220617_Bauen mit Luft

58°N 12°E

IBK2 Internationaler Entwurf und Seminar 2021/22

Entwurf:

“Bauen mit Luft”

Seminar:

“Pneus”

58°N 12°E

Inhalt


Vorwort6

Exkursion nach Göteborg 8

Lehre36

Entwurf38

Seminar42

Kurzreferate48

Fabian Schwenzer, Ludwig Wallner - Tensairity 50

Maximilian Trautmann, Lukas Keller - Fliegende Pneus 56

Katharina Plankar, Isabella Rössler - Materialien 64

Madita Goll, Lilli Selcho - Pneus in moderner Architektur 75

Anna Jelinkova , Carolina Heck - Pneus in der Natur 84

Joey Schweickhardt, Zhikai Wei - Wohnen in Pneus 93

Cosima Rommel, Annika Teuber - Nachhaltigkeit von Pneus in der Bauindustrie 102

Eva Dingeldein, Marius Holzinger - Schwebende Pneus 119

Jacob Scholl, Philipp Klein - Geschichte 130

Projekte140

Celine Zaiser, Ludwig Wallner 142

Joey Schweighardt, Zhikai Wei 152

Lukas Keller, Maximilian Trautmann 158

Lilli Selcho, Madita Goll 166

Anna Jelinkova, Carolina Heck 174

Cosima Rommel, Annika Teuber 184

Katharina Plankar, Isabella Rössler 194

Fabian Schwenzer, Ludwig Wallner 206

Eva Dingeldein, Marius Holzinger 218

1zu1224

Exkursion nach Göteborg 226

Impressum229

58°N 12°E

Vorwort

6 IBK2 Internationaler Entwurf und Seminar 2021/22

Vorwort

Ein Grund für den langsamen Fortschritt beim

Klimaschutz ist die unsichtbare, kaum spürbare

Veränderung des Klimas. Für viele Menschen

erscheint die Klimaerwärmung sogar sehr angenehm.

Die Temperaturen steigen und bringen

ein mildes Klima in die nördlichen Länder. Die

Auswirkungen der globalen Erwärmung werden

erst spürbar, wenn sie die Lebensbedingungen

einschränken. In extremen Klimasituationen

haben die geringen Veränderungen große Auswirkungen.

Kalte Regionen in denen dauerhafte

Minusgrade einen stabilen Zustand der Lebensbedingungen

garantieren, werden durch kleinere

Klimaveränderungen aus dem Gleichgewicht gebracht.

Der Zustand stabiler Bedingungen geht in

einen Zustand ständiger Veränderung über. Mit

unserer Entwurfsreihe „Bauen in extremen Klimazonen“

begeben wir uns in diese Umgebungen

ständiger Veränderungen, um die räumlich-konstruktiven

Anforderungen an eine Architektur

für zukünftige Generationen zu erforschen. Wir

verlassen das statische Konzept des Architekturmonuments

und suchen nach einer anpassungsfähigen,

dynamisierten Architektur die auf einen

Ort ständiger Veränderungen zugeschnitten ist.

Das Entwurfsprojekt „Besucherzentrum für das

Welt-Saatgut-Archiv auf Spitzbergen” wurde von

einer Gruppe engagierter, abenteuerlustiger Studentinnen

und Studenten bearbeitet, die sich vor

Beginn der Projektarbeit auf eine Expedition an

den nördlichen Rand der Zivilisation begeben haben.

Ziel war die lebensfeindliche, arktische Wüste

Spitzbergens, dessen menschliche Besiedelung

in Longyearbyen künstlich am Leben gehalten

wird. Baumaterialien, Nahrung und Lebenserhaltungssysteme

sind nicht vor Ort zu finden, sondern

müssen aufwendig vom Festland mit dem

Schiff oder Flugzeug geliefert werden. Wir haben

eine Woche vor Ort das Leben unter diesen

extremen Bedingungen studiert und Vorschläge

für eine „arktische Architektur“ entwickelt. Wir

haben gelernt, dass sich der Ort in ständiger

Bewegung befindet. Dass Permafrost nicht per-

58°N 12°E

manent, sondern dynamisch ist. Dass Gletscher

rasant stürzen und Schneeverwehungen den Baugrund

spontan verändern. Wir haben auch erkannt,

dass wir an diesem Ort in einen fremden

Lebensraum eindringen, wo Menschen aus vielen

Nationen zusammentreffen, um ohne gesetzliche

Kontrolle friedlich zusammenzuleben. Die Arbeiten

der Studierenden in dieser Publikation zeigen

faszinierende Beispiele, wie Bauen und Leben auf

Spitzbergen aussehen könnte.

Mein Dank geht an Piotr Fabirkiewicz, der wissenschaftlicher

Mitarbeiter des Instituts ist und die

Organisation der Exkursion und des Entwurfsstudios

mit Begeisterung geplant und durchgeführt

hat sowie an Netze BW GmbH, Franz Schneider

Brakel GmbH + Co. KG und die Josef Gartner

GmbH, die die Realisation unseres Projekts unterstützt

haben.

Dipl.-Ing. Martin Ostermann, Grad. Dipl. Des. (AA)

o. Professor

7

Exkursion nach Göteborg



58°N 12°E

9


Fot. Piotr Fabirkiewicz

Persönliche Erfahrung ist die beste Grundlage für

weiterführende Recherchen.

Mit dieser Einstellung haben wir im Frühjahr 2019

begonnen, die Exkursion im Rahmen des Semesters

International Design Project im Wintersemester

2019/2020 zu organisieren. Das Projekt

sollte mit einem Seminar kombiniert werden. Initiales

Thema der Forschung: ‘Arktische Architektur’,

erforderte ein exotisches, aber extrem kaltes

Reiseziel. Mögliche Orte auf der Liste waren unter

anderem Alaska, Sibirien, Island, Spitzbergen oder

Patagonien. Bis zum Nord- oder Südpol zu reisen,

entsprach nicht den Leitlinien des Projekts, da die

Aufgabe darin bestand, einen ständig bewohnten

Ort zu besuchen. Von allen in Frage gekommenen

Reisezielen stellte sich Spitzbergen im Hinblick

auf unsere Ziele als das vielversprechendste heraus

Der Archipel liegt auf dem 78° nördlicher Breite,

weit oberhalb des Polarkreises, und repräsentiert

ein typisch arktisches Klima. Die Klimaeigenschaften

ähneln denen am Nordpol, extreme Kälte,

eine Situation, die wir gesucht haben. Die Idee

für unser Forschungsthema waren die globalen

Strategien für die Arktis. Mit der globalen Erwärmung

wurden die eisfreien Gebiete oberhalb des

Polarkreises für die Entwicklung und Gewinnung

verfügbar. Der Wettlauf um Ressourcen im Norden

ist ein wesentlicher Bestandteil der aktuellen

Geopolitik und führt zu potenziellen Konflikten.

Wir haben unsere Rolle als Architekten in diesem

Prozess als wichtig erachtet, da sich die En-

10

twicklung oft in der speziellen Architektur und

den Gebäudetechnologien manifestiert. Technologische

Entwicklung ist das, was die Länder in

extrem kalten Klimazonen für die Expansion des

Menschen verfügbar gemacht hat. Die üblichen

Gründe dafür waren die Suche nach neuen natürlichen

Ressourcen, in diesem Fall Walöl, Kohle und

Öl (in der Arktis im Allgemeinen) in chronologischer

Reihenfolge. Spitzbergen hat auch eine

lange Geschichte der laufenden Klimaforschung,

was von Vorteil war, da viele Daten über die lokalen

Klimabedingungen vorhanden waren. Was

unser Reiseziel noch interessanter machte, war die

gut dokumentierte Geschichte der heroischen Erforschung.

Heutige und vergangene menschliche

Siedlungen und Überreste architektonischer Substanz

sollten eine Quelle für Informationen aus

erster Hand über die Komplexität der Bebauung

im Norden sein.

Die Exkursion war für Anfang Oktober 2019 geplant.

Unser Besuch auf der Insel war für sechs

Tage gedacht. Ausgewählte, späte Zeitpunkte an

der Wende der Sommer- und Wintersaison erlaubten

es uns, die etwas härtere Zeit des Jahres

zu erleben, in der wir immer noch ein paar Sonnenstunden

täglich hatten. Eine spätere Jahreszeit

würde uns mit völliger Dunkelheit und Wintersperre

willkommen heißen. Während der sechs

Tage auf der Insel erwarteten wir einen Unterschied

von fast 3 Stunden bei der Tageslichtzeit.

Die erwarteten Temperaturen sollten tagsüber

bei etwa 0°C liegen, was dem Jahresdurchschnitt

nahe kommt. Unser Aufenthalt auf Spitzbergen

sollte durch einen Kurzbesuch in Oslo auf dem

Rückweg nach Deutschland ergänzt werden, wo

wir zwei norwegische Architekturbüros besuchen

wollten, die bereits Erfahrung mit arktischer Architektur

hatten: Snøhetta und Jarmund/Vigsnaes

Architects.

Die Präsentation des Entwurfs und die Exkursion

fand an der Universität Stuttgart statt und zog 16

Studenten an. Auf der Exkursion sollten die Teil-



nehmer individuell an der Datensammlung für

die Forschungsthemen im Zusammenhang mit

dem Bauen unter extremen klimatischen Bedingungen

arbeiten. Später sollten sie 8 Gruppen

bilden, die an dem Entwurfsprojekt arbeiten sollten.

Das Thema für den Entwurf hat sich bereits

abgeklärt, sobald das endgültige Ziel ausgewählt

wurde. Die Bedeutung Spitzbergens, abgesehen

von seiner einzigartigen geographischen Lage

und politischen Zugehörigkeit, beweist sich auf

der Weltkarte mit dem Welt-Saatgut-Archiv, der

größten Flora-Gen-Tresor der Welt. Dieses weltberühmte

Bauwerk zieht viel Aufmerksamkeit auf

sich, ist aber für Besucher geschlossen. Wir haben

uns der Aufgabe gestellt, ein Besucherzentrum

für das Archiv zu entwerfen, das den wachsenden

Massen von Touristen auf dem Archipel mit

Informationen über diese einzigartige Anlage dienen

soll.

Das Programm der Exkursion wurde entsprechend

unseren Zielsetzungen geplant und in seinem

Umfang mit den derzeit verfügbaren Mitteln und

Finanzen realisiert. Wir sind über Oslo und Tromso

nach Spitzbergen geflogen. Unser endgültiges

Flugziel war Longyearbyen, das auch das Zentrum

unserer Aktivitäten sein sollte. Longyearbyen ist

die größte Stadt des Archipels und ist das Verwaltungszentrum

des Archipels. Das Ziel unseres

Besuchs auf der Insel war es, zu sehen, zu treffen

und zu erleben. Uns über die Lebensweise in diesem

fernen, extrem kalten Klima zu informieren.

Wir wollten die zusammengefassten Einflussfaktoren

verstehen, die sich auf die lokale Architektur

auswirkten und auswirken. Um die Umweltbedingungen

in der Arktis besser zu verstehen, haben

wir zwei Wanderungen in die Berge, in die Tundra

und zu den Gletschern in der Nähe geplant. Wir

haben zwei volle Tage genutzt, um durch Longyearbyen

zu spazieren. Ein Tag war für einen Besuch

in Pyramiden reserviert, der russischen Bergarbeiterstadt

auf den 80°N, die seit fast 20 Jahren

unbewohnt ist. Wir sollten mit einer kleinen Fähre

durch die Fjorde dorthin fahren und die arktische

58°N 12°E

Meereslandschaft und Fauna betrachten.

Longyearbyen

Die Stadt war ursprünglich um die Kohlebergwerksindustrie

herum organisiert. Es breitet sich

tief in das Tal aus, an dessen Hängen mehrere Tunnelöffnungen

der Kohlebergwerke sichtbar sind.

Überreste der Bergbauinfrastruktur sind über die

Stadt verteilt. Am markantesten sind die Türme

zu sehen, die einst die Seilbahnen trugen, die die

Kohle von den Bergwerken zum Hafen brachten.

Diese Strukturen bestehen hauptsächlich aus

Holz, einem Material, das sich in dem kalten und

trockenen arktischen Klima sehr gut hält. Etwas

anders und das prominenteste dieser Bauwerke ist

der Taubansentralen, ein zentrales Gebäude der

Seilbahn, in dem viele Linien der Kabel zu einer

einzigen verbunden wurden. Die tierische, futuristische

Form dieses rein industriell-utilitaristischen

Gebäudes ist von seiner Funktion bestimmt. Es ist

vom Boden abgehoben, was es noch dramatischer

macht. Diese Anlage ist, im Gegensatz zu den anderen

ihrer Art, vollständig aus Stahl gebaut. Die

unbehandelten Stahlprofile der Konstruktion sind

im Laufe der Jahre korrodiert, die gewellten, verzinkten

Wandpaneele haben ihr ursprüngliches

Aussehen behalten. Der Blick auf diese Gebäude

hat uns viel über die Alterung der Materialien im

arktischen Klima bewusst gemacht. Die Arktis

ist hauptsächlich trocken, was wir durch unsere

Forschung gelernt haben. Das hilft sehr bei der

Erhaltung des architektonischen Materials. Eine

11



Sache, die wir auf Spitzbergen rundum beobachten

konnten. Die Überreste menschlicher Siedlungen

sind über den ganzen Archipel verteilt und

außergewöhnlich gut erhalten.

Der Stadtplan von Longyearbyen ist entlang einer

Hauptstraße von der Küste ins Tal organisiert.

Eine zweite Hauptstraße verbindet das einzige aktive

Kohlebergwerk mit dem Hafen und Flughafen

entlang der Küste. Interessant an der Organisation

des Gebiets ist die Abgrenzung der “Bezirke” innerhalb

dieser kleinen Stadt. Kleine Straßen verzweigen

sich von der Hauptstraße und verbinden

die Häusergruppen über Brücken, Bäche oder

Pipelines. Das Zentrum der Stadt ist entlang eines

Fußgängerwegs organisiert. Für eine Stadt dieser

Größenordnung bietet sie eine Vielzahl von öffentlichen

Funktionen, von der Bibliothek, Kino,

Post und den Einkaufszentren und Bars/Restaurants

bis hin zu einem kleinen Skatepark. Alles ist

natürlich im Inneren organisiert. Das Gefühl beim

Spaziergang auf der Hauptstraße erinnert an eine

Pionierstadt im Wilden Westen mit Frontfassaden

und Versorgungsgeschäften rundherum. Der älteste

Teil der Stadt befindet sich auf der dem Zentrum

gegenüberliegenden Seite des Flusses (Westen).

Er ist von einer alten Holzkirche gekrönt. Das

sich ständig verändernde breite Flussbett kann mit

mehreren irdenen Brücken und Stegen überquert

werden.

Das erkennbarste städtische Landschaftsmerkmal

in Longyearbyen sind die Rohrleitungen. Labyrinthartig

verlaufen sie entlang und quer durch die

Straßen und Bäche und mitbestimmen den Stadtplan.

Die Rohre verbinden alle, selbst die entferntesten

Häuser, mit dem zentralen Kraftwerk an der

Küste und liefern warmes Heizwasser. Dieses normalerweise

sorgfältig verdeckte Gebäudeinstallationsmerkmal

ist hier aufgrund der besonderen

Bodenverhältnisse freigelegt. Der sich ständig bewegende

Permafrost lässt es nicht zu, dass Installationen

unterirdisch verlegt werden können. Alle

Leitungen verlaufen oberirdisch und sind isoliert.

12

Der Anschluss an das Gebäude ist in der Regel unter

dem aufgeständerten Erdgeschoss platziert.

Die Stadt wird derzeit von etwa 2 000 Menschen

bewohnt. Die Mehrheit der Einwohner sind Norweger

und Russen, aber viele andere kommen

aus der ganzen Welt. Überraschend für uns war

die Offenheit und Freundlichkeit der Einwohner.

Trotz der hohen Touristenfrequenz, die von Seiten

der Einheimischen meistens eine Quelle der Frustration

sein kann, wurden wir stets willkommen

geheißen und mit Neugierde begrüßt. Nach fünf

Tagen hatten einige von uns bereits ein Gefühl

der Zugehörigkeit zu dieser ungewöhnlichen Gemeinschaft.

Architektur

Die Architektur auf dem Archipel ist an der

starken Fokussierung auf Funktionalität zu erkennen.

Dies ist eine allgemeine Regel für die meisten

der extremen Standorte auf der ganzen Welt. Das

raue Klima und die Entfernungen zu den Zentren

der technologischen Entwicklung sowie der teure

und unbequeme Transport von Baumaterialien

sind die Hauptgründe für diese Besonderheit. Die

Strukturen von Longyearbyen sind ein typisches

Beispiel für eine solche Architektur, abgesehen von

einigen neueren und repräsentativen Realisierungen.

Bauelemente kommen oft als vorgefertigte

Elemente vor. Die Wiederverwendung einmal

demontierter Bauelemente wie Fenster, Bohlen

und Stahlträger ist überall in der Stadt sichtbar.





Die gebräuchlichsten Baumaterialien sind diejenigen,

die einen einfachen Transport ermöglichen.

Meistens handelt es sich dabei um Stahl und Holz.

Beton wird nur sparsam verwendet, da er bei niedrigen

Temperaturen nicht abbindet und der auf

dem Archipel gefundene Sanduntergrund durch

einen hohen Salzgehalt gekennzeichnet ist, der für

die Betonmischung unbrauchbar ist. Das bedeutendste

und sich wiederholende architektonische

Merkmal ist das hochgezogene Erdgeschoss. Die

sich ständig bewegende permafrostaktive Schicht,

auf der die Stadt steht, reicht bis in etwa 2 m

Tiefe. Dieser instabile Boden würde jedes traditionelle

Fundament verschieben und zerbrechen.

Fast alle Gebäude stehen auf Pfählen, die tief im

Boden oder Fels unterhalb der permafrostaktiven

Schicht verankert sind. Diese und andere Merkmale

der arktischen Architektur auf Spitzbergen

wurden von unseren Studenten erforscht und in

Forschungsberichten auf den folgenden Seiten

beschrieben.

Neubauten

für Umsiedlungen und Abrisse. In naher Zukunft

ist geplant, ganze “ Bezirke “ nach einer definierten

Risikokarte umzusiedeln. Der größte Teil

der Entwicklung in den letzten zwei Jahrzehnten

konzentrierte sich auf den Bau neuer öffentlicher

Einrichtungen. Das neue Universitätsgebäude,

Schulen, die Bibliothek oder das Gebäude des

Gouverneurs sind die besten Beispiele dafür. Der

Abriss alter Häuser, oft alte Bergmannskasernen,

und das Wachstum der saisonalen und ständigen

Bevölkerung führen zu einer hohen Bedarf an

neuen Wohnungen. Einige der größten Entwicklungen

der letzten Zeit konzentrieren sich auf

die Bereitstellung von Wohnungen für Staatsbedienstete.

Während unseres Besuchs haben wir

die neu gebaute Gruppe von Reihenhäusern - die

Gruvedalen - besucht und wurden von der Bauleiterin

Inge Tollas in die neu errichtete Gruppe

von Reihenhäusern eingeführt. Diese Gebäude

wurden zum größten Teil auf dem Festland vorgefertigt

und in Teilen nach Svalbard verschifft. Die

vorgefertigten Holzhauseinheiten stehen auf einer

groben Stahlkonstruktion, die in den kurzen Sommermonaten

auf der Insel realisiert wurde. Der

gesamte Komplex ist in extrem kurzer Zeit gebaut

worden.

Pyramiden


Auf den ersten Blick scheint Longyearbyen wie in

der Zeit eingefroren zu sein. Die Realität sieht anders

aus. Die Stadt ist einem ständigen Wandel unterworfen,

wie man ihn in Siedlungen in anderen

Teilen der Welt selten sieht. Die Veränderungen

werden hauptsächlich durch Umwelt- und geologische

Faktoren vorangetrieben. Lawinen, Erdrutsche,

tauender Permafrost sind die Hauptgründe

58°N 12°E

Bis 1998 war die Bevölkerung Spitzbergens um

fast 1000 Seelen höher. Noch nördlicher als Longyearbyen

gab es eine blühende russische Bergarbe-

13


itergemeinde in einer Stadt, die nach einem nahe

gelegenen Gipfel benannt wurde: Pyramiden. Die

Siedlung wurde im Jahr 2000 vollständig aufgegeben

und blieb bis 2012 unbewohnt. Die Stadt

liegt im Schatten der Überreste einer Minenindustrie,

die den riesigen Hang hinaufklettert und

mit ihren Tunneln fast ganz oben in ihre Tiefe

geht. Die Stadt hat sich seit 1921 als beispielhafte

Siedlung mit allen Annehmlichkeiten einer modernen

Welt entwickelt. Ihr Zentrum wurde entlang

einer zentralen Achse geplant, ähnlich wie

osteuropäische Stadtplanungsbeispiele aus der

Sowjetzeit. Gekrönt wird die Achse von einer Lenin-Figur

aus rosafarbenem Granit, hinter der das

Gemeindehaus steht. Neben den Wohnblöcken

wurde die Stadt mit Schwimmbad, Kino, Kantine,

Schulen, Kindergärten, Gewächshäusern, medizinischen

und administrativen Einrichtungen ausgestattet.

Die Gebäude in der Stadtmitte wurden

als eine Mischung aus traditioneller Holzarchitektur

mit slawischen Details und modernistischen

Gebäuden errichtet. Viele haben erstaunliche Innenräume

voller Mosaike und Holzdetails. Die

Stadt sollte vollständig selbsttragend sein. Ohne

Budgetbeschränkungen wurde dieses Modell von

der russischen kommunistischen Regierung in

einer der am weitesten nördlich gelegenen menschlichen

Siedlungen auf dem Globus eingeführt.

Mit der Schließung der Kohlemine brach alles

zusammen. Heute ist die Stadt als Kulturerbe geschützt.

Das einzige bewohnte Gebäude ist ein alter

vierstöckiger Wohnblock, der zu einem Hotel

umgebaut wurde. Einzelne Personen, die in der

Stadt wohnen, unterhalten die technische Infrastruktur.

