Entwicklung adaptiver Membranfassadenmodule


Projektnummer
10.08.18.7-18.42
Projektbeginn
03.2019
Projektende
09.2022
Projektstatus
laufend

Ergebnisse

Gestalterische Potenziale textil- und folienbasierter Werkstoffe in der Architektur; Quelle: ILEK – Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren, Universität Stuttgart

Membranwerkstoffe eröffnen aufgrund ihres minimalen Flächengewichts, ihrer hohen mechanischen Beanspruchbarkeit und ihrer ästhetischen Oberflächeneigenschaften ein bislang nicht ausgeschöpftes ökologisches, ökonomisches und gestalterisches Potenzial für ihre Anwendung in der Architektur. Durch den Einsatz leichter Membranfassadensysteme können signifikante Einsparungen von Material, Masse, CO2 und grauer Energie bei der Herstellung, dem Transport von Baumaterial sowie dem Gebäudebetrieb erzielt werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die ganzheitliche Entwicklung einer Varianz von ressourceneffizienten, vollständig rezyklierbaren, mehrlagigen, textil- sowie folienbasierten Fassadenmodulen für den Hochbau, die das Funktionsspektrum der konventionellen Fassaden erweitern. Es werden dabei opake, transluzente sowie transparente Hülllösungen erarbeitet werden.

Um auf bauphysikalische Anforderungen gezielt reagieren zu können, werden Membranfassaden durch einen mehrlagigen Systemaufbau aus Außenlagen und Funktionswerkstoffen, denen spezifische Aufgaben wie Wärme-, Feuchte-, Brand- oder Schallschutz zugeordnet werden, individuell funktionalisiert. Die Implementierung aktiver Komponenten aus Sensorik und Aktorik ermöglicht eine zusätzliche, präzise Anpassbarkeit der Gebäudehülle an die stark variierenden Außenbedingungen und Nutzungsanforderungen bei minimalem Materialeinsatz. Angestrebt wird eine maximale Reduktion des Energiebedarfs zur Raumkonditionierung bei gleichzeitiger Steigerung des Nutzerkomforts. Die entwickelten Systemaufbauten werden mittels Simulationen bzw. messtechnischer Methoden untersucht und nach technisch-funktionalen, baustatischen sowie thermischen Kriterien optimiert.

Abschließend erfolgt erstmalig die Realisierung eines ausgewählten adaptiven Membranfassadenmoduls aus textil- bzw. folienbasierten Außenlagen, Funktionswerkstoffen und einem Leichtmetall-Rahmenprofilsystem im Maßstab 1:1. Dieses kommt an einem Versuchsgebäude zur Testanwendung unter realen Witterungsbedingungen, um die Gebrauchstauglichkeit des Systems bis zur Anwendungsreife zu verifizieren und zu demonstrieren. Dazu wird es an die messtechnische Infrastruktur des Versuchsgebäudes angeschlossen und innerhalb eines Langzeitmonitorings einer intensiven bauphysikalischen Auswertung unterzogen.

Die Forschungsarbeit wird begleitet von einem Konsortium mit Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und institutionellen Partnern. Durch die enge Kooperation mit mittelständischen Unternehmen wird ein unmittelbarer Praxisbezug hergestellt und eine Überführung der Forschungsergebnisse in die Marktwirtschaft begünstigt.

 

Projektbeteiligte
Antragsteller/in :

Universität Stuttgart
Keplerstraße 7
70174 Stuttgart

Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) :

M.Sc. Christina Eisenbarth, N.N. (Bearbeitung)
Dr.-Ing. Walter Haase (Projektleitung)

ILEK - Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren
Pfaffenwaldring 14
70569 Stuttgart
 

Fachbetreuer/in im BBSR :

Dr. Michael Brüggemann, i. A. WB 3

Eckdaten
Schlagworte zum Projekt : Architektur, Gestaltung, Design, Membran, Folie, Textil, Gewebe, Gewirke, Faser, Faserwerkstoff, Adaption, Gebäudehülle, Fassade, Anpassungsfähigkeit, Fassadenaufbau, Textiles Bauen, Adaptivität, Fassade, Ressourceneffizienz, Ökologie, Ökonomie, Klimawandel, Ressourcenknappheit, Wandaufbau, Simulation, Messung, Modularität, Profil, Leichtbau, Anwendung, Energieeinsparung
Einordnung in Zukunft Bau : Forschungsbericht, Forschungsförderung, Gebäudehülle, Neue Materialien und Techniken
Bundesförderung in EUR : 196.872,80
Projektetage der Bauforschung
Projektvorstellung 1 29.06.2020 Mehr