit. In klaren Nächten kann diese Schicht unter die Aussenlufttemperatur abkühlen, wodurch Kondenswasser entstehen kann ein Nährboden für Algen und Pilze. Dies lässt sich durch einen Witterungsschutz (Vordach) sowie durch einen Farbanstrich zur Verminderung der Abstrahlung in der Fassade verhindern. Farbgebung Grundsätzlich lassen sich Kompaktfassaden mit Deckputzen und Anstrichen farblich frei gestalten. Allerdings gibt es technische Einschränkungen für die Farbgebung. Denn die Farbhelligkeit des Deckputzes beeinflusst die Wärmeaufnahme einer Fassade. Bei dunklen Farben heizt sich die Fassade stärker auf und es entstehen eher strukturelle Schäden. Deshalb muss die Deckschicht einer Kompaktfassade gemäss der Norm SIA 243 einen minimalen Hellbezugswert von 30 aufweisen (siehe Kasten). Bei niedrigeren Hellbezugswerten kann es zu starken Temperaturspannungen im Material und somit zu Rissen kommen. Hohe Temperaturen führen bei Kunststoff-Wärmedämmungen zu Schwundmass. Die Folge sind Unebenheiten und eine reduzierte Dämmwirkung. Mineralwolle weist dagegen naturgemäss eine hohe Temperaturstabilität auf und erfordert weniger Aufmerksamkeit bei der Farbwahl. Hellbezugswert Der Hellbezugswert kennzeichnet die wahrgenommene Helligkeit eines Farbtons in Bezug auf eine ideal weisse Fläche bei identischen Beleuchtungsbedingungen. Dabei variiert der Hellbezugswert zwischen 0 (Schwarzpunkt) und 100 (Weisspunkt); ein Farbton mit dem Wert 15 ist folglich sehr dunkel. Hellbezugswerte verschiedener Systemanbieter können aufgrund unterschiedlicher Messmethoden abweichen. Hinterlüftete Fassade Kompaktfassade Vorteile Bessere Feuchtigkeitsabfuhr Viele gestalterische Möglichkeiten (Holz, Stein, Metall, Faserzement) Nachteile Teurer als Kompaktfassade Aufwändig bei Sanierung Kostengünstiger als hinterlüftete Fassade Schlanke Konstruktionen möglich Weniger aufwändige Detaillösungen Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung reduziert. Geringere Lebensdauer 24

25 Abbildung 23: Weit verbreitet und in vielen Varianten im Einsatz die Kompaktfassade. 25

26 Kompaktfassade im Massivbau Alle Teile der Kompaktfassade werden in der Regel vom selben Systemanbieter geliefert. Die Einzelkomponenten sind gut aufeinander abgestimmt: Eine Notwendigkeit, da die Lebensdauer des Fassadensystems massgeblich vom Zusammenspiel der Baustoffe abhängt. Das System besteht meist aus sieben Schichten: Mauerwerk, Kleber, Wärmedämmschicht, Bewehrung, Grundputz, Deckschicht und allfällige Anstriche als äusseren Abschluss. Auf dem Mauerwerk werden mittels Kleber Dämmplatten in einer oder mehreren Schichten angebracht. Als zusätzliche Befestigung der Platten können Kunststoffhalter verwendet werden. Die Wärmedämmplatten müssen lückenlos verlegt und Fehlstellen mit demselben Dämmmaterial verschlossen werden. Auf die Wärmedämmung wiederum folgt die Bewehrung, die schliesslich vom Aussenputz umschlossen wird. Zur Vermeidung von Bauschäden muss eine Kompaktfassade nach aussen dampfoffen sein, um Feuchtigkeit aus der Konstruktion abführen zu können. Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den einzelnen Komponenten. Der Aufbau des Putzes variiert je nach Systemanbieter. Verbreitet wird eine Kombination aus Grundputz und mineralischem Deckputz eingesetzt. Gelegentlich kommt zusätzlicher Haftputz als mineralische Haftbrücke zwischen Dämmplatte und Grundputz zum Einsatz. Der Grundputz kann durch den Deckputz eindringendes Wasser vorübergehend aufnehmen und es kontinuierlich an die Aussenluft abgeben. Er wird häufig mit Bewehrung einem auf den Dämmplatten befestigten Glasfasergewebe ausgeführt. Die Verwendung von Armierungsputzen verbessert die Belastbarkeit bei Schlagregen und starken Temperaturschwankungen. Im Sockelbereich der Fassade wird ein spezieller Grundputz verwendet. Den äussersten Wetterschutz bildet der Deckputz. Er bietet zudem Gestaltungsmöglichkeiten durch farbige Zusätze, Anstriche oder verschiedene Aufbringungsarten etwa als Edelkratzputz mit rauer Oberflächentextur. Wärmedämmung In Kompaktfassaden mit massivem Untergrund kommen vorwiegend Dämmplatten aus Mineralwolle oder Polystyrol zum Einsatz. Entweder werden die Platten nur mit dem Mauerwerk verklebt oder zusätzlich mit Dämmstoffhalter verankert. Für die Aufbringung des Grundputzes muss die Wärmedämmschicht frei von Überzähnen und Staub sowie trocken und tragfähig sein. Für die Dämmung von Kompaktfassaden werden ebenfalls Porenziegel und Dämmputze angeboten, deren Dämmeigenschaften von Dämmplatten aber deutlich übertroffen werden. Abbildung 24: Vertikalschnitt durch eine verputzte Aussenwärmedämmung. Innenputz Backstein B17.5/24 Klebemörtel Aussenputz Der Aussenputz ist als äusserste Hülle eines Gebäudes repräsentativ und bildet gleichzeitig dessen eigentliche Wetterhaut. Neben der Erfüllung architektonischer Ansprüche muss er daher Belastungen durch Schlagregen, Temperaturschwankungen, Frosteinwirkung und Windbelastung genügen. Verarbeitung und Qualität des Aussenputzes beeinflussen somit direkt die Lebensdauer von Fassade und Bauwerk. Wichtig insbesondere zur Vermeidung von Rissen ist die Kompatibilität unter den einzelnen Schichten, weshalb in der Regel alle Produkte desselben Systemhalters verwendet werden. Dieser achtet auf angepasste Aussenputz Flumroc-Dämmplatte COMPACT PRO 26

27 Und bei der Sanierung Nicht zuletzt durch die finanzielle Unterstützung des Bundes mit seinem Gebäudeprogramm, sind energetische Verbesserungen der Gebäudehülle stark im Trend. Um die Ziele der Energiepolitik zu erreichen, gilt es unzählige Massivbauten zu erneuern. Ungedämmte Mauerwerke lassen sich einfach sanieren eine fachlich korrekte Vorgehensweise vorausgesetzt. Der Vorteil: Tragendes Mauerwerk und Verputz bleiben bestehen. Die Wärmedämmung wird montiert und nachträglich verputzt (siehe Abbildung 26). Bestehende Bauteile müssen vor einer Sanierung von Fachleuten begutachtet werden, um je nach Zustand der alten Gebäudehülle die nötigen Massnahmen zur Instandsetzung zu definieren. Damit die neue Fassade stabil, langlebig und dicht ist, gilt es drei Punkte zu beachten. Befestigung: Die Wärmedämmung wird auf die vorbereitete Oberfläche mit üblichen Klebern aufgebracht. Im Gegensatz zu Neubaufassaden müssen die Dämmplatten bei Sanierungen zusätzlich mechanisch befestigt werden. Dafür kommen Kunststoff-Dübel zum Einsatz, die durch den bestehenden Putz hindurch etwa 4 cm im Tragwerk verankert werden. Anschlüsse: Besondere Beachtung ist den Anschlüssen von Fenstern oder Storenkästen