Die bauphysikalischen und konstruktiven Aspekte von Wärmedämm-Verbundsystemen sind geklärt. Wie sie ästhetisch zu bewerten sind und welche Gestaltungsmöglichkeiten sie bieten, darüber wird noch debattiert. Mit dem Forschungsprojekt „Modulationsmöglichkeiten der Gebäudeaußenhaut mittels wärmesensitiver Verfahren“ haben die Münchener Architekten Faraneh Farnoudi und Andreas Hild einen neuen Weg für die Gestaltung zeitgemäß gedämmter Fassaden gewiesen. Entstanden ist daraus eine durchgängig digitale Prozesskette, die die Einzigartigkeit einer Gestaltung mit einer hochpräzisen seriellen Vorfertigung und Ergebnissicherheit verknüpft.
So wie Anfang des 17. Jahrhunderts beim Übergang von der Holzbau- zur Massivbauweise neue Formen und Methoden der Gestaltung von Bauwerken entwickelt wurden, entfaltet auch die Dämmbauweise Schritt für Schritt ihre eigene Ästhetik. Fassadendämmsysteme – insbesondere Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) – gehören gerade in der Gebäudemodernisierung zu den bestimmenden Baumaterialien unserer Zeit. Dass sie gelegentlich für vereinheitlichende Sanierungen von Bestandsgebäuden verantwortlich gemacht werden, hat viel damit zu tun, dass Planer und Handwerker die gestalterischen Möglichkeiten dieser Systeme nicht ausschöpfen. Schließlich gilt auch hier das Diktum des Architekten Karl Joseph Schattner: „Das Material ist in jedem Fall unschuldig.“ Sto hat für die Außenwanddämmung eine digitale Prozesskette umgesetzt, die vom Entwurf bis zur industriellen Fertigung eines modulierten Fassadendämmsystems reicht (Abb. 1/2). Das Unternehmen baut dabei auf den Ergebnissen eines Forschungsprojekts von Faraneh Farnoudi und Andreas Hild auf, das im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung gefördert wurde.
Form des WDVS folgt dem Wärmedurchgang
Seit September 2011 wurde untersucht, inwieweit die dreidimensionale Modulation einer Dämmschicht aus expandiertem Polystyrol (EPS) in der Lage ist, WDV-Systemen eine eigene Formensprache zu geben und dabei sowohl die Fassadengestaltung zu individualisieren als auch die Leistung des Systems sicherzustellen. Ausgangspunkt der Überlegungen war der unterschiedliche Wärmedurchgang verschiedener Bauteile einer Bestandsfassade. Wird die Dimensionierung des Dämmstoffs den ungleichen Wärmedurchgängen angepasst, entsteht eine Neuordnung der Oberfläche gemäß der Design-Maxime „form follows function“: dicke Dämmschichten an Stellen hoher Energieverluste, dünne Dämmschichten an Stellen geringer Energieabflüsse (Abb. 1). Die Funktion des Wärmedämm-Verbundsystems bekommt eine äußere Gestalt, der Energiesparfunktion der gedämmten Fassade wird ein authentischer Ausdruck verliehen. Das führt – außer bei völlig baugleichen und identisch genutzten Gebäuden – immer zu einer individuellen Optik.
Digitale Prozesskette reicht von der Analyse bis zur Verarbeitung
Am Beginn der digitalen Prozesskette steht stets eine Gebäude- beziehungsweise Bestandsanalyse. Die Digitalisierung der Bauzeichnungen und ihr Abgleich mit der aktuellen Situation bilden die Grundlage. Sind Substanz und Anforderungen bestimmt, folgt eine thermische Analyse mittels Thermografie und eine Simulation der Wärmeströme (Abb. 3/4). Hierfür berechnet ein Computerprogramm auf Basis der thermografischen Aufnahmen Wärmedurchgänge, Mängel in der thermischen Hülle und Temperaturverteilungen des Gebäudes. Schließlich wird ein thermografisch besonders markanter Teil der Fassade ausgewählt und additiv über die gesamte Fläche verteilt. Dieses wiederkehrende Bild von Isothermen eines bestimmten Fassadenabschnitts wird digital in ein dreidimensionales Modell umgewandelt und somit inhaltlich paraphrasiert: Mittels einer Finite-Elemente- Berechnung fließen die unterschiedlichen Dämmstoffdicken im Zuge des Monatsbilanzverfahrens der EnEV 2014 ein. Die Informationen der Thermografie über unterschiedliche Wärmedurchgänge verwandeln sich in ein Relief verschiedener Schichtdicken des Dämmstoffs (Abb. 5). Die nun folgende, vom Planer aktiv gesteuerte Modellierung der Fassade durch Anwendung von Schnittverfahren oder Polygonverformungen führt schließlich zum konkreten Entwurf. Die energetische Ertüchtigung einer Gebäudehülle mittels WDVS-3-D-Modulation ist daher gleichermaßen eine Ingenieurleistung wie auch eine gestalterische Aufgabe und Chance. Anschließend prüft der Systemhersteller die Machbarkeit, alle Systemdetails – insbesondere im Bereich der Anschlüsse und Übergänge – werden festgelegt, und ein Muster wird aufgebaut, um die Realisierbarkeit der gewählten Formen nachzuweisen.
Autoren: Daniela Meidroth und Silvio Czikora-Poznar
Dieser Beitrag ist Teil eines Artikels aus B+B BAUEN IM BESTAND, Ausgabe 06-2015.
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