Gebäudehülle

Zu den wichtigsten, für die Gebäudehülle relevanten, Bedingungen zur Verbesserung der menschlichen Behaglichkeit zählen folgende Größen:

Thermische Behaglichkeit

• Empfundene Temperatur (Mittelwert aus Luft- und Oberflächentemperatur)
• Luftfeuchte
• Luftströmung

Nicht thermische Faktoren

• Schallpegel
• Luftqualität
• Tageslichtversorgung/Beleuchtung

Darüber hinaus existieren weitere Behaglichkeitsgrößen, die aber nicht im direkten Zusammenhang mit der Gebäudehülle stehen. Eine unzureichende Beachtung der Behaglichkeitsgrößen kann zu Krankheitserscheinungen wie dem „Sick-Building-Syndrom“ (SBS) führen. Dieses Phänomen beschreibt eine Symptomatik, die nicht eindeutig einer bestimmten Krankheit zugeordnet werden kann und in direktem Zusammenhang mit längeren Aufenthalten in einem bestimmten Gebäude steht.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss die Gebäudehülle in der Lage sein, zahlreichen äußeren Einwirkungen zu widerstehen. Die Einflüsse lassen sich grundlegend in klimatische Einwirkungen und strukturbedingten Lasten einteilen.

Klimatische Lasten

• Solarstrahlung
• Umgebungstemperatur
• Wind
• Schnee / Eis / Niederschlag

Während die klimatischen Lasten hauptsächlich von der Klimazone abhängen, werden die strukturellen Lasten maßgeblich von der Ausführung des Gebäudes, der Nutzung und des Betriebs bedingt:

Strukturlasten

• Temperatur-/Druckdifferenzen
• Lasten aus Verkehr und Betrieb
• Sonderlasten (Explosionslasten, Erdbeben, Brand etc.)

Durch die Schutzfunktion der Gebäudehülle vor den äußeren, natürlichen Einflüssen wird sie verschiedenen Übertragungsvorgängen ausgesetzt, die es zu optimieren gilt:

• Wärmetransport (Wärmeleitung, -konvektion und -strahlung)
• Lärmschutz
• Strahlung
• Treibhauseffekt
• Luftströmungen (freie und erzwungene Konvektion)

Das wichtigste Merkmal einer massiven Konstruktion sind dicke Wandaufbauten, die gleichzeitig sowohl die tragende als auch die raumabschließende Funktion übernehmen. Diese Bauweise zeichnet sich durch eine hohe Robustheit und eine damit verbundene lange Lebensdauer aus. Die dicken Aufbauten bieten zusätzlich gute schalldämmende sowie wärmespeichernde Eigenschaften. Massivbauten lassen sich grundsätzlich in einschalige und zweischalige Systeme einteilen:

Einschalig

• Monolithische wärmedämmende Baustoffe und Verbundwerkstoffe
  • Mauerwerk (Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton, …)
  • Stahlbeton
  • Holz
• mit Außendämmung
  • Wärmedämmverbundsystem (WDVS)
  • Wärmedämmputzsysteme
• mit Innendämmung
• mit Fassadenverkleidung und Außendämmung
  • Vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF)

Zweischalig

• Vorsatzschale mit Luftschicht
• Vorsatzschale mit Luftschicht und Dämmung
• Vorsatzschale mit Kerndämmung

Der Leichtbau ist eine Bauweise, die sich durch Rohstoffeinsparungen und die Verwendung besonders leichter Materialien auszeichnet. Er zielt auf die Reduktion der eingesetzten Masse ab, während Eigenschaften vergleichbarer konventioneller Bauweisen beibehalten werden. Neben den ökologischen und ökonomischen Vorteilen ermöglichen Leichtbauweisen einen hohen Vorfertigungsgrad. Als weit verbreitet gilt die Skelettbauweise sowie ihre modernen Weiterentwicklungen aus dem Holzbau.

Skelettbauweise

Bei der Skelettbauweise erfolgt eine klare Trennung zwischen nicht tragender Fassade und dem tragenden Skelett. Massive Wandaufbauten werden dabei auf Träger und Stützen reduziert. Für die Verkleidung der Fassade ist heute eine Vielzahl an Materialien einsetzbar. Die Ursprünge der Skelettbauweise, auch Gerippebau genannt, gehen auf den Holzbau und später das traditionelle Fachwerk zurück. In einigen historischen Bauten wurden auch Skelette aus Steinen realisiert.

Die Skelettbauweise hat sich im 19. Jahrhundert zunächst mit der Stahl- und anschießend durch die Stahlbetonbauweise weiterentwickelt. Ein großer Vorteil ist die Wirtschaftlichkeit dieser Bauweise. Bedingt wird diese durch die schlanken Aufbauten und die Möglichkeit zur Vorfertigung von Bauteilen. Dadurch wird eine hohe Geschwindigkeit in der Errichtung von Bauwerken und gleichzeitig eine gewisse Flexibilität in der Gestaltung von Grundrissen ermöglicht. Eine Gebäudehülle in Skelettbauweise besteht aus folgenden Teilbereichen:

Tragwerk, u. a.

• Holz (Fachwerk, Holzskelettbau, Holzrahmenbau, Holztafelbau)
• Stahl
• Stahlbeton

Ausbau, u. a.

• Dämmung

Fassade, u. a.

• Pfostenkonstruktionen,
• Pfosten-Riegelkonstruktionen,
• Element- und Modulkonstruktionen

Es existiert eine Vielzahl an Sonderkonstruktionen, die dem Leichtbau oder dem Massivbau zugeordnet werden können. Zu den bekanntesten gehören Schalenkonstruktionen, Hüllen aus Membranen oder spezielle Glasfassaden. In der Regel handelt es sich hierbei um besondere Bauwerke, die von der üblichen Norm abweichen.

Sonderkonstruktionen, z. B.

• Schalen
• Membrane/Textilien
• Glassonderkonstruktionen
• Trombe-Wand

Hybridbauweisen

Bei Hybridbauweisen werden unterschiedliche Materialien miteinander kombiniert und verschiedene Bauweisen vermischt. Beispiele dafür sind:

• Schottenbauweise (umgangssprachlich: Plattenbau)
• Holzhybridbauweise