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24.08.2017 | Fassade | Im Fokus | Onlineartikel

Eine Gebäudehülle aus dem 3D-Drucker

Autor:
Christoph Berger

Architekten der Technischen Universität München (TUM) haben ein Fassadenelement entwickelt, das mit dem 3D-Drucker produziert werden kann. In das Element sind Lüftung, Dämmung oder auch Verschattung integriert.

Fluid Morphology. Dies ist der Name des neuen Fassaden-Konzepts. Das Muster-Bauteil dazu ist 60 Zentimeter breit und einen Meter hoch. Es besteht aus Kunststoff und ist weiß. Es ist multifunktional und lichtdurchlässig. Und stabil. Es wurde im 3D-Druckverfahren hergestellt.

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Zellen im Inneren sorgen beispielsweise für Stabilität. Sie schaffen gleichzeitig luftgefüllte Hohlräume für eine optimale Dämmung. Die Wölbungen des Materials spenden Schatten. Eingelagerte, dünne Röhren lassen die Luft von einer Seite zur anderen zirkulieren und garantieren so eine optimale Belüftung. Und die mikrostrukturierte Oberfläche soll für angenehme Akustik sorgen. All diese Funktionen sind laut den Architekten der TUM, die das Fassadenelement entwickelt haben, skalierbar. Ohne Extra-Kosten können sie individuell an verschiedene Anforderungen angepasst werden.

Variable Gestaltungsmöglichkeiten

„Der 3D-Druck gibt uns nie dagewesene Gestaltungsmöglichkeiten. Wir können diese Freiheit nutzen, um Funktionen wie Lüftung, Verschattung und Klimatisierung zu integrieren. Das macht teure Sensoren, Steuerungsprogramme und Motoren, die man bisher benötigt, überflüssig“, sagt Moritz Mungenast, Architekt, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Entwerfen und Gebäudehülle der TUM und Initiator des Projekts.

Dabei hängen nach seiner Aussage Design und Funktion eng beisammen. So zeigt eine Designstudie die gewellte Oberfläche der Fassade – auch die Variationen hinsichtlich der Fassadenstärke unterstreichen dieses Wellenmuster. Mungenast erklärt: „Wir können beispielsweise die Wellen so anordnen, dass sie die Fassade im Sommer vor Hitze schützten und im Winter möglichst viel Licht durchlassen.“

Einsatz bei Sonderbauten

Auch im Kapitel "Was ist 3D-Druck?" des Springer-Fachbuchs "3D-Drucken" wird die Vielseitigkeit der möglichen Formen mithilfe des 3D-Drucks hervorgehoben. Autorin Petra Fastermann schreibt: "Hinterschneidungen oder Ausformbarkeit wie beim Resin- oder Spritzguss müssen bei der Konstruktion nicht berücksichtigt werden. Die Materialien, aus denen der Baukörper aufgebaut wird, können sehr unterschiedlich sein. Neben Kunststoffen sind auch Metalle oder Papier möglich." Allen Verfahren sei dabei gemeinsam, dass die Schichten entweder durch Verkleben oder Verschweißen auf die vorhergehende Schicht aufgebracht werden. Bei vielen Technologien werde außerdem überschüssiges Baumaterial wiederverwendet. 

Doch bevor die TUM-Architekten einen weiteren Prototyp herstellen, werden sie mit einer Langzeitmessung klären, wie viel Licht tatsächlich wann, wo und wie durch die gedruckten Fassadenelemente dringt, wie viel UV-Strahlung, Windbelastung, Regen und Schnee sie standhalten und wie effizient die Dämmung ist. Danach und entsprechend optimiert kann sich Munenast einen Einsatz von Fluid Morphology zunächst vor allem bei Sonderbauten wie Museen, Bibliotheken, Einkaufzentren oder Versammlungsräumen vorstellen.

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