Fachbeitrag

Sonderkonstruktionen

Spezielle Profile aus Aluminium

In der Regel bieten große Fassadenhersteller für ihre Profilsysteme umfangreiche Baukästen an, mit denen sie den Großteil der Anfragen bedienen. In diesem Artikel haben wir uns mit der Frage beschäftigt, wie Metallbauer Aufträge mit Sonderkonstruktionen erfolgreich lösen.

CAD-Programme für Architekten werden immer leistungsfähiger, zudem sind Wärmeschutzanforderungen nicht zuletzt aus Gründen des Klimaschutzes sehr hoch. Insofern wird immer öfter bei Metallbauunternehmen die Realisierung von Aluminiumfassaden angefragt, die mit den regulären Systembaukästen großer Fassadenhersteller nur schwer zu lösen sind. Die Anfragen betreffen überwiegend zwei unterschiedliche Anwendungen: Freiformen und Denkmalpflege.

Bei den Freiformen handelt sich um subtil abgerundete Fassadenentwürfe, die oft mit CAD-Programmen aus dem Flugzeugbau, wie Catia, entstanden sind. Im Bereich der Denkmalpflege geht es durchweg um Lösungen für Fassadensanierungen von Projekten aus der frühen Moderne oder der Industriekultur. Seinerzeit hatten die Architekten in Unkenntnis der Wärmeschutzproblematik stark reduzierte Fensterkonstruktionen aus Winkeln und Bändern entwickelt, für die nunmehr eine zeitgemäße Entsprechung zu finden ist. Um die historische Ästhetik zu erhalten, haben diese jedoch ausgesprochen schmal zu sein.

Sondergrößen leicht gemacht

Ronny Symannek, Technischer Leiter Objektvertrieb beim Profilhersteller heroal im westfälischen Verl, teilt die Beobachtung, dass Sonderkonstruktionsanfragen, die das Unternehmen von den Fachpartnern erreichen, sich überwiegend auf die Realisierung von architektonischen oder konstruktiv-statischen Anforderungen beziehen. Häufig erhalten sie auch Anfragen zu Sondergrößen, insbesondere von solchen, die sich außerhalb der geprüften Standards bewegen. Als Hersteller bedient heroal diese Anfragen im ersten Schritt mit einer umfassenden Beratung, bei der sie zunächst die technische Machbarkeit überprüfen. Denn es gilt auch bei Sonderkonstruktionen eine CE-konforme Herstellung sicherzustellen. Entsprechend bemüht sich heroal um Sonderfreigaben in Form von Zulassungen im Einzelfall. Darauf aufbauend entwickelt und produziert der Hersteller schließlich die erforderlichen Sonderprofile und unterstützt das Metallbauunternehmen bei der Ausführung bzw. führt diese Arbeiten mitunter sogar selber durch.

Objekt: AFI Vokovice Prag

Das tschechische Metallbauunternehmen Sipral a. s. verarbeitete am Prager Wohnturm V-Tower mehr als 1.700 heroal Elemente, die für eine hohe Transparenz und fließenden Übergang zwischen außen und innen sorgen. In dem Ensemble sind rund 30 Elemente des Türsystems heroal D 72 und der Fassade heroal C 50 HI rund um die Einkaufspassage im Erdgeschoss verbaut. Darüber hinaus wurden in dem Objekt etwa 1.000 objektbezogene Sonderprofile des Fenstersystems heroal W 72 eingesetzt. Die über 600 verbauten Lüftungsklappen heroal W 72 VF gewährleisten mit einem einheitlichen Design die Frischluftzufuhr auch in großen Höhen. Deren großer Vorteil ist, dass es aufgrund ihrer geringen Öffnungsweite keiner zusätzlichen Absturzsicherung bedarf. Darüber hinaus sind von dem Sonnenschutzsystem heroal VS Z über 800 Elemente in die Fenstermodule integriert.

Eigene Abteilung für Sonderlösungen

Bei der im sauerländischen Lüdenscheid ansässigen Firma Hueck System könnte man fast meinen, dass sich der Profilhersteller auf die Entwicklung und Produktion von Sonderlösungen spezialisiert hat. Zumindest unterhält das Unternehmen eine eigene Planungsabteilung, die ausschließlich mit der Entwicklung von nicht standardmäßigen Profilen zuständig ist. Nicht ohne Stolz verweisen sie auf ihre erfolgreich abgeschlossenen Projekte aus der jüngsten Vergangenheit. Diese erforderten nicht nur eine besondere Detaillierung, sie wurden zudem nachhaltig ausgeführt und entsprechend prämiert oder ausgezeichnet.

Objekt: Universitätsturm, Calgary/Kanada

Das kernsanierte Hochschulhochhaus des MacKimmie Komplexes auf dem Campus der Universität von Calgary in Kanada weist nunmehr eine sanft geschwungene Doppelfassade auf, deren Glasfelder nicht an senkrechten Profilen, sondern an einer diagonalen Fassadenstruktur montiert sind. Die auffällige Außenhülle wurde realisiert, um auf die darin integrierten, besonders energiesparenden und nachhaltigen Haustechniksysteme aufmerksam zu machen. So wollte das verantwortliche Architekturbüro Dialog den Umweltschutz im universitären Alltag präsenter machen. Sie bezeichnen die realisierte Aluminiumfassade als dynamisch „atmend“. Die Fassade wird permanent über Detektoren und eine entsprechende Motorensteuerung an sich ändernde Wetterverhältnisse angepasst. Automatisiert öffnen und schließen sich nunmehr die Fenster, minimieren so den Energiebedarf und optimieren gleichzeitig die Luftqualität der Innenräume.

Das kanadische Metallbauunternehmen Ferguson Corporation realisierte die Außenfassade mit einer Sonderlösung auf Basis der Hueck Trigon Unit L Elementfassade mit integrierten nach außen öffnenden Fenstern der Serie Hueck Lambda WS 075 OU. Die erforderliche Structural-Glazing-Fassade wurde modular maßgeschneidert angelegt, auch machte die Anordnung ähnlich einem Parallelogramm eine besondere Montage nötig. Das Öffnen und Schließen der Fenster erfolgt über verdeckt liegende Motoren, die so platziert sind, dass sie die dominanten Fassadendiagonalen der Fassade nicht unterbrechen. Diese Motoren wurden eigens für den amerikanischen und kanadischen Markt angepasst und entsprechend zertifiziert.

Die Außenfassade besteht aus einem Dreifach-Verglasungssystem, das eine einerseits maximale Tageslichtausbeute sicherstellt, andererseits aber einen hohen Dämmwert besitzt. Eine zweite, innere Fassadenebene wurde hingegen aus 13 mm starken Verbundglasscheiben gefertigt. Ferner realisierte das Metallbauunternehmen Ferguson mit dem Hueck-Profil Lambda WS 075 die Aluminiumfenster in einer besonderen Flügel-in-Flügel-Ausführung. Dabei kragen die geöffneten Innenflügel in den Luftraum des geöffneten Außenflügels hinein, was den durchgehenden Luftstrom erheblich verbessert und die Wartung erleichtert. Zusätzlich wurden zwischen den beiden Fassadenebenen ausfahrbare Beschattungssysteme als Sonnen- und Sichtschutz installiert. Mit ihnen lässt sich die natürliche Belichtung steuern und so das Wohlbefinden der Nutzer erhöhen.

Objekt: Marienturm, Frankfurt/Main

Am 155 m hohen Marienturm in Frankfurt am Main wurde im Eingangsbereich durch die Firma FKN Fassaden mit Hilfe der Serie Hueck Trigon 60 eine Pfosten-Riegel-Konstruktion realisiert, die als hochwärmegedämmte Element-Fassade mit integrierter Tragkonstruktion zudem noch vorgelagerte Prallscheiben mit aufgesetzten Aluminiumprofilen aufweist. Hierfür entwickelten die Hueck-Ingenieure spezielle Sonderprofile, die eine Fusion aus der Fassadenserie Hueck Trigon 60 und der Fensterserie Hueck Lambda WS 075 darstellt. Der vor den Fenster-Elementen liegende, elektrisch betriebene Sonnenschutz ist durch die besagte Prallscheibe vor Wind, Wetter und vor Verschmutzung geschützt. Die Prallscheiben fungieren zudem als unmerkliche Absturzsicherung. Zudem können über die bodentiefen Fensterflügel sowohl der Sonnenschutz und der 25 cm tiefe, belüftete Zwischenraum von innen problemlos gereinigt werden.

Für eine erfolgreiche LEED-Zertifizierung ist es erforderlich, eine natürliche Belüftung vorzusehen. Diese wird über 1,5 m hohe, von innen bedienbare Lüftungsklappen erreicht. Aufgrund ihrer Schlagrichtung nach außen war eine hohe Stabilität und große Dichtigkeit erforderlich. Hier ersannen die Hueck-Ingenieure eine Parallelausstell-Konstruktion in Form eines aufgesetzten Aluminium-Profils. So wird außerdem im geöffneten wie im geschlossenen Zustand die Lüftungsklappe als eine einheitliche, lisenenartige Struktur wahrgenommen.

