Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens „AddMamBa – Additive Manufacturing von 3D‐Verbindungselementen im Bauwesen“ war die Entwicklung neuartiger, additiv gefertigter Fassadenhalter für Bestands‐ und Neubauten unter Verwendung recycelter Werkstoffe zur Reduktion von CO 2 ‐Emissionen . Die durchgeführten Untersuchungen widmen sich zum einen der Minimierung der Wärmeverluste durch eine energetische Verbesserung der Gebäudehülle und zum anderen wurde im Sinne der Förderung der Kreislaufwirtschaft die Möglichkeit untersucht, Baustahlschrott (BS) als Ausgangsmaterial für diese Fassadenhalter zu verwenden. Um die Geometrie des Halters hinsichtlich seiner statischen und bauphysikalischen Eigenschaften in Kombination mit einer höchstmöglichen Materialeffizienz zu entwickeln, wurde das Verfahren der Topologieoptimierung (TO) gewählt. Zudem wurde erfolgreich die Machbarkeit der Verwendung von recyceltem und anschließend gasatomisiertem Baustahlschrott aus Abbrucharbeiten als Ausgangsmaterial für die additive Fertigung mittels des PBF‐LB/M‐Verfahrens nachgewiesen.

StahlbauVolume 92, Issue 1 JahresinhaltsverzeichnisFree Access Jahresinhaltsverzeichnis Stahlbau 2022 First published: 03 January 2023 https://doi.org/10.1002/stab.202370110AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onEmailFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Volume92, Issue1January 2023 RelatedInformation

Die Wärmebrückenwirkung von Fassadenunterkonstruktionen aus Metall kann durch den Einbau geschlitzter Unterkonstruktionen reduziert werden, wodurch die energetische Qualität vorgehängter hinterlüfteter Fassaden erhöht werden kann. Fehlende Bemessungshilfen zur Berücksichtigung der Schlitzgeometrien in der Unterkonstruktion verhindern allerdings häufig die Anwendung in der Praxis. Im Rahmen eines durch die AiF geförderten Forschungsvorhabens wird das Lehr‐ und Forschungsgebiet für Nachhaltigkeit im Metallleichtbau in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau der RWTH Aachen University Lösungen zur statischen und bauphysikalischen Bemessung von geschlitzten Stahlleichtbauprofilen für die Gebäudehülle aus Metall entwickeln. Die vorliegende Bearbeitung zeigt zwei Ansätze zur Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten von Außenwänden mit geschlitzten Unterkonstruktionen aus Metall. Ein Verfahren nimmt den geometrischen Weg der durch die Schlitzgeometrie abfließenden Wärme auf und leitet hieraus eine äquivalente Wärmeleitfähigkeit des geschlitzten Profils ab. Bei dem zweiten Verfahren wird der geschlitzte Stegbereich durch einen Bereich mit äquivalenter Wärmeleitfähigkeit ersetzt und kann hiermit im Rahmen von vereinfachten FEM‐Berechnungen berücksichtigt werden. Beide Ansätze sollen im Rahmen des Forschungsvorhabens validiert werden.

Thermally improved steel substructures for metal facades The thermal bridge effect of metal facade substructures can be reduced by installing slotted substructures, which can increase the energy quality of rear-ventilated facades. However, the lack of design aids to take account of the slotted geometries in the substructure often prevents their use in practice. As part of a research project funded by the AiF, the Chair of Sustainable Metal Building Envelopes in collaboration with the Chair of Steel Construction and Lightweight Metal Construction at RWTH Aachen University will develop solutions for the structural and physical design of slotted lightweight steel profiles for metal building envelopes. The present work shows two approaches to determine the thermal transmittance of exterior walls with slotted metal substructures. One method takes the geometric path of heat dissipation through the slot geometry and derives an equivalent thermal conductivity of the slotted profile. In the second method, the slotted bar area is replaced by an area with equivalent thermal conductivity and can thus be taken into account in simplified FEM calculations. Both approaches are to be validated within the scope of the research project.

