Neuentwicklungen

Automatisierte Doppel-Falt-Fenster

Text: Gartner, Bilder: David Eichler

Auf einem 39 300 m ² - Grundstück in der Mission Bay hat UBER einen 12-geschossigen und einen 7-geschossigen Glasbau errichtet. Eine Reihe einzigartig verglaster Atrien zur Third Street kann über motorisch betriebene Doppel-Falt-Fenster, die sich harmonisch in den Fassadenraster einfügen, belüftet werden und damit den Bedarf an mechanischer Lüftung deutlich reduzieren. Rund 3000 Mitarbeitende werden in den Komplex einziehen.

Hochtransparente Fassaden machen die Bewegungen im Inneren sichtbar

Shop Architects in New York entwarfen zwei hochtransparente und offene Gebäude, die die Firmenkultur von UBER widerspiegeln sollen. «Wir haben intern eine Transparenz, wo jeder mit jedem reden kann, was vor sich geht», so UBER-Manager Adony Beniares. Während viele Technologieunternehmen weitab vom Stadtzentrum ihren Campus errichten, will UBER mit dem neuen Komplex das zentrale Viertel in der Nähe des Basketballstadions beleben. Ebenerdig sind Geschäfte in den Gebäuden geplant.
Ein neues Bürokonzept soll zudem die Kommunikation fördern. Im Unterschied zu vollständig offenen Büros haben die Architekten die Büros in einer Reihe angeordnet, um Nachbarschaften zu bilden. Von diesen Büros haben die Mitarbeiter Zugang zu den Begegnungszonen mit Funktions- und Besprechungsbereichen in den vorgelagerten Atrien zur Strasse, den sogenannten «Commons». Diese Atrien erstrecken sich über mehrere Stockwerke und verbinden die Büros mit dem urbanen Leben. Die hochtransparente Fassade, die die Bewegungen im Gebäude des Fahrdienstleisters sichtbar macht, ist in 4,4 m hohe und 3,0 m breite Regelelemente gegliedert, davon 162 Elemente mit motorisch öffenbaren Flügeln.

Neu entwickelte Doppel-Falt-Fenster

Von der 29 700 m ² grossen Fassadenfläche der Permasteelisa-Gruppe fertigte der Fassadenspezialist Gartner 8 720 m ² , davon die Aussenhaut der Atrien aus ultraklarem eisenarmem Verbundsicherheitsglas mit neu entwickelten Doppel- Falt-Fenstern sowie 25 bedienbare Aluminium-Glas-Skylights mit einer Standardgrösse von 6 m ² und einem 245 m ² grossen Skylight.
Diese zweiteiligen Doppel-Falt-Fenstern, die vom Fassadenspezialisten Gartner entwickelt wurden, falten sich nach aussen und bilden ein nach innen offenes Dreieck, bei dem die Luft von oben und unten einströmt. Jedes Fenster besteht aus zwei Flügeln von je 1,5 m Breite, die durch Faltscharniere miteinander verbunden sind, und wurde mit ultraklarem eisenarmem Verbundsicherheitsglas (VSG) verglast. Damit die grossen zweiteiligen Fenster zuverlässig öffnen und schliessen, musste Gartner einen neuen nachhaltigen und effizienten Mechanismus entwickeln. Ursprünglich hatten die Architekten einen Linearantrieb in der Fassadenebene vorgeschlagen, damit sich die Fenster senkrecht zur Ebene öffnen. Da bei dieser Lösung grosse Kräfte zum Öffnen notwendig gewesen wären, hätten zusätzliche Motoren eingebaut werden müssen. Das widersprach aber den Anforderungen des Kunden, der vor allem auf Aussehen und Leistung achtete.
 

Kinematisches Konzept mit effizientem Öffnungsmechanismus

Tragende Bauteile sollten mit scharfen Kanten ausgeführt und auf minimale Abmessungen reduziert werden. Statt des vorgesehenen Rahmens aus Aluminium schlug Gartner deshalb Stahl vor. So konnte auf auskragende Scheren und Hebel verzichtet werden. Antriebe und Aktoren sollten zudem unsichtbar in den Grundrahmen eingebettet werden, um ein homogenes Erscheinungsbild der Fassade zu erzeugen. Neben diesen ästhetischen Ansprüchen mussten die faltbaren Fenster vor allem bauphysikalischen Kriterien wie Luft- und Wasserdichtigkeit, aber auch Wind- und Erdbebenbelastungen sowie Wärmedämmung erfüllen. Weitere Kriterien für die bedienbaren Elemente waren Beweglichkeit, Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Kinematische Lösungen mussten einen rechteckigen Rahmen mit einem mittigen Zwischenpfosten berücksichtigen sowie eine Öffnungsfläche von 3 m ² . Die zweiteiligen Fenster sollten von oben herab hängen und am unteren Querträger geführt werden. Auffällige Beschläge von Linearantrieben widersprachen beispielsweise der geforderten sehr schlanken Konstruktion. Kettenantriebe von Drehflügelfenstern waren ebenfalls architektonisch nicht erwünscht. Und auch extralange Verbindungsstangen von Scherenantrieben wurden ästhetisch abgelehnt.  

 

«Im Zwischenpfosten ist ein Kettenantrieb mit einer Zug- und Kettendruckrichtung von bis zu 1,5 kN Maximalkraft verborgen.»  

Herabhängende Ausstellfenster mit Doppel-Hybridrollen

Da keine dieser untersuchten Optionen die Designanforderungen vollständig erfüllen konnte, entschied sich Gartner für von oben herabhängende Ausstellfenster, die auf neu entwickelten Doppel-Hybridrollen aufgelagert sind. Diese Rollen tragen das Eigengewicht und ermöglichen eine reibungslose Bewegung. Kragarme, die den Abstand zwischen den Schienen und den Ausstellfenstern überbrücken, verbessern über ihre Bewegungsbahn die Dichtigkeit. So konnten sowohl Seitenstabilität wie minimaler Materialbedarf der Konstruktion gewährleistet werden. Im Zwischenpfosten ist ein Kettenantrieb mit einer Zug- und Kettendruckrichtung von bis zu 1,5 kN Maximalkraft verborgen. Mit einem Hub von 900 mm kann das Fenster kontrolliert auf einer Fläche von 3 m ² geöffnet werden. Alle Bedienelemente, die eine mechanische Synchronisierung ermöglichen, sind im Pfosten integriert. Nachdem die Schliessbewegung des Fensters beendet ist, wird es nachlaufend verriegelt. Im Rahmen sind umlaufende Sicherheitsleisten für eine Notabschaltung kombiniert. In verschiedenen Tests inklusive Crashtests und Langzeit-Dauerversuchen konnte die Luft- und Wasserdichtheit dieser 750 kg schweren Konstruktion nachgewiesen werden. Bei regelmässiger Wartung erfüllten Motor, Ketten, Antriebssysteme und Rollen ihre Funktion bis zu 20 000 Zyklen ohne Ausfall.

In einem Youtube-Video werden die hochtransparenten UBER-Fassaden mit den Doppel-Falt-Fenstern erklärt:  Video.  ■