Faserzement für die Gebäudehülle 04.01.2021, 07:54 Uhr

Wie Fassaden attraktiv und nachhaltig gestaltet werden

Fassaden verleihen Gebäuden nicht nur ihr charakteristisches Aussehen, sie müssen auch zunehmend hohen technischen Ansprüchen genügen und nachhaltig sein. An Baustoffe für die Bekleidung der Gebäudehülle werden daher höchste Ansprüche gestellt. Innovative und beständige Lösungen gelingen mit Fassadenplatten aus Faserzement, die derzeit in den Markt drängen. Wegen ihrer robusten Produkteigenschaften sowie ihres hohen gestalterischen Potenzials werden sie zunehmend beliebter.

Die Fassade mit einem prägnanten Look sind Eyecatcher im Stadtquartier. Foto: SChalmeau

Die Fassade mit einem prägnanten Look sind Eyecatcher im Stadtquartier.

Foto: SChalmeau

Das Wort ‚Fassade‘ kommt aus dem Lateinischen und meint ‚die äußere Erscheinung, das Aussehen‘. In der Architektur beschreibt der Begriff die nach außen hin sichtbaren Wandflächen eines Bauwerks. Waren dies zunächst massive, festungsartige Bauteile, die allein schon durch ihre wehrhafte Optik jeden Fremden vor dem Eindringen warnten, so vollzog sich bereits im Mittelalter die Entwicklung von der massiven Wand hin zur filigranen Gebäudehülle, wie etwa der Vergleich zwischen einer romanischen Basilika und einer gotischen Kathedrale zeigt. In der Folgezeit entwickelt sich die Fassade zum Gesicht eines Gebäudes. Vor allem auf der Hauptansichtsseite reich mit Säulen, Türmchen oder Statuen geschmückt und prachtvoll verziert übernimmt sie repräsentative Aufgaben und gibt Auskunft über die Bedeutung des Gebäudes oder seiner Besitzer. Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts entstehen zunächst in Chicago – zu Beginn des 20. Jahrhunderts aber auch in Europa – Gebäude, deren Außenwände zu einem skelettartigen Tragwerk aufgelöst wurden. Wie ein Vorhang wird die äußere Gebäudehülle vor das tragende Skelett montiert (curtain wall) und übernimmt statt der ursprünglich statischen Funktion andere Aufgaben wie etwa die Wärmedämmung.

Die Fassade muss gut aussehen und schützen

Geblieben ist die Funktion der Fassade als Visitenkarte eines Gebäudes und seiner Eigentümer oder Bewohner. Sie ist der erste optische Eindruck, den der Betrachter wahrnimmt. Architekten dient sie oft als Projektionsfläche, um die persönliche Lebensphilosophie von Bauherren und Hauseigentümern optisch in Szene zu setzen. Unternehmen nutzen sie häufig und gerne als Projektionsfläche, um auf Qualität und Exklusivität ihrer Leistungen aufmerksam zu machen. Städte untermauern durch moderne Gebäude mit architektonisch aufwendig gestalteten Fassaden ihren Anspruch auf globale Bedeutung. Gleichgültig ob Einfamilienhaus, Industriellenvilla, Gewerbebau oder Skyscraper eines weltweit operierenden Konzerns – die äußere Gestaltung eines Gebäudes soll etwas hermachen. Dabei geht es nicht nur darum, mit einem prägnanten Look für einen Eyecatcher im Stadtquartier zu sorgen. Vielmehr übernimmt die Fassade wichtige Funktionen und muss deutlich mehr leisten, als einfach nur gut auszusehen. Wie eine schützende Haut legt sie sich um den Bau und bewahrt ihn vor Schäden. Sie ist der entscheidende Faktor für trockene, warme und gemütliche Innenräume und schirmt nicht zuletzt auch den Lärm ab.

