Januar 2023
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Freiformfassade mit 3D-Druck-Stahlknoten

Studie Jansen VISS 3

Seit jeher steht Jansen für ausdrucksstarke Fassaden und objektspezifische Lösungen im hochwertigen Design. Nun erweitert der 3D-Druck mit Stahl die gestalterischen Möglichkeiten mit der VISS-Fassade in der dritten Dimension: VISS 3 schafft Verbindungen durch die Kombination der bewährten VISS-Systeme mit 3D-Druck-Stahlknoten. So entstehen faszinierende Freiformfassaden, ganz ohne Unterkonstruktion.


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Visualisierung: Freiformfassade am Kopf eines Geschäftshauses.
Visualisierung: Freiformfassade am Kopf eines Geschäftshauses.

 

Studie Jansen VISS 3

Freiformfassade mit 3D-Druck-Stahlknoten

Seit jeher steht Jansen für ausdrucksstarke Fassaden und objektspezifische Lösungen im hochwertigen Design. Nun erweitert der 3D-Druck mit Stahl die gestalterischen Möglichkeiten mit der VISS-Fassade in der dritten Dimension: VISS 3 schafft Verbindungen durch die Kombination der bewährten VISS-Systeme mit 3D-Druck-Stahlknoten. So entstehen faszinierende Freiformfassaden, ganz ohne Unterkonstruktion.

Text und Bilder: Jansen AG

Im Rahmen einer Forschungskooperation mit der TU Delft (NL), dem Ingenieurbüro Knippershelbig GmbH, Stuttgart (D), und MG Metalltechnik GmbH, Matrei (A), hat Jansen die Anwendung von 3D-Druck-Technologien zur Herstellung von Stahlknoten untersucht. Die neue Technologie eröffnet Architekten eine bisher unvorstellbare Gestaltungsfreiheit für Stahlsystemfassaden: 3D-Druck-Stahlknoten in Verbindung mit VISS-Profilen bilden die Basis für die Konstruktion konkaver und konvexer Formen. Die Knoten können mehrarmig und mit verschiedenen Winkeln individuell ausgebildet werden, wobei innerhalb eines Knotens sowohl spitze als auch stumpfe Winkel möglich sind. Die VISS 3 -Fassade ist selbsttragend, die Lastabtragung erfolgt direkt über die Profile und Verbindungsknoten, ohne dass eine Unterkonstruktion erforderlich wäre. So ermöglicht Jansen VISS 3 die Konstruktion komplexer Freiformfassaden und Lichtdächer beliebiger Geometrien.

 

Maximale Transparenz in der Gebäudehülle

Jansen VISS 3 bietet mit 3D-Druck-Stahlknoten in Verbindung mit den schlanken VISS-Systemprofilen die ideale Voraussetzung für den Einbau grossflächiger Gläser. Es können 50 und 60 mm breite Profile in verschiedenen Profiltiefen verwendet werden. Grosse Glaselemente und wenig sichtbare Rahmenprofile optimieren den Tageslichteinfall und tragen so dazu bei, Energiekosten zu senken. Im Weiteren halten dreidimensional ausgebildete Fassaden höheren Windlasten stand als plane Flächen – ganz einfach deshalb, weil die Windlast auf vielen kleineren Teilflächen verwirbelt und zurückgeworfen wird. So entstehen einzigartige Gebäudehüllen, die mit spielerischer Leichtigkeit maximale Transparenz sichern. 

Detailansicht Knotenpunkt. Die Stahlprofile werden 90° geschnitten und nahtlos mit dem Knotenpunkt verbunden.
Detailansicht Knotenpunkt. Die Stahlprofile werden 90° geschnitten und nahtlos mit dem Knotenpunkt verbunden.

 

Freiformfassaden: Design im Detail

Besonderes Augenmerk bei der Studie zur Jansen VISS 3 -Freiformfassade galt der Dichtungsebene: Die aufliegenden Dichtungsknoten werden passend zum Verbindungsknoten gedruckt, sodass die Entwässerung über nur eine Dichtungsebene erfolgt. Gleichzeitig gewährleistet die verdeckte Verbindung eine homogene Ansicht. Freiformknoten aus Stahl oder Edelstahl werden für VISS 3 objektspezifisch hergestellt; die Grundkonstruktion basiert auf Standardartikeln der VISS-Systemfassade. Daraus ergibt sich eine einfache und schnelle Montage, zumal die Verbindung zwischen Knoten und Profil ohne Spezialwerkzeug erfolgt und entsprechend einfach zu realisieren ist. Die hohe Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl und beschichtetem Stahl gewährleistet langlebige und robuste Freiformfassaden und Lichtdächer, die ihre Funktion über die Jahrzehnte hinweg zuverlässig erfüllen. Nicht zuletzt ist Stahl ein zu 100 % wiederverwertbares Material, das die Kriterien für mehr Nachhaltigkeit im Bauwesen seit jeher erfüllt. 

3D-Druckverfahren

Information zu Bild A
DED steht als Abkürzung für Direct Energy Deposition. DED bezeichnet Metall-3D-Drucktechnologien, bei denen Bauteile durch Schmelzen des Ausgangsmaterials hergestellt werden. Dieses Ausgangsmaterial ist in der Regel ein Metallpulver oder -draht. Das Metallpulver bzw. der Metalldraht wird durch eine Düse zugeführt und mittels fokussierter Wärmequelle (meistens durch einen Laser oder einen Elektronenstrahl) geschmolzen.

Bild A: Ein mit der DED-3D-Drucktechnologie hergestellter Knotenpunkt.
Bild A: Ein mit der DED-3D-Drucktechnologie hergestellter Knotenpunkt.

 

 

Information zu Bild B
SLM steht als Abkürzung für Selektives Laserschmelzen. SLM bezeichnet ein Pulverbett-basiertes Metall-3D-Druckverfahren, bei dem das Ausgangsmaterial, in der Regel Metallpulver, in sehr dünnen Schichten aufgetragen und durch einen Laserstrahl punktgenau nach geometrischen Vorgaben zu festen Strukturen verschmolzen wird. Dieser Vorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das Bauteil vollständig aufgebaut ist.  ■

 

Bild B:  Ein mit der SLM-3D-Drucktechnologie hergestellter Knotenpunkt.
Bild B:  Ein mit der SLM-3D-Drucktechnologie hergestellter Knotenpunkt.

 

 

 

Aussenansicht des Mock-ups. Es können 50 und 60 mm breite Profile in verschiedenen Profiltiefen verwendet werden.
Aussenansicht des Mock-ups. Es können 50 und 60 mm breite Profile in verschiedenen Profiltiefen verwendet werden.

 

 

Das Fachregelwerk Metallbauerhandwerk – Konstruktionstechnik enthält im Kap. 2.8 wichtige Informationen zum Thema «Warmfassaden».