Kinematik planarer, gewölbter und gewellter Pflanzenoberflächen als Konzeptgeneratoren für belastbare Systeme in der Architektur (TRR 141 – A04)

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Sonderforschungsbereich Transregio SFB-TRR 141: Biologisches Design und integrative Tragwerke - Analyse, Simulation und Umsetzung in der Architektur

01.10.2014 – 30.06.2018

Adaptive architektonische Hüllen als Mediatoren zwischen äußeren und inneren klimatischen Bedingungen können den Energieaustausch eines Gebäudes mit seiner Umgebung aktiv kontrollieren. Adaptive Strukturen, die geometrische Änderungen unter verschiedenen Lastbedingungen gestatten, bieten strukturelle Effizienz mit weniger Material. Frühere Beispiele kinetischer architektonischer Anwendungen wurden hauptsächlich für die Mechanik steifer Körper benutzt, um Bewegung zu erzeugen. Diese komplexen mechanischen Systeme werden meist entlang gerader Translations- oder Rotationsachsen  geleitet, was zu geometrischen Zwängen, mechanischer Komplexität und hohen Anforderungen in der Unterhaltung führt.

Im Gegensatz dazu, hat die jüngste bionische Forschung im Bereich Bewegungsprinzipien, wie sie bei Pflanzenoberflächen gefunden werden, weiche Strategien hin zu Flexiblilität und Adaptivität identifiziert, indem sie die elastische Verformung von Fasermaterialien nutzt. Blüten- und andere Blätter zeigen zahllose widerstandsfähige Bewegungsprinzipien, die für viele biologische Lebensfunktionen wichtig sind.

Diese Verformungsmechanismen können die mechanische Komplexität von kinetischen Elementen reduzieren und dabei eine große Zahl an Bewegungsprizipien anbieten.

Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines Entwurfsgerüsts für bionisch inspirierte  Verformungsmechnismen für adaptive architektonische Funktionen und adaptives Architekturdesign. Die Einrichtung einer konzeptuellen Kategorisierung von Bewegung, Adaption und Materialisierungsprizipien, anwendbar für beide, technische, als auch biologische verformende Funktionalität.