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Wärmedämm-Verbundsysteme dreidimensional gestalten

Wenn es um Wärmedämm-Verbundsysteme geht, hört man aus Architektenkreisen häufig Klage über die mangelnden Gestaltungsmöglichkeiten dieser Fassadenkonstruktion. Besonders bei Sanierungen ginge, so der Tenor, der Charakter eines Gebäudes verloren. Das muss aber nicht sein, denn auch mit WDVS sind individuelle und kreative Fassaden möglich.

Tatsächlich sind Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) in der Regel recht einfach anzuschauen: Eine weitgehend glatte Putzoberfläche die eventuell noch über Farben etwas Kreativität mitbekommt. Dabei sind auch dreidimensionale Fassadenflächen – fugenlos verputzt oder mit Naturstein beziehungsweise Keramik belegt – ohne weiteres möglich. So wie beim spätmittelalterlichen Übergang von der Holzbauweise zur Massivbauweise neue Formen und Methoden der Gestaltung von Bauwerken entwickelt wurden, so wird wohl auch das Bauen mit Wärmedämmung Schritt für Schritt seine eigene Ästhetik entfalten. Die Münchener Architekten Faraneh Farnoudi und Andreas Hild untersuchten in einem Forschungsprojekt Gestaltungsmöglichkeiten mit Wärmedämm-Verbundsystemen (WDVS) – und damit die Chance, jedem Gebäude seine eigene Note zu verleihen.

Video von Sto

Fassadendämmsysteme – insbesondere Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) – gehören zu den bestimmenden Baumaterialien unserer Zeit. Nicht, weil sie in ihrem Aufbau und in ihrer Haptik besonders erlesene edle Materialien wären, sondern weil sie energetisch häufig notwendig und unsere Energiereserven leider endlich sind. Dass Wärmedämm-Verbundsysteme 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 Karl Joseph Schattners Diktum: »Das Material ist in jedem Fall unschuldig.«

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Aufbauend auf die Ergebnisse des Forschungsprojekts »Modulationsmöglichkeiten der Gebäudeaußenhaut mittels wärmesensitiver Aufnahmeverfahren« von Faraneh Farnoudi und Andreas Hild hat der Baustoffhersteller Sto eine digitale Prozesskette vom Entwurf bis zur industriellen Fertigung des Systems umgesetzt. Damit findet das im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung geförderte Forschungsprojekt seinen Weg in die Praxis.

Konkret wurde seit September 2011 untersucht, inwieweit eine dreidimensionale Modulation der Dämmschicht in der Lage ist, »sowohl die Fassadengestaltung zu individualisieren als auch die Leistung des Systems zu verbessern.« Ausgangspunkt der Überlegungen war der unterschiedliche Wärmedurchgang verschiedener Bauteile einer Bestandsfassade. Wird die Dimensionierung des Dämmstoffs den ungleichen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) angepasst, entsteht eine Neuordnung der Oberfläche gemäß der Maxime »form follows function«. Die Funktion des Wärmedämm-Verbundsystems bekommt eine äußere Gestalt, »der Energiesparfunktion der gedämmten Fassade wird ein authentischer Ausdruck verliehen.«

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Grundlage für eine Modulation des Dämmsystems ist stets eine Gebäude- beziehungsweise Bestandsanalyse. Die Digitalisierung der Bauzeichnungen und ihr Abgleich mit der aktuellen Situation stehen am Beginn der digitalen Prozesskette. Sind Substanz und Anforderungen bestimmt, folgt eine thermische Analyse, entweder mittels Thermografie oder durch eine Simulation der Wärmeströme. Das daraus abgeleitete digitale Relief ist eine dreidimensionale Umsetzung der Isothermen der existierenden Wärmedurchgänge. Die nun folgende – vom Planer aktiv gesteuerte – Modellierung der Fassade durch Anwendung von Schnittverfahren oder Polygonverformungen führt schließlich zum Entwurf. Ihren Abschluss erfährt die Prozesskette beim Einsatz mehrachsiger Fräsmaschinen, welche die direkt aus dem 3D-Modell generierten Formen aus Dämmplatten (EPS oder PIR) herausarbeiten. Es folgt die Organisation der Logistik, die sicherstellt, dass alle Platten gemäß Verlegeplan gekennzeichnet, in der richtigen Reihenfolge verpackt, zum jeweils richtigen Zeitpunkt auf der Baustelle angeliefert werden. Im letzten Schritt werden die modulierten Dämmtafeln montiert, armiert und verputzt.

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Die Umsetzung des Forschungsprojektes in die industrielle Fertigung fokussierte vor allem die digitale Prozesskette. Mit ihr können die für Entwurf wie auch Produktionsplanung und -steuerung erforderlichen Daten durchgängig digital bearbeitet und ausgetauscht werden. Nur so ist die erforderliche Maßanfertigung wirtschaftlich zu ermöglichen. Den individuellen Entwurf im Maßstab 1:1 zu realisieren, stellt eine besondere Herausforderung dar, schließlich sind Restriktionen des Rohmaterials dabei genauso zu berücksichtigen wie auch die Montage am Objekt. Entstanden ist eine als Gesamtlösung modulierte WDVS als Individuallösungen für kreative Planer.

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Lesen Sie dazu auch unsere Artikel zum Thema »Plastische Fassadenelemente« und »Vorgehängte hinterlüftete Fassaden in der dritten Dimension«.

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