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Faltstrukturen in der textieln Gebäudehülle. Eine Erweiterung tradierter Entwurfsgrundlagen unter Berücksichtigung schall- und lichttechnischer Aspekte

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Arbeit zeigt auf, wie textile Oberflächen mithilfe von Faltstrukturen gestaltet werden können, wenn sie zu ästhetischen Qualitäten und zur Verbesserung der schalltechnischen Eigenschaften textiler Gebäudehüllen bei gleichzeitiger Erhaltung einer hohen Lichttransmission beitragen sollen. Da Faltstrukturen in der textilen Gebäudehülle wenig erforscht sind, ist die Arbeit explorativ ausgerichtet. Den Ausgangpunkt bildet die phänomenologische und architekturtheoretische Einordnung der Faltung. Dabei werden potentiell auf das Bauwesen übertragbare Faltprinzipien und ihre realen Anwendungen aus verschiedenen Fachdisziplinen herausgearbeitet. Im Bauwesen interessiert die Faltung aufgrund ihrer technisch-konstruktiven und ihrer räumlich-plastischen Wirkung. Reale "Meilensteine" in beiderlei Hinsicht werden aufgezeigt. Die architekturtheoretische Betrachtung setzt an der Theorie der Bekleidung und des Ornaments von Semper an. Des Weiteren wird auf die kritische Haltung zum Ornament von Loos, sowie auf die weitreichende Analyse der Mannigfaltigkeit der Falte von Deleuze eingegangen. Abschließend werden die zeitgenössischen Tendenzen in der Architekturtheorie herausgearbeitet und mit realen Beispielen unterlegt. Um Faltstrukturen analysieren und ihre Anwendungsmöglichkeiten für das textile Bauen entdecken zu können, ist ihre systematische Einordnung aus architektonischer Sicht notwendig. Eine ebensolche Systematisierung wird in der Arbeit in Form eines Morphologischen Kasten vorgestellt, welcher definierte Merkmale und ihre Merkmalsausprägungen umfasst. Mit der gewählten Darstellungsmethode kann man das enorme Spektrum an möglichen Faltstrukturen analysieren und, davon ausgehend, neue Formen finden. Nach dem einordnenden und systematisierenden Teil widmet sich die vorliegende Arbeit in ihrem experimentellen Teil den Fragestellungen, welche Faltstrukturen sich auf textile Gebäudehüllen übertragen lassen, inwieweit sie dabei zur Verbesserung der schalldämmenden Eigenschaften textiler Gebäudehüllen beitragen, und inwieweit sie dabei schalltechnisch aktiviert werden können, ohne gleichzeitig die Lichtdurchlässigkeit der Oberfläche zu beeinträchtigen. Die Arbeit präsentiert im Rahmen von experimentellen Gestaltungsstudien entstandene, unterschiedliche Längst- und Facettenfaltungen, die allesamt prototypisch im Maßstab 1:1 umgesetzt wurden. Die Faltstrukturen deuten das große Spektrum der möglichen Erscheinungsformen von Faltungen an, die sich auf textile Gebäudehüllen übertragen lassen. Sie werden im Hinblick auf den Herstellungsprozess der Faltung und ihre Applikation auf die textile Gebäudehülle zu technisch-funktionalen als auch ästhetischen Aspekten (ggf. in Kombination) analysiert und diskutiert. Somit können sie als Grundlage für weite Variationen dienen. Die durchgeführten Messungen im Akustiklabor zeigen, dass bestimmte Oberflächenmodifikationen einen Beitrag zur Verbesserung der Schalldämmwerte leisten können. So bieten facettierte Faltungen die Möglichkeit, die Oberflächenstruktur zu befüllen und somit die akustischen Eigenschaften der Oberfläche zu aktivieren. Die Verbesserung ist auf die Erhöhung der Masse und die Kopplung der beiden Membranlagen zurückzuführen. Die experimentellen Untersuchungen ergaben u.a., dass das sehr leichte Silicat-Aerogel-Granulat besonders effizient wirkt im Vergleich zum sehr schweren Polycarbonat-Granulat. Die durchgeführten Messungen zur solaren Transmission zeigen, dass bestimmte Kombinationen von Faltstruktur, Gewebe und Befüllung weder die Lichtdurchlässigkeit, noch die Leichtigkeit des Systemaufbaus beeinträchtigen. Folglich können Synergien zwischen der akustischen Wirkweise und einer hohen Lichtdurchlässigkeit erzielt werden. Insgesamt stützen die erzielten Messergebnisse die Intention, die textile Gebäudehülle mithilfe von Faltstrukturen zu einem anpassungsfähigen System auszubauen. Vor dem Hintergrund der bisherigen Ergebnisse geht die vorliegende Arbeit abschließend der Frage nach, welche neuen Entwurfsansätze mit der Anwendung von Faltstrukturen bei textilen Gebäudehüllen einhergehen. Insbesondere die Dualität, die aus der Verschmelzung von Ästhetik und Funktionalität resultiert und im Sinne einer neuen Falt-Ornamentik zu verstehen ist, bereichert die architektonische Sprache textiler Gebäudehüllen. Voraussetzung für Dualität ist das Verlassen tradierter Entwurfsansätze und die Entbindung der Hüll- von der Tragfunktion. Die damit einhergehende Emanzipierung der Oberfläche, die nicht mehr nur technische und funktionale Aspekte zu erfüllen hat, sondern auch eine sinnliche Inszenierung der Oberfläche zulässt, bedingt allerdings besonderen Augenmerks auf die Dimensionierung von Faltstrukturen.

