{"id":303280,"date":"2021-08-10T09:00:00","date_gmt":"2021-08-10T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=303280"},"modified":"2021-08-10T09:00:00","modified_gmt":"2021-08-10T07:00:00","slug":"robotisch-gewickeltes-naturfasergebaeude-modell-fuer-nachhaltiges-bauen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/robotisch-gewickeltes-naturfasergebaeude-modell-fuer-nachhaltiges-bauen\/","title":{"rendered":"Robotisch gewickeltes Naturfasergeb\u00e4ude – Modell f\u00fcr nachhaltiges Bauen"},"content":{"rendered":"\n

Das Bauwesen steht derzeit vor den Herausforderungen, k\u00fcnftig weniger Ressourcen zu verbrauchen und dadurch auf eine nachhaltige Entwicklung umzustellen. Hierf\u00fcr bedarf es neuer ressourceneffizienter Ans\u00e4tze in der Architektur bez\u00fcglich des Einsatzes von nachwachsenden Rohstoffen. In einem gemeinsamen Projekt haben Forschende der Universit\u00e4ten Freiburg<\/a> und Stuttgart<\/a> einen Leichtbau-Pavillon entworfen aus robotisch gewickelten Flachsfasern. Mit diesem Pavillon im Botanischen Garten der Universit\u00e4t Freiburg pr\u00e4sentiert das Team ein Modell f\u00fcr eine nachhaltige, ressourceneffiziente Alternative zu konventionellen Bauweisen.<\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zu Glas- oder Kohlestofffasern und auch zahlreichen anderen Naturfasern sind Flachsfasern regional verf\u00fcgbar und wachsen in j\u00e4hrlichen Erntezyklen. Sie sind zu 100 Prozent erneuerbar, biologisch abbaubar und bieten daher eine hervorragende Grundlage f\u00fcr die Entwicklung ressourcenschonender Alternativen in der Bauindustrie. Sie haben das Potenzial, insbesondere in Kombination mit effizientem Leichtbau, den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck von Geb\u00e4uden deutlich zu reduzieren. Aus diesen Gr\u00fcnden sind die tragenden Elemente des sogenanntes \u201eliv<\/em>MatS Pavillons\u201c (Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems) aus Flachsfasern hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

Natur als Vorbild<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die Forschenden lie\u00dfen sich in der Entwicklung des Pavillons von der Natur leiten. Als Inspiration f\u00fcr die netzf\u00f6rmige Anordnung der Naturfasern und der kernlosen Wicklung der Bauteile des Bionik-Pavillons dienten der Saguaro-Kaktus (Carnegia gigantea<\/em>) und der Feigenkaktus (Opuntia sp.<\/em>). Beide Kakteen zeichnen sich durch ihre besondere Holzstruktur aus. Der Saguaro-Kaktus verf\u00fcgt \u00fcber ein zylinderf\u00f6rmiges Skelett, das innen hohl und dadurch besonders leicht ist. Es besteht aus einer netzartigen Holzstruktur, die dem Skelett zus\u00e4tzlich eine besondere Stabilit\u00e4t verleiht. <\/p>\n\n\n\n

\u201eDiese Struktur entsteht, indem die einzelnen Elemente miteinander verwachsen\u201c, erl\u00e4utert Prof. Dr.\u00a0Thomas Speck, Direktor des Botanischen Gartens der Universit\u00e4t Freiburg. \u201eDas Gewebe der abgeflachten Seitentriebe des Feigenkaktus durchziehen ebenfalls vernetzte Holzfaserb\u00fcndel, die in Schichten angeordnet und miteinander verbunden sind. Hierdurch zeichnet sich auch das Gewebe des Feigenkaktus durch eine besonders hohe Belastbarkeit aus.\u201c <\/p>\n\n\n\n

Die Forschenden haben diese Netzstrukturen der biologischen Vorbilder abstrahiert und im liv<\/em>MatS-Pavillon durch das Wickeln, das \u201ecoreless winding\u201c der Naturfasern umgesetzt. Durch diese Abstraktion \u2013 bei Pflanzen existieren keine Wickel- oder Flechtprozesse \u2013 konnten die Forschenden die mechanischen Eigenschaften der vernetzten Faserstrukturen auf die Leichtbau-Tragelemente des liv<\/em>MatS-Pavillons \u00fcbertragen.<\/p>\n\n\n\n

Robotische Fertigung<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u201eFaserverbundwerkstoffe weisen ein hervorragendes Verh\u00e4ltnis von Festigkeit zu Gewicht auf\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers der Universit\u00e4t Stuttgart. \u201eDiese Eigenschaft bietet eine ausgezeichnete Basis f\u00fcr die Entwicklung innovativer, materialeffizienter Leichtbaustrukturen.\u201c Konzentrierte sich die Forschung bisher auf synthetisch hergestellte Faserverbundstoffe wie zum Beispiel Glas und Kohlestofffasern, so erweitert sich mit dem \u201eliv<\/em>MatS Pavillon\u201c das Materialsystem um den Einsatz von Naturfasern.<\/p>\n\n\n\n

\u201eIm Hinblick auf das computerbasierte Design, die Arbeitsabl\u00e4ufe der robotischen Fertigung sowie die Maschinensteuerung, stellten die Naturfasern und ihre biologische Variabilit\u00e4t uns Forschende vor neue Herausforderungen\u201c, sagt Prof.\u00a0Achim Menges\u00a0vom Institut f\u00fcr Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) der Universit\u00e4t Stuttgart. Denn die Prozesse wurden urspr\u00fcnglich f\u00fcr synthetische, homogene Materialien entwickelt und mussten nun auf die Materialeigenschaften der Flachsfasern \u00fcbertragen werden. <\/p>\n\n\n\n

Die Anpassung des integrativen computerbasierten Modells erm\u00f6glichte es, diese heterogenen Materialeigenschaften in Entwurf und Planung der einzelnen Komponenten sowie der Gesamtstruktur einzubeziehen.<\/p>\n\n\n\n

Auch interessant: Nachhaltiger Beton verursacht ein Viertel weniger CO\u2082<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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