die Berücksichtigung des Zusammehrschaligen Membranfassaden Kurzfassung Im chemischen und biologischen

Membran als eine durchlässige Abgrenzung zwischen einem System und der Umwelt. Überträgt man dies wörtlich in die Architektur, klärt sich die Bedeutung: Membrane Architektur verwendet Segel, Kissen, Folien, etc. auf verschiedene Arten um ein ten. System abzutrennen, vor den Da bei der Thematik „Bauen

Schnee, Sonne - zu schützen, ein Territorium abzugrenzen oder ein Bestehendes zu ergänzen. Das Tragwerk besteht beispielsweise aus Stahlstützen, Stahlseilen und dem Flächenelement Membran. Die Membran muss vorgespannt werden um eine Grundstabilität zu erreichen. Das System ist auf Zug beansprucht.

unter anderem in Stadien, Platzüberdachungen, Ausstellungszentren, Flughäfen, Ausstellungspavillons und - darauf liegt der Fokus dieser Arbeit - als Fassade bzw. Hülle. Entsprechend der Verwendung unterscheiden sich Membrankonstruktionen stark in

Größe und Art der Ausführung. über den Aufbau von ein- bzw. Die Membranarchitektur erfordert

„Das Schlagwort »das Zweckmä-

Hälfte wahr. Wann nennen wir ein menschliches Gesicht schön? Die Teile eines jeden Gesichts dienen einem Zweck, aber nur wenn sie vollkommen sind in Form, Farbe und wohlausgewogener Harmonie, verdient das Gesicht den Ehrentitel »schön«. Das gleiche gilt für die Architektur. Nur vollkommene Harmonie in der technischen Zweck-Funktion sowohl wie in den Proportionen der Formen kann Schönheit hervorbringen. Und das macht unsere Aufgabe so vielseitig und kompliziert.“ (Walter Gropius)

Inhalt

1.  Einführung  11

1.1  Fassade & Hülle im Kontext der Öffentlichkeit  12

1.2  Gestalten mit Membranen - eine Verbindung von Kreativität & Technik.  14

2.  Funktionen der Fassade & Hülle in der Architektur  19

2.1  Hochbautechnische Anforderungen aus bauphysikalischer Sicht  20

2.2  Fassade und Tragwerk  25

2.3  Ausstattungsmöglichkeiten  26

3.  Kunststoff - materialtechnische Grundlagen  29

3.1  Membranwerkstoffe in Bezug auf den werkstoffgerechten Enwurf  32

3.1.1  Gewebe.  33

3.1.2  Folien  36

4.  Anforderungen an das Entwerfen mit Membranen  39

   39

4.2  Anforderungen an das Entwerfen mit Geweben  49

4.3  Anforderungen an das Entwerfen mit Folien  56

5.  Aufbau von Membranfassaden  63

5.1  Nutzeranforderungen bezüglich Bauphysik  63

5.1.1  Klimatische Umgebungsbedingungen  63

5.1.2  Wärmeschutzstrategien  67

5.1.3  Akustische Aspekte  72

5.1.4  Brandschutz und Brandverhalten  73

5.1.5  Membranumhüllte Gebäudesysteme  74

5.2  Die einschalige Membranfassade.  78

5.3  Die mehrschalige Membranfassade  80

6.  Strukturen von Membranfassaden  83

6.1  Modulare Strukturen  84

6.1.1  Form und Vorspannung  86

6.1.2  Gebaute Beispiele  89

6.2  Weit gespannte Strukturen  98

6.2.1  Form und Vorspannung  99

6.2.2  Gebaute Beispiele  103

6.3  Luftgestützte Strukturen.  107

6.4  Ausblick und Vision  114

  Literatur- und Abbildungsverzeichnis  117

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1. Einführung Genau diese Veränderung führt Der Weg zu der momentan posi-

Die visuellen Eigenschaften von Kunststoff - das heißt Struktur, Textur und Faktur - können sehr interessant für den architektonischen Entwurf sein. Das Spiel mit Licht, Transluzenz oder Blickbezügen bzw. das Entgrenzen von innen und außen um damit vielfältige, wandelbare Beziehungen zu erzeugen sind mitunter das Reizvollste an dem Material Kunststoff. Architekturtheoretisch wird mit dem Einsatz architekturfremder Materialien bzw. die Metamorphose und Verfremdung traditioneller Baustoffe mit Hilfe immaterieller

-

mittelbare, Architektursprache manifestiert. Das Material an sich ist mittlerweile zum Informationsträger avanciert. Ganz im Sinne Peter Sloterdijks nutzen Leichtigkeit, Beweglichkeit und die Vielgestaltigkeit der Kunststoffe das Verhältnis des Menschen zur Welt zu bestimmen. In der Baubranche setzte eine erste Kunststoff-Euphorie in den späten 1950er Jahre ein. Die da-Kunststoff existieren kann. malige Entwicklung brachte Häuser mit Außen- und Innenwänden oder Sanitärzellen bzw. Einrichtungen aus Kunststoff hervor.

