Nichts als Glas

Zum Thema: Bauen mit Glas

Architekten: Mark DuBois, Ohlhausen DuBois Architects, New York

Die ungewöhnliche Villa inmitten der spektakulären Landschaft New-Mexicos, ca. 10 km südlich von Santa Fe, entstand im Auftrag des Ehepaars Klein, dessen zeitgenössische Kunstsammlung Werke von James Turrell, Olafur Eliasson, Andy Goldsworthy, Fritz Haeg und Paula Hayes umfasst. Das Paar wollte einen Raum schaffen um inmitten von Kunst und Natur zu leben, dabei sollte die Architektur einen Teil der Kunst darstellen, die sie beherbergt. Um die gewünschte unmittelbare Verbindung zur Umgebung herzustellen schlugen die Architekten eine kontinuierliche tragende Glasfassade ohne störende Elemente wie Pfosten, Aussteifungen oder Glashalterungen unter einem schützenden weit auskragendem Dach vor.
Das Vorhaben erwies sich als höchst kompliziert, zumal zur Eigenlast des stählernen Dachs im Winter beträchtliche Schneelasten hinzukommen. So mussten sich die Bauherren von Anfang an darauf einstellen, dass ein höherer Aufwand mit Mock-ups, statischen Studien und einer engen Zusammenarbeit mit Fachleuten nötig sein würde. Dank großzügigem Budget und Innovationsgeist des Ehepaars konnte die Fassade trotz erschwerter Bedingungen umgesetzt werden.

Den Kern des Hauses bilden eine Reihe paralleler Stahlbetonwände – von Glaswänden flankiert und umhüllt. Um das Risiko des experimentellen Entwurfs der Glasfassade zu minimieren, beschränkt sich der tragende Teil dieser Fassade auf den Wohnraum der nach Nordwesten, mit dem schönsten Ausblick zur Landschaft, orientiert ist. Im Süden begrenzt eine Stahlbetonwand den 7,8 m x 10,2 m großen Raum und im Osten eine in den Kamin integrierte Stahlkonstruktion. Die Glasscheiben im Westen und Norden fügen sich zu einer transparenten Ecke. Die Architekten hatten die ersten Konzepte einer tragenden L- oder kreuzförmigen Glasstütze verworfen, weil die Lasten von der Eckstütze auf jede Schicht der mehrlagigen Scheiben gleichmäßig verteilt werden müssten und die konzentrierte punktuelle Belastung durch die statischen Unbestimmtheit des Aufbaus ein hohes Sicherheitsrisiko mit sich gebracht hätte.

Das gewählte Dreischeibenverbundglas besteht aus einer mittleren, tragenden Scheibe aus 19 mm starkem ESG, seitlich geschützt von zwei 6 mm starke ESG-Scheiben mit Zwischenlagen aus 1,5 mm PVB. Jedes Element ist 122 cm breit und 365 cm hoch. Handelsübliche Stahlprofile, Kunststofflager und mikrojustierbare Beschläge halten die Fassade verdeckt in Dach und Boden und verteilen die Lasten gleichmäßig: Zwei L-Profile mit beidseitigen Neoprenklötzen halten das Glas oben und unten passgenau, ein Federring am Kopf verteilt die Lasten und eine Gewindestange sorgt für die Höhenjustierung, die auch Monate später noch vorgenommen werden kann. Im Dachtragwerk vereinfacht ein durchgehender Stahlträger über der Glasfassade die Rahmung der Konstruktion und die Verbindungsdetails für die Scheiben. Der auskragende Dachrand vermindert zudem die Torsion des Trägers. Weitere Studien zeigten, dass das Gewicht des Dachs ausreicht, um es vor Abhub zu schützen, daher sind die Verbindungen nur auf Druck belastet und konnten sehr einfach ausfallen. Statiker und Ingenieure mussten allerdings sicherstellen, dass die Dachfläche steif genug ist, um alle seitlichen Lasten aufzunehmen, die nicht in die Glasfassade einfließen dürfen.
An einem 1:1-Modell der Scheibe und einer Reihe von kleineren Modellen wurden die erforderlichen Tests durchgeführt. Das große Modell wurde dazu einer Reihe anwachsender Achslasten ausgesetzt wurde, während gleichzeitig seitliche Lasten einwirkten, um die Windlasten zu simulieren. Natürlich zogen die Architekten auch den Einsatz von Isolierglas in Betracht. Die Abstandhalter und Verklebungen hätten aber zu schwarzen Streifen im Randbereich geführt. Diesen ästhetischen Kompromiss wollten jedoch auch die Bauherren nicht in Kauf nehmen:
Die absolute Reinheit und Transparenz der gläsernen Hülle war von
Anfang bis Ende oberstes Gebot.

Glasfassade:
Dewhurst Macfarlane, Tim Macfarlane, David Shea, Mark Simmons
Statik:
QPEC, Quiroga-Pfeiffer Engineering, David Grabiel
Generalunternehmer:
Wolf Corporation, John Wolf, John Jones
Glas-Einbau:
Wholesale Mirror & Glass, Eddie Cansler
Glas-Herstellung:
Dlubak