Häuser nach Eisbärprinzip: Solarkollektoren aus Textil

Die Kraft der Fasern<br /><br />Text: Hans-Werner Oertel

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Die Kraft der Fasern

Text: Hans-Werner Oertel

Hinter dem „textilen“ Hightech-Gebäude stehen sechs Forschungspartner unter Federführung des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) in Denkendorf. Der energieautarke Pavillon für ganzjährige Nutzung besitzt neuartige textile Solarkollektoren aus mehreren Membranschichten, die eine hohe Wärmedämmung aufweisen. Vorbild dafür ist das Funktionsprinzip, das die Textiler der Natur – in diesem Fall dem Eisbärfell – abgeschaut haben: Einfallendes Sonnenlicht trifft auf ein schwarz beschichtetes Textilgewebe und eine hoch poröse Membran mit Wärmetransportschicht, die für die Erwärmung der durchströmenden Luft sorgen. Warme Sommerluft gelangt so in ein Langzeit-Speichersystem mit Silikagel, in dem sie bis in die Winterzeit hinein „gelagert“ wird. Eine weitere Schicht in der Gebäudehülle sorgt für eine hohe Wärmedämmung nach außen – zuständig für das Fernhalten der Winterkälte.

Folgeprojekte bis Spanien in Sicht

Bereits wenige Monate nach der Inbetriebnahme zeigte sich Dr.-Ing. Jamal Sasour als Leiter der ITV-Forschungsgruppe Umwelttechnik, überzeugt von der Anstoßwirkung, die von dem Demonstrationsbau ausgeht. „Die Resonanz ist gewaltig. Viele Architekten und Baufachleute haben den Wunsch geäußert, nach diesem Prinzip bauen zu wollen.“ Sie seien fasziniert von der Idee, sich Energie, die „einfach da“ sei, ins Haus zu holen. „Nach der Testphase von einem Jahr wird es wohl möglich sein, diese Technik auf dem Markt anzubieten“, ist Sasour optimistisch. Die ebenfalls für die neue Speichertechnologie verantwortliche TAO Trans-Atmospheric Operations GmbH aus Stuttgart kann inzwischen schon weiterführende Projekte im Allgäu, in der Schweiz und in Spanien benennen. „Wir sind sehr zufrieden mit dem Echo“, bilanzierte Geschäftsführer Prof. Dr. Bernd Helmut Kröplin.

Faserbasierte Baumaterialien

Nicht nur in Sachen Energieeffizienz, auch bei Baumaterialien schreitet die textile Innovation voran. Dünnwandiger Textilbeton als Kombination aus textilen 3D-Gelegen und eigens entwickeltem Feinbeton, erdacht und erprobt von Textil- und Industrieforschern aus Sachsen und NRW, ist schon jetzt eine Alternative zu schwergewichtigen Instandsetzungs- und Verstärkungslösungen aus Beton und Stahl. Damit nicht genug: Ein neuartiger „Hybrid“-Werkstoff aus Textilbeton und glasfaserverstärktem Kunststoff, eine Gemeinschaftsinnovation der Uni Chemnitz, des Sächsischen Textilforschungsinstituts STFI sowie mitteldeutscher Bauunternehmen, vereint die Vorteile zweier „starker“ Materialverbünde: extreme Festigkeit und nahezu grenzenlose Formgebung. Erstmals sind nun auch Fassaden möglich, die organischen Strukturen nachempfunden sind und unregelmäßig gekrümmte Oberflächen aufweisen.

Größte textile Forschungslandschaft in Europa

In Deutschland sorgen 16 Textilforschungsinstitute und eine Industriesparte, die zu den innovationsfreudigsten Branchen zählt, für technotextilen Fortschritt wie nirgendwo sonst in Europa. Zu den zehn wichtigsten Textil-Potenzialfeldern mit Blick auf das Jahr 2025 gehört der Bereich Bauwesen/Architektur. „Bahnbrechende Produkt-, Technologie- und Anwenderfortschritte sind hier oft nur auf textilem Wege möglich“, weiß Dr. Klaus Jansen vom Forschungskuratoriums Textil e.V., das Forschungseinrichtungen mit insgesamt 1.000 Experten verschiedenster Fachrichtungen betreut. Nach fast 20 Jahren Industrieforschung zu diesem Großvorhaben steht für ihn außer Frage: „Textilbeton als Verbundmaterial aus Feinbetonmatrix und textiler Bewehrung ist der Baustoff der Zukunft: korrosionsbeständig und gleichzeitig hochfest mit Bauteilen, die deutlich leichter und schlanker sind“. Zusätzlich schone Textilbeton Rohstoffe, spare Energie bei Herstellung, Transport und Rückbau.

Starke Textilapplikationen am und im Bau sind auf dem Weg zur industriellen Reife. Dazu gehört die Textil-Sensorik zur Unterstützung des Gebäudemonitorings (Erkennen von Feuer, Leckagen oder auch Verschleiß), die Innenraum-Klimatisierung über textile Heiz- und Kühlflächen und die Energiegewinnung über textile Solarzellen an Fassaden und Dächern. Bereits große Anwendernähe hat laut Jansen das Thema Leuchttextilien für den Außen- und Inneneinsatz an Gebäuden (Orientierung, Werbung, Stimmung) erreicht. Außerdem gebe es eine Vielzahl von Einzelprojekten mit der Industrie, so für Innenräume die Entwicklung transportabler Membranwände mit multifunktionalen Eigenschaften (einstellbare Transparenz, Isolation von Wärme und Schall).

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WSP nutzt innovative 3D-Modellierung, um den Entwurf des symbolträchtigsten Wolkenkratzers von London zu optimieren

Die RAM-Software von Bentley Systems bietet innovative Lösungen zur Tragwerksplanung für die einzigartige Geometrie des Turms One Blackfriars

One Blackfriars ist ein Mehrzweckgebäude in London, das 274 Appartements und ein mehrstöckiges Penthouse umfasst. WSP nutzte RAM Concept, um die Bodenplatten für dieses geometrisch komplexe Gebäude zu entwerfen. Mithilfe von MicroStation nutze das Designteam 3D-Modelle gemeinsam und erstellte Entwurfszeichnungen automatisch, was die Zusammenarbeit erleichterte.

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