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Vertiefungsrichtung Gebäudehülle Technik und Ästhetik im Einklang

Gebäudehüllen schützen vor Witterungseinflüssen und sollen energetisch optimiert und nachhaltig sein. Zudem müssen Fassaden als identitätsstiftendes «Gesicht» eines Bauwerks hohe architektonische Anforderungen erfüllen und beinhalten oft anspruchsvolle Tragstrukturen aus vielfältigen Materialien.

Video Gebäudehülle

So geht Fassade!

Die Hochschule Luzern – Technik & Architektur bildet dich als einzige Fachhochschule der Schweiz für das dafür gesuchte Berufsfeld als Ingenieur:in aus.

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Vertiefungsrichtung Gebäudehülle

Ein modernes, technisch komplexes und nachhaltiges Gebäude funktioniert nur, wenn Gebäudetechnik, Bauphysik, Tragwerk und Architektur im Einklang harmonisieren. Dies trifft insbesondere auf die Gebäudehülle als funktionale und architektonische Schnittstelle zwischen Innen und Aussen zu. Den damit verbundenen Herausforderungen stellen sich die Gebäudehülleningenieurinnen und -ingenieure in der Vertiefungsrichtung Gebäudehülle an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur. Diese exklusiv in der Schweiz angebotene Vertiefungsrichtung im Bachelor-Studiengang Bauingenieurwesen führt zum Abschluss «Bachelor of Science» (BSc) als Bauingenieurin / Bauingenieur. Durch Belegen weiterer Studienmodule ist auch eine doppelte Spezialisierung mit den Vertiefungsrichtungen «Gebäudehülle» und zusätzlich «Konstruktion und Tragwerk» möglich. Ein anschliessendes Masterstudium im Bereich Gebäudehülle wird ebenfalls angeboten.

Mehr Informationen

Aufbau und Ablauf des Studiums

Da das Studium zum Abschluss des Bachelor of Science (BSc) im Bauingenieurwesen führt, beinhaltet es im ersten Studienjahr unabhängig von der Vertiefungsrichtung die dafür nötigen grundlegenden Fächer - Baustatik, Tragwerkslehre, Mathematik, Physik, Werkstoffe, Nachhaltigkeit, Geotechnik, Verkehr und Wasserbau. Ab dem zweiten Studienjahr bietet der Studiengang die Wahl zwischen den drei Vertiefungsrichtungen Konstruktion und Tragwerk (K+T), Wasser und Naturgefahren (W+NG), sowie der schweizweit einzigartigen Richtung Gebäudehülle (GH).

In der Vertiefungsrichtung Gebäudehülle werden Kompetenzen im Bereich Entwicklung, Auslegung, Konstruktion und Nutzung von modernen, nachhaltigen und energieeffizienten Gebäudehüllen aufgebaut. Neben spezifischem Wissen im Bereich der Konstruktionstechnik und Statik mit den mannigfaltigen Materialien und funktionalen Komponenten, die in der Gebäudehülle verarbeitet werden, werden auch filigrane leichte, weit spannende Tragkonstruktionen für die Gebäudehülle entwickelt. Zusätzlich spielt der strukturelle Glasbau eine zentrale Rolle im Studium.

Ein weiterer Schwerpunkt der Vertiefungsrichtung liegt in der Durchführung detaillierter bauphysikalischer Analysen und computergestützter Gebäudesimulationen zur Beurteilung der Auswirkung auf Energieeffizienz und Komfort. Dabei wird auch die energetische Sanierung von bestehenden Gebäuden thematisiert. Eine besondere Herausforderung bildet die Optimierung des Lebenszyklus von Material und Struktur bei Neubau und Sanierung. Daher wird im Studium auch auf den Kompetenzaufbau zur Beurteilung der Nachhaltigkeit in der Planung und Umsetzung von Gebäudehüllen Wert gelegt.

Im zweiten und dritten Studienjahr ist das Studium projektorientiert aufgebaut. In den zugehörigen drei Projektmodulen werden die erlernten Kenntnisse an praxisorientierten Fragestellungen und umfassenden Projektentwicklungen in der Teamarbeit vertieft und angewendet.

