Entwicklung von ressourcenschonenden Bausystemen mit Membranen - Vorphase -

Aktenzeichen 26410/01
Projektkennblatt:
Abschlussbericht: DBU-Abschlussbericht-AZ-26410.pdf (21.47 MB)
Projektträger: Hightex GmbH
Nordstr. 10
83253 Rimsting
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Telefon: 08051 6888-0
Internet: http://www.hightexworld.com
Bundesland: Bayern
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Material Membran stellt einen Hochleistungsbaustoff dar, der bisher nur für kostenintensive Sonderbauten Anwendung fand. Durch ausschließliche Zugbelastung des Werkstoffs kann die Membran mit minimaler Materialstärke über große Spannweiten sich selbst und äußere Lasten tragen, wie sonst kein anderer Baustoff. In dieser Effizienz liegt das große Potential der Einsparung von Ressourcen dieser Bauweise. Dieses Potential soll durch die Forschung auf dem Gebiet der Modularisierung von Membranbausystemen und der Entwicklung eines standardisierten Bausystems zu konkurenzfähigen Konditionen einem deutlich erweiterten Anwendungskreis angeboten werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklung modularer, membranbespannter Rahmenmodule als standardisiertes Bauprodukt steht im Vordergrund dieser industriellen Forschung. Erste Grundlagen hierfür konnten aus dem Projekt Bergwacht Bad Tölz gesammelt werden und stellen den Ausgangspunkt dieser Forschung dar. Folgende Neuerungen und Weiterentwicklungen zur bestehenden Technologie sind in Zeichnungen, Plänen und Berechnungen entwickelt worden: 1. Rahmenprofil unter Berücksichtigung einer Rahmenintegrierten Vorspannmechanik. 2. Optimierung der Montage - Vorspannungskontrollierter Einbau der Membran. 3. Thermische Trennung des Rahmenprofils. 4. Mehrlagigkeit der Rahmenmodule. 5. Optimierung des hybriden Tragverhaltens zwischen Rahmenkonstruktion und Membran. Unter Einbeziehung der Designstudien zur Gestaltung der Rahmenmodule, in Form von Zeichnungen, Skizzen und Modellen, durchgeführt von dem Kooperationspartner HERZOGDESIGN, ist aus diesen Ergebnissen ein Membranrahmenmodul entwickelt worden, so dass die primären Ansprüche einer geeigneten Tragkonstruktion für Membrane erfüllt werden können. Mit einer Testanwendung schließt die Vorprojektphase ab. Die Erfahrungen an einem 1:1 Modell gaben aufschlussreiche Ergebnisse zu Konstruktion, Montageabläufen, Wirtschaftlichkeit und das Maß der Ressourcenschonung. Dies liefert eine wertvolle Grundlage für eine Hauptphase.


Ergebnisse und Diskussion

Am Beispiel eines definierten Rahmenmoduls konnten wichtige konstruktive, statische, bauphysikalische und wirtschaftliche Aspekte erarbeitet und anschaulich dargestellt werden. Hohe Transparenz und geringe Rahmenprofilstärken führen zu einem sehr schlanken und elegantem Erscheinungsbild der Fassadenelemente. Die gekrümmte Folienoberfläche bricht das Licht in ungewohnter Weise und erlaubt interessante Einblicke und Spiegelungen. Das Ergebnis leistet einen entscheidenden Beitrag in der Weiterentwicklung des Membranbaus und erlaubt architektonisch neue Akzente zu setzen.

Der Vergleich des Eigengewichtes der Fassade von 7,5 kg/m² mit herkömmlichen Fassaden, die bei 50 - 75 kg/m² liegen, verdeutlicht einen der entscheidenden Vorteile der Rahmenmodule: seine Gewichtsminimierung. Diese Minimierung führt zudem zu weiterer Verschlankung und Reduktion des Aufwandes für das Tragwerk eines Gebäudes, bis hin zu Einsparungspotenzial in den Fundamenten. Vor allem bei hohen Gebäuden kann das Membranrahmenmodul durch die Multiplikation seiner Eigenschaften zu deutlicher Verschlankung der Gebäudegesamtkonstruktion beitragen und damit einen entscheidenden Beitrag zur Ressourcenschonung leisten.
Das geringe Gewicht der Module macht sich zudem bei Transport und Montage entscheidend positiv bemerkbar.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse der Forschungsarbeit konnten in dem Vortrag von Dr. Gregor Grunwald auf der Textile Roofs im Juni 2009 in Berlin vorgestellt werden, einer jährlich stattfindenden Tagung zum Thema des Textilen Bauens, die eine der wichtigsten Kommunikationsplattformen dieser Branche darstellt. Die Veranstaltung wird unterstützt durch den Europäischen Dachverband des Textilen Bauens: TensiNet.


Fazit

Mit diesem Forschungsprojekt konnte ein Anfang in der Entwicklung der standardisierten membranbespannten Rahmenmodule erzielt werden. Die Ergebnisse für den im Projekt definierten Rahmen zeigen Möglichkeiten, aber auch Grenzen ihrer Standardisierung auf, wir hoffen auf diesem Wege weitere Schritte gehen zu können, um aus der Einzelbetrachtung dieser Forschung ein standardisiertes Bausystem entstehen zu lassen.

Förderzeitraum: 13.05.2008 - 13.05.2009 (1 Jahr)
Fördersumme: 125.000,00
Förderbereich: I.3.1
Themengebiet: Umwelttechnik
Stichworte: Gebäude, Membran, Forschung
Publikationen:
Geografisch:


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