Die Struktur der verlassenen Gebäude ist

unnatürlich gut erhalten. Die Vorräte an Ziegeln,

Zement und Kohle lassen vermuten, dass der Ort

eines Tages wieder zum Leben erwachen könnte...

Gletcher

Der Spitzbergener Archipel ist zu fast 60% von

Gletschern bedeckt. Einige von ihnen fangen gleich

nach den letzten Häusern in Longyearbyen an.

14

Die Eismassen prägen das Klima und die Geologie

der Inseln. In ihrer Nähe wirken sich die Gletscher

stark auf den Stadtplan der menschlichen Siedlungen

aus. Das Wasser der schmelzenden Gletscher

läuft beim jährlichen Abtauen die Hänge hinunter

und formt die Landschaft. Im Fall von Longyearbyen

bildeten die Gewässer ein breites, unregelmäßiges

Flussbett, das die Stadt in zwei Teile

trennte. Während der Exkursion hatten wir die

Gelegenheit, drei Gletscher zu besuchen: Foxfonna-Gletscher,

Longyear-Gletscher und Nordenskjold-Gletscher.

Die ersten beiden liegen in den

Bergen um Longyearbyen. Ihre Hauptmerkmale

sind wunderschön geformte Risse und Eishöhlen,

denen wir Gelegenheit hatten, zu begegnen. Der

Nordenskjold-Gletscher endet in den Gewässern

des Billefjords. Er ist einem Prozess unterworfen,

der Kalben genannt wird: wenn die Eismassen von

den hohen Kliffen in das Meerwasser fallen. Einige

dieser Eisblöcke schwimmen auf dem Wasser und

bilden kleine Eisberge. Bei unserem Besuch auf

dem Gletscher hatten wir das Glück, das Kalben

vom Deck eines Schiffes aus zu beobachten. Das

Spektakel hat bei allen einen grossen Eindruck

hinterlassen. Die gebrochenen Eismassen waren

vergleichbar mit der Größe eines Wohnblocks, das

Geräusch des Eises, das in den Fjord stürzte, glich

einem Donnern. Die Besuche auf den Gletschern

halfen uns, das Verhältnis der Architektur zu den

ewigen Naturgewalten zu verstehen.





Tundra und Hütten

Während der eintägigen Wanderung mit einem

Guide hatten wir die Gelegenheit, die Tundra zu

besuchen, eine flache Landschaft, die durch eine

arme, von Gräsern, Moosen und Flechten dominierte

Vegetation gekennzeichnet ist. Dies ist der

vorherrschende Landschaftstyp in den weiten

Tälern des Archipels, auf dem kein einziger Baum

wächst. Die wenigen wachsenden Pflanzen wurzeln

im Permafrost. Auf Ebenen sind kleine Jagdhütten

über den ganzen Archipel verteilt. Sie

spielen eine wichtige kulturelle Rolle unter den

Bewohnern und prägen die menschliche Präsenz

in den Weiten der arktischen Landschaft. Sie sind

in abgelegenen Gebieten entstanden und wurden

wie in letzter Zeit mit Materialien gebaut, die entweder

mit Schlitten, Booten oder Hubschraubern

gebracht wurden. Ihre einfache Konstruktion,

Kompaktheit und Reparierbarkeit entspricht der

extremen Umgebung, in der sie sich befinden.

Kleine Öffnungsgrößen beispielsweise schützen

die Kabinen neben der Verbesserung des Gesamt-Isolierwertes

vor dem Einbruch von Wildtieren

- insbesondere Eisbären. Die Einheimischen

verbrachten manchmal wochenlang in Selbstisolierung

und genossen den Kontakt mit der wilden

Natur, während sie in ihren kleinen Häusern blieben.

Welt-Saatgut-Archiv

Wir ließen uns den Besuch im Welt-Saatgut-Archiv

- dem Kern unseres Interesses am Designthema

- zum Nachtisch einfallen. Wir sind einen

Tag vor der Abreise dorthin gefahren. Der Besuch

war mit einem Führer arrangiert worden,

da das Tresor außerhalb der Stadt liegt, in einem

Gebiet, das aufgrund von Eisbärenbegegnungen

gefährlich sein könnte. Als wir an diesem Ort

ankamen, wurden wir von einem neuen Bauwerk

überrascht, das direkt neben dem Tresor stand. Sie

war auf keinem der verfügbaren Bilder oder Satellitenfotos

zu sehen, und in den Materialien, die

wir zuvor recherchiert haben, gab es keine Spuren

davon. Es handelte sich um eine technische Einrichtung

für das Archiv, die von Snoehetta - einem

norwegischen Architekturbüro, das wir in

Oslo besuchen wollten - entworfen worden war.

Das Welt-Saatgut-Archiv steht in der Mitte eines

Hügels direkt über dem Flughafen. Der einzige

sichtbare Teil ist der betonierte Eingangstunnel.

Wir waren alle überrascht, wie klein und schlicht

dieses weltberühmte Bauwerk in Wirklichkeit

aussieht. Bei der Besichtigung konzentrierten wir

uns vor allem auf die Umgebung des Welt-Saatgut-Archivs,

da diese das zukünftige Grundstück

für die Entwürfe der Studenten sein sollte. Nach

ein paar Gruppenfotos und einem Rundgang

durch das Areal verließen wir den Ort.


58°N 12°E

15


Zusammenfassung

Unser kurzer Besuch auf Spitzbergen hat uns die

Grenzen des Designs im arktischen Klima aufgezeigt.

Einige waren erstaunlich, die anderen

bestätigten unsere Klischees. Wir sahen auch die

neuen Möglichkeiten bei der weiteren Erforschung

der arktischen Architektur - ein Kennzeichen, das

sich mit der Entwicklung des hohen Nordens

wahrscheinlich weiter verbreiten wird. Im Gegensatz

zu dem, was wir dort, wo wir herkommen

- dem westlichen Teil Europas - beobachten können,

spielen die Landschaft und die extremen klimatischen

Bedingungen auf Spitzbergen die vorherrschende

Rolle bei den Planungsüberlegungen.

Der schwer erreichbare Raum für menschliche

Siedlungen bleibt in einem brüchigen Gleichgewicht

mit den Naturgewalten. Nach dem, was wir

gelernt haben, wollten wir Lösungen ausprobieren,

die auf der lokalen Tradition basieren, aber

auch neue Wege entwickeln, die in der Praxis vorher

nicht untersucht werden konnten. Die Designvorschläge,

die wir suchten, sollten neue Formen

und Materialien verwenden. Die Monate nach der

Exkursion sollten mit intensiver und spannender

Entwurfsarbeit ausgefüllt werden.

Piotr Fabirkiewicz

16



58°N 12°E

17


Fot. Martin Ostermann

18


90° N


4

Die Exkursion nach Spitzbergen im WS 2019/20 ist Teil

der folgenden Lehrveranstaltungen:

Entwurf ‚Besucherzentrum für das Welt-Saatgut-Archiv‘

Seminar ‚Hüllsysteme für extreme Klimazonen‘

Oslo Longyearbyen

Wichtige Adressen

Unterkunft Oslo:

Anker Hostel

Storgata 53H

01832 Oslo

Tel. +47 22 99 72 00

Piotr Fabirkiewicz

Tel. +49 15252473796

Exkursionsheft

Unterkunft Spitzbergen:

Gjestehuset 102

Nybyen

9171 Longyearbyen

Tel. +47 900 303 21

Gjestehuset 102

Nybyen

9171 Longyearbyen

Tel. +47 900 303 21

Kontaktperson:

Piotr Fabirkiewicz

Tel. +49 15252473796

Unterkunft Spitzbergen:

Anker Hostel

Storgata 53H

01832 Oslo

Tel. +47 22 99 72 00

Unterkunft Oslo:

Kontaktperson:

Oslo

Die Exkursion nach Spitzbergen im WS 2019/20 ist Teil

der folgenden Lehrveranstaltungen:

Entwurf ‚Besucherzentrum für das Welt-Saatgut-Archiv‘

Seminar ‚Hüllsysteme für extreme Klimazonen‘

Longyearbyen

4

Wichtige Adressen

4

1

3

5

2

2

3

1

Anker Hostel

1

Gjestehuset 102

2

Oslo Opern Haus

2

Svalbard Science Centre

3

SnØhetta

3

Welt-Saatgut-Archiv

4

Vigsnaes Kosberg Architekten

4

Flughafen

5

Bus zum Flughafen

500m

1

500m

58°N 12°E

19


S

V

B

Exkursionsheft

5

4

3

90° N

Do, 03.10

Stuttgart 48°46‘56“ N 07:25-18:45

Oslo

59°54‘45“ N

08:50 Treffen am Flughafen Stuttgart

10:50 – 11:40 Flug Stuttgart – Zürich

Fr, 04.10

Oslo 59°54‘45“ N 07:28-17:48

Longyearbyen 78°13‘24“ N

09:55 – 14:00 Flug Oslo – Longyearbyen

15:00 Ankunft Gjestehuset 102

A

O

1

2

16:35 – 19:00 Flug Zürich – Oslo

20:30 Ankunft Anker Hostel

21:30 Orientierung Oslo

17:00 Orientierung Longyearbyen

Kurzer Spaziergang

20:00 Abendessen at Karlsberger Pub

Kurzer Spaziergang in die Innenstadt

78° N

Sa, 05.10

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:01-17:30

So, 06.10

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:08-17:21

10:00 – 13:30 Longyearbyen Loop I

14:00 Mittagspause

15:30 – 19:00 Longyearbyen Loop II

19:30 Abendessen

21:00 Filmabend I ‚The Ghost of Piramida‘

‘Nobody dies in Longyearbyen’

‚Russia: The new arctic frontier‘

09:00 Wandern am ‘Foxfonna’ Gletscher

Mo, 07.10

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:16-17:13

Di, 08.10

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:24-17:05

08:30 Bootsreise nach Pyramiden

11:00 – 13:00 Treffen mit Inger-Johanne Tollaas aus Statsbygg

Baustelle neue Wohnquartier Gruvedalen 60

13:30 – 15:00 Mittagspause

15:30 – 17:00 Svalbard Museum und

Northpole Exhibition Museum

19:30 Abendessen

Mi, 09.10

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:32-16:56

Do, 10.10

59° N

Longyearbyen 78°13‘24“ N 08:40-18:24

Oslo

59°54‘45“ N

09:30 – 13:30 Wandern zum Welt Saatgut Archiv

14:00 – 16:00 Zusammenfassung Workshop

Kapp Wijk Room Svalbard Science Centre

20:30 Abendessen

14:45 – 18:55 Flug Longyearbyen – Oslo

20:30 Ankunft Anker Hostel

21:00 Spaziergang – Oslo Opernhaus

Fr, 11.10

Oslo 59°54‘45“ N 07:46-18:42

Stuttgart 48°46‘56“ N

08:00 – 09:30 Spaziergang durch Oslo

09:45 – 11:30 Treffen mit Vigsnaes Kosberg Architekten

Henrik Ibsens Gt. 100, 0255 Oslo

12:00 – 14:00 Lunch at Snøhetta Architekturbüro

Büropräsentation

Akershusstrande 21, Skur 39, N-0150 Oslo

14:30 – 16:00 Spaziergang Oslo

18:00 Treffen am Flughafen Oslo

19:40 – 22:00 Flug Oslo – Zürich

22:40 – 23:25 Flug Zürich - Stuttgart

48° N

20



‘Welt-Saatgut-Archiv’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

58°N 12°E

21


‘Longyearbyen südliche Seite’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Longyearbyen westliche Seite’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

22



‘Longyearbyen Mitte’, Fot. Sonja Lobreyer ‘Longyearbyen Neubau Gruvedalen, Fot. Piotr Fabirkiewicz

58°N 12°E

23


‘Longyearbyen Seilbahn Station im Tal’, Fot. Cassandra Sauter

‘Longyearbyen Taubanensentralen’, Fot. Leonie Staudenraus

24



‘Longyearbyen mit Sarkofagen Berg im Hint.’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Longyearbyen Hauptstraße’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

58°N 12°E

25


‘Hafen in Pyramiden’, Fot. Sebastian Kiehne

‘Longyearbyen alte Holzpfeilen’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

26



‘Hallwylfjellet’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Adventdalen’, Fot. Sebastian Kiehne

58°N 12°E

‘Longyearbreen Gletscher, Fot. Jonas Schimo

27


‘Aurora Borealis in Longyearbyen’, Fot. Kevin Hügle

28



‘ Nordenskjold Gletscher - Kalben’, Fot. Jonas Schimo

‘Insel vor dem vor dem Nordenskjold Gletscher’, Fot. Martin Ostermann

58°N 12°E

29


‘Weg zum Longyearbreen Gletscher’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

30



‘Wärmeaustausch in einer Hütte’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Adventdalen’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

58°N 12°E

‘Auf der Polargirls Fähre’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

31


‘Food Festival - Longyearbyen’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Anreise in Hotel - Longyearbyen’, Fot. Cassandra Sauter

32



‘Hazel - Grönlandhund’, Fot. Franziska Spieß

58°N 12°E

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‘Greendog - Schlittenhundeboxen’, Fot. Piotr Fabirkiewicz

‘Schlittenhunde’, Fot. Sonja Lobreyer

34



‘Rentier in Adventdalen’, Fot. Franziska Spieß ‘Ausgestopfter Eisbär im örtlichen Geschäft’, Fot. Martin Ostermann

58°N 12°E

35

Lehre


Lehre

Lehrpersonal

Institutsleitung:

Prof. Martin Ostermann

Entwurfs- und Seminarleitung:

Piotr Fabirkiewicz

Betreuung:

Piotr Fabirkiewicz

Andreas Greiner

Eliza Biala

Simon Vogt

Telinehmer:

Anna Jelinkova

Annika Teuber

Carolina Heck

Cosima Rommel

Eva Dingeldein

Fabian Schwenzer

Isabella Rössler

Jakob Scholl

Joey Schweickhardt

Katharina Plankar

Lilli Selcho

Ludwig Wallner

Lukas Keller

Madita Goll

Marius Holzinger

Maximilian Trautmann

Philipp Klein

Zhikai Wei

58°N 12°E

37

Lehre

Entwurf

38


Lehre

Motivatio

Der Klimawandel fordert von uns neue Wege zu

beschreiten und radikale Einschitte zu vollziehen.

Wir müssen umdenken, wie Gebäude aussehen

und entstehen. Wir müssen umdenken welche

Materialien und Konstruktionen eingesetzt

werden, und wir müssen lernen zu reduzieren.

Reduzieren im Volumen, reduzieren in der Fläche

und vorallem reduzieren im Materialeinsatz.

Aus diesen Gründen wird sich dieses Semester um

sehr leichte pneumatische Strukturen drehen. Wir

werden die Grenzen des Machbaren ausloten und

werden am Ende einen oder mehrere 1zu1 Prototypen

herstellen.

Dieser Entwurf ist kein solo Projekt. Wir erarbeiten

als großes Team zusammen die Strukturen

und erschaffen zusammen den Prototyp. Um

möglichst viele Varianten und Ideen zu erlangen

erwarten wir, dass Sie sich nicht als Konkurenten,

sondern als Team begreifen. Ein Team, welche sich

auch gegenseitig unterstützt und hilft. Aus diesem

Grund, werden wir sogar einen Teil des Instituts

als Arbeitsraum zu Verfügung stellen.

Aufgabenstellung

Sie entwickeln einen „fliegenden Wohnraum“ für

ca. 4 Personen (ca. 20m2-40m2), welche nur

durch Folien/Zugbänder und Luft konstrukiert ist.

Funktional sollte das Gebäude eine langfristigere

Übernachtung (auch in kälteren Klimazonen) ermöglichen

und einer ausgestatten Hütte

ähneln. Aspekte wie Dämmung, Baupysik und

Akkustik müssen deshalb berücksichtigt werden.

Dabei steht über allem die Prämisse des minimalsten

Materialverbrauchs. Um das zu ermöglichen,

werden Sie auch über neue Konstruktionen und

Materialien nachdenken und evtl. einsetzten

Konzeptionell haben Sie von uns keine Vorgaben.

Es können mehrer Module, Skelettstrukturen

oder auch ganz neue Ideen angedacht werden.

Alle Ideen und Ansätzte müssen eine realistische

58°N 12°E

Umsetztung ermöglichen.

Wir erwarten, dass Sie direkt mit großen (1:5/1:10)

Modellen anfangen und am Modell den

Entwurf erarbeiten. Dazu haben wir Folienschweißgeräte

gekauft, welche Sie am Institut benutzten

können. Die zu verwendeten Materialien sind auf

Ihr idividuelles Konzept anzupassen

und auszuwählen. Dies ein Teil des Entwurfs

Wir erhoffen mit dem Entwurf nicht nur ein spannendens

und lehrreiches Semester für Sie,

sondern auch einen Mehrwert für die Architekturwelt

und neue Erkenntnisse.

Leistungen

Rundgang 1

- Konzepte / Piktos -

- Arbeitsmodelle / 3D-Modelle M 1:10

- Grundrisse, Schnitte, Ansichten M 1:20

- Tragwerkskonzept -

- technische Aspekte / Raumluft /

Beleuchtung -

- Varianten -

Rundgang 2

- Lageplan M 1:200

- Arbeitsmodelle M 1:10

- Grundrisse, Schnitte, Ansichten M 1:20

- Energiekonzept / Nachhaltigkeit / LCA -

- Tragwerkkonzept / Materialkonzept -

Rundgang 3

- Lageplan M 1:200

- Umgebungsmodell M 1:200

- alle relevanten Grundrisse,

Schnitte, Ansichten M 1:100

- baukonstruktive Fassadenschnitte M 1:20

- baukonstruktive Details M 1:5

- Präsentationsmodell M 1:5

- Darstellung des Nutzungskonzeptes -

39

Lehre

- Darstellung Energiekonzept -

- Visualisierungen und Piktogramme -

- Erläuterungsbericht -

- alte Arbeitsmodelle -

Nützliche Links

- U-Wert Rechner: https://www.ubakus.de/u-wert-rechner/

Ökologische Bewertung der Projekte, eLCA Baulteileditor:

https://www.bauteileditor.de/

EnEV 2020: http://service.enev-online.de/bestellen/

EnEV_2020_klimaneutrale_Bauten.pdf

40


Lehre

58°N 12°E

41

Lehre

Seminar

42


Lehre

Die Luft ist einer der leichtesten Stoffe der Welt.

Ihre Präsenz ist nur durch Druckverän-derungen,

die durch die Luftbewegung - den Wind - entstehen,

spürbar. Die Luft kann fast mühelos in Bewegung

gesetzt, gehoben, komprimiert, geteilt, erwärmt

oder ge-kühlt werden. Sie ist omnipräsent

und in großen Mengen vorhanden. Im Laufe der

Evo-lution haben viele Organismen gelernt, dieses

Medium für verschiedene Zwecke über die Atmung

hinaus zu nutzen. Vögel nutzen es als Stütze

für ihre Flügel im Flug. Einige Meerestiere

nutzen es zum Schweben. Durch Trial-and-Error

oder durch gezielte tech-nische Entwicklung hat

auch die Menschheit gelernt, die einzigartigen

Eigenschaften der Luft in verschiedenen Technologien

zu nutzen. Das gebräuchlichste Beispiel

im Bau-wesen sind ihre besondere Dämmeigenschaften.

Im Seminar werden wir die mechanischen

Eigenschaften von Luft in ihrer Anwendung

im Bauwesen kennenlernen und er-forschen.

Im Fokus werden die pneumatischen Strukturen

und ihre tragenden Fähigkei-ten liegen. Die Teilnehmenden

werden aufgefordert, in Gruppen

Kurzreferate über aus-gewählte Aspekte der Verwendung

von Luft im Bauwesen zu schreiben und

zu präsen-tieren. Die durch die Forschung gewonnenen

Erkenntnisse sollen den Teilnehmenden

helfen, die spezifischen Details im Entwurf

“Bauen mit Luft” zu konstruieren.

Pneus in Natur und Verkehr

„Pneu“ ist eine natürliche, optimale Form der Zellen,

die durch ihren inneren Druck ge-bildet wird

(F. Otto). Mit diesem Satz erklärt Frei Otto in seinem

Buch “Pneu und Kno-chen” die versteckten

Strukturprinzipien der natürlichen Welt. Er stützt

sich dabei auf die Erkenntnisse von d’Arcy Wentworth

Thompson (“On Growth and Form” 1917,

1942). Aus dieser Perspektive scheinen Pneus

eine perfekte und natürliche Form auch für den

Gebäudebau zu sein, wenn man die Prinzipien

der Biomimikry anwendet. Allerdings hat ihre

58°N 12°E

Umsetzung und Entwicklung einen langen Weg

hinter sich und war stark mit der Entwicklung von

Materialien verbunden.

Neben den natürlichen Prinzipien und der

möglichen Verwendung im Bauwesen hat die

Verwendung von Pneus eine lange Tradition im

Verkehrssektor. Die erste Verwendung von Pneu

als “Fahrzeug” lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen,

als die Menschen aufgeblasene Tierhäute

als primitive Form eines Wasserfahrzeugs

verwendeten. Lange danach (abgesehen von einigen

Skizzen von da Vinci) entwickelten die Gebrüder

Montgolfier um 1780 bemannte Heißluftballons

aus Papier, Leinwand oder Seide. Mit der

Erfindung eines aufblasbaren Kunststoffreifens

durch Dunlop im Jahr 1888 begann die breite

Anwendung. Dies löste eine enorme Entwicklung

von weiteren Materialien und Technologien aus.

Heute sind Pneus ein untrennbarer Teil der meisten

Transportmittel. Sie bieten rollenden, schwimmenden

oder fliegenden Fahrzeugen eine leichte

Stützlösung.

