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Prototypen aus dem Bucky Lab

Produkte von morgen

Bei ihren Modellstudien am Bucky Lab beginnen die Studenten mit einer Idee, die auf einem physikalischen, technischen oder materialspezifischen Prinzip basiert. Diese wird dann im interdisziplinären Austausch mit Fachplanern und Vertretern aus der Industrie so weiterentwickelt, dass eine (industrielle) Umsetzung prinzipiell möglich ist.

Der Bau eines Prototyps in der mobilen Werkstatt des Bucky Labs dient dazu, die eigene Planung zu prüfen, ggf. Fehler im Konzept aufzudecken und bereits anhand der ersten Fehleranalysen die Konstruktion zu optimieren. Die Studenten wenden im Semester sowohl CAD Software als auch Statikprogramme an, um ihren virtuellen Prototypen bereits am Bildschirm zu testen und zu optimieren. Doch erst der Bau des Prototypen zeigt, ob das Konzept im Prinzip umsetzbar ist und die gewählte Konstruktion die Erwartungen erfüllt. Das Bucky Lab arbeitet dabei nach der Fast Failure Methode, die ein schnelles Aufdecken von Fehlern ermöglicht.

Die Tragstrukturen der Prototypen werden meist aus Holz und Polyurethan (obomodulan) gebaut, die klassische Fassaden- oder Fensterkonstruktionen aus Stahl, Aluminium oder Holz imitieren. Die Prototypen werden mit einer Vielzahl an Materialien erstellt, die auch häufig aus anderen Produktbereichen entlehnt werden.

Im Bucky Lab steht immer die Funktion im Vordergrund, um den Prototypen auch testen zu können. In der späteren Ausarbeitung in Konstruktionszeichnungen werden diese Ideen dann in realisierbare Konstruktionen mit anwendungsspezifischen Materialien umgesetzt.

Wir stellen nachfolgend drei spannende Projekte aus dem letzten Semester vor, die durch ihre neue und frische Art des Herangehens eine andere „Sichtweise“ auf die Fassade bieten.

Die hier vorgestellten Projekte zeigen nicht nur den Erfindungsreichtum der Studenten, sondern führen in Zusammenarbeit mit der Industrie auch zu Anwendungen, die in Gebäuden zum Einsatz kommen können. Das Ziel des Kurses, Baukonstruktion und Fassadentechnik praxisnah zu vermitteln und die angeregten Diskussionen mit Industriepartnern hilft den Studenten, die Problemstellungen und Bedürfnisse des Marktes besser zu verstehen. Studenten, die bei ihrem Master das Thema Fassade vertiefen, haben so bereits ein gutes Rüstzeug für ihre künftigen Aufgaben. —

http://buckylab.blogspot.com/

Dr.-Ing. Marcel Bilow

Shaping Wind

Dieses Projekt von Josien Kruizinga und Bao Ngoc Le stellt einen außen liegenden Sonnenschutz dar, der auf dem Prinzip der Transparenz durch Rotation basiert. Das menschliche Auge ist nicht in der Lage, ein sich schnell bewegendes Objekt scharf darzustellen (ab 24 Bildern pro Sekunde ­sehen wir ein flüssiges, bewegtes Bild). Diese Phänomen kennt man von einem Ventilator. Wenn dieser eingeschaltet wird, sind die rotierenden Propellerflügel für das menschliche Auge unsichtbar.

Durch Tests im Lichtlabor konnten die Studenten nachweisen, dass die Menge des Lichtes, die durch eine perforierte drehende Scheibe fällt, unabhängig von deren Rotation oder Stillstand ist. Das bedeutet, der Effekt der Transparenz ist nur durch das menschliche Auge wahrnehmbar, der Verschattungseffekt durch rotierende Elemente bleibt jedoch erhalten.

Das Konzept von Shaping Wind sieht eine feingliederige lasergeschnittene Stahlstruktur vor, die aus 1 mm dicken Edelstahlblechen besteht und modular zu beliebiger Größe zusammengefügt werden kann. In den Knotenpunkten sind Achsen montiert, die wiederum kleine Flügel aufnehmen, die sich aufgrund der Windbewegung an der Fassade zu drehen beginnen.

Die Form der Flügel wurde so optimiert, dass sie eine größtmögliche Verschattung bieten und leicht vom Wind in Drehung versetzt werden können. Für den Prototypen wurden die Flügel mithilfe eines 3D-Printers gedruckt und später als Gussform mit Gießharz hergestellt. In der Praxis lassen sie sich als Spritzgussteile oder Extrusionsprofile herstellen. Die vorgefertigten Elemente können auf die Tragstruktur einer Pfosten-Riegel-Fassade oder auf Fensterkonstruktionen montiert werden. Bei einer großen Fassadenfläche wird durch die Bewegung der Flügel die Bewegung des Windes auf der Fassade sichtbar und erzeugt dort ein sehr belebtes Bild.

Projekt IOR

Das IOR Verschattungssystem basiert auf dem Prinzip des Brechungsindexes zweier Materialien. Remco Wiggers, Freek van Zeist und Luuk Graamans wollten ein System entwickeln, das in seiner Transparenz einstellbar ist.

Basis für IOR sind die Gesetze der Optik und des Brechungsindexes: Sobald man einen Festkörper in eine Flüssigkeit mit gleichem Brechungsindex taucht, wird dieser unsichtbar. Das Team fand eine passende Materialkombination, bei der im Scheibenzwischenraum (SZR) eines Isolierglases transparente Kugeln platziert werden, die Licht durchlassen, aber durch ihre Form einen diffusen Sichtschutz ermöglichen. Flutet man den SZR mit einer transparenten Flüssigkeit mit gleichem Brechungsindex, werden die Kugeln durchsichtig und eine fast ungestörte Durchsicht ist möglich. Wie sich das Prinzip bei größeren Fassadenflächen praktisch einsetzen lässt, sollen weiterführende Tests und Berechnungen zeigen.

Projekt Stretch Shading

Die Studenten Tjerk Doeschate und Justin Liem haben ­einen Sonnenschutz entwickelt, der mithilfe von stretchbaren Tüchern eine Verschattung im Fassadenzwischenraum erlaubt. Angetrieben über einen integrierten Seilzugmechanismus lassen sich zwei Ebenen von Tüchern öffnen oder schließen.

Durch die Wahl von verschiedenen Tüchern kann eine Verschattung oder Verdunklung erreicht werden. Die Form der einzelnen Elemente in hrer Überlagerung erzeugt ein Sternmuster, das ein spannendes Erscheinungsbild der Fassade von innen sowie von außen darstellt.

Inwieweit derartige stretchfähige Textilien für den Dauereinsatz in der Gebäudehülle tauglich sind, wird derzeit von Industriepartnern geprüft, da die UV-Resistenz der Stoffe gewährleistet sein muss.

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