Oberfl\u00e4chengebundene Polymerschichten f\u00fcr nachhaltige Materialien<\/p>\n
Ein bedeutsamer Anteil des globalen Energiekonsums kann dem Beheizen und K\u00c3\u00bchlen von Bauwerken wie zum Beispiel Gewerbefl\u00c3\u00a4chen, Fabrik- oder Messehallen zugeschrieben werden. Heutzutage wird zumeist versucht dieses Problem in automatisierter Weise durch Verschattungen zu l\u00c3\u00b6sen, indem eine Vielzahl von Motoren diese Verschattungen auf- und zufahren. Hohe Kosten f\u00c3\u00bcr den Betrieb, Wartungen in regelm\u00c3\u00a4\u00c3\u0178igen Abst\u00c3\u00a4nden, hoher Energiekonsum und eine oft zu kurze Lebensdauer sind jedoch Folgen dieses hohen Levels an technischer Komplexit\u00c3\u00a4t. Dieses Projekt befasst sich mit der L\u00c3\u00b6sung dieses Problems mit einem vollst\u00c3\u00a4ndig anderen Ansatz.<\/p>\n
W\u00c3\u00a4hrend die bisher verwendeten Verschattungssysteme die Schwachstelle Fenster abdecken besch\u00c3\u00a4ftigt sich dieses Projekt ausschlie\u00c3\u0178lich mit der Fassade des Geb\u00c3\u00a4udes. Die Fassade eines Geb\u00c3\u00a4udes hat eine einfache Funktion, das Sch\u00c3\u00bctzen von Bausubstanz vor der Witterung.<\/p>\n
Eine Bewegung, die gewisserma\u00c3\u0178en automatisch durch die Ver\u00c3\u00a4nderungen der Umgebungsbedingungen hervorgerufen wird, kann in der Pflanzenwelt bei hygroskopisch angeregten Pflanzenbewegungen beobachtet werden. Als biologisches Vorbild dient der Konifere Zapfen. Bei hoher Feuchtigkeit sch\u00c3\u00bctzt er seine Samen in dem er sich schlie\u00c3\u0178t, w\u00c3\u00a4hrend er sich bei niedriger Feuchtigkeit \u00c3\u00b6ffnet. Durch diesen Mechanismus gew\u00c3\u00a4hrleisten die Koniferen Zapfen, dass die Samen bei geeigneten klimatischen Bedingungen durch den Wind gro\u00c3\u0178r\u00c3\u00a4umig verteilt werden k\u00c3\u00b6nnen. Die Schuppen bestehen aus mehreren Lagen, welche unterschiedlich stark quellen und so die Bewegung hervorrufen.<\/p>\n
Der Fokus des Projekts liegt auf der Materialentwicklung eines mehrlagigen Systems aus Polymeren, welche durch Quellen und Entquellen eine Bewegung von speziell geformten Blenden ausf\u00c3\u00bchren soll.<\/p>\n
Die Entwicklung eines solchen Systems ist abh\u00c3\u00a4ngig von verschiedenen physikalischen Parametern, wie zum Beispiel das Fl\u00c3\u00a4chentr\u00c3\u00a4gheitsmoment, das Biegemoment und die Biegesteifigkeit, welche deshalb bestimmt. Damit die \u00c3\u0153bersetzung eines biologischen Vorbilds in ein technisches System gelingt wurden die physikalischen Bedingungen unter denen das biologische Vorbild funktioniert, genau bestimmt. Hierbei ist besonders interessant, wie sich das Elastizit\u00c3\u00a4tsmodul der verschiedenen Schichten bei der Quellung ver\u00c3\u00a4ndern. Der Quellfaktor und die Wasseraufnahme geh\u00c3\u00b6ren au\u00c3\u0178erdem zu den Parametern, die die Quellung beeinflussen. Das Verh\u00c3\u00a4ltnis der Schichtdicken sowie die Orientierung der Fasern enthalten wichtige Informationen f\u00c3\u00bcr das technische System. All diese Parameter bilden den Rahmen, in dem sich das Pendant bewegen soll und grenzt so auch die Materialauswahl ein. Au\u00c3\u0178erdem konnte zur Kl\u00c3\u00a4rung der exakten Wasseraufnahme der Schuppen beigetragen werden, was zeitnah publiziert wird.<\/p>\n
Zu Beginn der F\u00c3\u00b6rderzeit stand ein System im Fokus, welches durch Quellung (Volumenvergr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178erung) einer Schicht eine Biegung des gesamten Systems hervorruft. Alle Ergebnisse und Versuche dieses System zu stabilisieren haben jedoch darauf hingedeutet, dass ein System nicht die maximale Auslenkung aufbringt wenn es sich im mechanisch schw\u00c3\u00a4chsten Zustand befindet. Eine \u00c3\u201enderung der treibenden Kraft zum Trocknen und somit Zusammenziehen der Schicht brachte den Durchbruch zu einem zuverl\u00c3\u00a4ssigen und justierbaren System, welches sogar Gewichte (bis zu 560 mg) heben kann. Der Bewegungsablauf und die Konditionen unter welchen er abl\u00c3\u00a4uft soll in der letzten F\u00c3\u00b6rderperiode genauer untersucht werden. Dieses System wei\u00c3\u0178t nun eine Biegung im trockenen Zustand auf, wohingegen das System in feuchter Umgebung gerade ist. Dies entspricht dem exakten Bewegungsmuster der Koniferen Zapfen und kann durch verschiedene zus\u00c3\u00a4tzliche Mechanismen zu einer gro\u00c3\u0178fl\u00c3\u00a4chigen Verschattung erg\u00c3\u00a4nzt werden. Diese zus\u00c3\u00a4tzlichen Mechanismen sollen im letzten F\u00c3\u00b6rderzeitraum untersucht und bewertet werden und bringen uns weiter in Richtung autonome adaptive Fassade.<\/p>\n
Die Umsetzung des Projekts zu einer sogenannten \u00e2\u20ac\u017esmart building skin\u00e2\u20ac\u0153 kann laut ESCORP-EU25 Studie von der European Solar Shading Organization zu der Reduktion von bis zu 90% der ben\u00c3\u00b6tigten zus\u00c3\u00a4tzlichen Heizung eines Geb\u00c3\u00a4udes f\u00c3\u00bchren und somit den CO2 Aussto\u00c3\u0178 pro Geb\u00c3\u00a4ude um bis zu 80t im Jahr reduzieren. Wenn dieses System gro\u00c3\u0178fl\u00c3\u00a4chig an Geb\u00c3\u00a4uden \u00c3\u00bcberall auf der Welt zu finden w\u00c3\u00a4re, w\u00c3\u00bcrde dies einen gewaltigen Fortschritt in umweltfreundlicher Architektur und in der Energienutzung bedeuten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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