StahlbauVolume 91, Issue 1 JahresinhaltsverzeichnisFree Access Jahresinhaltsverzeichnis Stahlbau 2021 First published: 03 January 2022 https://doi.org/10.1002/stab.202270109AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinked InRedditWechat Volume91, Issue1January 2022 RelatedInformation

Ventilated facades and seamed profile roofs are lightweight constructions that can be part of sustainable building architecture due to their high level of deconstruction and recycling capability, their good physical properties and their long service life. The basic structure of both types is similar and has similar thermal properties. In both construction methods, e.g. point-shaped holders are attached to an anchoring base, penetrate the thermal insulation and transfer the loads of the facade or roof cladding into the anchoring base. The holders form thermal bridges and increase the area-related heat transfer coefficient of the flat facade or roof construction. In practice, the influence of the penetrations on the heat transfer coefficient must be taken into account at an early planning stage, since in particular thermal insulation thicknesses can only be reliably determined by taking into account the point- and line-related heat transfer coefficients in the area of the thermal bridges. The holders available on the market differ in size, geometry and materiality and thus have different influence on the insulation thickness to be selected. For more efficient implementation in practice, the International Association for Metal Building Envelopes (IFBS) will publish a new version of its Thermal Bridge Atlas in the first quarter of 2021, which will include studies on rear-ventilated facades and seamed profile roofs in lightweight metal construction. In this article, selected results are presented.

Vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) und Falzprofildächer (FPD) aus Metall bilden als leichte Bauweise aufgrund ihrer hohen Rückbau‐ und Recyclingfähigkeit, ihrer bauphysikalischen Eigenschaften sowie ihrer langen Lebensdauer einen Baustein nachhaltiger Gebäudearchitektur. Der prinzipielle Aufbau von VHF und FPD weist analoge thermische Eigenschaften auf. In beiden Bauweisen werden z. B. punktförmige Halter auf einem Verankerungsgrund befestigt, durchdringen dabei die Wärmedämmung und leiten die Lasten der Fassaden‐ oder Dachbekleidungen in den Verankerungsgrund ein. Die Halter bilden dabei Wärmebrücken und erhöhen den flächenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten der flächigen Fassaden‐ oder Dachkonstruktion. In der Praxis ist der Einfluss der Durchdringungen auf den Wärmedurchgangskoeffizienten bereits in einem frühen Planungsstadium zu berücksichtigen, da insbesondere Wärmedämmdicken nur unter Berücksichtigung der punkt‐ und linienbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten planungssicher festgelegt werden können. Typische Halter unterscheiden sich in ihrer Größe, Geometrie und Materialität und haben so unterschiedlichen Einfluss auf die zu wählende Dämmdicke. Zur effizienteren Umsetzung in der Praxis veröffentlicht der Internationale Verband für den Metallleichtbau (IFBS) im ersten Quartal 2021 eine Neufassung des Wärmebrückenatlas mit wärmetechnischen Untersuchungen zu VHF und FPD im Metallleichtbau. Im vorliegenden Beitrag werden dazu ausgewählte Ergebnisse vorgestellt.

Substructures of facades penetrate the thermal insulation and thus form a thermal bridge, which can be compensated by higher insulation thicknesses or by material selection. This redesign is often done at a late stage and is associated with considerable additional costs. If the construction tolerances allow, the change from a classic two-part substructure consisting of a bracket and mounting rail to a one-part substructure as a Z-profile can be useful and lead to a quicker, and thus more cost-effective, installation. As linear components, one-piece substructures initially exhibit a greater thermal bridge effect than the two-part design with brackets and mounting rail, but can be upgraded by the insertion of slots in such a way that the building law requirements for thermal protection can be achieved without increasing the insulation thickness. The Z-profiles are attached straight to the load-bearing anchoring base and directly form the support profile for the facade elements. Static investigations of the Z-profiles weakened by the slots show that a sufficient load-bearing capacity can be achieved.

