Prototyp bionischer Sonnenschutzelemente
Funktionsweise der Paradiesvogelblume als Entwurfsgrundlage
Zur Entwicklung eines aus der Bionik abgeleiteten Sonnenschutzsystems hat sich ein Forschungsteam am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Uni Stuttgart zusammen mit der Plant Biomechanics Group (PBG) der Uni Freiburg den Klappenmechanismus der Paradiesvogelblume (Strelitzia reginae) zum Vorbild genommen: Die Sitzstange in der Blüte biegt sich durch die Gewichtskraft des bestäubenden Vogels herunter, was wiederum dazu führt, dass sich die flächigen Lamina um 90° aufklappen und die Staubblätter freigeben.
Für das Sonnenschutzelement Flectofin wurden die Formen und Bewegungsabläufe der Blüte analysiert, abstrahiert und weiterentwickelt. Der daraus entstandene Prototyp besteht aus einem Rückrat aus glasfaserverstärktem Kunststoff, an dem zwei Flügel des gleichen Materials befestigt sind. Diese öffnen und schließen sich durch die Biegung des Rückgrats, wobei die Funktionsfähigkeit des Systems von der Elastizität und Stärke des Materials sowie der Geometrie der Komponenten abhängt.
Die Prototypen der Sonnenschutzelemente werden derzeit an einem Versuchsstand der Firma Clauss Markisen im Hinblick auf ihre Dauerbelastung getestet. Die Kraft zur Biegung des Rückrats wird dabei von einem Motor aufgebracht. In der Zukunft sollen die Elemente aus einem Verbundstoff gefertigt werden, dessen Komponenten sich bei Hitze unterschiedlich ausdehnen. Elektronisch kontrollierte Änderungen in der Temperatur aktivieren dann das Material und damit das Sonnenschutzelement. Ziel ist es, ein System zu schaffen, das mit nur einem Material und einem Minimum an mechanischen Komponenten auskommt und dadurch flexibel und wartungsfrei für den Sonnenschutz und zur Fassadengestaltung verwendbar ist.
Die aktuellen Prototypen sollen im Hinblick auf ihre Markttauglichkeit weiterentwickelt werden. Das Forschungsprojekt wird durch das Bundeministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme „Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien“ (BIONA) unterstützt.
Projektbeteiligte: Universität Stuttgart – Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE); Universität Freiburg: Plant Biomechanics Group (PBG); Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) Denkendorf; Clauss Markisen, Bissingen-Ochsenwang