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Das Buch stellt das große Thema der nachträglichen Gebäudedämmung aus ökologischer wie ökonomischer Sicht und über die gesamte Lebensdauer einer Dämmmaßnahme umfassend dar. Zusammen mit dem WTA-Merkblatt 2-13 "Wärmedamm-Verbundsysteme - Wartung, Instandsetzung, Verbesserung", das in dem Buch vollständig enthalten ist, gibt das Werk einen ausführlichen Überblick über die gesetzlichen und normativen Rahmenbedingungen und Regelungen in Europa und deren Umsetzung in nationale Regelwerke. Alle Aspekte einer Dämmung, von der Wirtschaftlichkeit und Amortisation über die Frage gesundheitlicher Auswirkungen bis hin zu ihrem Lebenszyklusende und ihrer umweltgerechten Entsorgung, werden erörtert und analysiert. Das Buch erläutert auch Umweltkennzeichnungen, Qualitätsauszeichnungen und Zertifizierungssysteme sowie Fördermöglichkeiten. Darüber hinaus werden sowohl die verschiedenen Schritte bei der Planung und Realisierung von Dämmmaßnahmen im Bestand als auch die Materialwahl, Untergrundvorbereitung und Applikation sowie Fragen der Ökotoxikologie und Qualitätssicherung betrachtet. So wird das Werk zu einem unverzichtbaren Kompendium für Planende und Ausführende in der Altbausanierung.

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Bauphysik der Fassade
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Die Fassade ist die Schnittstelle des Gebäudes mit seiner Umwelt. Dort treffen bauphysikalische Parameter wie Wärme, Feuchte, Schall und Licht auf das Haus und wirken auf es ein. Alle diese Einflüsse bedürfen der Regulierung durch die Gebäudehülle, um Behaglichkeit für den Nutzer und Funktionstüchtigkeit der Architektur zu gewährleisten. Die Einführung erläutert die wichtigsten Phänomene, um dann den Bezug zur Baupraxis herzustellen: Welche Materialien reagieren in welcher Weise auf diese Faktoren? Wie gehen Fassadensysteme mit Wärme, Feuchte, Schall und Licht um? Das praxisorientierte Buch, entstanden aus der Zusammenarbeit eines Architekten und eines Bauingenieurs, beschreibt die wichtigsten Fassadenmaterialien und -konstruktionen im Hinblick auf ihre bauphysikalische Performance.

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Forschungsberichte

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Armin D. Rogall, Luis Ocanto, Christian Lüken, Sebastian Seidelmann, Daniel Horn
ULTRALIGHT. Weiterentwicklung eines ultraschlanken, energieeffizienten Fassaden- und Fenstersystems mit faserverstärkten Kunststoffprofilen (FVK) in Kombination mit Vakuumisolierglas (VIG) für optimalen Wärmeschutz. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3014
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Die technische Weiterentwicklung des Fensters in neuerer Zeit ist verbunden mit einer stetigen Zunahme des Materialeinsatzes. Auf verschärfte gesetzliche Anforderungen hinsichtlich des Wärmeschutzes wurde von den Herstellern meist additiv reagiert, z.B. durch Mehrfachverglasungen oder zusätzliche Luftkammern im Rahmen. Daraus resultieren ein erhöhter Einbauaufwand und ein steigendes Fenstergewicht, welches für ältere Bestandsfassaden Probleme verursachen kann. Über technische Erwägungen hinaus ist für eine moderne Architektur jedoch gewünscht, Glasansichten groß und Rahmenanteile möglichst gering zu halten. Im Projekt ULTRALIGHT entwickelten Forscher deshalb ein ultraschlankes, für Vakuumglas optimiertes Fenstersystem, das durch seine extreme Leichtbauweise gleichzeitig Energiekosten und Material einsparen kann.