Pneus als Raum

Die häufigste Form der pneumatischen Architektur

sind die Traglufthallen. Diese texti-len Hüllen

werden durch eine negative Differenz zwischen

atmosphärischem Luftdruck und dem Druck innerhalb

der Hülle gestützt. Die pneumatische

Architektur geht jedoch weit darüber hinaus. Die

Verwendung von aufblasbaren Strukturen als

Wohnraum war Thema zahlreicher Experimente

im 20. Jahrhundert. Das Interesse an der Verwendung

von Pneus in der Architektur kam mit

der Faszination für leichte Strukturen und seinen

Aposteln wie Frei Otto. Seine Erkenntnisse und

Gedanken sind in seinem Buch “Pneu und Knochen”

und den zahlreichen Forschungen, die er

am ILEK der Universität Stutt-gart durchgeführt

hat, dokumentiert.

Seit den 1960er Jahren experimentierte der

43

Lehre

britische Künstler Graham Stevens mit in-teraktiven

pneumatischen Strukturen, die mit der

Beziehungen zwischen den Men-schen und ihrer

Wahrnehmung der Umwelt spielen. Obwohl sie

nicht permanent wa-ren, sind die von Stevens

realisierten Strukturen ein ideales Beispiel für

große Pneu-Strukturen, die zum Zweck der Raumumschließung

geschaffen wurden. Ein anderes

Beispiel sind die experimentellen bewohnbaren

Pneu-Häuser von Haus-Rucker-Co. Ihr Yellow

Heart, ein Wochenendhaus für zwei Personen aus

dem Jahr 1968, war ein An-satz, einen Wohnraum

neu zu erfinden und alle Sinne des Benutzers zu

involvieren.

“The Yellow Heart offers the possibility to leave the

common environment for certain periods of time,

to explore a space, which represents a strong contrast

to the usual ambience we are living in. The

time, which we spend in the Yellow Heart, has its

own rhythm, which we have to adapt. The audio

visual impressions inside the heart lead to a new

way of relaxation. The soft pulsating movement of

the cabin produces a general disaggregation of the

user’s mood.“

Ein weiteres gutes Beispiel für Pneus als Raum

sind die Realisierungen der Berliner Praxis Plastique

Fantastique. Die meisten davon wurden als

Traglufthallen realisiert. Durch die Komplexität

der Form und die Integration verschiedener Aktivitäten

sind die-se nahe am Thema der Entwurfsaufgabe.

Die Verwendung von Pneus und Textilien als Material

für die Gebäudehülle in der Archi-tektur ist

mit dem Gedanken der Materialeffizienz verbunden.

Das Volumen des textilen Materials in pneumatischen

oder Membrankonstruktionen, das

über eine weite Distanz gespannt werden muss, ist

im Vergleich zu herkömmlichen massiven Dachkonstruktio-nen

wie Beton (oder sogar Stahl)

weitaus geringer. Im Vergleich zu anderen weit

ver-breiteten textilen Dachkonstruktionen, wie z.

B. Membrandächern, bieten die Pneus den Vorteil,

selbsttragend zu sein.

Die in der Architektur am häufigsten verwende-

44

ten Pneus sind die pneumatischen Kis-sen. Mit

der Entwicklung von Ethylen-Tetrafluorethylen

durch DuPont in den 1970er Jahren hielt ETFE

im großen Stil Eintritt in die Welt des Bauwesens.

Die ETFE-Pneumatik-Kissen wurden zuerst

in großem Umfang beim Eden-Projekt 2001 von

Grimshaw Architects eingesetzt und sind seitdem

neben den Membranstrukturen die am häufigsten

eingesetzte Textiltechnologie in der Bauindustrie.

Die Vorteile der Kissen sind ihr geringes Gewicht,

ihre Robustheit, ihre hohe Transparenz und

ihre relativ guten Dämmeigenschaften. Mit dem

wachsenden Bewusstsein für Nachhaltigkeit im

Sinne von Materialeffizienz/Materialreduzierung

wird die Pneus- und Textilarchitektur zu ei-nem

immer größeren Trend in der Architektur.

Pneus werden auch sehr häufig für touristische

Ausrüstungen verwendet, entweder in faltbaren

Matratzen oder in Zeltstrukturen. Wir könnten

auch all die aufblasbaren Ein-hörner, Flamingos

oder Schlösser erwähnen, aber das ist eine andere

Geschichte...

Pneumatisch und tragend

Eines der effektivsten technischen Konstruktionssysteme

ist der “Pneu”. Ein Pneu ist ein konstruktives

System aus einer biegeweichen doch

zugfesten Hülle mit innerer, un-ter Überdruck

stehender Füllung, die sich in einem Medium befindet

(F. Otto).

Die Konstruktionsprinzipien von Pneus machen

sie zu sehr materialsparenden Tragwer-ken. Der

Anwendungsbereich ist sehr breit gefächert und

reicht von selbsttragenden Dachkonstruktionen,

tragenden Elementen für Transportfahrzeuge, tragenden

Luftträ-gern oder Hebewerken im Ingenieurbau

bis hin zu tragenden Dachbauteilen oder

wind-lasttragenden ETFE-Fassadenkissen. In

Kombination mit steifen Elementen in Form von

inneren oder äußeren Verstrebungen können die

Festigkeitseigenschaften des Pneu-Elements weiter

erhöht werden. Die Konstruktionsprinzipien


Lehre

von Pneus basieren auf dem Innendruck, dem Medium,

der Fläche und den Materialeigenschaften

der Umhül-lung. Die einfachen Gleichungen zur

Abschätzung der Tragfähigkeit sind z. B. in F. Ottos

“Pneu und Knochen” zu finden. Ein Pneu kann

so entworfen werden, dass er einer be-stimmten

äußeren Belastung standhält. Bei zunehmender

Belastung ändert sich die Form des Pneus, bis er

die Bruchlast der maximalen Zugspannung des

Hüllenmaterials (E-Modul) erreicht. Diese einfache

Regel kann beim Zusammendrücken eines

Luftbal-lons beobachtet werden.

Besonders interessant für das geplante Seminar

und den Entwurf ist die doppelte Natur der Pneus

in der architektonischen Anwendung, wo sie

gleichzeitig strukturelle Integri-tät und Gebäudehülle

darstellen und das bei minimalem Materialeinsatz.

Aufgabe 1 Kurzreferate

lang sein und sowohl Text als auch Bil-der enthalten.

Die Quellen der Bilder und Zitate/Fakten

sollen ordnungsgemäß angege-ben werden.

Ein Muster wird zur Verfügung gestellt. Die

Layout-Vorlage für die Refera-te (Indml – für

InDesign und Affinity) wird den Teilnehmenden

auf Ilias zur Verfügung gestellt. Nach der

Abgabe werden die Referate den Teilnehmenden

durch eine andere, geloste Gruppe präsentiert.

Damit stellen wir sicher, dass Sie sich mit mindestens

zwei Themen detailliert beschäftigen. Die

Präsentation soll kritisch sein, die Arbeit nicht

nur zitieren, sondern auch - wenn nötig - rezensieren.

Zum Zweck der Präsentation sollen den

Rezensenten das Aufsatzmaterial und alle Illustrationen

in Originalgröße zur Verfü-gung stehen.

Die Präsentation soll in Form eines ca. 5 Minuten

langen Videos aufge-zeichnet werden. Nach jeder

Präsentation ist Zeit für eine 15-minütige Diskussion

vorgesehen

Zu Beginn des Seminars werden wir unser Wissen

über Pneus vertiefen. Die Studierenden werden

gebeten, ein Kurzreferat über eines der vorgegebenen

Themen zu schreiben. Die Kurzreferate

sollten in Zweiergruppen erarbeitet werden. Die

Themen, die von Pneus in der Natur bis zu Pneus

in der Architektur reichen, sind:

Jeder Teilnehmende sollte eines der folgenden

Themen auswählen:

- Tensairity

- Materialien

- Geschichte

- Schwebende Pneus

- Fliegende Pneus

- Pneus in moderner Architektur

- Wohnen in Pneus

- Freies Thema

- Pneus in Natur

Die Kurzreferate sollen mindestens 6 A4-Seiten

58°N 12°E

Aufgabe 2 Formenfindung und anzuwendende

Werkzeuge

Als zweite Aufgabe werden die Studierende die

Verwendung einer 3D-Modelling-Software erlernen

und testen, um die richtige Form von aufblasbaren

Strukturen zu be-stimmen. Ein grundlegendes

Grasshopper-Skript wird zur Verfügung

gestellt, das die Teilnehmenden weiter an ihre

Bedürfnisse anpassen können. Die Verwendung

des Skripts wird bei der sechsten Seminarsitzung

(25.11.2021) erläutert. Die Aufgabe be-steht darin,

ein Modell und Schnittmuster für einen einfachen

Zweikammer-Pneus nach dem Entwurf zu erstellen.

Teilnehmende, die keine eigene Rhino-Lizenz

besitzen, erhal-ten für die Dauer der Lehrveranstaltung

eine R7-Edu-Lizenz vom Institut.

Literatur und Links

- Atlas Membranen und Kunststoffe. Jan Knippers, Jan

Cremers, Markus Gabler, Julian Lienhard, Edition Detail, 2010

- Pneus und Knochen, IL36. F. Otto, ILEK, 1995

45

Lehre

- Luftschlosser. Ein Blick auf Haus-Rucker-Co/Post-Haus-

Rucker, Günter Zamp Kelp, Spector Books, Leipzig 2020

- Principles of pneumatic Architecture. Roger N Dent. The Architectural

Press London, 1971

- Pneumatic Structures: A Handbook of Inflatable Architecture.

Thomas Her-zog, Oxford University Press, 1976

- ETFE, Technology and Design. Annette LeCuyer, Birkhauser,

2008

- https://www.domusweb.it/en/from-the-archive/2011/03/19/

pneumatic-design.html

- Air inflated cushions – recent history. Karsten Moritz, Architectural

Memb-rane Association, 3 März 2020

- https://www.architen.com/articles/etfe-foil-a-guide-to-design/

- https://www.zamp-kelp.com/yellow-heart/

- Ströbel, D., Singer, P., ‘Computational Modelling of Lightweight

Structures; Formfinding, Load Analysis and Cutting

Pattern Generation, Paper presented at Textile Roofs 2005, The

Tenth international workshop on the design and practical realisation

of architectural membrane structures, May 26-28, 2005,

Berlin, Germany.

- Holl, J., Ströbel, D., Singer, P. ‘Formfinding and Statical Analysis

of Cable Nets with flexible covers’ Paper presented at VI

International Conference on Textile Composites and Inflatable

Structures STRUCTURAL MEMBRANES 2013, Munich, Germany.

- Gründig, L., Moncrieff, E., Singer, P., Ströbel, D. ‘High-Performance

Cutting Pattern Generation of Architectural Textile

Structures’IASS-IACM 2000, Fourth International Colloquium

on Computation of Shell & Spatial Struc-tures, June 5-7, 2000

Chania-Crete, Greece

- Ströbel, D., Singer P., Holl, J. ‘Holistic Calculation of (Multi)-Chambered

ET-FE-Cushions’Paper presented on Tensinet

Symposium [RE]THINKING light-weight structures 2013,

Mimar Sinan Fine-Art University, Istanbul

- Ströbel, D., Gründig, L., Singer P. ‘Selected Examples for the

Optimization of Cutting Patterns for Textile Membranes’Paper

presented at VI International Conference on Textile Composites

and Inflatable Structures STRUCTURAL MEMBRANES

2013, Munich, Germany.

Mikhaylov, V., Chesnokov, A. ‚ Structural behavior of pneumatic

cushions‘, VII International Conference on Textile

Composites and Inflatable Structures STRUCTURAL MEM-

BRANES 2015

46


Lehre

58°N 12°E

47

Kurzreferate


Kurzreferate

58°N 12°E

49

Fabian Schwenzer, Ludwig Wallner - Tensairity

Kurzreferate

Abb. 1

50


Kurzreferate

Abb. 2

Tensairity®

Allgemein

Tensairity ist ein Leichtbaukonzept, dass die konventionellen

Prinzipien von Zug- und Druckelemente

in Trägern mit einem materialsparenden

Pneu ergänzt.

Durch die intelligente Anordnung und materialgerechten

Einsatz der einzelnen Bauteile entsteht

eine effiziente Leichtbaustruktur.

Dabei wird der “Airbeam” (Membranzylinder mit

Innendruck) so weiterentwickelt und verbessert,

dass die Tragfähigkeit mit konventionallen Fachwerkträgern

vergleichbar wird.

Bei einem Tensairity Träger wird diese statische

Höhe durch das Volumen des Pneus zwischen

Zug- und Druckelement erzeugt. Die Zugkräfte

werden durch, um die Membran gespannte, Seile

aufgenommen, die Druckkräfte durch einen

Druckstab auf der Oberseite der Membran.

Dabei trägt die Luft selbst nichts, sondern dient

lediglich dazu, die Zug- und Druckelemente in

Position zu halten.

Da diese nun nicht mehr zusätzlich das Gewicht

der Fachwerkstreben tragen müssen, können die

Zug- und Druckelemente minimal dimensioniert

werden, was das Gesamtgewicht des Trägers

weiter reduziert.

Der Innendruck der Membran steht dabei nicht

wie bei einem Airbeam unter Hochdruck (mehrere

Bar) sondern unter einem geringen Druck von

ca. 50 - ca. 500 mBar, wodurch weniger Energie

zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks

notwendig ist.

So entsteht ein in sich statisch geschlossenes System,

welches mit minimalem Gewicht einen effizienten

Lastabtrag ermöglicht.

Der Begriff “Tensairity” setzt sich aus den Begriffen

“Tension” (Spannung), “Air” (Luft) und “Integrity”(Einheit)

zusammen.

Abb. 3

Funktion

Da ein Tensairity Träger wie eine Kombination aus

Airbeam und Fachwerkträger funktioniert, kann

das Funktionsprinzip eines Tensairity Trägers am

Besten im Vergleich zu einem konventionellen

Fachwerkträger erläutert werden.

Bei einem Fachwerkträger wirken, wie bei einem

Biegebalken an der Oberseite Druckkräfte und an

der Unterseite Zugkräfte. Diese werden durch die

Fachwerkstreben auseinander gehalten. Dadurch

entsteht eine größere statische Höhe, die mehr

Last aufnehmen kann.

58°N 12°E

Durch die Synergie der einzelnen Teile, ist die

Leistungsfähigkeit des Systems besser als die der

einzelnen Elemente.

51

Kurzreferate

Vergleich + Beispiel

Abb. 5

Beim nachfolgenden Diagramm sieht man einen

Vergleich der Masse von einem HEB Stahlprofil,

einem Stahl-Fachwerkträger und einem Tensairity

Träger, bei einer angenommenen konstanten

Linienlast von 5kN/m.

Abb. 4

Die Demonstrator Brücke (von u.a. Dr. Mauro

Pedretti) überspannt eine Länge von 8m mit zwei

Pneus von je 50cm Durchmesser. Diese bestehen

aus PVC beschichtetem Polyestergewebe. Die

Stahlkabel haben einen Durchmesser von 6mm

und der Druck in den Pneus beträgt 400 mBar.

Das Druckelement besteht aus einem Kohlefaser

Verbundwerkstoff, könnte aber auch aus Aluminium

oder Holz gefertigt werden.

Dabei fällt auf, dass bei gleicher Spannweite, der

Tensairity Träger nur ungefähr die Hälte der

Masse vom Stahl- Fachwerkträger benötig. Im

Vergleich zum HEB- Stahlprofil ist es nur etwa

ein achtel, ausserdem sind zudem weitaus höhere

Spannweiten möglich..

Wichtig ist auch, dass das Druckelement möglichst

über die ganze Länge mit dem Pneu verbunden

ist (Bsp.: in einer Lasche). Denn durch die Zugseile

will es nach oben “knicken”. Dies wird durch

die Verbindung zum Pneu verhindert. Die Tragfähigkeit

wird an folgendem Beispiel anschaulich:

Mit dieser Konstruktion kann eine Last von

3,5 Tonnen getragen werden. Die Brücke selbst

wiegt dabei nur 40kg.

Zum Vergleich:

- ein HEB Träger bräuchte dafür ein Gewicht von

etwa 370kg.

- ein Airbeam bräuchte um die gleiche Last tragen

zu können einen Innendruck von ca. 15 Bar.

Auch in unseren qualitativen Versuchen zeigte

sich, dass kein grosser Innendruck im Pneu notwendig

ist, um eine maßgebliche Verbesserung

der Tragfähigkeit zu erreichen.

Abb. 6

52


Kurzreferate

Vorteile

Der Tansairity-Träger sticht besonders mit seiner

hohen Tragfähigkeit im Verhätnis zu seinem

geringen Eigengewicht heraus. Die Montage kann

schneller und einfacher erfolgen, da das Peneu erst

nach dem Aufbau mit Luft befüllt und seine volle

Größe erreicht. Dadurch können Transporte einfacher

und umweltfreundlicher gestaltet werden.

Weiterhin ist durch das Reduzieren des Materials

der Ressourcenverbrauch minimiert.

Im Gegensatz zu einem Airbeam ist der Innendruck

des verwendeten Pneus wesentlich geringer

und somit auch bei kleinen Beschädigungen

(Leckagen) länger sicher und tragfähig.

Somit ist die Wahrscheinlichkeit eines plötzlichen

Versagens vergleichbar mit der von herkömmlichen

Bauteilen. Durch das Verwenden von lösbaren

Verbindungen können beschädigte Teile

einfach ausgetauscht werden.

Formoptimierung

Die Form des Pneus eines Tensairity Trägers

wurde seit den ersten Versuchen stets optimiert.

Die einfache Form eines Zylinders erfüllte zwar

die Grundidee der Funktion, ist jedoch nicht dem

optimalen Materialausnutzung angepasst, da die

Enden keine Funktion übernehmen.

Ein Entwicklungsschritt war das Pneu Zigarrenförmig

zu konfektionieren, um die Endvolumen

kleiner zu halten und der Bogenlinie des Zugelements

besser zu entsprechen.

Abb. 8

Nachteile

Das große, geschlossene Volumen in Kombination

mit dem geringen Gewicht, kann bei Außenliegenden

Tragwerken zu einer höheren Anfälligkeit

gegegen Windlasten führen.

Die Stabilität des Tensagrity-Trägers ist abhängig

von einem konstanten Innendruck des Pneus. Daher

ist eine ständige Kontrolle und Anpassung der

Druckverhältnisse durch externe Komponenten

obligatorisch. Eine konstante Energieversorgung

ist notwendig

Eine konsequente Weiterentwicklung ist die Enden

auf einen Punkt zusammen zu führen, womit

sich ein spindelförmiges Pneu ergibt. Dies ist die

stabilste Form, da die Zugseile auf einen Zugstab

reduziert werden und das Pneu somit eingefasst

ist. Aber auch assymetrische Spindel Formen sind

je nach Anforderung möglich.

Abb. 7

58°N 12°E

53

Kurzreferate

Einsatzgebiete

Durch das geringe Gewicht und die Möglichkeit

eines schnellen Auf- und Abbaus werden Tensairity

Träger bisher meist als Dach für temporäre

Bauten, wie zum Beispiel Messen oder Pavillons

an Rennstrecken verwendet.

Da Naturkatastrophen mit fortschreitendem

Klimwandel in Zukunft häufiger werden kann

Tensairity helfen Kriesengebiete schneller zu erreichen.

Beispielsweise kann eine durch Überflutung

oder Erdrutsch beschädigte Brücke innerhalb von

kürzester Zeit durch eine Tensairity Brücke wieder

befahrbar gemacht werden.

Auch die Möglichkeit einer Beleuchtung des Pneus

und die neue Formensprache kann zu einer

neuen architektonischen Gestaltung führen.

In Zukunft könnte Tensairity auch bei grössseren

Brückenbauwerken oder weit gespannten Tragwerken

eine grössere Rolle spielen. Auch ist dieses

Prinzip nicht nur auf Träger beschränkt, auch Bögen

Flächen oder Stützen werden erforscht.

Aber nicht nur in der Architektur, sondern auch

im Flugzeugbau wird an Tensairity Elementen

geforscht. Beispielsweise an aufblasbaren

Flugdrachen mit 8m Spannweite, die nur 3kg

wiegen.

Abb. 10 Abb. 9

54


Kurzreferate

Literatur

“Tensairity” Dr. Mauro Pedretti, 2004

“Material Revolution 2”, Sascha Peters 2014, Birkhäuser,

ISBN 978-3-03821-454-0

“Tragverhalten von Tensairity-Strukturen”

Jakob David Szczugiel

https://www.ibb.uni-stuttgart.de/dokumente/abschlussarbeiten/poster/2014/2014-10_Szczugiel.pdf

Abbildungen

Quellen

(bei detalierte Informationen, Fakten, Zitaten)

1 Autoren (Nachname, Name(erste Buchstabe)).

Jahr. Titel, Seite. Verlag (evtl. Internetquelle)

2 Internetquelle

(Nummer des Zitats, die Quelle ist immer im Text

anzugeben (hochgestellt))

Abb. 1 Skibrücke in Lanslevillard

https://www.charpente-concept.com/realisations/

pont-de-val-cenis/

Abb. 2 Elemente Tensairity

“Tensairity” (Dr. Mauro Pedretti), 2004, Seite 2

Abb. 3 Analogie Fachwerkträger

https://www.macotechnology.com/ricerca-e-sv

iluppo/ponti-temporanei-e-per-lemergen

za-con-la-tecnologia-tensairity/

Abb. 4 Vergleich Träger

“Tragverhalten von Tensairity-Strukturen”

Jakob David Szczugiel, Seite 1

Abb. 5 Analogie Fachwerkträger

https://www.researchgate.net/figure/First-appli

cations-of-Tensairity-in-civil-engineering-testbridge-with-8-m-span-left_fig5_40631756

Abb. 6 Modell 1, Eigenes Bild

Abb. 7 Modell 2, Eigenes Bild

Abb. 8 Formentwicklung

“Tensairity” Dr. Mauro Pedretti, 2004, Seite 6

Abb.9 Transparenter Etfe Netz Träger

https://www.tensairitysolutions.com/research-de

velopment/

Abb. 10 Parkaus Montreaux

“Material Revoltion 2”, Sascha Peters 2014, Birkhäuser,

Seite 121

58°N 12°E

55

Kurzreferate

Maximilian Trautmann, Lukas Keller - Fliegende Pneus

Abb. 1

56


Kurzreferate

01 Allgemein

Schon vor rund 2000 Jahren war es möglich, eine

pneumatische Struktur zum Fliegen zu bringen.

