Adaptives Sonnenschutzsystem
Von Tulpen inspiriert
An der TU München haben die Studenten David Gautrand und Julian Eberhart ein Sonnenschutzsystem entwickelt, das selbstständig, ohne menschlichen Einfluss auf veränderte Umgebungsbedingungen reagieren kann. Das BLOOM Adaptive Sunscreen genannte System entstand im Rahmen der Lehrveranstaltung „adaptiv“ im Sommersemester 2010 am Fachgebiet für Technologie und Design von Hüllkonstruktionen (Prof. Dr.-Ing. Tina Wolf).
Die Studenten erläutern ihre Arbeit so: „Inspiriert durch die Tulpenblüte, die sich durch differenzielles Wachstum der Außen- und Innenseite öffnet und schließt, haben wir ein Sonnenschutzmodul entworfen, das einen ähnlichen Mechanismus besitzt: je höher die Sonneneinstrahlung ist, desto weiter spannt das Modul „Blätter“ zur Verschattung der Fassadenoberfläche auf. Dieser Mechanismus wird durch thermoreaktive Werkstoffe bewirkt und kann so sehr empfindlich auf Änderungen der Sonneneinstrahlung reagieren. Bereits der Schatten einer Wolke auf der Fassade reicht aus, um in diesem Bereich den Öffnungsgrad der Module zu beeinflussen.“
Kern der Konstruktion ist ein in der Mitte des Moduls senkrecht zur Gebäudeoberfläche angeordnetes, kurzes Hohlprofil mit kreisförmigem Querschnitt. Durch diese wird mittels Lichtschaufeln Sonnenlicht in das Gebäude geleitet und eine punktuelle Aussicht ins Freie ermöglicht. An dem Hohlprofil wird der Öffnungsmechanismus der „Blüte“ befestigt. Zwischen gelenkig befestigten Metallstäben sind Segmente aus faltbarem Stoff angebracht, die in aufgespanntem Zustand die eigentliche Sonnenschutzfunktion übernehmen und gleichzeitig diffuses Licht ins Innere des Gebäudes leiten. In die Stoffsegmente sind feine fadenförmige Elemente integriert, die dafür sorgen, dass sich die Blüte öffnen und wieder schließen kann. Die Elemente bestehen aus einer sogenannten Formgedächtnislegierung, der bei der Herstellung unterschiedliche Eigenschaften „antrainiert" werden können wie in diesem Fall Öffnungsgeschwindigkeit und Reaktionszeitpunkt. Wird die Blüte durch Sonneneinstrahlung geöffnet, bildet sie einen Kreis. Um die komplette Verschattung einer Fassade zu gewährleisten, sollten die Module rasterförmig in zwei hintereinander liegenden Ebenen angeordnet werden. Das Ergebnis ist ein einheitliches Fassadenbild, das sich jedoch jederzeit in eine unruhige Struktur verwandeln lässt.
Der poetisch wirkende Prototyp, dessen Technik an den Selbststeuerungsmechanismen der Natur orientiert ist, wurde Anfang des Jahres mit einem ersten Preis beim Cloudscape Award ausgezeichnet. Der Wettbewerb ehrt innovative Fassadenkonzepte im Hinblick auf Energieeffizienz, Innenraumkomfort und Ressourcenverbrauch.
Design: David Gautrand und Julian Eberhart, TU München im Fachgebiet von Tina Wolf