Die Fassade muss Belastungen aushalten

Kaum ein Bauteil aber ist permanent so starken Belastungen ausgesetzt, wie die Gebäudehülle. Wind und Regen, immer häufiger auch Starkregen oder Hagel wirken genauso ungehindert auf die Oberfläche ein, wie die Hitze im Sommer oder der Frost im Winter. Dazu kommen Schadstoffe aus der Umwelt und UV-Strahlung. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Anstriche oder Fassadenbekleidungen. Sie müssen – fachgerechte Verarbeitung vorausgesetzt – von ihrer Materialbeschaffenheit her jeder Form von extremen Witterungseinflüssen, auch starken Temperaturschwankungen oder Schadstoffbelastungen sowie Sonneneinstrahlungen gewachsen sein.

Viele Materialien aber scheitern an dieser Herausforderung. So werden zum Beispiel Anstriche mit Dispersions- oder Siliconharzbindemitteln im Laufe der Jahre unter UV-Einfluss spröde und es entstehen Risse. Mineralfarben sind zwar UV-stabil, altern jedoch durch einen kontinuierlichen, gleichmäßigen Schichtdickenverlust. Putze fangen mit der Zeit an zu bröckeln und sehen dann nicht mehr so gut aus. Fliesen, Platten und auch Fugenmörtel oder Dichtmassen reagieren empfindlich auf die Luftverschmutzung. Andere Oberflächenmaterialien halten den ständigen, hohen und auch schnellen Temperaturwechseln – bei Hitze sind Oberflächentemperaturen von 80° bis 90°C durchaus normal – nicht stand. Durch ein rasches Abkühlen etwa kommt es hier zum Aufbau von Spannungen. Und auch die zunehmend beliebten Holzfassaden neigen bei starker Beanspruchung infolge von Bewitterung zu Rissbildungen und Verwerfungen.

Nachhaltige Produktion von Fassadenbekleidungen

Vor diesem Hintergrund ist der weltweite Erfolg der gegen Ende des 19. Jahrhunderts entwickelten Faserzementplatten zu sehen. Sie besitzen eine große Festigkeit und sind feuer-, hitze- sowie säurebeständig. Hergestellt werden sie auf der Basis von Zement, dem Armierungsfasern zugefügt werden, um die Biege-, Zug- und Druckfestigkeit zu erhöhen. Mit Wasser, verschiedenen Zuschlagstoffen zur Optimierung der Produkteigenschaften sowie unter Zugabe von Luft wird das Gemisch zu einer homogenen Masse verrührt und ist Grundlage für diverse Bauprodukte. Einige Anbieter setzen heute zur Armierung organische und synthetische Kunstfasern oder Glasfasern sowie Kohlenstoff ein. Hersteller James Hardie, ein führender Produzent von Fassadenbekleidungen aus Faserzement, der in den 1880er-Jahren das erste Faserzementprodukt in Australien und in den USA auf den Markt brachte, verwendet hochwertigen Portland-Zement, Sand und Zellulosefasern aus Plantagenholz. Die Herstellung erfolgt dank des Einsatzes modernster Technologien in umweltfreundlichen und nachhaltigen Prozessen. Der Schweizer Verein eco-bau hat die Umweltfreundlichkeit von der Fassadenbekleidungen mit der Bewertungsstufe eco-1, das ist die höchste Klassifizierung der dreistufigen Bewertungsskala, zertifiziert.