Die ersten Versuche, um in den fliegenden Bereich

zu kommen, entstanden durch die thermische

Erzeugung unterschiedlichster Bereiche

innerhalb eines Volumens. Durch Verbrennung

von Material wird die Temperatur im Ballon erhöht

und er steigt auf. Im Laufe der Geschichte

versuchte man durch Gase, welche leichter als Luft

sind, die aufblasbaren Strukturen zum Fliegen zu

bringen. Dies erfolgte zunächst durch Wasserstoff;

später wurde dieser durch Edelgase ersetzt.

in China zum Laternenfest zum Emportsteigen

freigelassen wurde. Er gilt als Vorreiter der ersten

fliegenden Pneus. Man glaubte daran, dass so

Wünsche erfüllt werden, indem man diese auf die

Laterne schreibt. Sie besteht aus einer nach unten

geöffneten Papiertüte, die mit Hilfe eines runden

Rahmens aus Drahtspießen aufgespannt wird.

Unten ist ein Stück Stoff befestigt, das in eine

brennbare Flüssigkeit getränkt wird. Nach dem

Anzünden des Stoffs entsteht durch die warme

Luft im Inneren ein Auftrieb und die Laterne

steigt in die Luft.

Heissluftballon

Abb. 2

Nach den viel älteren Fesseldrachen, die teilweise

auch bemannt waren, ist der Heißluftballon das älteste

Luftfahrzeug. Man erkannte, dass Rauch und

heiße Luft nach oben steigen und experimentierte

mit erwärmter Luft. Man verbrannte Stroh und

Schafswolle, um den Ballon mit Rauch Auftrieb

zu geben. Die Ballonhülle bestand aus leinenverstärktem

Papier, das wenig reißfest und sehr

feuergefährdet war. Der Jesuitenpater Bartolomeu

de Gusmão führte zeitgenössischen Berichten zufolge

einige Ballon-Modelle ein. Den Schritt von

eher spielerischen Modellen zum praktisch nutzbaren

Luftfahrzeug leisteten die Brüder Joseph

Michel und Jacques Etienne Montgolfier, die deshalb

als Erfinder des Heißluftballons gelten. Sie

ließen im französischen Annonay bei Lyon im

Abb. 3

02 Geschichte

Kong-Ming Laterne

Die Kong-Ming Laterne (auch Himmelslaterne)

ist ein Heißluftballon aus Papier, der traditionell

58°N 12°E

Juni 1783 über dem Marktplatz einen

unbemannten Heißluftballon 1000 Meter hoch

aufsteigen. Der Ballon flog in zehn Minuten 2,5

Kilometer weit.

57

Kurzreferate

Abb. 4

Heutzutage besitzt unter Normalbedingungen bei

0 °C auf Meereshöhe ein Kubikmeter Luft eine

Masse von etwa 1,3 kg. Bei konstantem Druck

sinkt die Dichte von Gasen umgekehrt proportional

zur steigenden Temperatur nach dem Gesetz

von Gay-Lussac.

Durch den Dichteunterschied der kälteren

äußeren Luft und der wärmeren Luft im Ballon

entsteht so eine Auftriebskraft. Diese wirkt der

Schwerkraft (dem Gewicht) des Heißluftballons

entgegen. Das Gewicht des Heißluftballons setzt

sich zusammen aus dem Gewicht der Ballonhülle

plus dem Gewicht der ihm angehängten Nutzlast

(Korb mit Brenner, Gasbehältern und Insassen).

Für eine erste grobe Abschätzung der Tragkraft

eines Ballons kann dieser als Kugel betrachtet

werden.

Da das Volumen einer Kugel (und damit der Auftrieb

des Ballons) mit der dritten, die Oberfläche

(und damit das Gewicht der Hülle) aber nur mit

der zweiten Potenz des Durchmessers zunimmt,

kann ein größerer Ballon eine größere Nutzlast

tragen. Verfeinerte Betrachtungen beziehen die

Umstände mit ein, dass mit steigendem Ballondurchmesser

schwerere Brenner und festere

Hüllen benötigt werden

1824 hat der Professor Michael Faraday im Rahmen

seiner Experimente mit Wasserstoff an der Royal

Institution in London den ersten Gummiballon

hergestellt. Dafür verwendete er Rohgummi, aus

dem er zwei runde Flächen schnitt, diese aufein-

58

ander legte und an den Rändern zusammendrückte.

Innen bestäubte er den Ballon mit Mehl, um

ein Aneinanderkleben der Flächen zu verhindern.

Nach seinem Bericht im Quarterly Journal of Science

1824 dehnte sich dieser Ballon sehr stark aus,

wurde transparent und schwebte zur Decke. Problem

war, dass diese nur höhen- und tiefenlenkbar

waren. Als Erster nutzte er für die Hülle Gummi

statt Papier..

Abb. 5

Gummiballon


Kurzreferate

Luftschiff

Abb. 7

Als der Vater der Luftschifffahrt gilt Ferdinand

Graf von Zeppelin (1838-1917). Er entwarf 1895

das erste Zeppelin-Luftschiff und baute dieses in

der Bodenseebucht von Manzell. Am 2. Juli 1900

stieg der “LZ 1” mit fünf Mann Besatzung auf und

machte einige Kehren über dem See. Doch nach

etwa 20 Minuten war die erste Zeppelin-Fahrt

beendet: Der Hebel des Laufgewichts war gebrochen.

Das damals 128 Meter lange Starrluftschiff

musste notwassern.

Zeppelins Erfolge basierten auf einigen Erfahrungen:

Dem Franzosen Henri Giffard gelang es 1852,

seinen zigarrenförmigen Ballon mit einer Dampfmaschine

anzutreiben und die horizontale Fahrtrichtung

zu bestimmen, welches sich Graf von

Zeppelin zu eigen machte. 1872 erfand Dupuy de

Lome den muskelkraftgetriebenen Propeller für

Luftschiffe. Im gleichen Jahr erprobte der deutsche

Ingenieur Paul Haenlein in Brünn das erste Luftschiff

mit Gasmotor. 19 Stundenkilometer flog das

Schiff – doch das Projekt scheiterte an Geldmangel.

Es dauerte bis 1884, ehe die Franzosen Charles

Renard und Arthur Krebs mit einem lenkbaren,

elektrisch getriebenen Fesselballon einen Kreis

“gefahren” hatten. Zeppelins Luftschiffe waren

Starrluftschiffe. Ihr Auftriebskörper ähnelt einer

Zigarre. Gebildet wird der Körper durch ein fachwerkartiges

Metallgerüst, das mit Tuch bespannt

wird. In dem Körper befindet sich in getrennten

Traggaszellen das Gas, welches sich im ganzen

Körper verteilt und somit einen Auf- und Abtrieb

ermöglicht. Am Ende des Körpers befindet

sich ein Leitwerk mit Höhen- und Seitenrudern.

In getrennten Triebwerksgondeln sind die Triebwerke

mit den Luftschrauben angebracht. Ohne

die Luftschrauben und auch die Erfindung des

Verbrennungsmotors wären die Zeppelin-Konstruktionen

nicht denkbar gewesen.

Abb. 8

Abb. 6

58°N 12°E

59

Kurzreferate

Abb. 9

03 Verschiedene Nutzungen

Red Bull Stratos

Das Projekt “Red Bull Stratos” war ein Fallschirmsprung

aus der Stratosphäre aus knapp 40 km

Höhe, der am 14. Oktober 2012 vom österreichischen

Base-Jumper und Extremsportler

Felix Baumgartner ausgeführt wurde.

5000 m 3 Helium. In diesem Zustand ist die Ballonhülle

schlaff und an die 170 Meter hoch; die Gesamthöhe

(Ballon, darunter der Fallschirm, unten

die Druckkapsel) beträgt etwa 212 Meter.

Projekt Loon

Auch große Unternehmen wie Google machensich

die Funktion der pneumatischen Strukturen

zu Nutze: Durch große mit Helium gefüllte Internet-Ballons,

welche über Landschaften schweben

und Gebiete aus der Luft mit 4G (für einen verlässlichen

Internetzugang) versorgen. Ein Projekt,

über das sich vor allem die Bewohner ländlicher

Gebiete freuen.

Die Internet-Ballons sind mit einem Solarpanel

Abb. 10

Der Ballon war gefertigt aus Streifen von

Hochleistungs-Polyethylen-Folie (Kunststoff) mit

einer Dicke von 0,002 mm. Das ist 10 mal dünner

als eine Frischhaltefolie. Die Nähte waren

hitzeverschweißt und mit polyesterfaserverstärkten

Lastbändern abgedeckt. Mit einer Kapazität

von 849.505 m 3 Helium handelt es sich um den

größten bemannten Ballon, der jemals in die Lüfte

stieg.

und einer Batterie ausgestattet und schweben circa

20 Kilometer über dem Erdboden. Sie werden von

Einrichtungen aus Kalifornien und Puerto Rico

gestartet und mit Computern aus der Loon-Flugstation

im Silicon Valley über Helium und Druck

gesteuert. Wegen einer eingebauten Software, die

mit künstlicher Intelligenz ausgestattet ist, können

die Flugwege außerdem ohne großes menschliches

Eingreifen bestimmt werden.

Abb. 12

Abb. 11

Die Vorbereitungszeit eines solchen Ballons für

den Start wird mit bis zu 8 Stunden kalkuliert,

davon 45 bis 60 Minuten für das Befüllen mit etwa

60


Kurzreferate

Abb. 13

Wetterballon

Ein Wetterballon ist ein Ballon, der in der Meteorologie

zum Aufstieg von Messgeräten und dabei

speziell Radiosonden verwendet wird. Vom Begriff

Wetterballon werden mitunter Pilotballons

mit umfasst, da auch diese zur Bestimmung von

Wetterphänomenen dienen, vor allem der Windrichtung

in verschiedenen Höhen und die Höhe

der Wolkenuntergrenze.

04 Kunst

Thomas Lafranchi

Auch der Künstler Thomas Lafranchi, geboren

1964 in Marseille, beschäftigt sich mit der Kunst

der fliegenden Pneus. 1992 entwarf er Kunstwerke

wie das sogenannte “Cloud Cube”, bei dem er mehrere

pneumatische Ballone in die Luft entspannte.

Diese wurden an Orten für zeitgenössische Kunst,

wie beispielsweise der Serpentine Gallery in London

ausgestellt. Immer wieder experimentiere er

an himmlischen Konstruktionen auf Grundlage

der schwebenden Pneus. Dafür verwendet er einfache

Materialen wie Plastiktüten oder Polyane.

Auch später forschte er an schwebenden Konstruktionen

aus einfachen Materialien wie Plastiktüten,

Nylons, Klebeband, oder Kraftpapier.

Abb. 15

Abb. 14

Wetterballone sind aus sehr leichtem, dehnbaren

Material, so dass sie ein Vielfaches ihres Anfangsvolumen

einnehmen können und auch noch

bei sehr niedrigen Temperaturen (in großer Höhe

sind es etwa −15°C) elastisch sind. Ein Wetterballon

wird bei einem Bodendruck von 1000 hPa

mit 1,0 m 3 Helium gefüllt. Der Luftdruck halbiert

sich nach jeweils 5,5km Steighöhe. In etwa 33 km

Höhe platzen die Wetterballone.

58°N 12°E

61

Kurzreferate

Abb. 17 Abb. 16

Tomas Saraceno

Fliegende Pneuse finden heutzutage nicht nur einen

Nutzen in der Luftfahrt, sondern werden auch

in der Kunst eingesetzt. Der ausgebildete Architekt

Tomas Saraceno beschäftigt sich mit Städten und

Strukturen, besonders diejenigen, die über dem

Erdboden und durch die Lüfte schweben.

In den vergangenen Jahren hat er Netzwerke

und Geometrien sozialer, politischer und natürlicher

Umgebungen in bewohnbare Räume und

poetische Erlebnisse konvertiert. Im New Yorker

Metropolitan Museum of Art installierte er

beispielsweise die begehbare Cloud City. Er stellt

in Frage, wie die Nationen, Teilungen und Grenzen,

innerhalb derer wir wohnen, auf unserem

Planeten geschaffen werden und möchte dies in

seinen Werken widerspiegeln. Selbst sagt er:„Deshalb

versuche ich, diese fliegenden Städte zu

bauen.”

05 Schlusswort

Auch wenn Menschen die pneumatischen Strukturen

seit Jahrtausenden verwenden, haben sich

das Material, wie auch die aufsteigenden Kräfte

weiterentwickt. Deshalb ist in der Luft- und

Raumfahrt in Zukunft sehr viel möglich. Daher

kann man es mit den Worten der Projektentwickler

von Loon sagen: “noch nie zugleich klüger und

dümmer gefühlt”. Ein kluge und einfaches System

für die Zukunft der Welt.

62


Kurzreferate

Literatur

(bei allgemeineinen Informationen)

Autoren (Nachname, Name(erste Buchstabe)). Jahr. Titel,

Seite. Verlag (evtl. Internetquelle)

Abbildungen

Abb. 1 Luftballon:

https://www.geo.de/geolino/mensch/17670-vdo-nicht-nachmachen-englaender-fliegt-mit-100-luftballons-durch-die-luft

Abb. 2 Historische Flugsysteme:

https://www.flickr.com/photos/fdctsevilla/5038362465

Abb. 3 Berlin Balloon Race 1908:

https://www.loc.gov/item/2014682932/

Abb. 4 Entwickung Heissluftballon:

https://magazin.romantikhotels.com/erhebendes-erlebnis/

Abb. 5 Fritz Beinke The toymaker of Nuremberg 1882:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Fritz_Beinke_The_toymaker_of_Nuremberg_1882.jpg

Abb. 6 Graf Zeppelin II:

https://www.archiv.rwth-aachen.de/2016/08/05/kalenderbild-august-graf-zeppelin-ii/

Abb. 7 Prall-Luftschiffe:

http://www.zeppelinfan.de/html-seiten/deutsch/luftschiff_

prall.htm

Abb. 8 Manned Cloud :

https://www.dezeen.com/2008/01/10/manned-cloud-by-jeanmarie-massaud/

Abb. 9 Ballon beim Start:

https://www.hangar-7.com/de/hangar-7/exponate/

red-bull-stratos/#c1590a

Abb. 10 Ballon in der Höhe von 39km:

https://www.myheimat.de/burgdorf/gedanken/-der-pralle-helium-ballon-mit-der-darunter-haengenden-druckkapsel-in-der-sich-felixbaumgartner-aufhaelt-m2358440,2455154.html

Abb. 11 Prinzip Loon:

https://www.golem.de/news/project-loon-alphabets-ballons-kumulieren-eine-million-flugstunden-1907-142753.html

Titel, Autor, Quelle (kurz)

Abb. 12 Aufbau vom Loon Ballon:

https://stratocat.com.ar/fichas-e/2018/RVR-20181212a.htm

Abb. 13

Wetterballon:

Abb. 14 n°6

https://reseau-dda.org/en/artists/thomas-lanfranchi

Abb. 15 n°7

https://reseau-dda.org/en/artists/thomas-lanfranchi

Abb. 16

Flying Garden/Air Port City:

https://studiotomassaraceno.org/flying-gardenair-port-city/

Abb. 17

Cloud Cities:

https://www.bipm.org/documents/20126/28430727/workingdocument-ID-10270/515b9474-5e4e-73b0-c5cf-a75b5efe9386

https://www.1fmediaproject.net/2011/09/15/tomas-saraceno-cloud-cities-museum-for-contempora/

Quellen

1 https://www.planet-wissen.de/technik/luftfahrt/

ballons/index.html

2 https://tingtingsnest.com/kong-ming-laternen/

3 https://www.mz.de/lokal/aschersleben/geschichte-erster-ballon-wurde-1824-hergestellt-2130361

4 https://www.planet-wissen.de/technik/luftfahrt/

zeppeline/index.html

5 https://www.hangar-7.com/de/hangar-7/exponate/

red-bull-stratos/#c1590a

7 https://www.vice.com/de/article/ezmgzk/

6 https://www.redbull.com/at-de/red-bull-stratoszahlen-fakten

erkundet-fliegende-stdte-und-komplexe-spinnennetze-mit-toms-saraceno-578

8 https://www.lafriche.org/evenements/thomas-lanfranchi/

9 https://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/google-internet-ballons-stratosphaere-loon-1.5182927

10 https://www.wasistwas.de/archiv-wissenschaft-details/was-ist-ein-wetterballon.html

58°N 12°E

63

Kurzreferate

Katharina Plankar, Isabella Rössler - Materialien

Abb. 1

58°N 12°E 64

Kurzreferate

Benutzerguide - HOW TO: SCHWEIßEN - eine kleine Einführung in das Schweißen

Abb. 2

Tischschweißgerät Zangenschweißgerät Klammerschweißgerät Rollenschweißgerät

PE

Polyethylen

Schmelzpunkt

105 °C bis 115 °C

Dicke

0,06mm

0,15mm

0,06mm

0,15mm

0,06mm

0,15mm

0,15mm

Lagen der Folien

2 lag. 2,5

4 lag. 3

2 lag. 3,5 2 lag. 3,5 2 lag. 4,5 2 lag. 3,5 2 lag. 4,5 2 lag. 150-180°C

4 lag. 4 lag. 4 4 lag. 4 lag. 4 4 lag. 4 lag.

PLA

Polylactide

Schmelzpunkt

150 °C bis 160 °C

Dicke

0,15mm

Lagen der Folien

2 lag. 4-5

2 lag. 4-5

2 lag. 4-5

2 lag. 200-250°C

4 lag. 4 lag. 4 lag. 4 lag.

TPU

Thermoplastisches

Polyurethan

Schmelzpunkt

60 °C bis 180 °C

Dicke

0,2mm

Lagen der Folien

2 lag. 5-6

2 lag. 6

2 lag. 6

2 lag. 220-240°C

4 lag.

4 lag.

4 lag.

4 lag.

65


Kurzreferate

Einführung

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts begann man aus

natürlicher Zellulose die ersten Kunststoffe herzustellen,

die dann durch synthetische Stoffe aus

Erdöl ersetzt wurden. Dadurch wurden jedoch

ganz neue Möglichkeiten und Dimensionen im

Bauwesen geschaffen, die vorher nicht vorstellbar

waren, heute aber nicht mehr wegzudenken sind.

Auch pneumatische Strukturen und Häuser aus

Kunststoff wurden Mitte des 20. Jahrhundert immer

interessanter, Frei Otto und viele weitere Architekten

beschäftigten sich mit diesem Themen.

Jedoch aufgrund der ersten Ölkrise und unserem

Verständnis zur Endlichkeit der Ressourcen,

entsteht ein Umdenken in der Gesellschaft und

man versucht immer mehr Lösungen für Nachhaltigkeit

im Bauwesen zu finden. Im Hinblick auf

das Bauen mit Luft kann man noch weiter als in

das 20. Jahrhundert zurückgehen und entdecken,

dass aus Fischblasen die ältesten Naturpneus gemacht

wurden und heute nur noch aus Kunststoffen,

bei denen man immer weiter forscht, in wie

weit man dieses Material ökologischer bekommen

kann.

Einteilung der Kunststoffe

Kunststoffe sind in der Architektur eher sekundäre

Bauteile wie Folien, Dämmungen, Anstriche oder

Bodenbeläge. Die Synthese des Stoffes erfolgt

durch zusammengebaute unterschiedliche und

einzelne Moleküle, den Monomeren zu Makromoleküle,

die auch Polymere genannt werden.

Durch die hohe Anzahl an Monomeren und den

vielen Kombinationen zwischen diesen Molekülen

gibt es fast unendliche Kunststoffe, deren Eigenschaften

durch Additive, also Stoffe, welche die Eigenschaften

verbessern oder als Reaktionspartner

zur Verfügung stehen, veränderbar sind. Kunststoffe

verfügen über ein geringes Eigengewicht und

eine hohe Verformbarkeit.

Sie werden in drei Kategorien eingeteilt, die jedoch

eher als Tendenzen zu verstehen sein sollen.

Thermoplasten sind nicht vernetzte Moleküle und

verfügen daher eher eine geringe Festigkeit und

sind wenig temperaturbeständig im Gegensatz zu

Abb. 4

Abb. 3

58°N 12°E

66

Kurzreferate

Abb. 4 Abb. 3

anderen Kunststoffen. Positiv bei den Thermoplasten

ist es, dass man sie beliebig oft einschmelzen

und umformen kann, welches in industriellen

Festigungen und der Wiederverwertung von

Vorteil ist. Dadurch werden sie oft als Gebrauchsgegenstände

im Haus oder als Verpackungen verwendet.

Elastomere sind im Gegensatz zu Thermoplasten

vernetzte Moleküle und daher nicht mehr schmelzbar.

Diese Kategorie sind eher gummiartige

Kunststoffe, da die Vernetzung elastisch ist und

der Ausgangsstoff zäher Rohkautschuk ist. Da sie

eine geringe Festigkeit aufweisen werden sie eher

bei Fugen zur Abdichtung oder für Autoreifen

verwendet.

Duroplasten sind engmaschig vernetzte Moleküle,

haben höhere Festigkeitswerte und eine bessere

Dauerhaftigkeit, aber können nicht mehr geschmolzen

werden. Jedoch weisen sie eine hohe

Temperaturbestandigkeit auf und werden oft als

Lichtschalter oder Stecker benutzt.

Durch die vielen verschiedenen Tendenzen der

Kunststoffe kann es auch Mischformen geben, die

die Eigenschaften von anderen Kunststoffarten

aufnehmen können. Beispielsweise können thermoplastische

Elastomere, Kurzform TPE, elastisch

sein, aber auch schmelzbar. Für pneumatische

Strukturen werden meist Thermoplasten benutzt,

da sie leicht zu schweißen sind, sowie auch recyelbar

sind.