Parallel zur Vertiefungsrichtung Gebäudehülle werden Module im Stahl- Holz und Stahlbetonbau sowie Baustatik, Geotechnik, Naturgefahren und weiterführender Mathematik / Physik besucht. Es steht ausserdem eine Vielzahl von Wahlmodulen zu fachlichen und interdisziplinären Themen zur Verfügung.

Das Studium schliesst in der Regel mit der Anfertigung der Bachelorthesis im sechsten Semester ab, welche in der Vertiefungsrichtung Gebäudehülle oft zusammen mit Unternehmen und Planungsbüros aus der freien Wirtschaft oder aus Forschungs- und Entwicklungsthemen heraus angeboten wird, so dass ein reibungsloser Übergang in die Praxis gegeben ist. 

Die Vertiefungsrichtung zeichnet sich durch diese enge Kooperation mit Industrie und Planungsbüros sowie durch den direkten Zugriff auf Labore, Windkanal und einen eigenen Fassadenprüfstand sowie durch die Nutzung digitaler Werkzeuge und Methoden aus. Durch Belegung einer Reihe von zusätzlichen, spezifisch ausgewiesenen Kernmodulen aus dem Bereich Konstruktion & Tragwerk ist es als «Double Specialization» auch möglich, neben der Vertiefungsrichtung Gebäudehülle zusätzlich jene für Konstruktion & Tragwerk zu erwerben.

Infrastruktur

Den Studierenden steht mit einem der grössten Fassadenprüfstände Europas sowie top eingerichteten Labors eine hervorragende Infrastruktur zur Verfügung, um das im Studium erlernte Wissen auch praxisnah anwenden zu können. Die Nutzung von 3D-Software, parametrischen Werkzeugen und Simulationssoftware in den Bereichen Energie und Tragwerksentwicklung (FEM) ist ebenso ein integrativer Bestandteil des Studiums. Darüber hinaus kann mit den Werkstätten, Laboren, Geräten und Prüfeinrichtungen anderer Studienrichtungen zusammengearbeitet werden. Es bestehen vielfältige Verbindungen zu Unternehmen der Branche; die überwiegende Zahl der Abschlussarbeiten wird mit Firmenpartnern durchgeführt. 

Karrierechancen

Ingenieurinnen und Ingenieure der Gebäudehülle sind auf dem Markt sehr gefragte Fachpersonen. Ihr Können in der Planung und Realisierung von Gebäudehüllen wird aufgrund der zunehmenden Komplexität und den höheren Anforderungen an Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Funktionsintegration und materialgerechte Konstruktion immer wichtiger. Zahlreiche Planungs- und Ingenieurbüros haben diesen Trend erkannt und bieten neben der klassischen Tragwerksplanung auch Planungsleistungen im Bereich der Gebäudehülle an. Ausgebildete Gebäudehülleningenieurinnen und Ingenieure haben somit eine grosse Stellenauswahl in Ingenieur- oder Fassadenplanungsbüros, in ausführenden Baufirmen, bei Fassadenherstellern, Glasveredlern, Behörden oder in spezialisierten Büros, wie z.B. im Bereich Bauphysik oder Nachhaltigkeit. Auch die Möglichkeit zu einem anschliessenden Masterstudium im Bereich der Gebäudehülle, meist verbunden mit einer Teilanstellung, ist an der Hochschule Luzern gegeben, womit der Zugang zu Spezialist/innentätigkeiten attraktiv wird.

Gebäudehülleningenieure entwickeln für jede Fassade neue Details.
Glas ist im Bereich der Gebäudehülle ein faszinierender Werkstoff.
Damit ein reibungsloser Montageablauf möglich ist, entwickeln Gebäudehülleningenieurinnen und -ingenieure die entsprechenden Konzepte.
Im Fassadenbau sind Qualitätskontrolle und Produkteprüfung wichtige Bestandteile.
Anhand von Modellen oder Plänen erklärt der Gebäudehülleningenieur seiner Kundschaft seine Lösung.
Gebäudehülleningenieurinnen und -ingenieure entwickeln im Fassadenbau immer wieder neue Lösungen und setzen diese mit neuen Technologien in Produkte um.
Gebäudehülleningenieure entwickeln Unterkonstruktionen, welche die Windkräfte auf die Betondecken abgegeben.
Glaskonstruktion am Fassadenprüfstand.
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Erfolgsgeschichten

Pneu auf betretbarem Glas

Durchsturzsicherheit von betretbarem Glas

Unsere beiden Bachelor-Studenten Florian Budde und Dominic Achermann untersuchten im Rahmen ihrer Bachelorarbeit  die Durchsturzsicherheit von betretbarem Glas. Für die Versuche wurde dafür eigens eine Test- und Prüfungsvorrichtung in der Prüfhalle des Kompetenzzentrums Gebäudehülle und Ingenieurbau aufgestellt.