zu schenken. Bei einer Fassadensanierung ist es sinnvoll, gleichzeitig alte Fenster durch Wärmeschutzverglasungen zu ersetzen. Nur so lässt sich eine Gebäudehülle energetisch optimieren. Bleiben die alten Fenster bestehen, gilt es Wärmebrücken an den Anschlüssen zu vermeiden. Dafür sollte an jedem Punkt eine minimale Dämmstärke erreicht werden. Vorbereitung: Zur Entfernung von Algen, Flechten oder Verschmutzungen, ist eine gründliche Reinigung der bestehenden Fassadenoberfläche nötig. Zusätzlich verbessert sich so die Haftwirkung des Klebers zur Fixierung der Dämmplatten. Bei gut erhaltenen Aussenputzen reicht eine Reinigung aus. Vielfach ist der Oberputz jedoch beschädigt und muss repariert werden. Abbildung 26: Verputz und Mauerwerk bleiben bei der Sanierung einer Fassade bestehen, wie der Vertikalschnitt zeigt. Abbildung 25: Sanierung einer Kompaktfassade, Schritt für Schritt. Reinigung der bestehenden Fassade Bestehendes Verbundmauerwerk 320 mm Klebemörtel und mechanische Befestigung Entfernen loser Verputzteile Ausbessern von Unebenheiten Verkleben der neuen Dämmplatten Mechanische Befestigung der Dämmung Flumroc-Dämmplatte COMPACT PRO Aussenputz Aufbringen des Aussenputzes 27

28 Dickschichtiges Verputzsystem Wärmedämmungen verputzen wie konventionelle Mauerwerke, ist nicht ohne weiteres möglich. In der Regel muss bei verpuzten Aussenwärmedämmungen mit geringen Putzdicken gearbeitet werden, um die Stabilität der Fassade zu gewährleisten. Diese Limitierung umgehen Verputzsysteme wie zum Beispiel Robusto durch die Integration einer zusätzlichen Drahtgitterarmierung. Dank der Verstärkung können Schichtdicken von über 20 mm realisiert werden, wodurch sich die Schlagfestigkeit der Fassade erhöht. Neben der Stabilität steigt mit zunehmender Schichtdicke auch die thermische Masse des Verputzes. Folglich kühlt die Fassadenoberfläche langsamer aus und vermindert so die Bildung von Tauwasser, die zu Bewuchs durch Algen oder Flechten führen kann. Im Vergleich zu dünneren Verputzsystemen, die beim Anklopfen einen hohlen Klang erzeugen, bieten dickschichtige Kompaktfassaden den Klang einer massiven Wand. Der armierte massivere Aufbau verbessert die Haftzugfestigkeit des Grundputzes, was zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet. So kann die Fassade neben üblichen Deckputzen und Farbanstrichen mit schweren Wandplatten aus Keramik, Granit oder Klinker belegt oder mit einem massiven Kratzputz abgeschlossen werden. Stahlgitter für Stabilität Kernelement von dickschichtigen Fassadensystemen sind Armierungsgitter aus vergütetem Stahl. Diese Gitter werden direkt auf den Steinwolledämmplatten befestigt. Zur Halterung der Dämmplatten kommen Spezialdübel zum Einsatz, an deren Aussenseite das Stahlgitter fixiert werden kann. Zusätzliche Kunststoffclips stellen einen gleichmässigen Abstand zwischen Wärmedämmung und Armierung sicher. Ein rund 15 mm starker Grundputz umschliesst das Armierungsgitter und bildet die Basis des Aussenputzes. Darauf folgt eine etwa 4 mm dicke Schicht aus Einbettungsmasse mit integriertem konventionellen Armierungsgewebe, als Untergrund für die gewünschte Fassadenoberfläche. Abbildung 27: Kratzputz auf gedämmter Kompaktfassade an der Seniorenresidenz im Wettsteinpark, Basel. 28