Beschreibung
P 1040 – Neue Anwendungsmöglichkeiten für vorgehängte hinterlüftete Metallfassaden durch den Einsatz von Verbundblechen mit nichtrostendem Stahl
Bei der Gestaltung vorgehängter hinterlüfteter Metallfassaden kommen oftmals nichtrostende Stähle zum Einsatz. Sie überzeugen durch ein charakteristisches Erscheinungsbild und eine hohe Langlebigkeit. Herausforderungen entstehen allerdings bei großflächigen Fassadenelementen. Eine hohe Steifigkeit erfordert größere Materialstärken und einen höheren Ressourcenverbrauch. Durch zunehmende Materialstärke sind der individuellen Formgebung der Fassadenelemente Grenzen gesetzt. Die aktuellen Anforderungen in der modernen Fassadengestaltung verstärken diese Herausforderung. Oftmals werden individuell geformte, dreidimensionale Fassadenelemente mit scharfkantigen Konturen oder organischen Freiformflächen mit weichen Übergängen zwischen einzelnen Formelementen gewünscht.
Mit dem im vorliegenden Forschungsprojekt gewählten Lösungsansatz wird auf die Realisierung dieser Anforderungen eingegangen und der Einsatz neuer Verbundbleche mit nichtrostendem Stahl für vorgehängte hinterlüftete Fassaden überprüft. Das Verbundblech ermöglicht bei gleicher Steifigkeit eine Formgebung mit geringeren Umformkräften, zudem ist das Eigengewicht deutlich geringer. Nach einer grundlegenden Werkstoffcharakterisierung wird der Nachweis zur Anwendung typischer Füge-, Trenn- und Umformverfahren erbracht. Die Anwendungsmöglichkeit weiterer Umformverfahren, wie der Fräskanttechnik für Verbundbleche mit nichtrostendem Stahl, wird ebenfalls positiv nachgewiesen. Ein weiteres Ergebnis stellt ein Formenkatalog möglicher Elementgeometrien dar, ebenso eine Darstellung des Effektes der statischen Ertüchtigung durch Bauteilfaltungen. Die Umsetzung des pneumatischen Streckziehens als neues Umformverfahren zur Gestaltung von Fassadenblechen wird erfolgreich durchgeführt, aktuelle Anforderungen im Fassadenbau erhalten hierdurch ein zusätzliches Gestaltungspotenzial.
Als Machbarkeitsnachweis wurde ein Demonstrator zur Darstellung des Potenzials des Verbundbleches als Fassadenblech erstellt. Einen zusätzlichen innovativen Nebeneffekt stellt die Option des Einbringens von Schweißbolzen dar, durch die die Paneele rückseitig und verdeckt befestigt werden können.
Zusammenfassend stellt das untersuchte Verbundblech für die Gestaltung vorgehängter hinterlüfteter Metallfassaden eine sehr gute Alternative zu Elementen aus einschichtigen Metalltafeln dar. Verbundbleche mit nichtrostendem Stahl bestechen durch eine sehr gute Umformbarkeit und eignen sich ergänzend für die Anwendung etablierter Verfahren zur Fassadengestaltung.
Das Forschungsvorhaben wurde vom Lehr- und Forschungsgebiet Architektur und Metallbau der FH Dortmund und vom Institut für Fertigungstechnik der TU Dresden mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.
Veröffentlichung:
April 2019
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. H. Hachul, Dipl.-Ing. (FH) J. Bach M.Sc., Dipl.-Ing. (FH) H. Rößling M.Sc., Y. Tekinbas M.Sc., Prof. Dr.-Ing. A. Brosius, Dipl.-Ing. M. Tulke, Dipl.-Ing. J. Watzke
