C: Integrative Bauelemente

C01 – Sandwichelemente mit kinematischer und bauphysikalischer Funktionalität

Kernthema des Teilprojekts C01 ist es, das Potential von Sandwichelementen für Gebäudebau auszuschöpfen.

Dazu sollen bestehende, passive Strukturen zu Sandwichelementen mit bauphysikalischen und kinematischen Funktionalitäten weiterentwickelt werden.

Sandwichstrukturen vereinen unterschiedliche Werkstoffe zu einem Sandwichverbund. Wegen ihrer vorteilhaften Eigenschaften sind sie ein wichtiger Baustein des modernen konstruktiven Leichtbaus. Sie ermöglichen die Konstruktion insbesondere flächiger Bauteile mit höchster Leichtbaugüte. Sandwichbauteile können in zwei Kategorien eingeteilt werden: Strukturelle Sandwichkonstruktionen erfüllen primär tragende Aufgaben, während verkleidende Sandwichstrukturen schützende und optische Funktionen haben.

Im Bauwesen und in der Architektur werden Sandwichkonstruktionen vorwiegend zur Verkleidung im Außen- und Innenbereich eingesetzt. Vorarbeiten im Bereich neuartiger Kernwerkstoffe zeigen, dass damit das Potential von Sandwichelementen bei weitem noch nicht ausgereizt ist. Daher betrachtet das Teilprojekt C01 hauptsächlich zwei Themenkomplexe: Die aktive Formänderung und die Integration von baupyhsikalischen Funktionen. Ziel von C01 ist es, innovative Sandwichelemente mit kinematischer und bauphysikalischer Funktionen bereitzustellen.

Folgende Fragestellungen werden in Teilprojekt C01 untersucht:

  • Welche Möglichkeiten zur Formveränderung bieten Sandwichelemente?
  • Wie können bauphysikalische Funktionen in Sandwichstrukturen integriert werden?

Formveränderliche Sandwichelemente, die eine hohe Leichtbaugüte bieten, können die Gesamtmasse der Gebäudehülle und deren Unterkonstruktion verringern und eröffnen neue architektonische Gestaltungsmöglichkeiten. Wenn sich ihre Form im makro- und mesoskopischen verändern lässt, tragen Sandwichelemente dazu bei, das Gesamttragwerk an veränderliche Umweltbedingungen und Traglasten anzupassen. Ein Kernaspekt des Teilprojekts C01 ist es deshalb, die Möglichkeiten zur Formveränderung von Sandwichstrukturen zu erforschen. Mobile Strukturen mit wenigen kinematischen Freiheitsgraden ermöglichen es dabei, zahlreiche kleine Flächenelemente parallel und koordiniert zu bewegen. Dadurch lassen sich weitere bauphysikalische Eigenschaften wie die Licht- und Luftdurchlässigkeit steuern.

Kinematisch kongruenter Verbund dreier Miura-Ori-Lagen

Kinematisch kongruenter Verbund dreier Miura-Ori-Lagen

Ansprechperson

Dieses Bild zeigt  Yves  Klett
Dr.-Ing.

Yves Klett

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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