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29.04.2016 | Fassade | Im Fokus | Onlineartikel

Formgedächtnisaktoren für die Fassade

Autor:
Christoph Berger

Ingenieure und Designer entwickelten in einem gemeinsamen Projekt textile Fassadenkomponenten, die autark auf Sonneneinstrahlung und die dadurch entstehende Wärme reagieren.

Die intelligente Fassade "Solar Curtain" besteht aus einer Matrix von 72 einzelnen textilen Bausteinen, die an Blüten oder kleine Sonnenschirme erinnern. In diese Module sind Formgedächtnisaktoren integriert. Dabei handelt es sich um dünne, 80 Millimeter lange Drähte, die sich bei Erwärmung an ihre Ausgangsform erinnern.

Erwärmt sich die Fassade durch auftreffende Sonnenstrahlen, werden diese aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehenden Drähte aktiviert: Sie ziehen sich zusammen und öffnen dadurch geräuschlos die textilen Komponenten. So wird die Glasfassade verschattet, damit Sonnenlicht und Wärme nicht mehr in den Raum eindringen. Verringert sich die Sonneneinstrahlung, schließen sich die Elemente wieder und die Fassade wird transparent. Auf den Formgedächtniseffekt von Nickel-Titan-Legierungen wird detailliert im Kapitel „Nichteisenmetalle“ des Springer-Fachbuchs „Werkstoffkunde für Ingenieure“ eingegangen.

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Eine autarke Möglichkeit zur Verschattung

Die Motivation für den vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit dem Fachgebiet Textil- und Flächen-Design der Weißensee Kunsthochschule Berlin entwickelten Solar Curtain entsprang zum einen der auch im Kapitel „Gebäude“ des Springer-Fachbuchs „Energieeffizienz in Deutschland – eine Metastudie“ beschriebenen Tatsache. Darin heißt es: „Im Jahr 2011 verbrauchte der summierte Bereich Gebäude 3550 PJ Endenergie. Mit 40 % der gesamten Endenergieverwendung in Deutschland tritt dieser Sektor somit vor der Industrie und dem Verkehr (mit jeweils rund 30 %) als größter Nachfrager auf.“ Gesucht wurde demnach eine energiesparende Lösung – gerade auch für Bürohäuser mit großflächigen Glasfassaden.


Andererseits gab es die Idee, eine autarke Möglichkeit zur Verschattung großer Glasfassaden zu schaffen, die möglichst ohne zusätzliche Aktorik, Sensorik oder Energiezuführung auskommt.

Dies ist in dem im Rahmen des Netzwerkes smart³ entstanden Semesterprojekt gelungen. Der Solar Curtain benötigt in seiner Konfiguration keine zusätzlichen Bauteile für Aktorik oder Sensorik und gewinnt die für die Aktivierung notwendige Energie ausschließlich über die Wärmeenergie der Sonne. Für die manuelle Steuerung des Systems ist es jedoch auch möglich, die Blüten über eine Steuerspannung zu kontrollieren.

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