Eigenschaften

Die Vielfalt von Kunststoffeigenschaften ist sehr

viel höher als die von Holz, Metall oder anderen

Baustoffen und können in verschiedenster Weise

verändert werden, wie zum Beispiel durch Faserverstärkung.

Jedoch auch in der Festigkeit, im

E-Modul oder in der Dehnbarkeit gibt es viele

Variationen. Selbst im optischen gibt es Möglichkeiten

die Folien entweder transparent oder opak

zu verarbeiten, oder auch in der Haptik und im

Klang unterschieden sie sich.

67

Die Materialien

Ethylentetraflourethylen (ETFE)

ETFE hat eine sehr gute mechanische Festigkeit,

insbesondere mit Blick auf Reiß- und Weiterreißfestigkeit

und eine hohe Witterungsbeständigkeit.

Durch die antiadhäsive Oberfläche hat sie einen

selbstreinigenden Effekt und eine hohe Lichttransmission

im sichtbaren Licht und UV-Bereich.

Die Einfärbung der Folie für Architektur in verschiedenen

RAL-Tönen ermöglicht die gewünschten

Designeffekte und eine Bedruckung mit

unterschiedlichen Designs ist möglich.

ETFE ist schwerentflammbar, selbstlöschend und

zu 100 % recycelbar.

Polyethylen (PE)

Polyethylen ist milchig-trüb und matt. Es fühlt

sich wachsartig an und ist mit dem Fingernagel

markierbar. Es hat ein geringes Eigengewicht und

ist sehr kostengünstig, aber verliert ihre Transparenz

bei zunehmender Dichte.

Sie hat eine hohe Dehnbarkeit und ein zähes

Bruchverhalten.

Die Festigkeit und das E-Modul sind sehr niedrig.

Folien mit niedriger Dichte werden schnell von

UV-Strahlung zersetzt.

Dennoch lässt sich die PE-Folie gut verarbeiten

und verschweißen. Ab Temperaturen von 80°C

erweicht PE-Folie. Sie brennt mit tropfender,

heller Flamme und brennt weiter, wenn man die

Flamme entfernt.

Polyethylen nimmt kaum Wasser auf, es schwimmt

auf der Wasseroberfläche. Es ist beständig gegen

fast alle polaren Lösungsmittel, Säuren, Laugen,

Alkohol und Öl.


Abb. 5

Kurzreferate

Polypropylen (PP)

Polypropylen ist ein Massenkunststoff und hat

ähnliche Eigenschaften wie Polyethylen.

Es hat eine höhere Festigkeit und Temperaturbeständigkeit,

jedoch eine geringere Wärmeleitfähigkeit.

Die maximale Dauereinsatztemperatur

liegt bei etwa 100°C. PP ist wie PE auch

brennbar.

Die chemische Beständigkeit ist vergleichbar

mit PE; PP ist etwas empfindlicher gegen starke

Säuren und Oxidationsmittel.

Es ist ungeeignet für die Verwendung im Außenbereich,

da die UV-Stabilisierung sehr aufwendig

ist.

Polystyrol (PS)

Polystyrol ist formtreu, hat eine hohe Steifigkeit,

eine mittlere Härte und Festigkeit, aber

nur geringe Schlagzähigkeit. Es hat eine geringe

Wärmeausdehnung und -leitfähigkeit. Daher wird

PS hauptsächlich für Lebensmittelverpackungen

und in geschäumter Form (PS-E, expanded) für

Schall- und Wärmedämmung verwendet.

Das Bruchverhalten und UV-Empfindlichkeit

sind spröde.

PS vergilbt unter Sonneneinstrahlung und neigt

zur Spannungsrissbildung.

Es klingt gläsern und die PS-Folien knistern.

Es lässt sich weder schweißen, noch kleben.

PS ist brennbar und nicht witterungsbeständig.

Polyethylenterephthalat (PET)

PET, Polyethylenterephthalat, sind hochfeste Folien

mit einem höheren Kristallisationsgrad und

somit einer geringen Transparenz. Durch den

amorphen Aufbau kann eine höhere Transparenz

erzielt werden, jedoch werden dadurch die mechanischen

Eigenschaften und die Wärmeformbeständigkeit

verringert. Eine hohe Festigkeit, ein

hohes E-Modul, gute Witterungsbeständigkeit

und eine gute UV-Strahlungs-Beständigkeit kann

die PET Folie aufweisen. Die Beständigkeit gegenüber

Mikroorganismen kann diese Folie, wie

auch die meisten Kunststoffe, aufweisen. Auch

58°N 12°E

eine Spannunsrissbildung wird bei PET nicht nachgewiesen,

wobei die Folie nach der Verarbeitung

mehrere Stunden getrocknet werden soll.

Metallisiertes Polyethylenterephthalat (PETmet)

PETmet sind Polyesterfolien, die durch Aluminiumpulver

metallisiert werden. Trotz ihrer höheren

Reißfestigkeit und niedrigeren Herstellungskosten,

weisen sie eine fast diffusionsdichte Eigenschaft

auf, die nur durch Metallfolien, wie Aluminiumfolien

gesteigert werden können. Weitere

Eigenschaften, die die PETmet Folie, im Gegensatz

zu einer normalen PET Folie hat, sind die optischen

und elektrischen Eigenschaften und dennoch

wird ihr geringes spezifisches Gewicht und

ihre Festigkeitswerte einer PET-Folie zugerechnet.

Durch das Bedampfen der PET-Folie mit Aluminium

wird die Folie lichtdicht, was zu einer stark

spiegelnden Oberfläche wird, jedoch mit der Zeit

68

Abb. 6

Abb. 7

Kurzreferate

abnimmt. Die Folie hat nicht nur einen optischen

Effekt, sondern schützt gleichzeitig auch gegen

UV- und elektromagnetische Strahlung, Infrarot,

sowie Wärmestrahlungen. Der Reflektionsgrad,

von 66-99% und die optische Dichte nimmt proportional

mit der Dicke der Schicht zu. Einsatzgebiete

der PETmet Folie sind Verpackungen, als

Ersatz für Aluminiumfolie und im Bauwesen als

relative Dampfsperre in der Gebäudeisolation.

Polylactide (PLA)

Polylactide sind Polymilchsäuren, sie werden chemisch

aneinander gebunden. Milchsäuremoleküle

werden mithilfe von Bakterien aus Stärke oder

Zucker hergestellt.

PLA zählt zu Polyester und hat ähnliche Eigenschaften

wie PP und PET.

Es hat eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und

eine hohe Kapillarwirkung und ist kratzfest

PLA hat eine geringe Flammbarkeit, eine hohe

UV-Beständigkeit und ist farbecht, wodurch es

sich für die Verwendung im Innen- und Außenbereich

eignet.

Die mechanischen Eigenschaften von PLA sind

ähnlich zu PET (Polyethylenterephthalat), hinsichtlich

ihrer Transparenz und Migrationswerte.

Besonders an PLA ist die biologische Abbaubarkeit

- innerhalb weniger Monate kann es in industriellen

Kompostieranlagen in seine Bestandteile

aufgespalten werden.

TPU zeichnet sich durch eine hohe Verschleißund

Abriebfestigkeit, sowie eine hohe Zugfestigkeit

und ausgezeichneten Weiterreißwiderstand

aus. Es hat ein sehr gutes Dämpfungsvermögen

und ist kälteflexibel. Zudem ist es beständig gegen

Öle, Fette, Sauerstoff und Ozon.

Thermoplastisches Polyurethan ist lichtecht und

nach langer Sonneneinstrahlung vergilbt es nicht.

Es verfügt über eine gute Stoß- und Schnittfestigkeit,

sogar besser als bei PVC und hat hervorragende

mechanische Eigenschaften, kombiniert

mit einer gummiartigen Elastizität.

Abb. 9

Abb. 8

Thermoplastisches Polyurethan (TPU)

69

Polyvinylchlorid (PVC)

PVC, Polyvinylchlorid, sind Folien, die eine hohe

Transparenz, Festigkeit und E-Modul aufweisen.

Man unterscheidet, je nach Inhaltsmengen der

Weichmacher und Stabilisatoren, zwischen

weichem und harten PVC. Weiches PVC ist

kratzempfindlich und bekommt duktile Brüche.

Im Alter kann der Kunststoff mit diesen Eigen-


Kurzreferate

ETFE

Ethylentetrafluorethylen

Bruchverhalten Transparenz Merkmale Zugfestigkeit

N/mm2

Weißbruch

eher

transparent

35 - 54

Zug E-Modul

N/mm2

1100

Wärmeleitfähigkeit

W/mK

0,23

Abb. 10

PE

Polyethylen

duktil

weniger

transparent

wachsartiger Griff,

mit dem Fingernagel

markierbar

8 - 23

200 - 500

0,32 - 0,4

PP

Polypropylen

duktil

weniger

transparent

wachsartiger Griff,

nicht mit dem Fingernagel

markierbar

21 - 37

1400

0,23

PS

Polystyrol

spröde

transparent

klingt gläsern

45 - 65

3200 - 3250

0,18

PET

Polyethylenterephthalat

duktil

transparent

gummiartig, flexibel

47

3100

0,24

PLA

Polylactide

Weißbruch

eher

transparent

knisternder Klang

10 - 60

3500

0,23

TPU

Thermoplastisches

Polyurethan

duktil

transparent


22 - 27

10 -5000

0,18 - 0,23

PVC

Polyvinlychlorid

duktil

transparent


10 - 25

1000 - 3500

0,14 - 0,17

schaften sein Bruchverhalten verändern, sowie

auch Vergilben. Durch UV-Strahlungen werden

Chlorwasserstoffe gespalten und verändern die

Transparenz des Stoffes, welches nur mithilfe

von Stabilisatoren verbessert werden kann. Wie

die meisten Kunststoffe verfügt PVC über eine

Beständigkeit gegenüber Mikroorganismen und

ist durch seine Einteilung als Thermoplast schweiß

und recyclebar. Polyvinylchlorid weist eine

Resistenz gegenüber chemischen Substanzen auf

und hat eine beschränkte Temperatur Beständigkeit.

Die Elastizität des Stoffes kann mit TPE,

Thermoplastischen Elastomeren, erhöht werden,

aber der Wärmeausdehnungskoeffizient und seine

Wärmeleitfähigkeit liegt im unteren Bereich. Am

Häufigsten wird PVC in der Bauindustrie in Fensterrahmen

verwendet, da hierbei eine 100% Wiederverwertung

geben sind.

Kunststoffe mit Beschichtung

Beschichtungen basieren auf Polymeren und

werden beispielsweise als Korrosionsschutz von

Stahlträgern oder als Klebefugen für tragende

58°N 12°E

Glaskonstruktionen verwendet. Aufzubringen

ist ein Oberflächenschutz als dünne Schicht und

die Härtung, eine Vernetzungsreaktion, entsteht

erst beim Auftragen. Daher werden in der Praxis

Systeme aus Zweikomponenten verwendet, die

erst bei der Mischung miteinander reagieren und

sich verfestigen. Beschichtungen haben, da sie auf

Kunststoffen basieren, eine hohe Witterungswiderstandsfähigkeit.

Sie bestehen aus drei Kompo-

70

Abb. 11

Kurzreferate

Abb. 12

nenten, Farbstoffen, Bindemittel zum Schutz der

Fixierung und einem Lösungsmittel.

Normalerweise brauchen Kunststoffe keine Beschichtung,

aber als Schutz bei faserverstärkten

Kunststoffen. Aber auch aus optischen Gründen,

kann man durch Färben oder Lackieren Folien

verändern. Dabei sind Farben wasserdampf- und

gasdurchlässig, Lacke hingegen diffusionsdicht.

Eine Einteilung der Beschichtungsstoffe erfolgt

mithilfe der Bindemittel Acryllacke und Silikonharzfarben.

Anorganische Fasern

Der Vorteil von anorganischen Fasern ist unter

Anderem, dass sie nicht kriechen und höhere Gebrauchstemperaturen

aufweisen können und dabei

eine höhere Stetigkeit aufweisen, als beispielsweise

organische Fasern. Zu anorganischen Fasern gehören

Kohlenstofffasern und Glasfaser.

Kohlenstofffasern weisen das höchste E-Modul

von Fasern auf und werden in Standart-Modul-Fasern,

Hoch-Modul-Fasern und Intermediat-Modul-Fasern

unterteilt, also werden sie in

ihrer Zugfestigkeit, Materialsteifigkeit und einer

mittleren Zugfestig- und Materialsteifigkeit unterschieden.

Bei der Verwendung von Kohlenstofffasern

in Kunststoffen wird auf die Richtung

geachtet, da die Steifigkeit und Festigkeit

zur Faserrichtung erfolgt. Dabei ist jedoch der

Wärmeausdehnungskoeffizient negativ, heißt bei

Erwärmung verkürzen sich die Fasern. Verhindern

kann dies durch ein Epoxidharzgemisch.

Wie die meisten Folien, weisen kohlenstofffaserverstärkte

Folien ein geringes Eigengewicht

auf, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und kein

nennenswertes Kriechverhalten, dabei ist jedoch

die Folie durch den Kohlenstoff opak. Im Bauwesen

wird dieser Stoff bisher eher selten verwendet,

bisher fast ausschließlich bei hochbelasteten

Brückenkabeln und findet aufgrund seiner teuren

Herstellung eher seinen Platz in der Luft- und

Raumfahrttechnik.

Abb. 13

Faserverstärkte Kunststoffe

Faserverstärkte Kunststoffe sind Folien mit einer

möglichst geringen Dehnung und einem hohem

E-Modul. Die Fasern werden als Verstärkung

eingearbeitet und sind im Bauwesen meist aus

Glas- oder Kohlenstofffasern. Es gibt vier Kategorien

von Fasern. Naturfaser, wie Flachs oder

Jute, sowie auch organische, synthetische Fasern

(Polymerfasern), wie Polyethylen (PE) oder

Polytetrafluorethylen (PTFE), anorganische, synthetische

Fasern, wie Glasfaser und Kohlenstofffaser,

und Metallfasern, aus beispielsweise Stahlfaser

und Aluminiumfasern. Metallfasern spielen

aber keine Rolle, da sie aufgrund ihrer glatten

Oberfläche keine Verbindung mit Kunststoffen

herstellen können.

71


Kurzreferate

Abb. 14

Glasfaser werden im Bauwesen am meisten in

faserverstärkten Folien verwendet. Durch ihre

Eigenschaft nicht zu Brennen und wenig Feuchte

aufzunehmen, weisen sie viele Vorteile auf. Üblicherweise

werden E (Electric)-Glasfasern verwendet.

Ihre Herstellung erfolgt durch geschmolzenes

Glas, welches in dünne Fäden gezogen wird und

im Schmelzspinnverfahren mehrere Tage im Ofen

geschmolzen, geläutert und zum Schluss durch

Spinndüsen gepresst. Durch ihre Kerbempfindlichkeit

werden die Fasern mit einer Schlichte

versehen. Nach diesem Verfahren betragen die

Fasern einen Durchmesser mit einer Dicke von

9 bis 24 μm. Weitere Vorteile von Glasfasern sind

ihre identischen Eigenschaften in Längs- und

Querrichtung, das heißt ihre Struktur ist isotrop.

Sie sind aber eher knickempfindlich, trotz ihrer

Biegsamkeit. Glasfasern haben eine grünliche Eigenfarbe,

welche nur mit einem Höheren Durchmesser

des Stoffes wahrnehmbar ist, sonst würde

man sie eher als transparent wahrnehmen.

Naturfasern

Naturfasern haben sehr viele und unterschiedliche

mechanische Eigenschaften und aufgrund

ihrer Feuchteempfindlichkeit werden sie momentan

im Bauwesen kaum verwendet. Aus nachhaltigen

Aspekten wird es in Zukunft mehr

Verwendung finden, trotz der Nachteile, wie, dass

der Wachstumsprozess wenig beeinflusst werden

kann. Der Fasserdurchmesser und auch die Zugfestigkeit

der Fasern ist unterschiedlich. Jedoch

durch ihren hohlen Querschnitt weisen sie ein

58°N 12°E

leichtes Eigengewicht auf. Es gibt drei Kategorien,

mineralische Faser, Fasern tierischen Ursprungs,

sowie auch pflanzliche Naturfasern. Besonders

Hanf- und Flachsfasern werden für das Bauwesen

benutzt, da sie gute mechanische Eigenschaften

aufweisen und auch biegsamer und zäher als Glasfasern

sind. Außerdem wird bei der Herstellung

und Verarbeitung weniger Energie verwendet als

bei anderen Fasern und kann CO2 neutral entsorgt

werden. Auch ihr geringes Eigengewicht ist von

Vorteil und gleichzeitig dämmt es Schall. Leider

werden die Fasern mit der Zeit durch Mikroben

zersetzt und Wasser kann aufgenommen werden.

Durch die raue und unebene Oberfläche der Faser,

die 20 - 500μm betragen, kann man es gut mit

Kunsstofffolien verbinden werden, jedoch haben

sie eine endliche Länge und müssen beispielsweise

zu Garnen gedreht werden. Im Vergleich zu Glasfasern

zerfallen die Naturfasern bei einer Hitze

von 200 - 250 °C und es entsteht eine sogenannte

Dochtwirkung, sodass ein Flammschutzmittel

aufgetragen werden sollte. Da an Naturfasern

noch kaum geforscht wurde, nimmt man an, dass

sich dies in der Zukunft ändern wird. Im Bauwesen

werden naturfaserverstärkte Kunststoffe mit

einem Holzmehlanteil verwendet, welche bessere

Witterungsbeständigkeit und die Dauerhaftigkeit

von Holz aufweist.

Kunststofffolien sind aus unserem täglichen Leben

nicht mehr wegzudenken, sei es in der Verpackungsindustrie,

in der Bauindustie oder in

der Agrarindustrie. Gerade hier liegt aber das

72

Abb. 15

Kurzreferate

Problem. Folien sind meistens ein Wegwerfprodukt,

nach einmaliger Benutzung weiß man oft

nicht wohin damit - der Recyclingprozess stellt

sich meist als aufwendig und kostenintensiv heraus.

Mit diesem Hintergund ist es wichtig als Verbaucher

dafür sensibilisiert zu werden, dass die

meisten Folien aus nicht nachwachsenden Rohstoffen

produziert werden und somit schädlich für

unseren Planeten sind, der sowieso schon mit den

Folgen der Erderwärmung zu kämpfen hat. Die

Forschung sucht bereits nach Lösungen für nachhaltige

Folien. Aus zwei recyclebaren Folien, PLA

(Polylactide) und PBAT (Polybutylenadipat-terephthalat)

entsteht ein vollständig biologisch abbaubares

Produkt, was gerade einen Test in der

Landwirtschaft durchläuft.

73


Kurzreferate

Literatur


Knippers, J. , Cremers, J. , Gabler, M. , Lienhard, J. 2010 Atlas

der Kunststoffe + Membranen

Abb. 12 E-Modul faserverstärkter Gewebe, Atlas der Kunststoffe

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https://www.ressource-deutschland.de/fileadmin/

user_upload/downloads/kurzanalysen/2014-Kurzanalyse-03-VDI-ZRE-CFK.pdf

Abb. 14 Glasfaserverstärktes Fasergewebe,

https://www.harzspezi.de/Glasfasergewebe-160-g-m-Glasfila-

58°N 12°E

mentgewebe-Koeperbindung-Finish

Abb. 15 Naturfasergewebe aus Flachs,

https://www.leichtbauwelt.de/composite-textiles-aus-flachs/

Quellen

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Abbildungen

Abb. 1 Folienbahnen,

https://www.duoplast.ag/produktportfolio/folie.html

Abb. 2 Benutzerguide - How to: Schweißen, Isabella Rösser,

Katharina Plankar, Atlas der Kunststoffe

Abb. 3 Fischblase,

https://muvs.org/de/verhuetung/kondome/fischblasenkondom-auf-holzpenis-id1995/

Abb. 4 Einteilung der Kunststoffe, Atlas der Kunststoffe

Abb. 5 ETFE-Folie,

https://www.holscoteurope.com/de/etfe-folie-2/

Abb. 6 PET-Flaschen,

https://plasticsinpackaging.com/pet-bottle-consumption-onthe-rise-new-research-finds/

Abb. 7 Metallisiertes PET,

https://alfipa.de/anwendungen/metallisierte-pet-met-folie/

Abb. 8 PLA,

https://www.3dnatives.com/en/pla-filament-230720194/

Abb. 9 TPU,

http://colunadonene.com.br/tzpwyv-Regenmantel-Tasche-Abdeckung-Transparent-klar-89683/Stoffe/

Abb. 10 Technisches Datenblatt, Isabella Rössler, Katharina

Plankar, Atlas der Kunststoffe

Abb. 11 PVC,

https://www.amazon.de/Dicke-0-5mm-Fenster-Sichere-Outdoor/dp/B008M827ZS

1 https://www.kunststoffe.de/a/grundlagenartikel/

polypropylen-pp-264406

2 https://www.kunststoffe.de/a/grundlagenartikel/

polystyrol-ps-264382

3 https://www.gfd-katalog.com/master/media/

MKK/media/37/378490_INFORMATION.PDF

4 https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Polylactide

5 https://recyclingportal.eu/Archive/61107

74

Kurzreferate

Madita Goll, Lilli Selcho - Pneus in moderner Architektur

Abb. 1 - The Shed - New York

75


Kurzreferate

Abb. 2 - Allianz Arena - München

Pneumatische Architektur während der Moderne

wurde vor allem durch die Entdeckung von Kautschuk

und seine Derivate, Kunst- und Netzstoffe

etc. losgetreten. Große Köpfe wie Buckminster

Fuller sahen Potenziale in seinen wandelbaren,

dynamischen, leichten und anpassungsfähigen

Strukturen und setzten erste Grundsteine für Pneus

in der Moderne. Für ihn war die Leichtigkeit

Index für sowohl industrielle Effizienz als auch die

ökologische Verantwortung.

Aufbauend arbeiteten Frei Otto, Victor Lundy, Walter

Bird und viele weitere an derartigen Tragkonstruktionen,

um neuartige Alternativen zu Beton

und Stahl zu schaffen, begleitet durch Gedanken

der Nachhaltigkeit und der begrenzten Rohstoffe.

