Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzenbewegung Pate für kinetische Fassade

14.05.2012
Entwicklung der Uni Stuttgart auf der EXPO 2012 in Yeosu, Südkorea
Auf der diesjährigen Weltausstellung in Südkorea (EXPO 2012 Yeosu) präsentiert sich der Themenpavillon „One Ocean“ mit einer hochinnovativen kinetischen Fassade. Deren Funktionsweise als adaptives Verschattungssystem und Medienfassade wurde durch ein bionisches Forschungsprojekt am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen der Universität Stuttgart (ITKE) angeregt.

„Innovationen entstehen häufig in Teamarbeit, besonders vielversprechend wird es, wenn dabei verschiedene Disziplinen zusammentreffen“, so Prof. Jan Knippers, der das Projekt „Biegsame Flächentragwerke“ im Rahmen der Fördermaßnahme BIONA leitet. BIONA steht für „Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien“ und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Seit drei Jahren beschäftigen sich im Rahmen dieses Projekts Ingenieure und Architekten in Zusammenarbeit mit Verfahrenstechnikern des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf und Biologen der Plant Biomechanics Group an der Universität Freiburg mit der Frage, inwieweit sich biologische Bewegungsmechanismen technisch umsetzen lassen.
Die biologischen Vorbilder sollen dabei vor allem Hinweise geben, wie bewegliche Konstruktionen hinsichtlich Störungsanfälligkeit sowie Energie- und Materialeffizienz verbessert werden können. Erstes Zwischenergebnis war dabei die Erkenntnis, dass viele Pflanzenbewegungen ohne diskrete Gelenke auskommen und stattdessen auf elastische Verformungen beruhen. Als Vorbild für die Verschattung von Fassaden wurde die Paradiesvogelblume Strelitzie näher untersucht. Deren pfeilförmig ausgebildeten blauen Kronblätter öffnen sich, wenn sich ein Nektarvogel auf sie setzt, und zwar durch Verbiegen, ganz ohne Gelenke oder Schrauben. Nutzt man dieses Bewegungsprinzip, so entstehen Konstruktionen, bei denen Form und Bewegung durch die reversible Elastizität ihrer Komponenten bedingt sind und es zudem keine verschleißanfälligen Elemente gibt.

Materialversagen führt zum Erfolg
Im klassischen Ingenieurverständnis handelt es sich bei diesem Ansatz von beweglichen Konstruktionen eigentlich um eine Versagensform, bei der sich ein Bauteil unter zu großer Last verbiegt. Aber gerade dieses Prinzip führt hier zum Erfolg. Die Wissenschaftler untersuchten verschiedene Materialien und Mechanismen. So entstand der Prototyp einer adaptiven Fassadenverschattung mit dem elastischen Verformungsmechanismus Flectofin®, der prototypisch in einer adaptiven Fassadenverschattung umgesetzt wurde. Dieses System ermöglicht beispielsweise stufenlose Öffnungswinkel zwischen -90° und +90°, wodurch von einer nur geringfügigen Fassadenbedeckung bis hin zur kompletten Abdeckung alle Zwischenstufen möglich sind.

Der Klappenmechanismus in der Blüte der Strelitzia reginae (Paradiesvogelblume).
(Foto: Simon Schleicher)


Der Themenpavillon „One Ocean“ mit der hochinnovativen kinetischen Fassade, deren Funktionsweise durch ein bionisches Forschungsprojekt am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen der Universität Stuttgart (ITKE) angeregt wurde. (Foto: soma architecture)

Hierbei ist sie nicht nur auf planare Fassadenabschnitte beschränkt, auch einfach- und doppeltgekrümmte Oberflächen, wie sie in der zeitgenössischen Architektur immer häufiger vorkommen, lassen sich durch die geometrische Anpassungsfähigkeit und den Verzicht auf starre Rotationsachsen eindecken. Damit eröffnen sich für die Flectofin®-Lamelle Anwendungsfelder, die mit konventionellen Verschattungssystemen nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich sind.

Auf der Suche nach einem derartigen Verschattungssystem wandte sich das Wiener Architekturbüro soma, das 2009 den Wettbewerb für den Themenpavillon „One Ocean“ auf der Expo gewonnen hatte, an das Büro Knippers Helbig Advanced Engineering Stuttgart. Gemeinsam wurde ein Lamellensystem aus glasfaserverstärktem Kunststoff entwickelt, dessen Bewegung auf einer elastischen, graduell adaptierbaren Verformung beruht. Dass sich solche Prinzipien in die Größenmaßstäbe der Architektur übertragen lassen und dabei durch ihre Ästhetik und Einfachheit verblüffen, können Besucher der EXPO in Yeosu, Südkorea ab Mai 2012 bewundern.

Weitere Informationen: Prof. Jan Knippers, Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, Tel. 0711/685-82754,

e-mail: j.knippers@itke.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht PERSONAL SWISS 2018 - Digitalisierung in den Unternehmen - Wo Kommunikation stattfindet, landen wir automatisch beim Lernen
12.04.2018 | time4you GmbH

nachricht Fraunhofer INT und Fraunhofer Space auf der ILA 2018: Bestrahlungstests und Satellitentechnologie
12.04.2018 | Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Im Focus: Basler Forschern gelingt die Züchtung von Knorpel aus Stammzellen

Aus Stammzellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen lassen sich stabile Gelenkknorpel herstellen. Diese Zellen können so gesteuert werden, dass sie molekulare Prozesse der embryonalen Entwicklung des Knorpelgewebes durchlaufen, wie Forschende des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel im Fachmagazin PNAS berichten.

Bestimmte mesenchymale Stamm-/Stromazellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen gelten als äusserst viel versprechend für die Regeneration von Skelettgewebe....

Im Focus: Basel researchers succeed in cultivating cartilage from stem cells

Stable joint cartilage can be produced from adult stem cells originating from bone marrow. This is made possible by inducing specific molecular processes occurring during embryonic cartilage formation, as researchers from the University and University Hospital of Basel report in the scientific journal PNAS.

Certain mesenchymal stem/stromal cells from the bone marrow of adults are considered extremely promising for skeletal tissue regeneration. These adult stem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Mai zum 7. Mal an der Hochschule Stralsund

12.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Aus dem Labor auf die Schiene: Forscher des HI-ERN planen Wasserstoffzüge mit LOHC-Technologie

19.04.2018 | Verkehr Logistik

Neuer Wirkmechanismus von Tumortherapeutikum entdeckt

19.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics