Sie sind modern, zeitlos und wartungsarm. Sie können überraschend futuristisch sein und sie helfen dabei, Energieeffizienz, Wärmeschutz, Schallschutz und Brandschutz zu verbessern. Sie, das sind Metallfassaden in unterschiedlichsten Ausführungsvarianten. Aus verschiedenartigen Baumetallen gefertigt überraschen Gebäudehüllen aus Metall interessierte Betrachter in allen Teilen der Welt. Immer öfter entscheiden sich Architekten und Bauherren dafür, ihre Gebäude mit Metall zu bekleiden. Dabei stehen immer seltener „nur“ gestalterische Aspekte im Vordergrund. Neben der Gebäudeästhetik sind zum Beispiel die Verbesserung der Dämmung, der leichtere Einbau oder Austausch von Fenstern und Türen, die Anbringung von Sonnenschutz- oder Lüftungselementen gute Argumente pro Metallfassade. Im Folgenden soll der Fokus speziell auf strukturgebende Effekte gerichtet werden, die durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien und Fügungen entstehen.
Architekturlehre
In der Baukunst sind verschiedenartige Fassadenstrukturen wichtige Gestaltungselemente. Schon in der Antike verzierten Ornamente zahlreiche Steinfassaden. Weitere Gestaltungselemente sind Friese, Gesimse oder Architrave. In Form horizontaler Bänder verbinden sie Säulen und Pfeiler oder sind am Übergang von der Fassade zum Dach angeordnet. In der modernen Architektur erfüllen Gebäudehüllen ungeachtet ihrer Materialität konstruktive sowie gestalterische Funktionen. Zu den am weitesten verbreiteten Fassadenstrukturen zählen traditionelle verputze oder verklinkerte Fassaden. Weitere Beispiele sind Loch- und Bandfassaden, Pfosten-Riegel-Fassaden, Elementfassaden oder Glasfassaden. Sie unterscheiden sich durch Aufbau, Tragfähigkeit, Transparenz und Raumwirkung. In der Architekturlehre werden Fassadenstrukturen anhand theoretischer Grundlagen, praktischer Beispiele und entsprechender Übungen vermittelt.
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Strukturgebend aus optischen Gründen
Um die Struktur oder das Gleichgewicht eines Gebäudes zu gestalten, werden auf der Fassade Kontraste, Akzente, Rhythmen oder Symmetrien erzeugt. Die einfachste Möglichkeit, eine Gebäudefassade gestalterisch aufzuwerten, ist ein neuer Verputz oder Anstrich. Die Wirkung von Farben und Mustern, Texturen und Lichteffekten kann die Atmosphäre eines Gebäudes verändern. Aber auch die Integration von Kunstwerken, Skulpturen, Pflanzen oder anderen dekorativen Elementen unterstreicht den Charakter eines Gebäudes. Die ständige Suche nach neuen Möglichkeiten, um die Funktion, die Ästhetik und die Nachhaltigkeit von Gebäuden zu verbessern, ist ein charakteristisches Merkmal moderner Architektur. Ein Werkstoff, der in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielt, ist Metall. Metalle bieten für die Gestaltung von Gebäudehüllen und Fassadenstrukturen eine Vielzahl von Vorteilen, die sowohl strukturgebende als auch optische Gründe haben.
Strukturfassade aus Metall
Gebäudehüllen aus Metall erfüllen sowohl funktionale als auch optische Ansprüche. Baumetalle haben bei der Gestaltung von Gebäudehüllen und Fassadenstrukturen folglich zahlreiche Vorteile. Sie verfügen zum Beispiel über hervorragende elektrische und thermische Eigenschaften, verbessern Blitzschutz, Energieeffizienz und Komfort eines Gebäudes. Außerdem sind Metalle je nach Art, Legierung und Oberflächenbehandlung beständig gegenüber Korrosion, Witterungseinflüssen und mechanischen Belastungen. Ein weiterer Vorteil ist die Recyclingfähigkeit von Metallen und damit einhergehend ein wertvoller Beitrag zur Nachhaltigkeit.
Durch die Verwendung von Metallen können beispielsweise intelligente Fassaden geschaffen werden, die sich an die äußeren Bedingungen anpassen, indem sie Sonneneinstrahlung, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit regulieren. Ein Beispiel für eine solche Fassade sind die Al Bahar Towers in Abu Dhabi. Ihre Fassade wurde mit beweglichen Metallelementen ausgestattet, die sich je nach Sonnenstand öffnen oder schließen.
Klempner sind in der Lage, Metalle zu verformen. Dabei nutzen sie die Duktilität, also die Eigenschaft, Metalle unter Belastung plastisch zu verformen. Je nach Härte, Festigkeit oder Bruchdehnung werden unterschiedliche Bearbeitungs- und Fügetechniken eingesetzt. Während sich harte Metalle besser eignen, um Klickverbindungen zu konstruieren, besitzen weiche Werkstoffe in der Regel bessere Falzeigenschaften. Je nach Werkstoff und Oberflächenbehandlung variieren der Glanzgrad und die optische Erscheinung der Metallelemente. Durch diese Eigenschaften können beispielsweise reflektierende oder mehrfarbige Fassaden geschaffen werden, die das Licht oder die Umgebung eines Gebäudes einfangen oder kontrastieren können.
Weltweit bekannte organisch oder geometrisch geformte Fassaden veranschaulichen, wie das Erscheinungsbild oder die Struktur eines Gebäudes durch den Einsatz von Baumetallen verändert werden kann. Beispielhaft können das Guggenheim-Museum in Bilbao oder der Zollhof in Düsseldorf genannt werden. Beide Fassaden bestehen aus geschwungenen Schindeln aus Titan bzw. Edelstahl, die den Gebäuden eine dynamische und skulpturale Wirkung verleihen.
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Drei Argumente für strukturgebende Fassaden aus Metall
Besonders der dritte Punkt gewinnt zunehmend an Bedeutung. Es ist also nicht überraschend, dass die ohnehin positive Nachhaltigkeitsbilanz von Metallfassaden ständig weiterentwickelt wird. Bei der Planung von Metallfassaden können je nach berücksichtigten Aspekten folgende Maßnahmen ergriffen werden:
Metallfassaden erhöhen Lebensqualität von Bewohnern und Passanten
Kaum ein anderer Fassadenbaustoff ermöglicht die Integration von Sonnenschutz- oder Lüftungselementen wie Jalousien, Rollläden, Markisen oder Lamellen so perfekt wie Metall. Entsprechend geplante Metallfassaden regulieren Sonneneinstrahlung, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit und senken somit den Energiebedarf zur Heizung oder Kühlung des Gebäudes. Gleiches gilt für die Begrünung von Metallfassaden mit Pflanzen. Solche Systeme verbessern die Luftqualität, indem sie Schadstoffe und Kohlendioxid binden und Sauerstoff produzieren. Außerdem schützen begrünte Fassaden vor Überhitzung und verbessern das Stadtklima.
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Titanic-Belfast-Museums präsentiert
Strukturgebende Energieerzeugung an der Fassade
Solarthermische Kollektoren: Natürlich gibt es auch unterschiedliche Möglichkeiten, um an Metallfassaden Energie (Strom und Wärme) zu gewinnen. Eine interessante Möglichkeit zur Energieerzeugung an der Fassade ist die Nutzung solarthermischer Kollektoren. Sie bestehen aus einem Absorber, der auftreffendes Sonnenlicht aufnimmt, entstehende Wärme über ein Trägermedium transportiert und einem Wärmespeicher zuführt. Die Wärmeenergie kann dann für Heizung oder Warmwasser verwendet werden. Solarthermische Kollektoren haben einen hohen Wirkungsgrad und können daher viel Energie einsparen. In Kombination mit Metallfassaden können sie sogar verdeckt eingebaut und über Revisionskonstruktionen gewartet werden.
Photovoltaikmodule: Auf Metallfassaden treffendes Sonnenlicht kann durch integrierte Photovoltaikmodule in elektrischen Strom umgewandelt werden. Je nach Ausrichtung und Neigung erzielen PV-Module unterschiedliche Wirkungsgrade. Ein weiterer Vorteil ist, dass PV-Module inzwischen eine hohe Recyclingfähigkeit aufweisen und daher einen nennenswerten Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten können. Ihre Recyclingfähigkeit wurde in den letzten Jahren auf über 90 % gesteigert.
Thermoelektrische Generatoren: Um das Design bzw. die Struktur von Metallfassaden durch energieerzeugende Systeme nicht zu beeinflussen, gibt es eine interessante, weil nachhaltige und kostengünstige Möglichkeit – die Nutzung thermoelektrischer Generatoren. Dabei handelt es sich um eine relativ neue Technologie mit hohem Potenzial zur Energiegewinnung. An der Innenseite der Fassade angebracht, stellen thermoelektrische Generatoren ein durchaus zukunftsfähiges Konzept zur Energiegewinnung dar. Das System ist in der Lage, Temperaturunterschiede zwischen der Fassadeninnen- und -außenseite in elektrischen Strom umzuwandeln. Die Generatoren bestehen aus zwei verschiedenen Metallen und nutzen das Wärmedelta zur Erzeugung einer elektrischen Spannung. Thermoelektrische Generatoren besitzen keine beweglichen Teile und sind daher wartungsarm. Beispielhaft kann das Swisscom-Gebäude in Zürich genannt werden. Seine Aluminiumfassade ist mit thermoelektrischen Generatoren versehen – der erzeugte Strom wird zur Beleuchtung und zum Betrieb der Geräte im Gebäude verwendet. Nach demselben Prinzip wurde auch die Glas-Metall-Fassade des Amsterdamer Bürogebäudes „The Edge“ konstruiert. Und auch das mit einer Fassade aus Metallplatten ausgestattete Forschungszentrum des Max Planck Florida Institute for Neuroscience in Florida profitiert von dieser Technik
Strukturgebendes Fazit
Baumetalle eignen sich perfekt, um Fassaden mit strukturierten und entsprechend außergewöhnlichen Designs zu realisieren. Dabei verfügen Metalle über eine hervorragende Umweltbilanz. Sie sind wartungsarm und können mit modernen Systemen zur Energieerzeugung ausgestattet werden. Entsprechend begrünt oder mit intelligenten Beschichtungen versehen tragen sie zur Verbesserung des Innenstadtklimas und somit zur Aufwertung des urbanen Raums bei. Für metallverarbeitende Fachbetriebe stellt das Betätigungsfeld Fassade folglich einen lukrativen Zukunftsmarkt dar. 
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Info
Struktur-Bibliothek
BAUMETALL bietet ab sofort eine Struktur-Fotobibliothek an, die zahlreiche Fassadenstrukturen vorhält. Soll Ihre Metallfassade bzw. Ihre Fassadenstruktur ebenfalls in die BAUMETALL-Fotobibliothek aufgenommen werden? Dann schreiben Sie am besten per E-Mail und mit dem Stichwort „Fassadenstruktur“ an redaktion@baumetall.de.
Baumetalle als Fassadenwerkstoff
Aluminium: Das Leichtmetall mit geringer Dichte, hoher Festigkeit und guter Verarbeitbarkeit wird zur Gestaltung von Fassaden oder Dachkonstruktionen sowie für Fenster- und Türrahmen verwendet. Aluminium kann in einer Vielzahl von Formen und Oberflächen verarbeitet werden. Große Designvielfalt wird mit walzblanken, eloxierten oder farbbeschichteten Bauteilen ermöglicht.
Kupfer: Ein Schwermetall mit einer hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Seine charakteristische rotbraune Farbe verändert sich in der Atmosphäre kontinuierlich und bildet im Laufe der Zeit eine grünliche Patina. Im Hochbau wird Kupfer für Dachdeckungen und Fassaden sowie für Blitzschutzanlagen oder dekorative Elemente verwendet.
Stahl/Edelstahl: Als Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und anderen Elementen besitzen Baustähle je nach Zusammensetzung verschiedene Eigenschaften. Festigkeitserhöhende Legierungselemente sind Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Phosphor. Im Fassadenbau werden tragende Elemente (Pfosten-Riegel-Bauweise) sowie Unterkonstruktionen und Elemente für Gebäudehüllen aus Stahl gefertigt. Edelstähle werden u. a. mit Chrom, Nickel, Molybdän oder Titan legiert.
Zink/Titanzink: Ein Schwermetall mit korrosionsbeständiger Oberfläche. Seine ursprünglich bläulich-silbergraue Oberfläche weist in vorbewitterten Varianten diverse Grautöne auf. Pigmentiertes Titanzink ist in unterschiedlichen Farbnuancen erhältlich. Neben Dachdeckungen und Dachentwässerungssystemen werden auch Fassadenbekleidungen aus Titanzink hergestellt.
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