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Claudia Lüling, Iva Richter
3dTEX - Textiles Leichtwandelement. Abschlussbericht
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Vorfertigung und Leichtbau sind im Bauwesen wie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie essentiell zur Steigerung von Qualität und Nachhaltigkeit. Im Gegensatz zum klassischen textilen Leichtbau zeigt 3dTEX, wie durch den Transfer dreidimensionaler textiler Herstelltechnologien und im Zusammenspiel mit Verfahrenstechniken wie Schäumen, textile Wandelemente mit integrierter Trag- und Dämmstruktur entstehen. Im Fokus stehen sogenannte Abstandstextilien, d.h. mehrlagige, untereinander verbundene Textilflächen, die zur Herstellung von Leichtwandelementen verwendet werden sollen. Abstandstextilien sind in einem Arbeitsgang gefertigte Gewebe oder Gewirke, deren Flächen untereinander durch eingewebte Polfäden in definierter Distanz verbunden sind.

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Stephan Schlitzberger, Christiane Schwenk, Barbara Falkenhof, Anna Bauer, Christoph Kempkes
Abbau von Hemmnissen bei der Umsetzung von in die Gebäudehülle integrierten, innovativen und zukunftsweisenden Komponenten und Systemen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3066
2018, 139 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Vor dem Hintergrund, dass moderne Fassaden immer häufiger mit steuer- und regelbaren Komponenten ausgestat¬tet werden, durch die sowohl der Energie¬bedarf für Heizen und Kühlen als auch der Raumkomfort entscheidend positiv beeinflusst werden kann, hat sich das Forscherteam im Rahmen des Vorhabens mit innovativen Komponen¬ten in der Gebäudehülle auseinandergesetzt und Hemmnissen, die einer Realisierung solcher Systeme entgegen¬stehen bzw. die überwunden werden müssen identifiziert.

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Marzena Husser, Walter Haase
Adaptive Verglasungssysteme. Einsatzbereiche, energetische und tageslichttechnische Evaluierung, Regelungsstrategien. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3044
2018, 276 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die heute auf dem Markt und in der Entwicklung befindlichen adaptiven Verglasungssysteme erlauben durch unterschiedliche Technologien die Änderung der Licht- und Energiedurchlässigkeit der Verglasung. Dadurch besitzen sie das Potential, zur Reduzierung des Gebäudeenergieverbrauchs und zur Steigerung des Innenraumkomforts beizutragen sowie zukünftig konventionelle Verschattungssysteme zu ersetzen. Um für den Planer eine Entscheidungshilfe im Entwurfsprozess bieten zu können, wurden im Rahmen des geförderten Forschungsvorhabens technische Möglichkeiten und Wirkweisen der einzelnen Systeme untersucht. Gegenstand des Forschungsvorhabens war die Durchführung von Untersuchungen zur Ermittlung der jeweils optimalen Anwendungssituationen und die Entwicklung geeigneter Regelungsstrategien für unterschiedliche adaptive Verglasungssysteme im Bauwesen.

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Josef Hegger, Norbert Will, Ann-Christine von der Heid, Reiner Grebe, Cynthia Morales-Cruz
Großformatige energieeffiziente Fassaden aus Textilbeton mit Sandwichtragwirkung - Entwicklung von Herstellmethoden, Bemessungs- und Fügekonzepten. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3051
2018, 159 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Sandwichelemente mit Deckschichten aus Stahlbeton weisen üblicherweise Schalendicken von mindestens 8 bis 9 cm auf. Die ökologischen sowie energetischen Anforderungen an die Gebäudehüllen werden sich in den nächsten Jahren weiter verschärfen. Dies bedeutet eine kontinuierliche Vergrößerung der Außenwandstärke durch dickere Dämmungen. Um dem entgegenzuwirken, sollen dünne textilbewehrte Schalen die gängigen Stahlbetonschalen ersetzen. Das Projekt verfolgte das übergeordnete Ziel, die technischen Grundlagen zur Herstellung und Bemessung von großformatigen, leichten und energieeffizienten Sandwichelementen für Außenwände mit Deckschichten aus textilbewehrtem Beton und innenliegender Wärmedämmung zu schaffen.

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Zeitschriftenartikel

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Adam, Hubertus
Tresor aus Stein. Caruso St John Architects: Bremer Landesbank
Tec 21, 2019

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Kirchengast, Albert
Wo Architektur wächst. Architekturgeschichtliches über Natur
Werk Bauen + Wohnen, 2019

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Sommer, Katharina
Fassaden-Tetris. Büro- und Wohnhaus Schwabinger Tor, München
Tec 21, 2019

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Martin, Y.
... und was ist mit den Vorhangfassaden? (kostenlos)
Kontakt, 2019

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Züger, Roland
Lebende Architektur. Was die Architektenschaft vom Vertikalgrün wissen sollte
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