Temperaturwechselbeanspruchungen bei Fassaden: Konstruktionsweisen, Bewegungskonzepte und messtechnische Untersuchung

Im Fassadenbau und insbesondere im Sonderfassadenbau sind verlässliche Auslegungswerkzeuge, der Muster- und Prototypenbau sowie umfangreiche Versuchsreihen unerlässlich, um die Produkte für einen regelkonformen und projektbezogenen Einsatz verlässlich entwickeln, planen und herstellen zu können. Wesentliche Anforderungen an Glas-Stahl-Konstruktionen und Element-Fassaden sind die Dichtigkeit des gewählten oder entwickelten Konstruktionssystems sowie die Sicherheit der eingesetzten Produkte und Bauteile bei extremen Einflüssen. Die Konstruktionen müssen dabei eine Gebrauchstauglichkeit nach geltenden nationalen und lokalen Regelwerken sowie nach kundenseitig spezifizierten Einsatzszenarien erfüllen. Die Dichtigkeit und Gebrauchsfähigkeit der Konstruktionen ist dabei für den Regelbetrieb und für extreme Ereignisse, wie Temperaturwechselbeanspruchungen, Gebäudebewegungen oder Schadensereignissen, nachzuweisen und sicherzustellen. Bei Sonderkonstruktionen mit komplexer Geometrie sind an kritischen Konstruktionsdetails neben den üblichen Auslegungen auch Berechnungen, Simulationen sowie Tests und Versuche aus Ermangelung von übertragbaren Ergebnissen erforderlich. Dieser Aufsatz thematisiert deshalb Erfordernisse, Richtlinien und Prüfverfahren, die aus Temperaturwechselbeanspruchungen für Fassadenkonstruktionen resultieren. Aus Erfahrungen durch umfangreiche Versuche an Sonderkonstruktionen für den nordamerikanischen Markt werden kritische Randbedingungen bei Auslegung und Prüfung identifiziert, um abschließend Empfehlungen für die Weiterentwicklung und Anwendung der Risikoeinschätzung im Planungsprozess zu geben.

Temperature change loading on façades: design recommendations, tolerance concepts and measurements.
Façade construction and especially unique façade design needs reliable design tools, sample, prototypes and mock-ups, as well as extensive testing to develop and manufacture reliable products for a compliant and project-related application. The air and water tightness of the selected or developed system and the safety of the products used in extreme influences are essential for steel glass designs and modular façades. Useability and serviceability in accordance to the national and local regulations and client specific demands must be fulfilled by the chosen design. The tightness of the construction needs to be tested and verified for a regular use case and extreme conditions such as changing thermal conditions, building movements or damaging events, which impacts the safety and usability. Critical design details especially for unique façade constructions with complex geometries require additional calculations, simulations and tests due to the lack of transferability of the commonly used dimensioning. Therefore this essay addresses requirements, guidelines and test procedures resulting from thermal cycling tests for façade constructions. The given experiences gained through extensive testing of special constructions especially for the North American market allow a critical review of the given design and testing, final recommendations for the improvement of the testing procedure and for application of a systematic risk assessment in the planning process.