Professur für Fassadensysteme und Gebäudehüllen
Die Planungsaspekte der Gebäudehülle umfassen Design, Materialien, Komponenten, Verbindungen, Sicherheit, Nutzerkomfort und energetische Effizienz.
Architektur
Verschattung – Blendschutz
Photovoltaik – Solarthermie
Stoffkennwerte
Glas – Stahl – Alu – Holz
Keramik – CFK – GFK – PVC
Silikon – Epoxid – Polyurethan
Baukonstruktion
Elementfassade – Seilnetzfassade
Freiform-Gitterschale – Netzgenerierung
Pfosten-Riegel-Fassade
Bauteilfügungen
Holz-Metall-Verbindungen
Glashalterungen – Klemmungen
Klebungen – Schraubungen
Statik und Dynamik
Tragfähikgeit – Resttragfähikgeit
Wind – Schnee – Erdbeben – Feuer
Explosion – Anprall – Absturz
Steuerung
Lüftung – CO2 – Feinstaub
Wärme – Licht – Schall
Gebäudetechnik
Energieeffizienz – Regelungstechnik
Lüftung – Wärme – Licht – Schall
U-Wert, g-Wert, τ-Wert
In einem interdisziplinären Team wenden wir Methoden aus der Architektur, Baukonstruktion, Statik, Dynamik, Bauphysik und Gebäudetechnik an.
Schwerpunkte unserer Forschung und Lehre
- Energetische Fassaden- und Gebäudetechnik
- Regenerative Energien im Fassadenbau: Solarthermie, Photovoltaik, Windenergie
- Raumnutzungskomfort: Steuerung von Wärme, Luft, Licht, Schall
- Lastkorrelationen im Fassadenbau: Wind, Schnee, Solarstrahlung, Feinstaub
- Fassadenplanung für besondere Lasten: Feuer, Anprall, Absturz, Explosion, Erdbeben
- Glasbau und Glashybridbau: Anschlüsse, Tragfähigkeit, Resttragfähigkeit
Wir fokussieren uns auf zwei Forschungsbereiche:
Die Tragfähigkeit einer Baukonstruktion muss gewährleisten, dass während der gesamten Nutzungszeit keine Gefahren durch mechanisches Versagen bestehen. Für neue Fassadensysteme sind auch neue Elementverbindungen zu entwickeln, z.B. für die Nutzung alternativer Fassadenwerkstoffe wie GFK, CFK, Brettschichtholz aus Eiche, oder Baubuche. Neben standortbezogenen Klimabedingungen sind häufig gebäudespezifische Sonderlasten wie Erdbeben oder Explosionsdruckwellen zu beachten.
Erforscht werden neue Fassadenwerkstoffe hinsichtlich ihrer Materialcharakteristiken und die Tragfähigkeit neuer Anschlüsse bzw. ganzer Fassadenelemente unter statischen, zyklischen oder stoßartigen Belastungen. Unterstützend setzten wir in numerische Simulationen ein, wobei die Computermodelle anhand der Laborversuche verifiziert werden.
Der Raumnutzer wünscht sich einen bestmöglichen Raumkomfort, der durch verschiedenste bauphysikalische Größen definiert wird: Temperaturen der Raumluft sowie der Raumoberflächen, Luftfeuchtigkeit, Luftbelastungen durch Feinstaub, Stickoxide oder Kohlendioxid, Luftströmungsgeschwindigkeit, Tageslichtversorgung, Blendung am Arbeitsplatz, Schallbelastung durch Außenlärm sowie Raumakustik.
Ohne besondere Betrachtung des erforderlichen Energieaufwands wurden im letzten Jahrhundert permanent geschlossene, vollverglaste Fassaden gebaut, die ein Höchstmaß an verfügbarem Tageslicht und hohen Außenlärmschutz gewährleisten. Mit innenliegendem Blendschutz und Klimaanlagen wurden die gewünschten Zielwerte des Raumkomforts sichergestellt. Diese Herangehensweise vernachlässigt jedoch zwei Aspekte: Erstens sind die Nutzer zumeist unglücklich der Klimatisierung ausgesetzt, zweitens ist der Stromverbrauch der Vollklimatisierung sehr hoch.
Eine ganzheitliche Raumkomfortplanung strebt daher an, ein gutes Raumklima mit geringstem Energieaufwand zu erzielen. Wir entwickeln mit diesem Gedanken neue Fassadensysteme und Regelungstechniken. Hierfür werden numerische Modelle entwickelt, die durch Messungen im Studio für Raumkomfort bzw. an Testfassaden verifiziert werden.