Anpassungsfähige Fassadenverschattung
Prototyp der Homeostatic Facade
Um die angemessene natürliche Belichtung von Innenräumen zu gewährleisten, gilt es im Allgemeinen als ausreichend, 30% der Fassadenfläche im oberen Bereich zu öffnen. Bei aktuellen Architekturprojekten ist allerdings ein zunehmend größerer Anteil an verglasten Fassadenflächen zu beobachten, was zu größeren thermischen Lasten und damit zu größeren technischen Anlagen führt. Um diese Probleme zu lösen, erforschen die Ingenieure des New Yorker Architekturbüros Decker Yeadon den Einsatz neuer Materialien als Verschattungselemente. Ein Beispiel dafür ist die Homeostatic Facade, in der künstliche Muskeln der adaptiven Aktivierung eines Verschattungssystems dienen.
Systemaufbau und Wirkungsweise
Für die Herstellung der künstlichen Muskeln – der Verschattungselemente – wurden über einen Polymerkern dielektrische Elastomere gezogen, die wiederum mit einer dünnen Lage Silber beschichtet sind. Die Metalloberfläche führt zu einer guten Reflexion der Sonneneinstrahlung und zu einer elektrischen Oberflächenspannung, welche die Verformung auslöst. Die Elemente entfalten sich wie ein Blütenblatt zu einer Fläche und verschatten dadurch die hintere Glasebene. Entsprechend den in der Fläche variierenden Temperaturen bzw. Spannungen reagieren dabei jeweils nur Teile des gesamten Systems. Dies hat den Vorteil, dass nicht ganze Fassadenabschnitte zentral gesteuert werden (wie z.B. bei der Verschattung mit Raffstores), sondern dass sich einzelne Fassadenbereiche übergangslos je nach thermischer Last verschatten oder wieder öffnen.
Zur Aktivierung des Systems sind keine Motoren oder Mechanismen nötig, die Geometrie wandelt sich allein durch die Veränderung die Oberflächenspannung. Damit das System geschützt ist, wird es zwischen den Verglasungsebenen einer Doppelfassade angeordnet.
Einsatzmöglichkeiten
Versuche an Prototypen haben gezeigt, dass die Verschattungselemente feuchtigkeitsanfällig sind. Die Ingenieure arbeiten noch an der Marktfähigkeit des Systems, das langfristig zu einer wartungsarmen Verschattungsalternative werden soll - wartungsarm deshalb, weil für die Funktion nur das Material an sich zum Einsatz kommt. Ungeklärt ist, ob das System von Nutzern akzeptiert wird, denn bisher gibt es keine Möglichkeit zur individuellen Systemsteuerung. Auch verbleiben die Elemente stets sichtbar vor der inneren Fassade, was einen ungestörten Blick nach draußen verhindert. Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit ist eine detaillierte Betrachtung der verwendeten Materialien bezüglich ihrer Herstellung, Lebensdauer und Wiederverwendung bzw. Entsorgung durchzuführen.
Surftipps
www.deckeryeadon.com > Film zur Wirkungsweise der Homeostatic Facade