Fassadenbekleidung mit Gestaltungsfreiheit

Ursprünglich auf der Suche nach einer feuersicheren Außenwandbekleidung für die damals weit verbreitete Holzbauweise entwickelt – Ereignisse in der jüngsten Vergangenheit, wie der Brand in einem 14-geschossigen Wohnhochhaus in London zeigen, wie aktuell das Thema auch heute noch ist – erwies sich schnell, dass die neuen Platten vielfältig eingesetzt werden können. Aufgrund ihrer speziellen Materialeigenschaften eigneten sie sich jedoch besonders für die Bekleidung von Außenwänden. Es stellte sich bald heraus, dass dieser neue Verbundwerkstoff tatsächlich den erwarteten zuverlässigen Brandschutz bietet. Die Fassadenbekleidungen zum Beispiel erfüllen die Anforderungen der Baustoffklasse A2-s1, d0 entsprechend der EN 13501–1 und sind somit gemäß internationaler Klassifizierung nicht brennbar. Zudem ist die Fassade eine wirtschaftliche Lösung, die neben dem hohen Feuerschutz auch Schutz vor Feuchtigkeit bietet und daher nicht anfällig für Schimmel ist. Nässe und Frost sowie große Hitze können den Platten genauso wenig anhaben wie Insekten oder andere Schädlinge. Hinzu kommen eine einfache Installation, große Gestaltungsfreiheit und eine längere Lebensdauer.

Die großformatigen Fassadenbekleidungen sind auch für die Realisierung von wirtschaftlichen Lösungen im Objektbereich geeignet.

Foto: Daniel Hundven Clements

Klimafreundliche Fassade entwickeln

Kontinuierliche Weiterentwicklungen und Optimierungen sorgen dafür, dass sich die Beliebtheit des Baustoffs Faserzement im Markt mehr und mehr etabliert hat. So gelang es etwa James Hardie in jahrzehntelanger Entwicklungsarbeit mit eigenen Forschungs- und Produktentwicklungsteams dem Markt Fassadenbekleidungen zur Verfügung zu stellen, die mit acht Millimeter sehr schlank, dabei jedoch besonders stabil und stoßfest sind, die nicht schrumpfen oder quellen und die auch bei jahrelangem Einsatz unter extremsten Klimabedingungen nicht rissig werden.

Diese Witterungsfestigkeit ist das Ergebnis der sogenannten HardieZone™ Technologie. Dahinter verbirgt sich eine klimaspezifische Faserzementtechnologie, die auf Basis von Untersuchungen der langfristigen Einflüsse verschiedener Klimata auf Fassadenbekleidungen entwickelt wurde. Damit wird sichergestellt, dass die Kunden in den unterschiedlichen klimatischen Zonen der Welt ein jeweils auf die Bedingungen ihrer Region abgestimmtes Produkt erhalten. Das heißt, es wird durch die Kombination von individuellen klimatischen Variablen die langfristige Leistung der Außenbekleidungen auf die verschiedenen Klimazonen der Welt angepasst. So sind die Platten für den deutschen und europäischen Markt zum Beispiel mit der HZ5-Technologie ausgestattet, die speziell auf das europäische Klima mit seinen Frost-Tau-Zyklen, extremen jahreszeitlichen Temperaturschwankungen sowie dem Regen-/Sonne-Wechsel im Sommer abgestimmt wurde. HZ10-Produkte dagegen schützen zum Beispiel vor Hitze, Feuchtigkeit oder glühender Sonne.

Strapazierfähige Fassadenfarbe

Parallel dazu arbeitete das Unternehmen auch an einer optimalen Farbhaftung. Zunächst gelang es, eine Grundierung zu entwickeln, die sicherstellt, dass die Farbe richtig haftet und perfekt deckt. Eine neue Oberflächenhaftungstechnologie gewährleistete im nächsten Schritt eine wartungsarme Fassadenbekleidung, die nicht reißt und deren Farbe nicht verblasst oder abblättert. In über vierjähriger Entwicklungszeit und nach mehr als 2.000 Testformulierungen wurde eine neue Beschichtungs- und Auftragsmethode entwickelt, die sogenannte ColourPlus-Technologie. Dies ist eine spezielle Oberflächenbehandlung, bei der die Farbe in kontrollierter Umgebung im Werk in mehreren Schichten aufgetragen und eingebrannt wird. Damit war die Grundlage für ein langlebiges, strapazierfähiges, pflegeleichtes und lichtbeständigeres Finish gelegt, das auch härtesten Witterungsbedingungen standhalten kann. Durch die neue Technologie war die Farbe flexibel genug, um sich den Konturen des Bretts anzupassen, ohne dabei an Haftfähigkeit zu verlieren. Die Farbe wird so besonders widerstandsfähig. Der Farbauftrag ist besser vor Verblassen durch starke UV-Strahlung geschützt. Auch bei Verschmutzung ist ein Nachstreichen der Fassade nicht erforderlich. Sie kann bei Bedarf mit Wasser und einem milden, lösungsmittelfreien Haushaltsreiniger ganz einfach gesäubert werden. Insgesamt bieten die Faserzementplatten-Hersteller eine breite Palette an attraktiven Farben an. Die Hersteller haben erkannt, wie wichtig ein moderner Look für die Fassade ist. Bei der Fassadengestaltung ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten durch die Kombination von verschiedenen Oberflächentexturen (glatte Oberfläche für modernes Design bzw. täuschend echt anmutende Holzstruktur für den klassischen Look) sowie durch die Wahl zwischen zwei Plattenformaten, zumal die Bekleidungen horizontal und vertikal montiert werden und individuell zugeschnitten werden können. Ebenso passen die Platten perfekt zu anderen Oberflächensystemen wie Putzen oder Klinkerfassaden. Gerade durch die Kombination mit anderen Materialien gelingen ausdrucksstarke Gestaltungen.

Fassaden richtig befestigen

Voraussetzung dafür, dass die spezifischen Vorteile voll zum Tragen kommen, ist eine fachgerechte Verarbeitung. Dies beginnt beim Transport und setzt sich mit einer ebenen und trockenen Lagerung der Platten auf der Baustelle fort. Die Montage von Faserzement-Fassadenbekleidungen kann in Form einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade mit einer Unterkonstruktion aus Holz oder Metall sowohl auf Massivbau- als auch auf Leichtbauwänden erfolgen. Bei der Verarbeitung auf einer Holzunterkonstruktion empfiehlt die James Hardie Europe GmbH, die Holzunterkonstruktionen durch die Verwendung eines EPDM-Bandes (> 10 mm breiter als die Unterkonstruktion) vor eventuell eindringender Feuchtigkeit zu schützen. Wenn die darunterliegenden Baumaterialien nicht wasserresistent oder hydrophobiert sind, muss vor Montage der Unterkonstruktion eine wasserundurchlässige, diffusionsoffene Unterspannbahn mit entsprechender Überlappung (mindestens 150 mm) auf der Wand aufgebracht werden. Zierleisten an den Ecken sorgen für einen witterungsbeständigen Abschluss, der gleichzeitig Akzente setzt.

Für die Montage der Fassadenbekleidungen hat James Hardie ein kombiniertes Starter- und Lüftungsprofil entwickelt, dass mehrere Fliegen mit einer Klappe schlägt: Zum einen kann so eine ausreichende Hinterlüftung der Konstruktion sichergestellt sowie das Eindringen von Insekten oder Kleintieren weitgehend verhindert werden und zum anderen ist dies der einfachste Weg, die Fassadenpaneelen der untersten Reihe fachgerecht zu montieren. Die Platten der ersten Reihe werden mit zehn Millimeter Überstand über dem Starter-Lüftungsprofil befestigt, das damit unsichtbar dahinter verborgen ist. Die zweite und alle folgenden Reihen werden dann im Fugenversatz mit jeweils 30 Millimeter Überstand zur darunterliegenden Reihe verarbeitet. Die letzte Reihe wird wieder mit einem Überstand von zehn Millimeter zum nach oben abschließenden Lüftungsprofil montiert. Außer der hier beschriebenen horizontalen Montage ist es alternativ auch möglich, Fassadenbekleidungen vertikal oder mit offenen Fugen zu montieren. Ähnlich einfach ist auch die Montage der großformatiger Fassadentafeln.

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