Intelligente Fassadenteile aus PETG
Extrudr PETG
In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München (TUM) entstand ein mutlifuntkionales und lichtdurchlässiges Fassadenelement, das mit dem 3D-Drucker produziert werden kann. Die Technik erlaubt eine völlig freie architektonische Gestaltung und ein innovative Design-Konzepte lässt sich problemlos realisieren. Außerdem sind in der neuen Fassade Funktionen wie Lüftung, Dämmung oder Verschattung bereits integriert.
Extudr als Entwicklungspartner
Dabei fungierte Extrudr als Materialentwicklungspartner, um einerseits ein transparentes UV-Beständiges und brandhemmendes Material und anderseits die große Herausforderung der Eignung des Materials für die additive Fertigung zu gewährleisten.
"Als Kunststofftechniker denkt man sofort an Polycarbonat, das Brandhemmend und UV-Beständige Eigenschaften aufweist. Das Problem liegt aber an der Größe der zu fertigenden Fassade, die 1,6x2,8m misst. Polycarbonat müsste in einem stark beheizten Bauraum gefertigt werden und selbst dann, hätten man bei solchen Dimensionen starke Probleme mit Verzug.
Die Lösung lag in der Optimierung unseres niedrig Viskosen transparentes Copolyester (PETG), dass wir als Basis für die Fassadenelemente verwendet haben.
Der neu entwickelte Werkstoff wurde UV-Stabilisiert und die daraus gefertigten Elemente erfüllte die geforderten Brandhemmenden Eigenschaften nach UL94 - V1. Darüberhinaus hat PETG eine signifikant bessere Energiebilanz bei der Verarbeitung und die bestehenden Recycling Werkstoffkreisläufe gewährleisten eine hohe Nachhaltigkeit am Ende des Lebenszyklus des Gebäudes." (Interview: CEO Ing. Marco Depaoli, MSc.)
Technische Universität München
Das 60 Zentimeter breite und einen Meter hohe Muster-Bauteil aus Kunststoff ist schneeweiß und wirkt sehr filigran. Licht scheint diffus durch die Oberfläche. Kaum zu glauben, dass dieses Material ein Gebäude vor Wind und Wetter schützen kann. Bei dem Bauteil handelt es sich um ein funktionsintegriertes Fassadenelement aus dem 3D-Drucker. Moritz Mungenast, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Entwerfen und Gebäudehülle der TUM hat das Projekt initiiert und es gemeinsam mit seinem Team umgesetzt.
„Tatsächlich ist das Fassadenelement nicht nur sehr stabil, sondern auch lichtdurchlässig und multifunktional“, sagt Mungenast. Zellen im Inneren sorgen beispielsweise für Stabilität und schaffen gleichzeitig luftgefüllte Hohlräume für eine optimale Dämmung. Wölbungen des Materials spenden Schatten. Eingelagerte, dünne Röhren lassen die Luft von einer Seite zur anderen zirkulieren – optimale Belüftung ist damit garantiert. Und eine mikrostrukturierte Oberfläche sorgt für optimale Akustik. All diese Funktionen sind skalierbar und lassen sich ohne extra Kosten individuell an verschiedene Anforderungen anpassen.
Additive Fertigung
„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“, erklärt der Architekt.
Die Designstudie, die sein Team erstellt hat, zeigt, wie ein Gebäude mit der neuen Lowtech-Fassade aussehen könnte: Kunststoff umhüllt das Bauwerk wie ein luftiges, weiches Tuch. Die Wirkung wird verstärkt durch die gewellte Oberfläche, die dem Fassaden-Konzept seinen Namen gab: Fluid Morphology. Wie Wasserwellen, die entstehen, wenn mehrere Steine in einen windstillen See geworfen werden, überlagern sich die Strukturen: Die Fassade hat große Ausbuchtungen, tritt an einigen Stellen vor, an anderen zurück. Sie ist zudem nicht überall gleich dick – die Variationen erzeugen ein weiteres Wellenmuster.
„Design und Funktion hängen eng zusammen“, erklärt Mungenast. „Wir können beispielsweise die Wellen so anordnen, dass sie die Fassade im Sommer vor Hitze schützten und im Winter möglichst viel Licht durchlassen.“
Quelle: TUM/Pressemitteilung
Video produced by Moritz Ermert - www.golddecker.de and Associate Professorship of Architectural Design and building envelope In association with Technische Universität München. 3D-Printed building Envelope Moritz Mungenast Video produced by Moritz Ermert - www.golddecker.de and Associate Professorship of Architectural Design and building envelope In association with Technische Universität München.