Mein Zukunft Bau

Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen

Projektnummer

F20-08-1-058; 10.08.18.7-07.37

 

Laufzeit / Status

01.2008 - 06.2010 / abgeschlossen

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Projektdetails

Beteiligte

Univ. Stuttgart, Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren -ILEK- (Bearbeiter)

 

Dr.-Ing. Walter Haase (Bearbeiter)

M.A.Sc. Thorsten Klaus (Bearbeiter)

Dipl.-Des. Elias Knubben (Bearbeiter)

Dipl.-Ing. Fritz Mielert (Bearbeiter)

M.Eng. Stefan Neuhäuser (Bearbeiter)

Dipl.-Ing. Fabian Schmid (Bearbeiter)

Prof. Dr.-Ing. Werner Sobek (Bearbeiter)

Cluster

Neue Materialien und Techniken

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer modularen, mehrlagigen, textilen Gebäudehülle mit adaptiven Eigenschaften. Die zu entwickelnden Systeme sollten umsetzbar sein als vorgespannte Membranstrukturen, aber auch als Ersatz für herkömmliche Wand- und Deckenaufbauten im Hochbau. Eine solche Hülle sollte fähig sein, sich an verändernde Umgebungsbedingungen und Nutzungsanforderungen unter Verwendung eines minimalen Materialeinsatzes anzupassen. Diese Funktionalität sollte durch den Einsatz neuer Materialien, Beschichtungen und durch die Entwicklung sinnvoller Lagenaufbauten erreicht werden. Durch den Einsatz und die Kombination effektiver Materialien galt es, effiziente System für den Einsatz als zukünftige Hüllenelemente zu entwerfen und in Musteraufbauten umzusetzen. Die am Institut durchgeführten Untersuchungen und Experimente haben grundsätzliche Möglichkeiten zum Aufbau von sinnvollen, klimatechnisch hochwertigen, mehrlagigen, textilen Gebäudehüllen unter Maßgabe der definierten Ziele aufgezeigt. Dies konnte insbesondere mit Hilfe der im Forschungsprojekt entworfenen, gebauten und verifizierten Messanlage zur Bewertung von Wärmedurchgangseigenschaften in mehrlagigen textilen Hüllen und der Simulationssoftware für Wärmeleitungs- und Wärmestrahlungsvorgänge demonstriert werden. Mit diesen, durch verschiedene Referenzmaterialien validierten Mess- und Simulationstechniken entstanden am Institut fundamentale Voraussetzungen für die konzeptionelle Erstellung von Hüllenaufbauten und deren Bewertung. Im Rahmen des Validierungsprozesses wurde die Sensibilität der Berechnung der Wärmedurchgangsvorgänge - insbesondere im Vergleich von Messung und Simulation - bezüglich der Festlegung der Umgebungsbedingungen und damit des Wärmeübergangswiderstands deutlich. Auch die Wichtigkeit einer genauen Ermittlung der radiometrischen Kennwerte der Transmission, Reflektion und Absorption der eingesetzten Materialien im solaren und dem infraroten Strahlungsspektrum wurde offenbar. Charakteristische Werte in diesem Bereich sind bisher kaum verfügbar und werden daher jeweils projektbezogen im Rahmen von Bauvorhaben ermittelt. Sie stehen daher den Planern im Bereich des textilen Bauens nur partiell zur Verfügung, was sich bezüglich der energetischen Bilanzierung von Vorhaben als großes Hemmnis erweist. Bezüglich der Verfügbarkeit der feuchtetechnischen Kennwerte gilt ähnliches. Nötige Daten für die Feuchtetransportvorgänge sind bisher kaum verfügbar. Die begleitend zum geförderten Vorhaben erstellte Datenbank eröffnet die Möglichkeit, durch eine kontinuierliche Datenpflege eine Datenbasis verfügbar zu machen, um die beschriebene Problematik zu beheben. Weiterhin wurden Konzepte zur Einbindung von adaptiven Eigenschaften bezüglich des Wärme-, Luft- und des Feuchtigkeitsaustausches entwickelt und untersucht. Für die Messe BAU 2009 in München erfolgte die Umsetzung einiger dieser Konzepte als Prototypen.

Schlagwörter

Gebäudehülle; Fassade; Membran; Folie; Textil; Materialeigenschaft; Werkstoff; Anpassungsfähigkeit; Adaptivität; Adaption; Mehrlagigkeit; Beschichtung; Vorspannung; Wärmedurchgang; Wärmeleitung; Messung; Messanlage; Wärmeleitung; Wärmestrahlung; Simulation; Software; Berechnung; Vergleich; Wärmeaustausch; Luftaustausch; Feuchtigkeitsaustausch;

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