haute innovation

Publikationen & Interviews

Das Material denkt mit

Smarte Materialien für die Architektur

März/April 2016

domus 018

"Die Stadt und der Mensch"

 

Autor: Dr. Sascha Peters

 

 

Sie verändern die Form unter Einfluss von Wärme, reagieren auf Feuchteunterschiede in der Luft oder haben positive Einflüsse auf das Klima von Innenräumen. Schon seit einigen Jahren wird der Gruppe der Smart Materials ein großes Potenzial nachgesagt. Vor allem in der Architektur würde die Integration von Funktionen in ein Material den Ressourcenaufwand für die Realisierung komplexer Mechanismen auf ein Minimum reduzieren. Nachdem in der letzten Dekade die grundlegenden Prinzipien von Smart Materials entwickelt wurden, haben Wissenschaftler, Architekten und Unternehmen begonnen, marktfähige Produkte für einige hochspannende Anwendungen zu erschließen.

 

An erster Stelle ist hier die Forschungsinitiative „smart hoch 3“ zu nennen, in der unter Leitung des Fraunhofer IWU aus Dresden versucht, Formgedächtnislegierungen in neuen Produktszenarien erfolgreich anzuwenden. So wurden beispielsweise in Zusammenarbeit mit Textildesignern der Kunsthochschule Berlin-Weißensee zwei Verdunkelungssysteme umgesetzt, in denen die auf Wärmeeinflüsse reagierenden Legierungen den für die Formveränderung ausschlaggebenden Impuls realisieren. Das Chamäleon-Membran von Madlen Deniz ist eine dieser Entwicklungen. Es besteht aus einer Rasterstruktur mit verschiedenfarbigen Elementen. Jedes Element des Membrans ist an einem FGL-Drahtelement befestigt. Verändert sich die Temperatur an der Fassade durch Sonneneinstrahlung zieht sich das FGL-Element bei Übersteigen der Aktivierungstemperatur zusammen, die einzelnen Elemente werden gegeneinander verschoben und es kommt zu spannenden Farbeffekten im Innenraum in Analogie zur Haut eines Chamäleons. Ähnlich funktioniert auch der aus 72 Blütenstrukturen bestehende "Solar Curtain". In die einzelnen Strukturen sind 80 Millimeter lange Formgedächtnisaktoren integriert, die den Öffnungs- und Schließmechanismus gewährleisten. Erwärmt sich die Fassade durch Sonneneinstrahlung, erinnern sich die Nickel-Titan Drähte an ihre ursprüngliche Geometrie und gehen bei Erreichen eines einstellbaren Temperaturwertes zurück in ihre ursprünglich Form. Die Fassade verschattet sich und der Raum ist vor Sonneneinstrahlung geschützt. Sinkt die Temperatur am Abend, ist der Prozess reversibel und die Fassade wird wieder durchlässig für das natürliche Licht von Außen.

 

Dass Materialien auch auf Feuchtigkeit reagieren und ihre Form verändern können, haben Prof. Achim Menges von der Universität Stuttgart mit dem HygroSkin Pavillon und der Produktdesigner Chao Chen am Royal College of Art in London mit einer auf Wasser reagierenden Wand auf eindrucksvolle Weise gezeigt. Beide geben als natürliches Vorbild einen Tannenzapfen an, der sich in feuchtem Klima eng um den inneren Kern verschließt und im Trockenen in der Lage ist, sich in seiner Struktur zu öffnen. In beiden Entwicklungen wurde dünnes und ursprünglich glattes Sperrholz verwendet, das sich bei Änderung der Luftfeuchtigkeit selbsttätig verformt und dabei Öffnungen in der architektonischen Haut eines Körpers preisgibt.

 

Der gesamte Artikel befindet sich abgedruckt in der domus Ausgabe 018:

www.domus-magazin.de

 

 

 

Bild: waterreacting shelter (Design: Chao Chen)

 

 

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