Windbelastung von Fassadenkonstruktionen

Förderung:

Hertha-und-Eitel-Fritz-Haver Stiftung

Durchlässige Fassadenelemente werden in der modernen Architektur für die gezielte Steuerung von Transluzenz und Reflektion der Bauwerkssilhouette eingesetzt.

Winbelastung_1

Windkanalversuche an einem geschlossenen Baukörper mit vorgehängter permeabler Außenfassade

Häufig werden sie als eine äußere (sekundäre) Fassadenebene, z.B. in Form von vorgespannten Geweben aus Edelstahldraht, einer geschlossenen (primären) Fassadenkonstruktion vorgelagert. Darüber hinaus werden Bauwerke realisiert, bei denen die durchströmbare Fassadenebene den alleinigen Bauwerksabschluss darstellt, wie zum Beispiel bei modernen Parkhäusern. Für derartige winddurchlässige Fassadensysteme (Die Öffnungsgrade liegen in der Regel über 50%) existierten bislang kaum realistische Lastannahmen, die dem komplexen Zusammenspiel aus Umströmung des Gesamtbaukörpers und dem lokalen Durchströmungsverhalten gerecht wurden.

Am CWE wurden umfangreiche Untersuchungen im laminaren Strömungskanal und Grenzschichtwindkanal vorgenommen, um die Windlastsituation für solche Fassadenstrukturen realistisch zu bewerten. Hieraus ergaben sich Empfehlungen, die sowohl die Beschaffenheit und lokale Geometrie der permeablen Fassadenelemente berücksichtigen, als auch die Einbausituation am jeweiligen Baukörper.

Windbelastung_2_C

Windbelastung_3_C

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeit lag in der Bewertung von winderregten Schwingungen von vorgespannten membranartigen Fassadenstrukturen. Hierzu wurde ein Berechnungsmodell entwickelt, dass die auftretenden geometrisch nichtlinearen Spannungskollektive auf Basis eines spektralen Berechnungskonzeptes bewertbar machte und so den Betriebsfestigkeitsnachweis erst ermöglichte.

Das CWE ist laufend in die Bewertung von Großprojekten befasst, bei denen durchlässige Fassadenstrukturen zum Einsatz kommen.

Beispiel für ein Bauwerk mit vorgelagerter Gewebefassade: Bayer Mexiko

Beispiel für ein Bauwerk mit vorgelagerter Gewebefassade: Bayer Mexiko