_Fassade

Adaptive Sonnenschutzsysteme sind meist mechanisch komplex und ihre Geometrie ist eher starr. Davon ausgehend werden im internationalen Forschungsprojekt Flectuation Materialien und Mechanismen entwickelt, die sich elastisch verformen. Das Ergebnis, FlectoLine, ist ein modulares Verschattungssystem, dessen Bauteile durch eine digital gesteuerte Pneumatik auf Umwelteinflüsse reagieren. Ein Demonstrator wurde 2024 an einem Gewächshaus im Botanischen Garten der Universität Freiburg installiert. 

Grundlage der Entwicklung sind mehr als zehn Jahre Forschung des Instituts für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) und des Instituts für Textil- und Fasertechnologien (ITFT) an der Universität Stuttgart. Während frühere Demonstratoren auf Innenraumtests beschränkt blieben, wurde mit FlectoLine nun erstmals eine voll funktionsfähige, adaptive Fassade für den Außenraum realisiert. Der Demonstrator bedeckt eine Fassadenfläche von 83,5 m² und besteht aus 101 identischen, versetzt angeordneten flügelartigen Modulen, die auf einer gerüstartigen Unterkonstruktion montiert sind.

Während die meisten Module weiß sind, sind einige mit Photovoltaikzellen ausgestattet. An der langen Seite zusammengeklemmt, sind die trapezförmigen Flügel mit einer flexiblen, schanierlosen Gelenkzone ausgestattet. Vollständig aufgeschlagen (Biegewinkel von 90°) ergibt sich somit eine Sechseckform. Durch die versetzte Anordnung der Modulreihen wird die dahinterliegende Glasfläche komplett verschattet. Bewegen sich die Flügel aufeinander zu, geben sie immer mehr der Glasfläche frei. Im geschlossenen Zustand wirkt das Flügelpaar wie ein trapezförmiges Schwert.

Steuerung: pneumatisch und digital

Es handelt sich um Verbundplatten, die aus zwei Schichten eines thermoplastischen, glasfaserverstärkten Kunststoffs mit unterschiedlichen Dichten bestehen. An der langen Seite der trapezförmigen Platte ist ein längliches Kissen integriert, das später in der Falz des Flügelpaars liegt und hier als pneumatischer Aktuator wirkt. Dehnt sich das Kissen unter Druck aus, wird das Flügelpaar aufgeschlagen. Erleichtert wird dies dadurch, dass die Platten im Bereich oberhalb des Kissens flexibler sind als unterhalb.

Gerade einmal 0,3 bis 1,5 bar reichen aus, um einen Öffnungswinkel von 180° zu erreichen. Durch die in der Gelenkzone gespeicherte elastische Energie kehrt das Modul automatisch in seine Ausgangsposition zurück, sobald der Druck abgelassen wird. Sensoren messen die Wärme- und Lichtverhältnisse im Innen- und Außenraum sowie die Windstärke und liefern ihre Daten an einen digitalen Zwilling der Anlage. Ein Steuerungsalgorithmus optimiert daraufhin Helligkeit, Blendungsminimierung und Wärmeregulierung und maximiert zugleich die Energieerzeugung über die PV-Zellen.

Fachwissen zum Thema

Surftipps

• https://www.itft.uni-stuttgart.de/de/forschung/GebauteDemonstratoren/FlectoLine/