Gil Schwegler, Structural Engineer, OES - Structural Engineering Josef Gartner GmbH

Gil Schwegler, Structural Engineer bei OES - Structural Engineering Josef Gartner GmbH
«Der praxisorientierte Bachelor-Studiengang Bauingenieurwesen an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur bietet die Möglichkeit, sich weitreichende Kompetenzen in der zukunftsorientierten Baubranche anzueignen und diese auch weiterzuentwickeln. Während meiner Ausbildung standen intelligente Baukonstruktionen für einen energieeffizienten und ressourcenschonenden Gebäudepark im Vordergrund. Mit der Studienrichtung Gebäudehülle habe ich einen schweizweit einzigartigen Studiengang gewählt, welcher das Ziel der Energiewende unterstützt.»

David Müller, Prokurist bei Josef Gartner Switzerland AG

David Müller, Prokurist bei Josef Gartner Switzerland AG
«Der Trend höher zu bauen nimmt stetig zu; Gebäude werden komplexer und die Fassaden anspruchsvoller. Dies bedeutet ein grosses Potenzial für Fassadeningenieurinnen und -ingenieure. Das Interesse der Firmen an qualifizierten Fachkräften ist überdurchschnittlich. Nach meinem Fachhochschul-Abschluss an der Hochschule Luzern konnte ich aus verschiedensten Bereichen des Fassadenbaus eine Stelle aussuchen. Mit dem zusätzlichen MAS konnte ich mein Wissen vertiefen. Heute bin ich Marktverantwortlicher bei Gartner und habe international Projekte betreut.»

Carlos Schwendimann, Fassadenbauingenieur bei Josef Gartner Switzerland AG

Carlo Schwendimann, Fassadenbauingenieur bei Josef Gartner Switzerland AG
«Jede Fassade ist anders. Diese Herausforderung macht die tägliche Arbeit des Fassadeningenieurs spannend und abwechslungsreich. Das Studium in Horw hat mir die nötigen Grundlagen mitgegeben, so dass ich heute beispielsweise Fassadenprojekte, wie dasjenige des Laktha Centers – ein im Bau befindliches Mehrzweckgelände in Sankt Petersburg – begleiten kann. Der Hochbau soll mit seinen 462 Metern zum höchsten Gebäude in Russland werden.»

Kilian Arnold, Assistent im Kompetenzzentrum Fassaden und Metallbau der Hochschule Luzern

Kilian Arnold, Assistent im Kompetenzzentrum Gebäudehülle und Ingenieurbau der Hochschule Luzern.
«Ein modernes Gebäude funktioniert, wenn Gebäudetechnik, Bauphysik, Statik und Architektur im Einklang sind. Es ist die Aufgabe von spezifisch ausgebildeten Ingenieurinnen und Ingenieuren, energetisch optimierte Gebäudehüllen zu planen und zu konstruieren, die architektonischen Anforderungen entsprechen. Das nötige Rüstzeug, um komplexe Herausforderungen meistern zu können, habe ich während meinem Studium an der Hochschule erhalten.»

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Bachelor-Diplomarbeiten

Beispiele aus dem Bereich Bauphysik, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit:

Im Bereich der Lebenszyklusanalyse für den Fassadenbau wurden die praktische Anwendung und die Erkenntnisse durch LCA-Methoden untersucht, sei es durch die Evaluierung der Wirkungsabschätzungsmethoden für Lebenszyklusanalysen (Christian Agugliaro) oder durch die Sondierung geeigneter LCA-Software für den Fassadenbau (Martin T. Müller). 

Konzeptionelle Entwicklungen für innovative Lösungen in der Gebäudehülle umfassen sowohl das Design, wie zum Beispiel ein Upcycling von alten Isoliergläsern (Philipp Lustenberger), als auch die Entwicklung einer Fassadenstation für Drohnenlieferungen (Dominik Roos) oder die bauphysikalische Modellierung eines mechanisch belüfteten Kastenfensters (Wolfgang Hausammann).