Es entstanden konzeptionelle Modelle wie Yellow

Heart von Haus-Rucker-Co oder Inflatable

Suit-Home von Archigram, inspiriert durch den

starken und durchaus provokativen Kontrast von

leichten Gebilden zur monumentalen Architektur

der Vergangenheit. Die Leichtigkeit und Fragilität

wurden zum Zeichen der Liberalisierung und zur

Kritik an vorhandenen politischen Strukturen.

Die Expo 70 in Osaka signalisierte die Integration

und Institutionalisierung des aufblasbaren Spektakels,

aber auch zahlreiche weitere Ausstellungen,

wie die dokumenta 4 und 5 wurden zu Manifesten

der Bewegung.

Mit der Ölkrise 1973 brach die erste Welle der

Kunststofffaszination und das Baumaterial verlor

seinen Reiz.

Seit dem Jahrtausendwechsel hat man jedoch in

der Architektur begonnen, pneumatische Konstruktionen

unter Verwendung innovativer Materialien

neu zudenken und für die Errichtung

temporärer Bauwerke, Installationen und Anlagen

einzusetzen. Ausgelöst durch die Entwicklung

neuer Werkstoffe, die vorherrschenden Spannungen

der Umweltkrise und der Digitalisierung

rückt der Leichtbau wieder in den Fokus.1

Inzwischen sind Pneumatische Architekturen ein

nicht mehr wegdenkbarer Teil von Stadtbildern

geworden: Die Architekten Herzog & de Meuron

nutzen in der Allianz Arena in München die

wechselbare Erscheinung des Materials und geben

dem Gebäude durch die Beleuchtung eine gewisse

Präsenz, während es als neue Orientierung

zwischen dem Flughafen München und dessen

Innenstadt dient.

58°N 12°E

76

Kurzreferate

Abb. 4 - aufblasbare Brücke - Paris Abb. 3 - Pavillon, Serpentine Gallery - London

Mindestens genauso markant lag der Pavillon

für die Serpentine Gallery von Rem Koolhaas

und Cecil Balmond in seiner Umgebung. Dieser

nutzte die Witterungsbeständigkeit zu seinem

Vorteil, so konnte die eiförmige Struktur je nach

Wetter mehr oder weniger stark aufgeblasen

werden um das darunter liegende Amphitheater

zu schützen.2 Auch Ideen, die das Stadtbild auflockern

sollen entstehen, wie beispielsweise die

aufblasbare Brücke in Paris von AZS, die durch

die Schwimmfähigkeit von pneumatischen Strukturen

funktionieren sollte, aber leider nie realisiert

werden konnte.

Zugleich werden die Vorteile einer möglichen

Mobilität einer solchen Architektur zelebriert, wie

bei Ark Nova in Japan, einer aufblasbaren mobilen

Konzerthalle, anknüpfend an die entstandene

Notfallarchitektur als Antwort auf die Erdbeben

und den Tsunami 2011.3 Aber auch weitergehend

gibt es Projekte als Unterkünfte beispielsweise für

Flüchtlinge im mittleren Osten. Die sogenannten

Adaptive Pneumatic Shelters machen sich die

schnelle Auf- und Abbaufähigkeit und Leichtigkeit

der Struktur zu nutzen und beschäftigen sich gle-

77


Kurzreferate

ichzeitig mit ihrem politisch-gesellschaftlichen

Einsatz.4

Auch in der Stadt werden immer öfter die Vorteile

der Flexibilität der pneumatischen Kissen genutzt.

So entwirft Norberto Miranda von dem Architekturbüro

Estudio 3.14 eine Struktur für eine “wandernde

Ausstellung”. Die wie Bohnen aussehenden

Zelte sind angelehnt an die Wichtigkeit des

Essens in der mexikanischen Kultur und begleiten

so die Ausstellung “Tierra Fértil” durch das einfache

Umsiedeln überall hin. 5

Für Entspannung inmitten der Stadt sollen die

pneumatischen Strukturen auf dem Dach des

Seoul Hall of Urbanism & Architecture dienen.

Die türkisenen Formen interpretieren den typischen

koreanischen Garten neu und sind durch

den großen Kontrast zu Pflanzen, Steinen und

Hügeln fast paradox.6

Doch auch als echter Garten - funktionierend

als Gewächshaus - gibt es bereits pneumatische

Strukturen. Durch die hohe Durchlässigkeit von

ETFE-Folien für UV-Strahlung, können Pflanzen

hier besonders gut wachsen. Diese Eigenschaft

wurde im “Eden Project” von Nicholas Grimshaw

& Partners genutzt. Die sogenannte Klimahülle

wird durch sich überschneidende geodätische

Kuppeln gebildet und sorgt außerdem für eine Reduzierung

der Heizkosten.7

Ebenfalls gerne eingesetzt wird pneumatische Architektur

als Aufwertung von Bestand.

Das nicht realisierte Projekt Bubble von Diller

Scofidio + Renfro stellt eine Erweiterung des Hirshhorn

Museum in Washington D.C. dar, indem

es das bestehende Gebäude durchdringt und weiteren

Platz bietet für ein Auditorium, ein Café und

einen Aufenthaltsort im Innenhof des Museums.

Der negative Raum sollte so durch die transparente

Blase erobert werden und dem Hirshhorn

Museum eine Kuppel, wie viele Gebäude an der

National Mall sie haben, verleihen.3

Die temporäre Aufwertung von Bestandsgebäuden

wird ebenso zum Thema der Pneus. Im Falle

des von Le Corbusier entworfenen Studentenwohnheim

“Fondation Suisse” in Paris, bestand

die Aufgabe zum 75. Jubiläum für raumlaborberlin,

eine Räumlichkeit für größere Feste zu schaffen.

Der halböffentliche Raum im Sockelbereich

des Gebäudes wurde durch eine transluzente

Membran transformiert und konnte für Konzerte,

Abb. 5 - The Eden Project - Cornwall

Abb. 6 - Hirshhorn Museum - Washington D.C.

58°N 12°E 78

Abb. 7 - ETFE Detail

Vorträge und Parties genutzt werden.8

Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des Materials

reichen von kleinsten Designelementen

wie Stühlen, über temporäre Pavillons bis hin zu

großen beständigen Architekturen und ermöglichen

so rundum neue Ansatzweisen, indem sie

viele Erkenntnisse vereinen, die von den Nomaden

bis hin zu unserer massiven schutzschaffenden

Architektur reichen.

Die derzeit bekannteste architektonische Verwendung

von Pneus erfolgt über ETFE Kissen.

Ethylen-Tetrafluorethylen, ein Polymer auf Fluorkohlenstoffbasis,

wird zum zentralen Element einiger

bauender Büros. Üblicherweise als Atriumdächer

oder Pavillonüberdachung kommen die

Luftkissen immer häufiger zum Einsatz. Verfügbar

sind die Folien in vielen Farben und Mustern.

Es ist ein kostengünstiges Material und wiegt nur

1/100 des Gewichts von Glas, kann aber gleichzeitig

das 400-fache seines Eigengewichts tragen.

Laut Herstellern soll der Werkstoff eingebaut bis

zu 50 Jahre überdauern. Im Falle von Beschädigungen

durch äußere Einwirkungen kann das

Material einfach repariert werden, indem man

Flicken auf die Risse klebt, ähnlich wie bei einem

Fahrradreifen. Zusätzlich weist die antihaftbeschichtete

Oberfläche Schmutz ab. ETFE besitzt

eine enorme Elastizität und lässt sich auf fast das

Dreifache seiner Länge dehnen.9

Firmen wie Vectorfoiltech waren Pioniere in diesem

Gebiet und sind heute Spitzenreiter mit über

1.500 Projekten. Ihr Werbespruch „Grün. Intelligent.

Profitabel.“ fasst die vielen Vorteile des Materials

zusammen. Die vielseitige Einsetzbarkeit

kann vor allem durch die einzigartigen Eigenschaften

des Materials erreicht werden. Die meisten

Kunststoffe sind anfälliger bei Angriffen durch

Chemikalien und Lösungsmittel. Starke Mineralsäuren,

Halogene, anorganische Basen und

Metallsalzlösungen sind ETFE nicht gewachsen.

Das abriebfeste Harz ist extrem zäh. Der Kunststoff

wurde entwickelt, um extremer Hitze Stand zu

halten, kombiniert mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit.

Der hohe Schmelzpunkt erlaubt

den Einsatz in öffentlichen Gebäuden. Zu den

vorteilhaften Brandeigenschaften von ETFE zählt

ebenfalls, dass nach Erreichen des Schmelzpunktes

keine giftigen Gase abgegeben werden. Auch

das Brandverhalten ist einzigartig, denn bei direkter

Beflammung zieht sich das Material nur dort

zurück, wo die Flammen direkt auftreffen, ohne zu

tropfen. Dies sind nur einige der Gründe, warum

ETFE in modernen Gebäuden anstelle von Glas

und anderen Kunststoffen die bevorzugte Wahl

ist. Auch seine akustischen Eigenschaften tragen

zum Komfort bei. Sie dämpfen Widerhall ab und

ermöglichen eine angenehme Erfahrung für Nutzer.

Nicht unterschätzt werden darf jedoch der

durch auf die Kissen fallenden Regen entstehende

Schall. Zusätzliche Folien sollen dies verhindern,

führen jedoch auch zu einem höheren Materialaufwand

und demnach zu höheren Kosten.

Die mehrschichtigen Kissen sind zudem von ei-

Abb. 8 - Water Cube - Beijing


Kurzreferate

nem konstanten Luftdruck abhängig, der durch

den ständigen Einsatz von technischen Anlagen

ausgeglichen werden muss.

Beim Ausfall solcher Anlagen ändert sich die

geplante Erscheinung des Gebäudes drastisch,

Flexible Solarpaneele werden bereits aus ETFE

Beschichtung hergestellt. Die Kombination aus

ETFE Kissen mit flexibler Photovoltaiktechnologie

ermöglicht eine effiziente und leichte Konstruktion

und erlauben zugleich den Einsatz von

Abb. 10 - Flexibles Solarpanel Abb. 9 - ETFE deflationiert

die Tragfähigkeit nimmt gefährlich ab und veranschaulicht

die Abhängigkeit der Struktur von

technischen Systemen.

Die meisten Kunststoffe bestehen aus endlichen

Rohstoffen. Ein nachhaltiger Lebenszyklus ist

demnach ein Anspruch, der aus heutiger Sicht

gegeben sein muss. Das Material ist nicht nur

rezyklierbar, sondern bietet weitere Vorteile durch

Reduktion. Die Minderung der Anforderungen

an die künstliche Beleuchtung, die Umweltverträglichkeit

und die Verringerung der Masse der

tragenden Konstruktionen ermöglichen Einsparnisse

an wertvollen Rohstoffen, während gleichzeitig

eine schnellere Installation im Vergleich

zu vergleichbaren gläsernen Systemen möglich

©

ist. Trotzdem ist die Material: neuartige TPU , B1 schwer entflammbar Bauweise DIN4102 ÖN-3800 Einsatztemp noch -30° bis zu +45°c

standard: transparent, transluzent, reflektierend mit Punktraster bedruckt

alle Farben und Transparenzgrade auf Anfrage möglich

komplex um das ETFE System in kleineren Wohnprojekten,

anstatt wie Höhe aussen bisher / innen : üblich im großen

625cm / 548cm

Branding: jeder Aufdruck auf Anfrage auch bei kleinen Stückzahlen möglich

Durchmesser aussen / innen:

1080cm / 930cm

benötigte Elemente:

5 x element 6/2

Maßstab, zu realisieren.10

6 x element 5

10 x element 6

30x

15x

12x

10x

Klemmscheiben

Bodengurte

Verbindungsschlauch

Anschlussschlauch

1x autom. Druckschalter

1x Seitenkanalverdichter 1500W - 1750W

optional 110v, 230v, 380v , 3,6m3 / min

optional: Regenhaube

optional: Bodenplane

optional: Bodenanker

Gewicht Volumen

266 kg

1,01 m3

Aufbaupersonal:

Aufbauzeit

sonst schweren und aufwendigeren Anlagen, zur

klimaneutraler Energiegewinnung.11

Neue Konzepte:

Thomas Herzig entwickelte mit pneumocell eine

modulare pneumatische Architektur, die Spannweiten

bis zu 30 Metern erreichen kann. Hierfür

definierte er sechs unterschiedlich geformte

Elemente, die ihre Stabilität durch ihr schalenförmiges

Zusammenwirken erreichen. Das fast

endlos beliebige Zusammensetzen ermöglicht verschiedenartigste

Formen und Größen. Also eine

individuell zusammenstellbare kostengünstige

Architektur aus dem Katalog. Umgesetzt werden

©

Projekte von Pool Covern cell 213über aufblasbare octahedron Bars

cell 213 sphere 1000 / 600

Material: TPU , B1 schwer entflammbar DIN4102 ÖN-3800 Einsatztemp -30° bis +45°c

3Pers.-Team 3:00 6xh

Verbindungsschlauch

+50 min aufblasen 8x Anschlussschlauch

1x autom. Druckschalter

1x Seitenkanalverdichter 750-850 W

optional 110v, 230v, 380v , 3,6m3 / min

Leiter

optional: Regenhaube

Schraubenzieher optional: Bodenplane

14mm- Schraubschlüssel optional: Bodenanker

Hammer

empfohlene Werkzeuge:

standard: transparent, transluzent, reflektierend mit Punktraster bedruckt

alle Farben und Transparenzgrade auf Anfrage möglich

Branding: jeder Aufdruck auf Anfrage auch bei kleinen Stückzahlen möglich

Äquator aussen / innen: 676cm/ 508cm Bodenfläche innen: 405cm x 405 cm

Höhe aussen / innen :

benötigte Elemente:

4 x element 6/2

5 x element 4

4x element 6

min: 1 Pers.

optimal: 3 Pers.

16x

8x

Klemmscheiben

Bodengurte

140kg

0,52 m3

Aufbaupersonal:

Aufbauzeit

min: 1 Pers.

optimal: 2 Pers.

488cm / 429cm

2Pers.-Team 3:00 h

+40 min aufblasen

Leiter

Schraubenzieher

14mm- Schraubschlüssel

Hammer

empfohlene Werkzeuge:

Abb. 11 - Energwiegewinnung

Abb. 12 - Pneumocell

58°N 12°E 80

Abb. 14 - Daedalum - London Abb. 13 - Liquid Printed Pneumatics

bis hin zu Event-Pavillons, wodurch die Vielseitigkeit

des Materials aber vor allem auch des

Einsatzes als Element betont wird.12

Liquid Printed Pneumatics beschreiben neuste

Entwicklungen aus der Zusammenarbeit von MIT

und der Designabteilung von BMW. Die neue

Technologie verspricht 3D-druckbare pneumatische

Silikonkissen, die eine Vielzahl an Formen,

Funktionen und Festigkeitsstufen einnehmen

kann. Sie erreichen damit nicht nur einen schnellen

Transport und einen schnellen Aufbau solcher

Strukturen, sondern auch einen schnelleren Herstellungsprozess

und darüber hinaus eine noch

anpassungsfähigere Architektur.13

Pneumatische Architektur hat sich in den letzten

Jahrzehnten um einiges weiterentwickelt,

verändert und bewegt. Sie wird heute in den vielseitigsten

Bereichen eingesetzt: als eigenes im

Stadtbild integriertes Gebäude, als Erweiterung

und Aufwertung von Bestand, in temporären

Installationen, die uns im Alltag begegnen und

nicht zuletzt als Bestandteil zahlreicher Freizeitaktivitäten.

Pneumatik ist durch seine Leichtigkeit

und Flexibilität ein Zeichen für Freiheit und ermöglicht

Gebautes neu zu denken. Konventionen

können in der Welt der Pneus nur gezwungen

umgesetzt werden und benötigen ein Umdenken

in jeglichen Bereichen. Der Schritt von Beton

zu Luft könnte ein Schritt in Richtung eines zeitgemäßen

Bauens bedeuten.


Kurzreferate

Literatur

Quellen

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Abb. 3 https://iwan.com/portfolio/3-serpentine-gallery-pavilion-rem-koolhaas-cecil-balmond/#423

Abb. 4 https://www.bild.de/reise/europa/architektur-der-zukunft/floating-bridge-seine-bruecke-paris-26781226.bild.html

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Abb. 6 https://www.area-arch.it/en/bubble-hirshhorn-museum-and-sculpture-garden-expansion/

Abb. 7 tss-ingenieure.de/images/publikationen/Bauen_

mit_Folienkissen_DE_2010

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Abb. 9 https://www.greelane.com/geisteswissenschaften/bildende-kunst/etfe-architecture-is-plastic-the-future-4089296/

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Abb. 10 https://www.detail.de/artikel/integration-von-photovoltaik-in-membrankonstruktionen-1618/

Abb. 11 https://www.detail.de/artikel/integration-von-photovoltaik-in-membrankonstruktionen-1618/

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serpentinegalleries.org/whats-on/serpentine-gallery-pavilion-

2006-rem-koolhaas-and-cecil-balmond-arup-0/>

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liquid-printed-pneumatics-32306/> [Accessed 11 January

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83


Kurzreferate

Anna Jelinkova , Carolina Heck - Pneus in der Natur

Abb. 1

84


Kurzreferate

„Alle Konstruktionen der lebenden Natur sind

Pneus!“ (Zitat Frei Otto)

Wie bereits Frei Otto während seinen Forschungsarbeiten

erkannte, steht der Pneu als universelles

Konstruktionsprinzip für sämtliche in

der Natur auffindbaren Strukturen.

Von kleinen Zellen über den Regenwurm bis hin

zu Quallen - die Natur bietet eine lange Reihe an

verschiedenen pneumatischen Strukturen. Doch

nicht nur in der Flora und Fauna lassen sich pneumatische

Strukturen finden. Die Natur hat auch

einiges an nicht-lebenden Pneus zu bieten wie

zum Beispiel Wassertropfen oder Schaum.

nach dem um was für eine Form, Material und Belastbarkeit

es sich bei der pneumatischen Struktur

handelt, besitzt das Pneu eine andere Eigenschaft.

Es lässt sich also sagen, beim Pneu kommt es darauf

an welche Art von Hülle, Füllung im Inneren

und welches Medium im Außenraum gegeben ist.

Diese drei genannten Punkte bestimmen maßgeblich

wie viel an inneren und äußeren Kräften

aufgenommen werden können.

„Die Hülle kann als „Verpackung“ der Füllung

oder auch als Abgrenzung der Füllung gegenüber

dem (äußeren) Medium angesehen werden.“ 2

Abb. 2

Abb. 3

Arten von Pneus in der Natur

„Der Pneu ist ein konstruktives System, aus einer

biegeweichen, doch zugfesten Hülle mit innerer,

unter Überdruck stehender Füllung, die sich in

einem Medium befindet..“ 1

In der Natur wird der Pneu viel in Verwendung

gebracht, da eine pneumatische Struktur zugleich

universell, aber auch individuell einsetzbar ist. Je

58°N 12°E

Es gibt zwei verschieden Arten von Pneu in der

Natur. Die einfacher erkennbare Art ist der weiche

Pneu. Dazu zählen beispielsweise Weichtiere und

Algen. Auch der Darm von Mensch und Tier lässt

sich zu den weichen Pneus zählen.

Des Weiteren gibt es dann noch die festen

Pneu-Arten. Diese festen Arten waren in einer

vorigen Phase einmal weich und sind in Ihrer

pneumatischen Struktur erstarrt. „Wenn Teile

solcher Objekte erhärten, wie die Panzer von

Einzellern (…), wie beim Holz von Pflanzen (…)

und wie bei den Schalen und Knochen von Tieren

(…), dann sind diese erhärteten, druck- und

biegefesten Teile der Objekte an sich keine Pneus

mehr und wirken als konstruktive Stab-, Massivoder

Schalentragwerke.“ 3

85

Kurzreferate

Aufbauarten von Pneus in Natur

In der Natur sind grundsätzlich zwei verschiedne

Aufbauarten von Pneus gegeben. Als erste Aufbauart

ist der einfache Pneu mit Hülle und Füllung

zu nennen. Dazu zählt der Wassertropfen oder

eine Seifenblase, wie bereits erwähnt.

Eine weitere Art ist der Pneu mit inneren Verspannungen.

Diese Verspannungen können Netze

oder Membrane sein. „Durch diese Verspannungen

können Pneus in verschiedenste Formen

gebracht werden und ein-, zwei- und dreidimensionale

Körper bilden.“ 4 In der Natur sind Pneus

mit Verspannungen beispielsweise bei einer Paprika

zu finden (festes Pneu) oder die sogenannten

Grübchen in der Haut (weiches Pneu).

Neben diesen zwei Grundsächlichen Aufbauarten

gibt es auch weitere untergeordnete Kategorien.

Dazu zählen zum einen die ungefüllten Pneus, auf

diese aber in dieser Arbeit nicht tiefer eingegangen

wird.

Der Pneu tritt in der Natur nicht immer als

einzelne Struktur auf, sondern kann auch als Addition

vieler Pneu vorgefunden werden. Die Pneus

können sich dabei nur leicht berühren oder auch

fest miteinander verbunden sein. 5

Nachdem nun beschrieben wurde was ein Pneu

ist, was für Pneuarten vorzufinden sind und wie

diese aufgebaut sein können, sollen die drei folgenden

Beispiele lebende und nicht-lebende

pneumatische Strukturen in der Natur genauer

beleuchten.

