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Unter verglastem Himmel

Transparente Dachflächen
Unter verglastem Himmel

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Tageslicht von oben verleiht der Raumwirkung eine überraschende und in vielen Fällen auch positive Emotionalität. Dies gilt je nach Raumart sowohl für Einzelfenster im Dach als auch für großflächige Lichtdächer. Transparente Dachflächen sind darum nicht nur ein technisches Hilfsmittel der Belichtung, sondern haben das Potenzial zu besonderer Architektur.

Anforderung:

Räume in besonderer Weise inszenieren und beleuchten

Lösung:

Tageslicht von oben mit Dachfenstern oder Lichtdächern


Markus Hoeft

Tageslicht kommt von der Sonne und deshalb von oben, was die Evolution als Grunderfahrung des Lebens auf der Erde tief in uns eingeprägt hat. Diese fast schon banale Selbstverständlichkeit gilt aber nur für die freie Außenwelt. Innerhalb von Gebäuden sind senkrechte Fenster die Regel, während Tageslicht von oben hier das Besondere darstellt. Wobei dieser spezielle Eindruck erstaunlich wenig mit der Ausführungsart und Größe der Lichtöffnung zu tun hat: Die Räume unter dem geneigten Dach erhalten mit Dachfenstern in der Schräge ebenso einen besonderen Charme wie sich der Raumeindruck in Hallen mit Lichtbändern im Flachdach strukturieren lässt. Den Höhepunkt bildet aber sicher das voll verglaste Dach über Sälen, Atrien oder ähnlich großzügigen Raumstrukturen.

Kombinationen kleiner Lichtflächen

Wie schon angedeutet hängt die Wirkung der Oberlichter nicht allein von ihrer Größe ab. Großzügige Lichtdächer sind sicher in der Lage, ein spezielles „Wow-Gefühl“ auszulösen, doch kann je nach Art und Größe des Raums auch die kleinere Lichtlösung einen großen Effekt für die Architektur bedeuten.

Eine bewährte Lösung für das Tageslicht von oben sind Lichtkuppeln oder gewölbte Lichtbänder, wie sie vor allem in den Flachdächern von Industrie- und Gewerbehallen verwendet werden. Dort erfüllen sie auch sehr gut ihren Zweck, doch schränken der etwas schlechtere Wärmeschutz und die stets etwas industrielle Anmutung den Einsatz der Lichtkuppeln in normal beheizten Gebäuden sowie in architektonisch höherwertigen Wohn- oder Büroumgebungen ein.

Eine Alternative können dann Flachdachfenster sein, die anstelle der transparenten Kuppel aus Kunststoff eine waagerecht eingebaute Isolierverglasung haben. Mit Dreifachverglasungen können Flachdachfenster U-Werte um 0,5 W/m²K erreichen. Sie fügen sich damit wärmetechnisch, aber mit der klaren Linienführung ihres Designs auch ästhetisch in anspruchsvolle architektonische Umgebungen ein. Grundrissformen von rechteckig über quadratisch bis zu rund erlauben individuelle Inszenierungen von kleineren Lichtflächen.

In ihrer lichttechnischen Wirkung ähneln Flachdachfenster den Dachfenstern im geneigten Dach, die eine weitere Lösung für das Tageslicht von oben sind. Der Wärmeschutz und das Design vermögen auch hier zu überzeugen. Damit jedoch tatsächlich eine beeindruckende Raumwirkung entsteht, dürfen die Lichtflächen nicht zu knapp bemessen werden. Einen deutlich stärkeren Eindruck als ein Einzelfenster rufen Kombinationen mehrerer Fenster neben- oder übereinander hervor sowie Zusatzelemente, die die Lichtfläche nach unten in den Kniestock verlängern und damit auch den Ausblick verbessern.

Lichtdachsysteme

Großflächige und nur wenig von Tragstrukturen unterbrochene Lichtdächer erhöhen nicht nur den Lichteinfall. Bei entsprechender Systemauswahl und Planung können sie außerordentlich filigrane Konstruktionen bilden, die scheinbar über dem Raum schweben und dem Blick nach oben ein beeindruckendes Panorama bieten.

Eine solche Lösung sind beispielsweise ‚Velux Modular Skylights‘, bei denen gerahmte Fensterelemente in modularer Bauweise zu Lichtbändern, Sattel-Lichtbändern oder Lichtdächern zusammengefügt werden können. Einfache einreihige Lichtbänder benötigen keine zusätzliche Tragkonstruktion. Mehrreihige Anordnungen lassen sich je nach Größe mit systemzugehörigen Trägern oder bauseitigen Unterstützungen ausführen. Das Design, die Materialoberflächen und der Wärmeschutz wurden für den Einsatz in architektonisch anspruchsvoller Umgebung optimiert. Der Planer hat den Vorteil eines geschlossenen Systems mit aufeinander abgestimmten Komponenten.

Eine weitere speziell für das Dach entwickelte Verglasungslösung ist das ‚Lamilux Glasdach PR60‘. Das allgemein bauaufsichtlich zugelassene System zeichnet sich durch schlanke Aluminiumträger, ein mehrstufiges Dichtungssystem und einen wärmetechnisch optimierten Aufbau aus. Mit Dreifachverglasungen lässt sich ein zeitgemäßer Wärmeschutz erreichen, zusätzlich gibt es eine nach Passivhausstandard zertifizierte Schrägverglasung. Neben ebenen Ausführungen sind nahezu frei gestaltbare polygonale Dachformen von 0° bis 90° möglich.