Energetische Auswirkungen von geplanten Gebäudehüllsystemen werden über numerische Analysen durchgeführt, wie z.B. die Untersuchung des sommerlichen Wärmeschutzes durch passive Massnahmen für die Forschungsunit „Smart Sustainable Living“ im NEST-Gebäude der EMPA in Dübendorf (Tizian Haussener) oder die Untersuchung der Wärmedämmeffizienz von Lisenen (Pascale Wyler).

Detaillierte bauphysikalische Untersuchungen spannen sich messtechnischen Bestimmungen der energetischen Kenngrössen für z.B. den Wärmedurchgang durch neuartige Pilzdämmplatten (Ronny Wettmer) oder den richtungsabhängigen Energiedurchgang durch Mikrolamellen (Robyn Scheidegger), über das Monitoring von Kondensatproblemen bei Doppelhautfassaden (Simon Rohrer) bis hin zu einer umfassenden Analyse der Energieeffizienz von Fassadentypen (Baptiste Spicher). 

Weitere Arbeiten

Beispiele aus dem Bereich Tragwerk, Konstruktion, Glasbau und Kleben:

Tests und Analysen zur Prüfung der Durchbruchsicherheit von horizontalen Verglasungen, die zu Reinigungs- und Wartungszwecken betretbar sind, wurden von Dominic Achermann (Prüfung der Durchbruchsicherheit von VSG) und Florian Budde (Analysen zur Durchbruchsicherheit von VSG) im Kontext mit dem neuen SIA-Merkblatt 2057 «Glasbau» durchgeführt.
Die Studierenden Stephan Speiser (Tragverhalten von SG-Silikonverklebungen), Jona Vetterli (Einsatz tragender, breiter SG-Silikonverbindungen) und Manuel Affolter (Einfluss der Klebegeometrie auf Silikonverklebungen) beschäftigten sich in ihren Bachelorthesen intensiv mit der Rolle und dem Verhalten lastabtragender Verklebungen in strukturellen Glasfassaden, wobei auch Versuche zusammen mit Industriepartnern vorgenommen wurden.
 
Antoine Yersin (Einlaminierte, tragende Glasverbindungen in VSG) und Pascal Joos (Verhalten struktureller laminierter Glasverbinder) wirkten mittels ihrer Thesen an der Entwicklung lastabtragender, einlaminierter Verbindungselemente für Ganzglaskonstruktionen mit. Dies geschah in Verbindung mit internationalen Industriepartnern und trug zu einer Publikation bei (https://link.springer.com/article/10.1007/s40940-022-00198-6).
    
Betonelemente verklebt mit Naturstein und schubfester Isolation im Sandwichkern bieten auf dem Markt bezüglich Montagegeschwindigkeit viele Vorteile. In seiner Bachelor-Diplomarbeit «Studie zur Entwicklung eines Natursteinwand-Elementfassaden-Verbundsystems» testete Kilian Arnold daher ein Wandelement von 1 Meter Breite und 3 Meter Höhe auf seine Versagensart bei einer Lastüberschreitung. Dabei wendete er die Technik der Finite-Elemente-Methode zur Berechnung der Spannungen in der Isolation und in den Klebefugen an.
Moderne Fassaden werden immer komplexer. Gerundete Abschnitte oder sogar ganzheitlich gekrümmte Gebäudehüllen stellen hohe Ansprüche an die Fassade, die meist aus Isolierglaselementen besteht. In seiner These «Bemessung gebogener Isoliergläser» erstellte der Student Curdin Pfister daher ein Finite-Elemente-Modell, um die Auswirkungen von Glaskrümmungen auf die Klimalasten in der Isolierverglasung zu quantifizieren. Um den Aufbau beliebig variieren zu können, wurde die gesamte Geometrie parametrisiert.

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Stimmen aus der Wirtschaft

  • Wirtschaftspartner über die Vertiefungsrichtung Gebäudehülle

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Modellstudienplan

  • Curriculum 2024/25 - Bachelor Bauingenieurwesen

    (177.3 KB) .PDF 

  • Musterstundenplan 1. Semester

    (111.4 KB) .PDF 

Blog Gebäudehülle

  • News und Wissenswertes rund um die Gebäudehülle

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