Die Zelle als Pneu

„Dass das Konstruktionssystem Pneu die Formen

und auch Gestalten aller Lebewesen bestimmt, gilt

ausnahmslos.“ 6 Dies beginnt schon beim kleinsten

Bauelement der lebenden Natur - in der biologischen

Zelle. Die Zelle ist für die ganzen biochemischen

Wachstums- und Umwandlungsprozesse

verantwortlich, die sich entweder im Zellinneren

oder in der Hülle abspielen. Diese Membran,

die das Zellinnere auf Zug beansprucht umschließt,

gilt als ausschlaggebende Konstruktionselement

der Zelle. 7 In diesem Fall umschließt

also auch eine Hülle ein Medium und somit ist die

Zelle ein Pneu. „Dass der Pneu das alleinige Konstruktionssystem

von Lebewesen ist gilt nur für

weiche Lebewesen, wie weiche Einzeller, weiche

Pflanzen und Tiere ohne Hartteile.“ 8

Abb. 4

Abb. 5

86


Kurzreferate

Abb.6

Die Membran umschließt die gesamte Zelle, ist

aber mit feinen Löchern ausgestattet, die die innere

Flüssigkeit oder auch feste Bestandteile hindurchdiffundieren

lassen kann. Auf diese Weise

ist ein Stoffwechsel oder auch ein Druckausgleich

möglich.

Durch Zellteilung können sich die Zellen vermehren.

Schließen sich viele Einzelzellen zusammen,

entsteht dabei eine Kolonie. Durch die Vermehrung

am Rande der Zellanhäufung kommt es

zum Wachstum. Wenn sich die Zellen nach ihrer

Teilung nicht trennen, um als einzelner Organismus

weiterzuleben, dann entstehen Zellverbände.

Diese können „ein, zwei und drei Dimensionen

groß oder hohl“ 9 sein. Zur Mitte hin des Zellverbandes

ist zu beobachten, dass die Zellmembranen

meist kantig oder nur leicht gekrümmt auftreten.

Im Vergleich dazu sind die Zellen am Rand des

Zellverbandes eher runder in ihrer Form.

Da Zellverbände sehr anfällig sind was äußere

Einwirkungen angeht, sind diese meist mit

einer Schutzhaut umschlossen. Somit wird aus der

Außenhaut und den darin befindlichen Zellen ein

für sich stehendes System gebildet das in seiner

Gesamtheit wiederum als Pneu gesehen werden

kann. Es handelt sich dabei um Pneus in einem

Pneu. Diese Ineinanderverschachtelungen treten

vor allem bei skelettlosen Organismen auf. 10

Nicht lebende Pneus am Beispiel von Schaum

Schäume können von vielen verschiedenen Stoffen

gebildet werden, die auch Schaumbildner genannt

werden. Das können Detergentien, Seifenlauge

oder Eiweiß sein. Schaum ist eine Additionsform,

bestehend aus hautbildenden Flüssigkeiten 11 Es

kommt also zu einem Stoffgemisch von Gas in

einer Flüssigkeit. Die Schaumblasen entstehen

durch Bewegung, sodass die Luft umschlossen

wird. Dabei kann Schaum aus beliebig vielen Blasen

gebildet werden. Schaum ist so leicht, dass

dieser auf Flüssigkeiten schwimmt.

Auch Seifenblasen zählen zu Schaum. Verbinden

sich zwei Blasen zu einer doppelten Blase, wird

auf diese Weise ein neues System gebildet, das sich

nicht ohne Aufbringen von Energie in die zwei

ursprünglichen Blasen trennen lässt. 12 Doppelte

Seifenblasen, bei denen die einzelnen Seifenblasen

gleich groß sind zeigen eine gerade gestreckte

Zwischentrennwand auf. „Bei zwei zusammenhängenden,

frei fliegenden Seifenblasen unterschiedlicher

Größe sind die Membranspannungen

bei Außenhäuten und Zwischenmembranen überall

gleich, die Luftdrücke und Krümmungsradien

jedoch verschieden.“ 13 Durch diese unterschiedlichen

Luftdrücke lässt sich eine leichte Krümmung

in der Zwischentrennwand erkennen.

Abb. 7

58°N 12°E

87

Kurzreferate

Abb. 8

Fügen sich die Blasen beim Flüssigkeitsschaum

aneinander, so bilden die aneinandergrenzenden

Membranwände immer einen 120°-Winkel.

Der innere Druck von kleinen Blasen ist dabei

höher als der von größeren Blasen. „Flächig

aneinander gefügte Blasen bilden „Blasenflöße“,

die bei gleich großen Blasen ein sechseckiges Muster

bilden“ 14 Fügen sich die Blasen in einer wilden

Struktur zu einem Blasenbündel, erhalten die Blasen

in der Schaumstruktur eine eckige Form.

vier verschiedene Kanten in einem Knotenpunkt

im exakt gleichen Winkel treffen. 15

Beim Zusammenfügen von Bläschen lässt sich

noch eine weitere Bobachtung machen. Werden

die Mikrosphären aneinander in einer Reihe gesetzt,

haben diese die Tendenz zur Mitte hin weiter

zusammenzurücken und einen abgerundeten

Körper zu bilden. 16

Lebende Pneus am Beispiel eines Regenwurms

Abb. 10

Abb. 9

Kommen Schaumblasen (Luftbläschen oder

Mikrosphären) in einer großen Zahl zusammen

entsteht eine Konfiguration, bei der jedes

Bläschen eine individuelle Form aufweist, aber

die grundlegenden geometrischen Bedingungen

werden dabei eingehalten. Das bedeutet, dass sich

Der Körper des Regenwurms besteht aus verschiedenen

Segmenten, die durch sogenannte

Intersegmentalfurchen voneinander getrennt

sind. 17 Über seinen Ganzen Körper erstreckt

sich ein Hautmuskelschlauch, bestehend aus einer

Ring- und Längsmuskelschicht. Da der Wurm

von keinen Knochen getragen wird, wirkt die

zwischen Organen und Hautmuskelschlauch befindliche

Flüssigkeit als hydrostatisches Skelett.

Gehalten wird dabei die Flüssigkeit von einer

zarten elastischen Haut. Das hydrostatische Skelett

unterstützt der Wurm zusammen mit dem

Hautmuskelschlauch beim Bohren und beim

Kriechen. Diese von der Außenhaut gehaltene

Leibeshöhlenflüssikeit zeigt auf, dass der Regenwurm

zu den lebenden Pneus zuzuordnen ist.

Mit Hilfe der beiden Muskelschichten ist es dem

Regenwurm möglich sich vorwärts und rückwärts

88


Kurzreferate

Abb.11

zu bewegen. Pro Segment besitzt der Regenwurm

vier Paar Borsten, die durch die Muskeln bewegt

werden können.

Zieht der Regenwurm seine Muskeln am vorderen

Ende zusammen, so wird dieses dünner und

länger in seiner Form und kann über den Boden

kriechen. Bei dieser Kriechenbewegung sind die

Borsten schräg am Körper anliegend. Während

des gestreckten Vorwärtskriechen verankern sich

die Borsten am hinteren Ende im Boden. Durch

eine von vorn nach hinten verlaufende Kontraktion

der Längsmuskeln werden die Segmente wieder

dicker und verkürzen sich, was den Körper

zusammenziehen lässt.

Beim Hineinbohren in den Erdboden oder auch

beim Bau von unterirdischen Höhlen benutzt der

Regenwurm das dünnerwerbende Vorderende als

Bohrwerkzeug. Dazu hilft ihm der hydrostatische

Druck der inneren Flüssigkeit, dass der Regenwurm

dem Erdboden ausreichend Kraft entgegensetzen

kann.

Abb. 12

Abb. 13

58°N 12°E

89

Kurzreferate

Zusammengefasst ist der Pneu in der Natur biegeweich

oder mit einer festen Außenhülle vorzufinden.

Grundvoraussetzung ist, dass eine Hülle

ein Medium umschließt. Der Pneu kann einfach

gefüllt sein oder mit inneren Verspannungen auftreten.

Unter Zusammenschluss zu Zellverbänden können

auch Pneus in einem Pneu entstehen, indem

diese eine zusätzliche Schutzhaut bilden. Es ist

eine große Vielzahl an Formen und Varianten vorhanden,

wie der Pneu in der Natur auftreten kann.

Doch zweifelsohne beeinflusst der Pneu grundlegend

die Natur, beginnend bei der kleinsten biologischen

Einheit, nämlich der Zelle. Die Zelle ist

der Grundstein allen Lebens und verantwortlich

für das Wachstum und Fortpflanzung. Ohne

Wachstum und Fortpflanzung würde es auch

keine Evolution geben. Dem Pneu steht somit eine

große Bedeutung in der Natur zu.

Abb. 14

90


Kurzreferate

Abb. 1 https://www.publicdomainpictures.net/pictures/270000/velka/water-drop-on-leaf-1531757114gEE.jpg

(07.12.2021)

Abb. 2 https://image.winudf.com/v2/image1/Y29tLm-

1vdmluZy53YWxscGFwZXJzLmplbGx5ZmlzaC5saXZlLndhbGxwYXBlcl9zY3JlZW5fNF8xNTUyNzI0NDY5XzAyNA/

screen-4.jpg?fakeurl=1&type=.jpg (07.12.2021)

Abb. 3 Otto, F., Pneus und Knochen S. 20


Abb. 5 Zwiebelhaut

https://cms.bresser.de/fileadmin/_processed_/5/4/

csm_Zwiebelhaut_1f2f35e387.jpg

Abb. 6 Orangenscheiben

https://i.pinimg.com/originals/8c/ac/3b/8cac3b

403d460eda9d02c35fb008f388.jpg

Abb. 7 https://media05.myheimat.de/2017/01/16/

3982705_web.jpg?1484592819 (07.12.2021)

Abb. 10 https://www.nationalgeographic.com/animals/invertebrates/facts/common-earthworm

(03.01.2022)

Abb. 11 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com

mons/thumb/7/7e/Lumbricidae-bristles.jpg/600px-Lumbricidae-bristles.jpg

(03.01.2022)

Abb. 12 Fortbewegung des Regenwurms, Kiffe, K

https://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/img/35-1.

gif (28.12.2021)

Abb. 13 Vordringen des Regenwurms in den Boden,

Buch, W. https://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/

img/35-2.gif (28.12.2021)

Abb. 14 https://www.stuttgarter-zeitung.de/media.media.

f9d80298-b88a-4816-8419-a93db368cc4b.original1024.jpg

(04.01.2022)

https://hypersoil.uni-muenster.de/1/02/35.htm (03.01.2022)

Abbildungen

Quellen

Literatur


Autoren (Nachname, Name(erste Buchstabe)). Jahr. Titel,

Seite. Verlag (evtl. Internetquelle)

Bach K. , Bereiter-Hahn J. , Gutmann W. F. , Helmcke J.-G. ,

Nachtigall W. , Otto F. , Raccanello R. , Schaur E. , Schill R.

1977. Pneus in Natur und Technik. Karl Krämer Verlag, Stuttgart

/Bern, Wittenborm & Company, New York

Otto F. 1995. Heft 47: Die gekammerten oder verspannten flüssigkeitsgefüllten

Pneus. Stuttgart

Otto F. 1995. Pneus und Knochen. Karl Krämer Verlag, Stuttgart

Abb. 8 https://www.chf.de/eduthek/projektarbeiten/abb/

riesenseifenblasen/abb18.jpg (04.01.2022)


(bei detalierte Informationen, Fakten, Zitaten)

1 Otto F. 1995. Pneus und Knochen. S.22 Karl

Krämer Verlag, Stuttgart

2 Bach K. , Bereiter-Hahn J. , Gutmann W. F. ,

Helmcke J.-G. , Nachtigall W. , Otto F. , Raccanello R. , Schaur

E. , Schill R. 1977. Pneus in Natur und Technik. vgl. S.23 Karl

Krämer Verlag, Stuttgart /Bern, Wittenborm & Company, New

York







York





York

58°N 12°E

91

Kurzreferate







York







York





York





York







York







17 Müller / Bährmann. 2015. Bestimmung wirbelloser

Tiere. S. 5 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

92


Kurzreferate

Joey Schweickhardt, Zhikai Wei - Wohnen in Pneus

58°N 12°E 93

Kurzreferate

Abb. 1

Werden Pneus als Wohnräume genutzt, sollten sie

bestimmte Mindestanforderungen erfüllen: ein

Schutz vor der Witterung, Regen und Wind ist

ebenso wichtig wie das Verhindern einer Unterkühlung

oder Überhitzung. Eine gute Belüftung

ist zur Sicherung der Luftqualität und wegen der

sich im Inneren ansammelden Luftfeuchtigkeit

notwendig. Technische Installationen können

dazu beitragen.

94

Pneus lassen als schnell aufgebaute, leichte und

materialsparende Gebäude neue Formen zu, aber

auch das Brandverhalten muss beachtet werden.

Kunststoffe sind wie alle organischen Stoffe brennbar.

Die Folien schützen nur gering vor Schall.

Beim Wohnen stellt auch die Einbruchsicherheit

ein Risiko dar. Deshalb findet man nur wenige

permanente Beispiele für Pneus-Wohnprojekte.


Kurzreferate

Thermische Hülle

Eine Grundanforderung, gleichzeitig auch die

wichtigste Bedingung für einen bewohnbaren

Raum, ist eine funktionierende thermische Hülle,

die die Menschen vor Hitze und Kälte schützt.

Vor allem bei Wohnnutzungen ist eine behagliche

Innentemperatur essentiel, da die Außentemperaturen

leicht um 70 °C von den gewünschten

Temperaturen im Inneren abweichen können. Im

Normalfall variieren die idealen Raumtemperaturen

in Wohnbereichen je nach Raumnutzung

zwischen 18 und 24 °C – von dieser hängt auch

die relative Luftfeuchte ab. Wie diese mit pneumatischen

Strukturen sichergestellt werden können,

wird anhand der folgenden Beispiele gezeigt.

der Außenflächenreduzierung findet auch bei

Iglus Anwendung. Da Luft sich wegen der geringen

Dichte ideal als Dämmmaterial eignet, sind

Pneus ein guter Lösungsansatz für die Dämmanforderungen.

“ML inflatable shelter” – Wohnen im Eis

Abb. 3

Abb. 2

Ein Beispiel ist das ML inflatable shelter, das an

verschiedenen Orten in Norwegen aufgebaut

wurde. Das Gebäude mit einer Länge von 16m

und einer Breite von 9m ist zusammengesetzt aus

vier Teilen, die mit Reißverschlüssen verbunden

werden können, sodass das Gebäude in 12 Personenstunden

aufgebaut werden kann. Die Kammer

wird von einem elektrischen Kompressor

unter konstantem Druck gehalten. Die Struktur

kann Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 Kilometer

pro Stunde aushalten. Die 125mm dicke

zweischichtige Luftkammer bietet hervorragende

Dämmeigenschaften und ist so auch für Temperaturen

um die -50°C geeignet.

“ParaSITE” – Pneus für Obdachlose

In kalten Regionen ist eine geringe Außenfläche

im Verhältnis zum Volumen von Vorteil, um

möglichst wenig Wärme nach Außen abzugeben,

weshalb runde Formen, die sich durch Pneus einfach

erzeugen lassen, optimal sind. Das Prinzip

58°N 12°E

Eine besondere Wärmequelle nutzt Michael Rakowitz,

der am MIT studierte, in verschiedenen

Pneu-Notunterkünften für Obdachlose, die er seit

1998 baut. Sie können über einen Schlauch von

außen an Klimageräte von Gebäuden mitangeschlossen

werden und nutzen deren Ventilatoren,

um die kleinen Pneustrukturen aufzublasen.

Durch die warme Abluft, die so in die Luftkammer

der Pneus strömt werden Rakowitz’ kleine Bauten,

95

Kurzreferate

die er sozialkritisch zweideutig Parasiten nennt,

beheizt. Sie sind materialsparend und kostengünstig

aus einfachen Materialien wie gesammelten

Plastiktüten und Klebeband nur so groß wie nötig

gebaut, würden von den Bewohnern später aber

auch oft erweitert oder angepasst: ein Bewohner

stach ein Loch in die Unterseite und klebte einen

Schlauch an die Stelle. Zum Urinieren rollte er

sich auf die Seite und pinkelte durch den Schlauch

- integrierte so auf eine einfache Weise ein Art

Toilette in seine Behausung. Die Unterkünfte

schützen aber nur bedingt vor Kälte, da die jeweilige

Unterseite durch den geringen Luftdruck nicht

aufgeblasen wird. Im Inneren werden deshalb für

eine Übernachtung zusätzlich Schlafsäcke und

Decken benötigt. Die Behausungen bieten ihren

Bewohnern aber ein wenig mehr Privatsphäre und

mit dem Projekt wird auf die Obdachlosigkeit aufmerksam

gemacht. [1]

Aufblasbare Gebäude: mehr als eine Folie

Abb. 6

Abb. 4

Abb. 5

96


Kurzreferate

Pneustrukturen können aber mehr leisten als

das Zurverfügungstellen einer thermische Hüllen.

Zwar sind für Notunterkünfte einfache Ausführungen

als reine Folien oft ausreichend, mit

längeren Aufenthalten und vielfältigeren Nutzungen

entstehen aber auch komplexere Anforderungen

an die Akustik, Beheizbarkeit, Lüftung, Beleuchtung

und den Brandschutz.

Abb. 7

“Computer Technology Air Tent” – Technik im Pneu

Computer Technology benötigt neue Büroräume.

Wegen Zeitmangel und einem geringem Budget

entwirft Foster Associates 1970 das erste pneumatische

Büro in Hemel Hempstead, England. Die

60m lange und 12m breite einwandige Lufttraghalle

ist aus PVC-beschichtetem Nylon gefertigt. Die

Heizung und Lüftung wird von zwei Heizlüftern

mit einer Leistung von 150kW betrieben, die insgesamt

160 Kubikmeter Luft - mit einer Temperatur

von 50°C - pro Sekunde in den Raum strömen

lassen. In Verbindung mit der Strahlungstemperatur

der Hülle von 20°C ergibt sich eine angenehm

wahrgenommen Innentemperatur. Jedoch entstehen

wegen unzureichender Verteilung der Luft

im Raum aber verschiedene Wärmeinseln. Da die

Luft nur beheizt und nicht gekühlt werden kann,

entstehen im Sommer hohe Innentemperaturen

von etwa 32°C, die auch durch die Sprinkleranlage

nicht ausgeglichen werden können.

Die an die Decke strahlenden Stehleuchten dienen

im Falle eines durch Undichtigkeiten herbeigeführten

Einstürtzens der Halle gleichzeitig auch

als eine Art Nottragwerk und halten die Fluchtwege

frei.

Die zentral im Raum angeordneten Möbel und

der Teppich tragen zu einer Verbesserung der

akustischen Eigenschaften bei, jedoch werden Regengeräusche

im Inneren besonders laut wahrgenommen,

an die man sich aber schnell gewöhnt.

“BLOON” – Unterkünfte für Studiende

Abb. 8

Abb. 9

58°N 12°E

97

Kurzreferate

Eine andere Art Parasit, genannt BLOON, instaliert

Thomas Herzig 2016 mit einer Gruppe

Studierender. Eine aufgeblasene Kunststoffkugel

hängt seitlich befestigt in einem Bauwich zwischen

zwei Wohnhäusern aufsitzend auf einer alten Telefonzelle,

die mit einer Leiter nach oben einerseits

als Eingang in den Ballon und gleichzeitig auch als

Toilette und Dusche dient. Oben in der Kugel ist

ein Bett in die seperate Boden-Luftkammer eingearbeitet.

Studierenden soll mit dem Projekt neuer

Wohnraum zugänglich gemacht werden können.

Durch die einwandige Membran ist ein Übernachten

bei kälteren Temperaturen wahrscheinlich

jedoch eher nicht sehr angenehm. Dafür bietet

das Gesamtbauwerk einen WLAN-Router,

eine einfache Toilette mit einer Duschmöglichkeit

und ermöglicht neuen Wohnraum an vorher ungenutzten

Orten der Stadt. [2]

“Luftschloss” – Wohnhaus Hans-Walter Müller

Seit über 50 Jahren wohnt Hans-Walter Müller

mit seiner Lebensgefährtin unter einer klimatisierten

Wohn- und Atelierblase in der Nähe eines

Privatflughafens bei Paris. Die Folie ist aus breiten

Streifen transparentem und opak-gelbem PVC

und Polyurethan. Begibt man sich durch den Eingang

zwischen den vom Druck leicht gespannten

Folien, spürt man einen Luftzug. Die dreieckigen

Folienflächen der länglichen Hülle wurden durch

große Reißverschlüsse verbunden.

“Mein Prinzip beruht nicht immer auf der Schwerkraft.

(...)Wenn man Stein auf Stein legt, wird der Druck erhöht

mit einem Stein auf den anderen und das kommt

alles auf das Fundament zurück. Bei Gase verteilt sich

es sich auf die Oberfläche und ein Volumen.”

– Hans-Walter Müller

Abb. 10

Die 150 Quadratmeter sind nicht durch Wände

Abb. 11

unterteilt. Es existiert lediglich ein kleiner Extra-Raum,

der als Dunkelkammer zur Foto-Entwicklung

dient. Es gibt eine Natursteinküche, ein

auf einer Schiene verschiebbares Bett, mehrere

Arbeitstische mit Computern, einen Fernsehprojektor

und eine rote Badewanne sowie Treppen

und Brücken aus Metall. Der Boden besteht aus

mehreren beweglichen Platten, an einigen Stellen

98


Kurzreferate

Abb. 12

gelangt man hindurch in das Untergeschoss. Ein

Überdruck von 0,1 bar lässt auch den Kamin abziehen.

Eine Toilette befindet sich außerhalb des

Pneus. Möchte man diese benutzen, muss man

den klimatisierten Bereich also verlassen und ins

Freie nach außen. Als Einbruchschutz wurde die

große Blase von einen Zaun aus grünen Eisenplatten

umgeben. Hans-Walter Müller plant auch in

Zukunft noch weitere Ergänzungen wie eine Garage

in der bisher abgetrennten Unterführung. [3]

Plastic-Hype: Pneus in den 70ern

„Gelbes Herz“ (1968), Haus-Rucker-Co

Das „gelbe Herz“ (1968) der österreichischen

„Architekten-Künstlergemeinschaft“ Haus-Rucker-Co

bietet zwei Personen Platz zum Schlafen.

Die runden Pneuringe sind mit einem Gestell

aufgeständert. Über eine kleine Leiter und eine

Vorkammer, die als eine Art Windfang funktioniert,

gelangt man in die ebenfalls zylinderförmige

Hauptkammer, die zwei Liegeplätze beinhaltet.