Die Fassade als Dach

Die weite Spanne der möglichen Neigungen bei Lichtdächern deutet bereits an, dass eine scharfe Trennung zwischen (senkrechten) Fassadensystemen und waagerechten bzw. geneigten Dachsystemen nicht immer sinnvoll ist. Viele Lösungen eignen sich für beide Anwendungen, etwa die neue Freiformfassade ‚Schüco Grid2Shell‘, deren Besonderheit der Verzicht auf eine herkömmliche Stahlunterkonstruktion ist. Stattdessen handelt es sich um eine freitragende Aluminium-Glas-Konstruktion für dreidimensional geformte Dächer und Fassaden. Möglich wird dies durch ein selbsttragendes Stecksystem, das durch seine spezielle Profil- und Knotensystematik eine große dreidimensionale Gestaltungsfreiheit bietet und fließende Übergänge von der vertikalen Fassade in den Dachbereich zulässt.

Mit solchen Lösungen kommt es gewissermaßen zu einer Identität von Dach und Fassade in der gestalterischen Ausführung und optischen Anmutung. Noch stärker lässt sich dieser Gedanke betonen, wenn für das Lichtdach von vornherein ein Fassadensystem verwendet wird. Dies ist bei vielen Herstellern möglich, zum Beispiel bei Jansen, Raico, RP Technik, Schüco oder Stabalux (Aufzählung ohne Anspruch auf Vollständigkeit). Allerdings ist in den Sortimenten nicht jedes Fassadensystem auch für den Einsatz als Dach geeignet. Darum muss bei der Auswahl auf die jeweils vom Hersteller angegebene Neigung geachtet werden. Es gibt Systeme, die mit 0° eingesetzt werden dürfen, andere erfordern ein gewisses Gefälle von beispielsweise 2° oder 5°.

Bei der Verwendung einer eingeführten Pfosten-Riegel-Fassade als Dach profitiert der Planer von den Vorteilen eines bewährten Komplettsystems mit ausgereiften Detaillösungen. Es sind schmale Ansichtsbreiten, ausgefeilte Dichtungssysteme und ein ausgezeichneter Wärmeschutz möglich. Auch die Außenansicht bietet die von der Fassade gewohnte Vielfalt, etwa bei den Abdeckleisten oder der Ganzglasausführung im Structural Glazing. Bei großen Spannweiten kann die Verwendung von Aufsatzkonstruktionen interessant sein, weil sich damit das bauseitige Primärtragwerk des Dachs und das Sekundärtragwerk der Verglasung planerisch und bauorganisatorisch deutlich voneinander trennen lassen.

Glasflächen über dem Kopf

Es gibt also sehr verschiedene Möglichkeiten, das Tageslicht von oben als überraschendes Architekturelement punkt- oder flächenförmig zu inszenieren. Doch welche Lösung auch immer gewählt wird, Lichtflächen über dem Kopf erfordern in jedem Fall einige besondere planerische Überlegungen.

Zu beachten ist in jedem Fall der Hitzeschutz, weil die Sonneneinstrahlung die Glasflächen unmittelbar trifft und auch bei vergleichsweise kleinen Fenstern spürbare Aufheizungen verursachen kann. Wärmeschutzgläser oder ein beweglicher Sonnenschutz sind deshalb meist unverzichtbar.

Das gilt in der Regel auch für eine Lüftungsfunktion im Dach. Denn unter der Verglasung wird sich angewärmte und sehr feuchtehaltige Raumluft sammeln, die abgeführt werden muss. Bewegliche Lüftungsflügel sind in praktisch allen Systemen möglich bzw. vorgesehen. Wegen der hohen Einbauposition muss eine motorische Lösung gewählt werden, in deren Steuerung sich dann sinnvollerweise auch der bewegliche Sonnenschutz integrieren lässt.

Bereits bei einem Neigungswinkel von nur 10° zur Senkrechten, der bei Dächern faktisch immer erreicht wird, sind die transparenten Flächen als Überkopf- bzw. Horizontalverglasungen zu planen. Denn es besteht die Gefahr, dass im Versagensfall herabstürzender Glasbruch die Menschen im Raum verletzt. Die Gläser müssen deshalb nach den Regeln der Normenreihe DIN 18008 geplant werden oder im abweichenden Fall eine allgemeine Bauartgenehmigung bzw. eine Europäische Technische Bewertung (ETA) haben. Zusätzlich sind eventuell weitergehende Landesvorschriften zu beachten.

Neben dem Schutz nach unten ist eventuell ein Durchsturzschutz von oben zu berücksichtigen. Außerdem können Brandschutzvorschriften bestehen, die neben einem bestimmten Feuerwiderstand ggf. auch die Integration von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) in die Glasflächen verlangen. Und schließlich sollte bei gar nicht oder nur flach geneigten Verglasungen an die Verschmutzung und eventuelle Reinigungsmöglichkeit gedacht werden.

Es sind also ein paar Punkte mehr, die bei Lichtlösungen von oben gegenüber Senkrechtfenstern oder Fassaden zu bedenken sind. Dem Mehraufwand steht allerdings auch ein deutlicher architektonischer Gewinn gegenüber, weil die eigentlich völlig natürliche Lösung des Tageslichts von oben innerhalb von Gebäuden fast immer überraschende und als positiv empfundene emotionale Wirkungen hervorruft.


Überkopf-/Horizontalverglasungen: Die Gläser müssen nach den Regeln der Normenreihe DIN 18008 geplant werden oder im abweichenden Fall eine allgemeine Bauartgenehmigung bzw. eine Europäische Technische Bewertung (ETA) haben. Zusätzlich sind eventuell weitergehende Landesvorschriften zu beachten.



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