Unterkonstruktionen von vorgehängten Fassaden durchdringen die Wärmedämmung und bilden somit eine Wärmebrücke, die durch höhere Dämmdicken oder die Materialauswahl kompensiert werden kann. Diese Umplanung erfolgt häufig zu einem späten Zeitpunkt im Projekt und ist mit erheblichen Mehrkosten verbunden. Sofern es die Bautoleranzen zulassen, kann der Wechsel von einer klassischen zweiteiligen Unterkonstruktion bestehend aus Halter und Tragschiene zu einer einteiligen Unterkonstruktion als Z‐Profil sinnvoll sein und zu einem schnelleren, und damit kostengünstigeren, Einbau führen. Einteilige Unterkonstruktionen aus Metall weisen als linienförmige Bauteile zunächst eine größere Wärmebrückenwirkung auf als die zweiteilige Ausführung mit Haltern und Tragschiene, können jedoch durch das Einbringen von Schlitzen wärmetechnisch so ertüchtigt werden, dass baurechtliche Vorgaben des Wärmeschutzes ohne die Erhöhung von Dämmdicken erreicht werden können. Die Z‐Profile werden unmittelbar an dem tragenden Verankerungsgrund befestigt und bilden direkt das Tragprofil für die Fassadenelemente. Statische Untersuchungen an durch die Schlitze geschwächten Z‐Profilen zeigen, dass eine ausreichende Tragfähigkeit gegeben ist.

This article provides an overview of the activities of the professorship "Sustainable Metal Building Envelopes", which has been established on 1 July 2015 at RWTH Aachen University and is supported and promoted by the International Association for Metal Building Envelopes (IFBS). The professorship, held by Prof. Dr.-Ing. Markus Kuhnhenne, deals with aspects of structural design, building physics and in particular the sustainability of building envelopes with lightweight metal construction elements. The current developments regarding energetic requirements in the building area are described, in order to present -afterwards the current research projects and networks of the professorship in detail.

StahlbauVolume 87, Issue 12 InhaltFree Access Inhalt: Stahlbau 12/18 First published: 07 December 2018 https://doi.org/10.1002/stab.201871202AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinkedInRedditWechat No abstract is available for this article. Volume87, Issue12December 2018 RelatedInformation

AbstractVor dem Hintergrund der angestrebten Energiewende gewinnt die kontinuierliche Gewinnung, Verteilung und Speicherung der natürlich gegebenen, erneuerbaren Energieträger stark an Bedeutung. Die Nutzbarmachung der Sonnenenergie steht hierbei im Fokus und kann treibender Faktor der Energiewende werden. Gebäudeflächen wie Fassaden, die bisher nur in geringem Maße genutzt wurden, sind künftig für die Stromerzeugung heranzuziehen. Zu diesem Zweck sind Systeme zu entwickeln, die hohen architektonischen Ansprüchen genügen, sich ohne großen planerischen und baulichen Mehraufwand umsetzen lassen und eine hohe Energieeffizienz aufweisen.Im Rahmen eines FuE‐Projekts, in einer Kooperation aus dem Lehr‐ und Forschungsgebiet Nachhaltigkeit im Metallleichtbau der RWTH Aachen University, der Hans Laukien GmbH aus Kiel und der Heliatek GmbH aus Dresden, wird eine neuartige Fassadenlösung in einer Kombination aus organischer Photovoltaik und einem vorgehängten hinterlüfteten Fassadensystem entwickelt. Die sehr leichten, dünnen und flexiblen Solarfolien eignen sich besonders gut für den Einsatz in Metallleichtbaukonstruktionen, da nur geringe zusätzliche Lasten über die Fassade abgetragen werden müssen. Das neue Fassadensystem ist damit sowohl für den Neubau als auch für die Überkleidung von Bestandsfassaden geeignet. Ziel des FuE‐Projekts ist es, einen marktfähigen Prototypen der Metallfassade mit integrierter organischer Photovoltaik zu entwickeln und zu vermessen.