Mit seinen 38 Stockwerken waren beim Marienturm auch besondere Maßnahmen zur Aufnahme der Seitenwindlasten notwendig. Diese dynamischen Kräfte mussten von den Dichtungen in der wasserführenden Schicht aufgenommen werden. Auszugleichen waren Vertikalbewegungen von 21 +/- 15 mm in den Hauptelementen und 38 +13/-33 mm in den Sonderbereichen.

Gelöst wurde das Detail mit dem Dichtsystem von Hueck, das nicht nur große Bewegungen in der Vertikalen ausgleichen kann, sondern überdies noch einfach zu montieren ist.

Aufwändig war auch die Farbfassung der Außenprofile. Für eine edel erscheinende, mattierte Oberfläche wurden diese zunächst fein geschliffen und dann poliert. Mit der folgenden Eloxierung in einem dezenten Goldton wurde eine leicht changierende Wirkung erzielt.

Objekt: My4Walls, Hamburg

Das Denkmalschutzamt stufte 2012 das 1966 fertig gestellte, seinerzeit für das Unternehmen Claudius Peters errichtete Bürohochhaus am Hamburger Kapstadtring als Denkmal ein. Es galt jedoch, das Gebäude unter Beibehaltung seiner Anmutung energetisch zu sanieren und von einem Geschäfthaus in ein Appartementhaus umzubauen.

Eine besondere Herausforderung war dabei, die dem Original nachempfundene Fassade nach modernen Wärmedämm- und Brandschutzstandards umzusetzen. Realisiert wurde diese von der Lemgoer Firma BBS Metallbau und Schiffsausbau mit auf Hueck Trigon 60 und auf dem Fensterprofil Hueck Lambda WS 075 basierenden Sonderkonstruktionen. Eine Besonderheit waren die ursprünglichen, sehr schmalen Aluminiumprofile der Fassade, die diese in charakteristischer Weise strukturieren.

Solche ausgesprochen schlanken, jedoch weitgehend ungedämmten Profile werden heute nicht mehr industriell gefertigt. Da es sich nunmehr um einen Wohnungsbau handelt, waren zudem sowohl die Energieeinsparverordnung wie auch die geltenden Brandschutz-Auflagen einzuhalten. Dabei galt es, bei der künftigen äußeren Erscheinung den Vorstellungen des Denkmalschutzes gerecht zu werden.

Um diesen widersprüchlich erscheinenden Vorgaben niveauvoll gerecht zu werden, entschlossen sich die Hueck-Ingenieure zu einem Fassadennachbau, der einmal mehr auf dem Pfosten-Riegel-System Hueck Trigon 60 basiert. Bei den Dreh-Kipp-Fenstern mit eingespannten Öffnungselementen kam hingegen die Profilserie Hueck Lambda WS 075 zum Einsatz. Vorteilhaft war hier, dass der Fassadenbaukasten Hueck Trigon 60 grundsätzlich sehr schmale Ansichtsbreiten aufweist, weshalb das System gut an die ursprüngliche Aufteilung und Profilstärke anzupassen war. Im Original wiesen die farblich abgesetzten Öffnungsflügel nur eine Ansichtsbreite von 25 mm auf, was erheblich schmaler als ein zeitgemäßer, angemessen gedämmter Fensterflügel ist.

Auch der Platzbedarf der Fensterbeschläge und ihrer Mechaniken war in den 1960er-Jahren geringer. Erreicht wurde eine akzeptable Ansicht mittels eines aufgedoppelten Zusatzprofils auf den eigentlichen, 45 mm starken Fensterflügeln. So konnte eine zusätzliche Schattenfuge zum eigentlichen Pfosten geschaffen werden.

Fazit

Natürlich haben mit einem entsprechenden Maschinenpark ausgerüstete Metallbaubetriebe immer die Möglichkeit, Sonderkonstruktionen selber herzustellen. Gerade im Bereich der hochwertigen Altbausanierung trifft man dies häufiger an. Es ist aber in der Regel kostenintensiver und sollte vom Bauherrn gewollt sein bzw. explizit in der Ausschreibung stehen. Vielversprechender, kostengünstiger und auch vom Arbeitsaufwand für den Metallbauer her vertretbarer ist es jedoch, sich vertrauensvoll mit entsprechenden Produktionsanfragen an die Profilhersteller zu wenden.

www.heroal.de

www.hueck.de

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