„Der Beruf des Architekten ist eine abenteuerliche Tätigkeit: Ein Grenzberuf in der Schwebe zwischen Kunst und Wissenschaft,

und Gedächtnis, zwischen dem Mut zur Modernität und echter Achtung der Tradition.“ (Renzo Piano)

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1.1 Fassade & Hülle Volumen, die Stellung und die und hat sich als Hülle von seinem

Fassadengestaltung bestimmen Inhalt emanzipiert. Für Kritiker im Kontext der

Öffentlichkeit Die Fassade oder Hülle ist einerseits Teil des Gebäudes, also die Schwelle von Außenraum / Innenraum bzw. die Trennung von öffentlich und privat / halböffentlich, andererseits Teil der Fassaden und Hüllen sind kultu-Wie bei den meisten Themen der

Straße, des öffentlichen Raumes. Im Entwurfsprozess sind deshalb nicht nur die Auswirkungen auf den Benutzer im Gebäude - wie Belichtung, Klima oder ähnliches

- zu berücksichtigen, sondern auch der städtebauliche Kontext: Wie verändert sich das äußere Erscheinungsbild, die Wirkung des Gebäudes und des dazugehörigen Ensembles? Wie geht der Entwerfende mit dem genius loci - der Atmosphäre eines Ortes - um? Die Hülle bzw. die Fassade ist eine Grenze, die mit der Umwelt korrespondiert - im physischen wie im intellektuellen Sinn. Der Architektur wohnt eine gesellschaftliche und öffentliche Dimension inne, was bedeutet, dass nicht immer die funktionale Belegung zur Diskussion steht,

im städtebaulichen Kontext. Das

Abb. 1 Guggenheim Museum, Bilbao / Frank O. Gehry

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Formen kann sich der Charakter Insbesondere für Entwürfe im

eines Ortes grundlegend ändern. Ein Beispiel ist der Urban-Loritz-Platz in Wien (Architekten Tillner & Willinger ZT GmbH)

Wo vorher U-Bahn, Autobus

und Straßenbahn für Fußgänger

schlecht miteinander verbunden

waren, bzw. der Platz als solches verführerisch. im Autolärm des Neubaugürtels vollkommen unterging, markiert

nun eine Membranüberdachung

einen wichtigen innerstädtischen

Verkehrsknoten: Eine witterungs- „Großhaltestelle“ für

die Fussgänger die nur durch den

querenden Verkehr unterbrochen

ist. Damit wurde den Fußgän- ein Zentrum an einem vom

Autoverkehr dominierten Ort

geschenkt.

Der „schmutzige Gürtel“ wirkt durch die helle Membran gesäubert, die im Viertel dahinter liegende Stadthalle - eine der größten Veranstaltungshallen Wiens - hat nun einen würdigen Treffpunkt für die anreisenden Besucher erhalten. Die beinahe unüberwindbare Schwelle Neubaugürtel ist perforiert, der außen liegende 15. Bezirk rückt näher an die Innenstadt.

Abb. 3 Überdachung Urban-Loritz-Platz, Wien / Architekten Tillner & Willinger ZT GmbH

1

1.2 Gestalten mit Struktur - Raum - Fassade ihn war Architektur eine Art von

Bekleidung. Daher kommt wahr- Membranen -

Kreativität & Technik Wie Prof. Dipl. Arch. Marc Meyer, Professor für Architekturtheorie an der Hochschule für Technik Zürich, 2001 postulierte, ist eines der größten Themen in der Archi-

Materialien werden verändert, beinahe bis zur Unkenntlichkeit verfremdet - wie mittels Glasfasern „durchscheinender“ Beton

- teilweise ihrer innewohnenden Bedeutung beraubt. Was einmal massiv und gewichtig war und

wirkte, kann heute leicht und luftig daherkommen. Geschwungene „Betonschalen“ und aufgrund ihrer Größe sehr verdichtet wirkende Stahl-Glas-Skelettbauten

- beinahe alles ist möglich. -

den in der die Materialtechnik jeden Bereich der Architektur durchdringt. Architektur ist mehr als bloßes Design oder „kunstvoll tätowierte Kisten“ ¹ . Die Architektur hat nach Für Semper hat die Architekur

1

[Meyer & Geilinger] 14

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- schwül - und von drinnen die Mehr als ein Jahrhundert später des Hauses selbst und seine

setzte sich die Architekten-Künstler-Gemeinschaft Haus-Rucker-Co ist sich selbst neu erleben.“ 2 (Europa) bzw. Haus-Rucker-Inc. erschienen.“ 3 (USA) mit textiler und biegeweicher Architekur auseinander. Ins-Aus diesem Zitat ist die Sehn-Beide Projekte setzen sich mit

besondere mit der Problematik: 1968 sorgte die Gruppe mit der Installation „Gelbes Herz“ für Aufsehen. Man wollte die reale Umwelt für bestimmte Zeitabschnitte verlassen und sich einer neuen Art Entspannung durch die besonderen optischen und akustischen Reize im Inneren hingeben. Es ist zu erkennen, dass zwar der Einsatz von Folien und beschichteten Textilien relativ neu war - also die Materialitätder Wunsch nach einer gewissen „Ur-Geborgenheit“ jedoch zählt zu den ureigenen Bedürfnissen der Menschheit. Man könnte sich fragen, ob vielleicht Architektur nicht nur Bekleidung sein kann, sondern ein Rückbesinnen in den Mutterleib. Sozusagen das vollständige „Eingehüllt-Sein“. „Rund und glatt, leuchtend, schimmernd, dick und weichdas gelbe Herz. [...] Drinnen den Regen draussen sehen und hören rundherum und trotzdem nicht nass. [...] Draussen die Hitze

