Doppelfassade

Was ist eine doppelschalige Fassade?

Eine doppelschalige Fassade (in der Slowakei: dvojplášťová fasáda) ist eine äußere Wand aus zwei verglasten Schichten, die einen Luftraum einschließen. Planer nutzen diesen Hohlraum für Lüftung, Verschattung und Wärmesteuerung. Die äußere Schale nimmt Witterung und Wind auf, und die innere Schale trägt die Fenster und Türen der Räume.

Ingenieure setzen das System ein, um die Gebäudehülle zu verbessern. Es fügt eine zweite Glasschicht und einen durchlüfteten Hohlraum zwischen beiden Schichten hinzu. Die ersten ausgeführten Beispiele stammen aus den 1980er-Jahren. Nordeuropa entwickelte die Technologie in den 1990er- und 2000er-Jahren, zunächst für Schallschutz und thermischen Komfort, später für die natürliche Lüftung.

Sie ist nicht dasselbe wie eine hinterlüftete Fassade. Eine hinterlüftete Fassade besteht aus einer gedämmten Wand hinter einer Bekleidung. Eine doppelschalige Fassade ist meist ein Glassystem, verwandt mit der Pfosten-Riegel-Konstruktion, mit einer zweiten Glasschicht vor oder hinter ihr.

Welche Typen doppelschaliger Fassaden gibt es?

Die Fachliteratur ordnet das System nach der Unterteilung des Hohlraums ein. Vier Typen sind verbreitet: Kastenfenster, Schacht-Kasten, Korridor und mehrgeschossig.

Typ	Unterteilung des Hohlraums	Bekannter Nachteil
Kastenfenster	Jeder Raum hat einen eigenen Hohlraum, horizontal und vertikal abgeschlossen, mit separatem Zu- und Abluftgitter	Eng beieinander liegende Gitter können warme, verbrauchte Luft zwischen Räumen übertragen, und Schall ist schwerer zu beherrschen
Schacht-Kasten	Die Hohlräume der Kastenfenster münden in einen vertikalen Schacht, der Luft durch das Gebäude nach oben zieht	Die Luftströmung ist schnell und in einem hohen Gebäude schwer zu steuern
Korridor	Der Hohlraum wird auf jeder Geschossebene unterteilt und geschossweise belüftet	Mehr Lüftungsöffnungen in der äußeren Schale vermischen Frischluft und Abluft und erhöhen den Lärm
Mehrgeschossig	Ein Hohlraum ohne Unterteilungen, der eine ganze Fassadenseite abdecken kann, mit Zuluft unten und Abluft oben	Überhitzung bei unzureichender Lüftung, Schall- und Geruchsübertragung sowie Fragen des Brandschutzes

Wie tief ist der Hohlraum und wie wird er belüftet?

Die Tiefe des Hohlraums liegt bei ausgeführten Beispielen zwischen etwa 10 cm und 2 m. Mehrgeschossige Typen sind tendenziell tief. Kastenfenster liegen am flachen Ende, typischerweise bei 10 bis 20 cm, was sich für eine vorgefertigte Elementfassade an hohen Gebäuden eignet.

Es gibt drei Antriebsarten der Luftströmung: natürlich, mechanisch und hybrid. Bei der natürlichen Lüftung erwärmt sich die Luft im Hohlraum, steigt auf, entweicht über die obere Öffnung und saugt unten frische Luft nach. Dies ist der Kamineffekt, auch Thermik- oder Schachteffekt genannt. Mechanische Ventilatoren können die Strömung unterstützen, wenn sich der Hohlraum sonst überhitzen würde.

Auch der Luftweg variiert. Beim mehrgeschossigen Typ kann die Luft aus dem Hohlraum über Öffnungen in der inneren Schale in die Räume gelangen. Dies ermöglicht natürliche Lüftung selbst in den oberen Geschossen. Bei den anderen Typen hat jedes Geschoss oder jeder Raum eigene Zu- und Abluftöffnungen.

Überhitzt eine doppelschalige Fassade im Sommer?

Das kann sie. Die Hohlraumluft einer mehrgeschossigen Fassade überhitzt sich, wenn die Lüftung unzureichend ist. Der Hohlraum eignet sich außerdem für Verschattungseinrichtungen. Jalousien zwischen den Schalen halten die Sonnenstrahlung zurück, bevor sie das innere Glas erreicht, und die äußere Schale schützt sie vor Witterung. Ein oben belüfteter Hohlraum führt die Wärme ab, statt sie in die Räume weiterzugeben.

Dieselbe Verschattung blockiert Tageslicht, wie jede beschattete Glaswand. Jede zusätzliche Glasschicht verringert außerdem das Licht, das in den Raum gelangt. Die einfachere einschalige Variante dieser Idee finden Sie unter außenliegender Raffstore.

Wie breitet sich Feuer in einer doppelschaligen Fassade aus?

Ein vertikaler Hohlraum kann als Kamin für Rauch und Flammen wirken. Eine Simulationsstudie aus dem Jahr 2024 verglich die vier Typen anhand eines dreigeschossigen Bürogebäudes mit einem 1 m tiefen Hohlraum. Sie ergab, dass mehrgeschossige und Schachttypen, die einen durchgehenden vertikalen Hohlraum besitzen, den Kamineffekt auslösen. In ihren Szenarien begann der Brand im Erdgeschoss. Die durchgehenden Hohlräume trugen die Flammen in die Büros der oberen Geschosse. Die Bürotemperatur blieb bei allen vier Typen unter 60 Grad Celsius.

