Flexibles Abstandhaltersystem für heißes Klima
CRICURSA setzt Super Spacer® TriSeal™ in Qatar National Library ein
CRICURSA Cristales Curvados, SA und Super Spacer® sind seit geraumer Zeit ein erprobtes Team bei der Produktion gebogener XXL-Isolierglaseinheiten für ikonische Bauwerke mit einzigartigen Glasfassaden. Auch für die rund 5.500 m2 große Glasfassade der im Jahr 2018 fertiggestellten Qatar National Library in Doha war das Warme Kante Abstandhaltersystem insbesondere aus energetischen Gründen gesetzt.
Insgesamt 5.500 m2 umfasst die wellenförmige Glasfassade der Qatar National Library.
Wellenform verleiht Stabilität
Rob Nijsse, Professor für Baustatik und ehemaliger Partner des niederländischen Ingenieurbüros ABT Arnhem, sowie ABT-Tragwerksberater Ronald Wenting waren beide federführend bei der Tragwerksplanung für die erste kongeniale Arbeit von Rem Koolhaas und CRICURSA beteiligt: die Konzerthalle Casa da Música in Porto, deren wellenförmige Glasfassaden im Laufe der letzten 15 Jahre so etwas wie ein Markenzeichen von Stararchitekt Rem Koolhaas und seinem Rotterdamer Büro OMA Architekten werden sollten.
In ihrem Artikel „Designing and constructing corrugated glass facades“ schreiben Rob Njisse und Roland Wenting: „Kann die gewünschte Wellenform aus einem Blatt Papier gefaltet werden, kann die Glasindustrie sie auch herstellen“. Tatsächlich liegt der statische Vorteil einer als Welle ausgeführten Fassade auf der Hand. Wie ein zur Ziehharmonika gefaltetes Blatt Papier verfügt sie über wesentlich mehr Steifigkeit als das plane Papier. Doch so nonchalant wie der zitierte Satz auf den ersten Blick klingt, ist er nicht gemeint. Denn die beiden Tragwerksplaner wissen aus eigener Erfahrung, dass es weltweit nur eine Handvoll Glasbiegereien gibt, die in der Lage sind, gebogene XXL-Glasscheiben in der geforderten Qualität, mit den erforderlichen engen Radien und minimalen Toleranzen zu produzieren.
Neuland betrat das Planungsteam auch mit seiner Lösung, die Glasfassade als lastabtragendes, aussteifendes Element zu konstruieren. Rem Koolhaas hatte für Porto die Vision von Glasfassaden ohne Stahl und möglichst ohne störende Pfeiler, Balken, Stahlkabel oder Rahmen. Eine erhebliche Herausforderung, die am Ende durch CRICURSA, einem der weltweit renommiertesten Hersteller gebogener Gläser, realisiert wurde. In unmittelbarer Nähe zueinander wellenförmig angeordnete, gebogene XXL-Gläser, die sich gegenseitig stabilisieren und dadurch die einwirkenden Lasten gemeinsam tragen, ermöglichten den Verzicht auf vertikale Rahmen.
Für Doha wird die Wellenform mit engen Radien realisiert
Die aufgestützten Gebäudeecken geben der Fassade die äußere Form eines Diamanten.
Auch beim Neubau der Qatar National Library für die neue Education City in Doha wählte Rem Koolhaas eine gewellte Glasfassade. Dieses Mal sind die Gläser in Omega-Form ausgeführt, inspiriert von der Vorstellung trocknender Papierblätter. Als hätte man die Ecken einer Schachtel hochgeklappt, bilden die Glasfassaden die Form eines Diamanten. Sie filtern das gleißende Sonnenlicht und leuchten die Bibliothek mit möglichst viel diffusem, blendfreiem Tageslicht aus. Über eine weiße Aluminiumdecke wird das Licht nach unten in den Raum reflektiert.
Glassfassaden versorgen den Raum mit diffusem, blendfreiem Tageslicht.
Die 138 Meter lange Bibliothek betritt man nicht von der Seite, sondern gelangt unter der aufgestützten Gebäudeecke in die Mitte eines einzelnen dreieckigen Raums und ist sofort umgeben von drei Terrassen mit marmornen Bücherregalen. Mehr als eine Million Bücher und 500.000 digitale Ausgaben beherbert die Qatar National Library auf 42.000 Quadratmetern. Auf einer freitragenden Brücke, die fast den ganzen Raum überspannt, ist ein Zwischengeschoss mit Lesetischen, Medienräumen, Studierräumen und einem großen Auditorium untergebracht. Für die Unterbringung der Heritage Collection, die besonders wertvolle Schriften und Manuskripte über die Arabisch-Islamische Zivilisation umfasst und in Form einer Dauerausstellung zeigt, hat OMA Architekten Rotterdam eine besonders spektakuläre Lösung gefunden: in den Boden wurde ein 6 Meter tiefer, mit beigem Travertin verkleideter und Glasdecke versehener Raum, der an ein Grabungslabyrinth erinnert, eingelassen. Die Botschaft ist klar: Bücher sind Schätze, die es zu heben lohnt.
Fassade ist energetisch optimiert
In der Qatar National Library hat das Fehlen metallischer Elemente in der gläsernen Fassade noch einen entscheidenden klimatischen Vorteil: es entfallen potenzielle Wärmebrücken, die Hitze ins Gebäudeinnere leiten und die isolierende Wirkung von Gasschicht sowie Warmer Kante in der gebogenen Doppelverglasung schwächen könnten. „Qatar zählt zu den Regionen, die am stärksten vom Anstieg der Durchschnittstemperaturen durch den Klimawandel betroffen sind“, erläutert CRICURSA Marketingdirektor Joan Tarrus. „Draußen herrschen im Sommer Temperaturen von mehr als 40 Grad, im Inneren der Bibliothek sollen es angenehme 20 Grad sein. Die energetischen und damit produktionstechnischen Herausforderungen an das Fassadenglas waren also enorm, zumal wir auf keinen Fall eine mechanische Beschattung einplanen wollten.“
Durch die Anordnung der gebogenen Gläser ist die Fassade selbsttragend und außergewöhnlich widerstandsfähig gegenüber Windlasten. „Das gleiche Prinzip machte sich Antoni Gaudí auch beim Einsatz der berühmten katenarischen Bögen zunutze“, so Joan Tarrus. Die Wellenform ermöglicht im Vergleich zu einer planen Glasfläche mit identischer Scheibendicke das Abtragen wesentlich höherer Lasten sowohl senkrecht zur Ebene – laut Rob Nijsse und Roland Weining steigt die Tragfähigkeit hier um 1.000 % – als auch in Scheibenebene. Um der Konstruktion noch mehr Stabilität zu verleihen, wurden in Doha die zwischen den Glaselementen liegenden Stahlsockel mit Säulen im Inneren verbunden.
Joan Tarrus erklärt weiter: „Als wir OMAs Architekten die Herausforderung einer wellenförmigen Doppelglasfassade analysiert hatten, schien uns Schwerkraftbiegen der einzige Weg. Obwohl die extremen, klimatischen Bedingungen in Doha eine echte technische Herausforderungen darstellten, bot gebogenes Floatglas die einzige Möglichkeit, eine ganzheitliche Lösung in puncto Geometrie, Beschichtung, Rasterung und Abmessungen zu erzielen. Das Glas auf einen Radius von 550 mm zu biegen, ließ uns beim Designprozess größere Freiheiten.“
Die gebogenen Gläser in der Qatar National Library haben einen Radius von 550 mm.
Die bis zu 5,50 Meter hohen, laminierten und gebogenen Gläser sind als 2-fach-Isolierglaseinheiten ausgeführt. Eine Low-E-Beschichtung sowie eine Sonnenschutzbeschichtung filtern und reflektieren einstrahlendes Sonnenlicht. Um die Strahlungstransmission noch weiter zu verringern, wurde ein graues Raster aus 3 mm großen metallischen Punkten mit exakt 6 mm Abstand zueinander eingebrannt; bei diesen engen Radien und der immensen Größe eine technologische Meisterleistung.
Warme Kante unerlässlich im Wüstenklima
Filterung und Reflektion des Lichts sowie möglichst wenig Wärmeeintrag bestimmen den Glasaufbau.
Als Warme Kante Abstandhalter wählte CRICURSA das Produkt Super Spacer® TriSeal™ Flex. Das eigens für gebogene Gläser entwickelte Spezialprodukt von Edgetech/Quanex ist nach der Erfahrung von CRICURSA bestens für die extremen Klimalasten in der Wüste geeignet.
„Der Einsatz einer Warmen Kante für Isolierverglasungen ist in dieser Klimaregion unverzichtbar, um ein Gebäude energetisch zu optimieren“, erläutert Joachim Stoß, Geschäftsführer der Edgetech Europe GmbH und Vice President International Sales bei Quanex. Der dauernde Wechsel zwischen heißem Sonnenlicht, Schatten und kühleren Nachttemperaturen führt zu permanenter Glasbewegung und in der Folge zu einer erheblichen mechanischen Belastung des Randverbunds. „Flexible Abstandhalter wie Super Spacer dichten den Scheibenzwischenraum über viele Jahre hinweg hermetisch ab. Dank der Eigenschaften des Strukturschaums macht das Abstandhaltersystem die Pumpbewegungen der Scheiben mit und verhindert eine Abnutzung der Primärversiegelung“ ergänzt Joachim Stoß.