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den typischen leuchtenden Farben

der High-Tech-Outdoor-Modekonstruiert sie Privatsphären und kollektive Strukturen. Die Grenzen setzt eine hoch performative Membran - im wörtlichen wie auch im übertragenden Sinn. Die Künstlerin vertritt die Meinung, dass in unserer, gegenwärtigen Gesellschaft der Mensch sein Zuhause mittels den gegebenen soliden und massiven archi-Wird er aus diesem Kontext gerissen, verschwinden die sozialen Grenzen und verpuffen. 2004 ging Lucy Orta eine Kollaboration mit dem Ingenieurbüro Atelier One ein um das Projekt dwelling X - an dem sie seit den 1990iger Jahren arbeitete - zu materialisieren. Es handelt sich um eine Serie von Genau an dieser Stelle möchte Projekt dwelling X

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1

2

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2

Funktionen der Fassade & Hülle

2. Funktionen der Fassade jeher zu erkennen. Mittlerweile Als Membran ³ wird landläufig

gibt es vermehrt Bemühungen eine dünne Trennschicht bzw. & Hülle

gensatz zur Hülle ist die Fassade ein Teil des das Objekt von Systems.

1 Hül|le, die - von althochdt. Hulla, altengl. 2 Fas|sa|de, die - von ital. facciata, ursprünglich von lat. facies: Angesicht (Vorder-,

2

2.1 Hochbautechnische rungen“ ³ zusammengefasst, die Für Wohngebäude gelten andere

teilweise von den lokalen Bau- Anforderungen als beispielswei- Anforderungen aus

bauphysikalischer Sicht „Nichts ist in der Architektur so gefährlich, wie sich mit Problemen getrennt zu beschäftigen. Wenn wir das Leben in getrennte Probleme aufspalten, spalten wir die Möglichkeiten auf, um gute Gebäudekunst zu bilden.“

(Alvar Aalto - Übersetzung aus dem Finnschen) Die Anforderungen an ein Bauwerk sind vielschichtig. Es gilt die statisch-konstruktive, bauphyikalisch, materialgerechte, montagerechte bzw. sicherheitstechnisch

-

cheziolgischen, psychologischen bzw. philosophischen Zielen konform geht. Die Disziplin Hochbau fügt sämtliche Ziele zusammen, indem zuerst die technische Machbarkeit geprüft wird um in weiterer Folge die Detailierungsmaßnahmen festzulegen. Deshalb ist in diesem Bereich der Architektur Interdisziplinarität allgegenwärtig und selbstverständlich. Als entwurfsbestimmender Faktor gilt in erster Linie die für die jeweilige Nutzung besten Innenraumverhältnisse - sicher, gesund, behaglich - zu schaffen.

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Funktionen der Fassade & Hülle

stellt sich folgendermaßen dar ⁷ : Sanierung wusstsein für Sanierung hinsicht-

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Je kleiner der Dampfdiffusions-Wärmebrücken führen zu Tau-und baurechtlichen Gründen

wasserniederschlag, Durchfeuchtungserscheinungen, Feuchte-und Schimmelpilzschäden - in der Folge zu einer schlechten Je höher der Dämmstand ist, desto stärker wirken sich die Wärmebrücken aus. Die bereits erwähnte Durchfeuch- bzw. das Feuchteverhalten

eines Bauteils ist abhängig von den Stoffeigenschaften Hygros-Liegt der Taupunkt des Was- tanzunerlässlich.

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Funktionen der Fassade & Hülle

2

  Abb. 1 Fassadenfunktionen  

  Abb. 2 Schema der konstruktiven Bereiche  

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Funktionen der Fassade & Hülle

in der Architektur

2.2 Fassade und Tragwerk sonderes Augenmerk auf Toleran- Die Primärstruktur leitet die

zen, Verformung und Bauphysik Lasten aus der Fassade in die gelegt werden, da eventuell Kom- Fundamente weiter und über- Das Thema Lastabtragung von ponenten der Fassade nicht ein- nimmt so die tragende Funktion Fassadentragwerken ist bereits fach ausgetauscht werden können für das gesamte Gebäude. Die ausreichend dokumentiert, des- weil sie Teil der Tragstruktur des halb werden an dieser Stelle die Sekundärstruktur dient als Trag- Gebäudes sind. wichtigsten Aspekte zusammen- gefasst. Weiterführende Quellen

Literaturverzeichnis zu entneh-Es werden verschiedene Lastarten

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