Die Studie berichtet außerdem, dass Glas bei hohen Temperaturen reißt. Ein Riss im inneren Glas erhöht das Risiko, dass sich ein Brand im Raum entwickelt, während ein Riss im äußeren Glas Rauch entweichen lässt. Als Gestaltungsoptionen nennt sie die Rauchabsaugung durch den Hohlraum und gegebenenfalls Brandschutzklappen. Ein Artikel eines Bauunternehmens führt das fehlende Brandschott zwischen den Geschossen eines mehrgeschossigen Hohlraums als Problem der Bauvorschriften auf. Die Brandschutzvorschriften für ein konkretes Gebäude entscheiden über das Detail, und der Planer muss nachweisen, wie der Hohlraum unterteilt oder geschützt wird.

Wie werden Hohlraum und Glas gereinigt?

Beide Schalen brauchen Zugang. Tiefe Hohlräume können Wartungsbühnen aufnehmen. Ein Artikel eines Fassadenbauunternehmens weist darauf hin, dass Hohlräume, die schmaler als etwa 75 cm sind, die Bewegungsfreiheit der Arbeiter einschränken. Verschattungseinrichtungen und bedienbare Lüftungsöffnungen im Hohlraum müssen erreichbar sein, was eine Elementfassade verkompliziert. Sind die Elemente nicht luftdicht verschlossen, können Staub und feuchte Luft in den Hohlraum gelangen. Dies kann Verschmutzung und Kondenswasser auf dem inneren Glas hinterlassen und den Wartungsaufwand erhöhen.

Spart eine doppelschalige Fassade Energie?

Die Belege sind uneinheitlich. Ein systematischer Review aus dem Jahr 2016 analysierte mehr als 50 Studien zu doppelschaligen Fassaden in gemäßigten Klimazonen. Er verglich deren Ergebnisse mit einem Basisfall, etwa einer einschaligen Fassade. Die Ergebnisse werden nach Konfiguration, Hohlraumbreite, Lüftung, Ausrichtung und Klima gruppiert, und die Werte für den Betriebsenergiebedarf streuen stark. Der Review weist zudem darauf hin, dass kaum Daten zur Energiebilanz über den gesamten Lebenszyklus existieren. Aus diesem Grund nennt diese Seite keine Einsparung in Prozent. Planer und Eigentümer bleiben außerdem skeptisch, was die Amortisation des Systems betrifft, und die Kosten gelten als Haupthindernis für seinen Einsatz.

Wo ist eine doppelschalige Fassade sinnvoll?

Situation	Eignung für eine doppelschalige Fassade
Großes verglastes Büro- oder öffentliches Gebäude mit starker Sonneneinstrahlung	Typischer Einsatzfall, weil der Hohlraum Verschattung aufnehmen und Lüftung ermöglichen kann
Verglaste Fassade, bei der Schallschutz wichtig ist	Schallreduktion war einer der ersten Gründe für das System
Einfamilienhaus mit kompaktem Grundriss	Selten geeignet, aus den unten genannten Gründen
Kleiner Anbau oder einzelner Raum mit großem Fenster	Ein besseres Fenster oder eine Verschattungseinrichtung erfüllt den Zweck

Warum eignen sich doppelschalige Fassaden selten für ein Familienhaus?

Das System braucht einen Hohlraum mit Platz für Zugang, Wartung und Verschattung, und es verdoppelt das Glas, das gekauft, gereinigt und gewartet werden muss. Ein Familienhaus hat an seiner Hülle wenig Tiefe übrig und eine kleine verglaste Fläche, auf die sich die Kosten verteilen ließen. Der Heizwärmebedarf lässt sich einfacher mit einer durchgehend luftdichten, gedämmten Hülle und guten Fenstern erreichen, was der Logik des Passivhauses entspricht. Das US-Energieministerium (U.S. Department of Energy) weist darauf hin, dass zwei oder drei Scheiben, eine Gasfüllung aus Argon oder Krypton und eine low-e-Beschichtung den Wärmedurchgang verringern. Es fügt hinzu, dass Verschattungen gegen Überhitzung helfen, aber Tageslicht blockieren.

Was sagen die slowakischen Vorschriften zu Verglasung und Tageslicht?

Die Verordnung des Gesundheitsministeriums 259/2008 Z. z. über das Innenraumklima von Gebäuden legt die Tageslichtregeln fest. Ihr § 4 Abs. 3 verlangt, dass Räume, in denen sich Menschen längere Zeit aufhalten, ausreichend Tageslicht erhalten. Ihr § 4 Abs. 6 verlangt für längeren Aufenthalt eine Verglasung mit einem Lichttransmissionsgrad von mindestens 0,6, gemessen senkrecht zur Oberfläche. Ihr § 4 Abs. 12 verlangt, das Tageslicht durch Messung nachzuweisen, wenn berechnete Werte nicht verwendet werden können. Die numerischen Tageslichtwerte stehen in einem Anhang, den diese Seite nicht zitiert. Eine zweite Schale fügt Glas hinzu, daher muss der Planer nachweisen, dass die kombinierte Wand diese Regeln weiterhin erfüllt.

Was sollte ein Familienhaus stattdessen verwenden?

Verwenden Sie eine durchgehend gedämmte Hülle und Fenster mit low-e-Glas und Gasfüllung. Bringen Sie an den sonnenexponierten Fassaden außenliegende Verschattung an. Wenn die Wand eine fertige äußere Schicht benötigt, schützt eine hinterlüftete Fassade die Dämmung, ohne eine zweite Glaswand zu erfordern. Gute Zweifachverglasung mit Verschattung erfüllt die meisten Ziele, für die eine doppelschalige Fassade eingesetzt werden soll.