Das ganze Gebilde pulsiert durch die abwechselnd

erst in die Kammern eingeblasene und dann

wieder leicht herausgezogene Luft wie ein Herz. Es

wird mit der Naturverbundenheit beworben: der

Regen ist im Inneren hörbar und ein Aufstellen im

Wald möglich. Das Projekt zog mit der neuartigen

durch die Pneus erreichte Form und der auffälligen

Präsentation – viel Aufmerksamkeit auf sich.

Es ist aber eher ein Kunstobjekt als eine Unterkunft.

Vor Regen und Wind schützt es bestimmt

– wenn auch nicht langfristig.

Abb. 13

Abb. 14

Möbel aus Pneus

Mit dem in den 1960er-Jahren aufkommenden

Trend hin zu den Kunststoffen finden Pneus

58°N 12°E

99

Kurzreferate

auch in Form von Möbeln Einzug in den Wohnbereich.

Der aus Vietnam stammende in Paris

als Ingenieur ausgebildete Quasar Khanh entwirft

eine Reihe aufblasbarer Möbel, die 1967 unter

dem Titel „Aerospace“ erscheinen und ab 1969

in Serie hergestellt werden. Die meisten bestehen

aus einzelnen blockformigen miteinander

verbundenen Pneukissen, die durch länglichen

Zwischenverbindungen im Inneren in ihrer Form

gehalten werden. Die Möbel sind bunt oder transparent,

manche matt, und aus einem widerstandsfähiges

Polyvinylchlorid. Trotzdem sollten spitze

Gegenstände oder heiße Zigaretten den Möbeln

nicht zu Nahe kommen. Khanhs aufblasbare Möbel

sind in die Popkultur eingezogen, wurden im

MoMA und im Centre Pompidou ausgestellt und

sind auch heute noch sehr gefragt. Heute produziert

die Firma Fugu Furniture die Möbel aus der

Aerospace-Reihe. [4]

Abb. 16

Abb. 15

100


Kurzreferate

Literatur

Dent, R , 1971. Principles of Pneumatic Architecture, 162 ff.

Architectual Press

Krüger, S. 2009. Textile Architecture. 168 ff. JOVIS Verlag

GmbH

Abbildungen

Abb. 1 Quasar Khanh, Inflatable Space, 1968

Abb. 2 arcticphoto-laif

Abb. 3 Dent, R , Principles of Pneumatic Architecture

Abb. 4 Krüger, S. Textile Architecture

Abb. 5 Krüger, S. Textile Architecture

Abb. 6 emilypennresearch.wordpress.com

Abb. 7 Norman Foster Foundation



Abb. 10 http://pneumocell.com/

Abb. 11 thelink.berlin

Abb. 12 lacaton.arch.ethz.ch

Abb. 13 lyoncapitale.fr

Abb. 14 Georges Meguerditchian, Centre Pompidou

Abb. 15 https://vntravelguideskals.wordpress.com/

Abb. 16 Quasar Khanh Chesterfield

Quellen

1 Ingalls, J. 2016. https://archinect.com/features/

article/149944931/parasite-the-bandage-over-the-nomadicwound

2 2016, In Bochum schwebt das Luftschloss der

Zukunft, https://www.bild.de/regional/ruhrgebiet/architektur/

bochumer-studenten-entwerfen-wohn-ballon-46974478.bild.

html

3 Urbach, R. 2009, https://creatent.de/downloads.html?file=files/Creatent/Inhalte/Downloads/Portr%C3%A4t%20eines%20K%C3%BCnstlers.pdf

4 2019, Quasar Khanh: The Master Of Inflatable

Design, https://somethingcurated.com/2019/08/21/quasarkhanh-the-master-of-inflatable-design/

58°N 12°E

101

Kurzreferate

Cosima Rommel, Annika Teuber - Nachhaltigkeit von Pneus in der Bauindustrie

58°N 12°E

102

“Nachhaltigkeit von Kurzreferate Pneus in der Bauindustrie”

Esistbekannt,dassdieRessourcenunsererErde

endlich sind und die Vorräte fossiler

Energieträger immer knapper werden. Dabei

macht die Bauindustrie insgesamt 38% der

globalenCO2–EmissionenausundhatimJahr

2020 sogar mit 9,95 Gigatonnen ein

Rekordniveau erreicht. 11% der weltweiten

Emissionen sind allein auf die

Baustoffherstellung zurückzuführen. Laut den

Vereinten Nationen (UN) können in den

nächsten 30 Jahren 9,6 Milliarden Menschen auf

der Erde leben, die alle ein Zuhause brauchen,

weshalb sich bis dahin der weltweite

Gebäudebestand noch einmal verdoppeln kann.

Dabei hat jedes Gebäude das Potenzial

Ressourcen zu schonen und dazu beizutragen,

das Klima zu schützen. Laut WWF ist allein die

Zementindustrie für insgesamt 8% der

Treibhausgasemissionen

weltweit

verantwortlich. Deshalb muss Architektur in

Zukunft klimafreundlicher werden und mit

weniger Ressourcen auskommen. Klimaschutz

sollte nicht nur durch die Umstellung auf

Ökoenergie und die Berücksichtigung der

Energieeffizienz betrieben werden, sondern

bereits bei der Beschaffung, Herstellung und der

Auswahl von Baumaterialien anfangen. Als

Alternative zu massiven Materialien wie Beton

gewinnen pneumatische Konstruktionen an

Attraktivität. Inwiefern sie helfen Ressourcen zu

schonen und zum Klimaschutz beizutragen, wird

im Folgenden erläutert, indem auf die

verschiedenen Arten von Plastik eingegangen

wird und Plastik anschließend in einen Vergleich

mit den üblichen Baumaterialien Holz und

Beton gesetzt wird.

Abb. 1

103 2

IBK2 Internationaler Entwurf IBK2_Seminar und Seminar WS 2021/22


Abb. 2

Kunststoffarten

Nach DIN 7724 werden polymere Werkstoffe

aufgrund ihres mechanischen Verhaltens in

Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere und

thermoplastische Elastomere eingeteilt. Das

mechanische Verhalten der Kunststoffe ergibt

sich aus ihrem unterschiedlichen molekularen

Aufbau. Sie bestehen aus Molekülketten, welche

unterschiedlich stark verknüpft und angeordnet

sein können. Dies wirkt sich auf die Festigkeit

und Schmelzbarkeit des Kunststoffs aus. Je nach

Zugabe von Additiven lassen sich diese

Materialeigenschaften der Kunststoffe noch

beeinflussen.

Die Molekülketten von Elastomeren sind

schwach vernetzt und sind daher nach ihrer

Herstellung nicht mehr schmelzbar. Sie besitzen

eine sehr hohe Dehnbarkeit und geringe

Festigkeitseigenschaften. Der Ausgangsstoff ist

Rohkautschuk, der erst nach der Vernetzung

elastisch ist. Die Elastomere werden vor der

Vernetzungsreaktion ihrer Molekülketten

verarbeitet. Aufgrund dessen, dass die

Elastomere nicht schmelzbar sind, sind sie auch

nicht vollständig recyclebar. Verwendung finden

Elastomere u.a. als Autoreifen, Abdichtungen

und Haargummis.

Duroplasten besitzen engmaschig vernetze

Molekülketten. Somit verfügen sie über höhere

Festigkeitswerte und bessere Dauerhaftigkeit als

Thermoplasten und Elastomere. Duroplasten

sind ebenfalls nach der Vernetzung nicht

schmelzbar und haben eine hohe

Temperaturbeständigkeit. Demnach sind auch

Duroplasten nur bedingt recyclebar. Geformt

werden u.a. Lichtschalter oder Schutzhelme aus

Duroplasten.

Abb. 3

Thermoplaste haben linear nebeneinander

liegende oder verzweigte Molekülketten, daher

weisen sie geringe Festigkeitswerte auf und sind

nur wenig temperaturbeständig. So lassen sie

sich gut umformen und wieder einschmelzen,

welches für die industrielle Fertigung und die

Wiederverwertung profitabel ist. Weiterhin sind

Thermoplaste die einzige Kunststoffart, welche

vollständig recyclebar ist. Durch Zugabe von

Additiven kann sich die Recyclebarkeit von den

Thermoplasten jedoch verkomplizieren. Zu den

Thermoplasten gehören u. a. Polyethylen (PE),

Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC),

Polyethylenterephthalat (PET) und Polyurethan

(PU).

58°N BauenmitLuft,Pneus

12°E

Die letzte Gruppe, in die Kunststoffe eingeteilt

werden, sind die thermoplastischen Elastomere

(TPE), welche eine Mischform aus

Thermoplasten und Elastomeren ist. Diese

vereinen die günstigen Eigenschaften der

Komponenten und sind beispielsweise elastisch

und schmelzbar zugleich.

Herstellung von Kunststoffen

Kunststoffe werden synthetisch in der Raffinerie

hergestellt, sie basieren weitestgehend auf Erdöl,

1043


Abb. 4

welches zunächst erhitzt wird und in seine

Bestandteile getrennt wird. Dabei entstehen

Leichtbenzine (Naphta), die zu den Kunststoffen

weiterverarbeitet werden. Andere Bestandteile,

wie Bitumen, Petroleum, Kerosin, etc. werden zu

anderen Nutzungen verwendet. Die

Leichtbenzine werden zunächst gespalten

(Cracken), somit entstehen einzelne Monomere.

Die einzelnen Monomere werden

zusammengesetzt und bilden die Polymerketten.

Dies kann durch Polymerisation,

Polykondensation oder Polyaddition geschehen.

Bei der Polymerisation verbinden sich die

Monomere mithilfe eines Katalysators zu den

Polymeren. Dabei werden keine Nebenprodukte

erzeugt.

Bei der Polykondensation werden in mehreren

chemischen Reaktionen zwei verschiedene

Molekülbausteine zusammengefügt. Gleichzeitig

findet eine Abscheidung von Kondensat statt.

In der Polyaddition finden ebenfalls mehrere

chemische Reaktionen statt, bei denen sich

Molekülbausteine miteinander verknüpfen.

Hierbei fallen jedoch keine Nebenprodukte an.

Während der Herstellung der Kunststoffe werden

diese teilweise schon mit Füllstoffen und

Additiven versehen.

Ausgangsstoffe, wie Erdgas, Steinkohle oder

nachwachsende Rohstoffe gewonnen werden.

Recycling von Kunststoffen

Thermoplaste sind die einzigen Kunststoffe, die

sich vollständig wiederverwerten lassen. Nur sie

können erneut geformt und wieder

eingeschmolzen werden. Voraussetzungen

hierbei sind neben der Sortenreinheit des

Kunststoffs auch, dass die nahezu identischen

Füllstoffe und Additive in den zu mischenden

Abfällen vorhanden sind.

Dies kann nur von einem vom Hersteller

gesteuerten Stoffkreislauf sichergestellt werden.

Nur so kann die Recyclingquote bei nahezu

100 % liegen.

Thermoplaste können über die werkstoffliche,

die rohstoffliche und die energetische

Verwertung aufbereitet werden. Bei der

werkstofflichen Verwertung bleiben die

Polymerketten erhalten, wohingegen sie bei der

rohstofflichen Verwertung in die einzelnen

Monomere zerlegt werden. In der energetischen

Verwertung werden die Makromoleküle

verbrannt.

Abb. 5

werkstoffliche Verwertung

Alternativ zu diesem Herstellungsverfahren

können Monomere auch durch andere

105 4

Die werkstoffliche Verwertung gilt als besonders

hochwertig. Hierbei wird allerdings eine

Sortenreinheit und eine hohe Qualität der

Sekundärrohstoffe vorausgesetzt. Jedoch kann



Abb. 6

dies durch die Abfallaufbereitung nicht immer

gewährleistet sein. Die Qualitätsanforderungen

an die Produkte setzen den Anteil der

eingesetzten Sekundärkunststoffen bei dem

Herstellungsprozess fest. Ebenso entscheiden sie

den Reinheitsgrad bzw. die Störstoffanteile der

eingesetzten Sekundärmaterialien.

Die Kunststoffabfälle kommen aus getrennten

Erfassungssystem. Dabei sind speziell

Kunststoffverpackungen die über Duale Systeme,

Branchenlösungen oder sonstige gewerbliche

Sammelsysteme gesammelt werden, zum

Recycling geeignet. Darunter befinden sich

Magnetscheidung, Wirbelstromscheidung und

Sensorgeschützter Sortierung. Allerdings sind

die so gewonnen Kunststofffraktionen weiterhin

von Störstoffen und Verunreinigungen belastet.

Aus diesem Grund werden sie einem

angepassten Recyclingverfahren zugeführt,

welches das Eingangsmaterial und die zu

erreichende Rezyklatqualität berücksichtigt. Das

Rezyklat ist der aufbereitete Kunststoff mit

definierten Eigenschaften. Das angepasste

Recyclingverfahren setzt sich aus der trockenund

nassmechanischen Aufbereitung mit

anschließender Trocknung und ggf. Extrusion

und Granulierung zusammen. Die werkstoffliche

Verwertung erzeugt aus den Kunststoffabfällen

Abb. 7

Rücknahmesysteme, wie u.a. das für

Pfandflaschen. Dieses Rücknahmesystem

erzeugt einen nahezu sortenreinen

Kunststoffabfall, welcher mit wenig Aufwand

durch Spritzgieß- und Extrusionsverfahren

verwertet werden kann.

DerRestderKunststoffabfällefälltalsGemisch

an. Diese müssen zunächst in mechanischen

Sortieranlagen in die verschiedenen

Kunststoffsorten geordnet werden. Danach

durchlaufen die Kunststoffe zur Vorbereitung auf

die werkstoffliche Verwertung Prozesse von

Zerkleinerung, Siebklassierung, Windsichtung,


12°E

ein zu Regranulat oder Mahlgut aufbereitetes,

sortenreines Sekundärmaterial.

Auch Abfälle aus Mischkunststoff können

werkstofflich verwertet werden. Diese

Mischkunststoffabfälle werden eingeschmolzen

und ersetzen je nach Anwendung nicht immer

Primärkunststoffe sondern auch Holz und Beton.

1065


Abb. 8

rohstoffliche Verwertung

Bei der rohstofflichen Verwertung werden für

neue Synthesen die Polymere durch chemische

oder thermische Zerlegung in ihre Monomere

oder andere petrochemische Stoffe zerlegt. Diese

petrochemischen Stoffe können hochwertige Öle

oder Flüssiggase sein, welche die fossilen

Rohstoffe, wie Erdöl, Kohle, Erdgas ersetzen.

Eingesetzt wird die rohstoffliche Verwertung,

wenn die werkstoffliche Verwertung nicht

möglich ist, insbesondere bei vermischten

Kunststoffen oder unterschiedlicher

Zusammensetzung. So wird versucht, die

niedermolekularen Bestandteile der Kunststoffe

als Rohstoffe zurückzugewinnen.

Die Zurückgewinnung kann durch zwei

Verfahren erfolgen. Das erste Verfahren ist das

Solvolystische Verfahren. Bei diesem Verfahren

werden Plykondensate oder Polyurethane durch

geeignete Lösungsmittel gespalten und es

entstehen die Monomere. Sollten die

Kunststoffabfälle im Hochofenprozess anstelle

von Schweröl eingesetzt werden, so entsteht

Kohlenstoffmonoxid zur Reduktion von

Eisenoxid. Der Kunststoffeinsatz ist somit ein

Reduktionsmittel.

Das zweite Verfahren ist das thermische

Verfahren. Es beinhaltet die Pyrolyse und

Hydrolyse, bei der die Kunststoffe bei

Temperaturen von 400 °C bis 800 °C unter

Luftausschluss zersetzt werden. Hierbei

entstehen die o.a. petrochemischen Stoffe, ein

hochreines Heizgas und Pyrolyseöl.

Allerdings ist die Erzeugung der

petrochemischen Stoffe durch Rohöldestillaten

einfacher und kostengünstiger, so wird die

Pyrolyse technisch nicht genutzt.

energetische Verwertung

Bei der energetischen Nutzung werden die

Kunststoffabfälle verbrannt mit dem Ziel eines

energetischen Nutzens, der Energiegewinnung

und der gleichzeitigen Vernichtung von

umweltschädlichen Stoffen. Die energetische

Verwertung ist eigentlich kein Recycling, da

keine Aufbereitung des Stoffes stattfindet, der

danach dem Wirtschaftskreislauf hinzugefügt

Abb. 9

107 6



Abb. 10

wird.

dass sie auch die identischen Füllstoffe und

Additive haben. In der Bauindustrie ist eine

sortenreine Trennung nur selten möglich, da

eine sehr große Vielfalt der unterschiedlichen

Kunststoffe dies erschwert. Als Lösung werden in

der Automobilindustrie zur Identifizierung der

einzelnen Kunststoffe Barcodes eingesetzt, die

beim Rückbau ausgelesen werden können.

Vergleich von Kunststoff als Baumaterial mit Beton

und Holz

Verwendung findet die energetische Verwertung,

wenn die Kunststoffabfälle aus technischen,

wirtschaftlichen oder ökologischen Gründen

weder werk- noch rohstofflich verwertbar sind.

Jedoch sind Polymere energiereiche

Verbindungen, da die bei der Produktion

aufgewandte Energie durch den

Energieerhaltungssatz in Form von chemischer

Energie gespeichert wurde.

Die Kunststoffabfälle werden in Kraftwerken,

Hochöfen oder Zementwerken vollständig und

schadstoffarm bei sehr hohen Temperaturen

verbrannt. Dabei können Strom und Wärme

erzeugt werden und der Kunststoff ist ein

Ersatzbrennstoff für fossile Brennstoffe.

Für Duroplasten und Elastomere ist diese

„Recyclingmethode“ die einzige Möglichkeit zur

Verwertung. Jedoch entstehen dabei

umweltschädliche Stoffe.

Downcycling

Sollte keine vollständige Wiederverwertung

möglich sein, so ist das Downcycling eine

Alternative. Beim Downcycling können die

Kunststoffabfälle zu Produkten mit geringeren

Leistungsfähigkeiten verarbeitet werden.

Außerdem können alle Kunststoffabfälle

beispielsweise als Schüttgut, Dämmung, etc.

verwendet werden. Eine Sortenreinheit ist

hierbei anzustreben, aber es ist nicht notwendig,


12°E

Herstellung

Holz ist wohl der älteste Baustoff und ein

nachwachsender Rohstoff, der zusätzlich

während seiner Lebenszeit dauerhaft CO 2

aus der

Atmosphäre aufnimmt und somit sogar der

einzige CO 2

– neutrale Wandbaustoff ist. Als

Baustoff ist Holz durch seine guten

Umwelteigenschaften sehr klimafreundlich, was

aber nur gilt, wenn es aus nachhaltig

bewirtschafteten Wäldern stammt und einen

nicht so langen Transportweg auf sich nehmen

muss. Bei der Herstellung von Beton ist bereits

seit längerem bekannt, dass insbesondere die

Zementherstellung den größten Einfluss auf die

ÖkobilanzvonBetonhatundinsgesamtfür8%

der Treibhausgasemissionen weltweit

verantwortlich ist. Auch wenn sich mit diesem

Baumaterial einzigartige Konstruktionen bauen

lassen, sollte Beton aus Umwelt- und

Klimaperspektive so selten wie möglich

verwendet werden. Aber auch die

Kunststoffproduktion hat enorme Auswirkungen

auf das Klima. Um die Klimaziele des Pariser

Klimaabkommens aus dem Jahr 2015 zu

erreichen, dürfen die Gesamtemissionen bis 2050

den Wert von 420 – 579 Milliarden Tonnen

CO 2

nicht übersteigen. Laut dem Zentrum für

Internationales Umweltrecht (kurz CIEL) kann

allein die Produktion von Kunststoff bis 2050 bei

der aktuellen prognostizierten Wachstumsrate

für einen Ausstoß von 52,5

1087


Abb. 12 Abb. 11

109 8

Gigatonnen CO 2

verantwortlich sein.

Wenn man hierzu

noch die Emissionen

aus der

Verbrennung von

Kunststoffabfällen

dazurechnet, könnten

Kunststoffe 10 -

13% der Gesamtemissionen

ausmachen. Und selbst diese Zahlen

berücksichtigen nicht die Aspekte des

Transports, der Raffinierung und der

Gewinnung fossiler Rohstoffe, die für die

Kunststoffherstellung notwendig sind. Auch

später als Müll setzt Plastik während seinem

Zersetzungsprozess weiterhin kontinuierlich

Treibhausgase frei und landet als Mikroplastik

im Meer.

Gewicht und Materialverbrauch

Durch ihr leichtes Material werden

pneumatische Strukturen in der Architektur

immer attraktiver und gelten als

zukunftsorientiert. Wo Beton ein Gewicht von

2 000 kg/m³ – 2 6000 kg/m³ und Holz 460 – 770

kg/m³ aufweisen, liegt das Gewicht von Plastik

Folie nur bei 110 kg/m³. Während bei einem

Holzfachwerkhaus die Konstruktion durch die

Zusammensetzung

unterschiedlicher

Materialien ein Gewicht von 0,310 t/m³ BRI oder

eine Betonmassivbauweise sogar von 0,431 t/m³

BRI erreicht, weisen pneumatische

Architekturen ein geringeres Gewicht auf. In

Zusammenhang mit dem Entwurf „Bauen mit

Luft“ kamen die Studierenden der Universität

StuttgartaufeinGesamtgewichtvongerademal

26 - 150kg Plastikfolie (inkl. Verschnitt) pro

Entwurf. Insgesamt werden dafür nur 240-1400

m² Folie (inkl. Verschnitt) benötigt. Dadurch,

dass hierbei auf Luft als Dämmmaterial

zurückgegriffen wird, kommt diese Art von

Architektur ohne weitere Materialen und damit

verbundenes Gewicht aus. Da sich auch der

Transport des Baumaterials auf den CO₂-

Fußabdruck des Gebäudes auswirkt, weisen diese

Leichtbauarchitekturen eine deutliche

Einsparung von den damit verbundenen

Tonnenkilometern auf.

Energieeffizienz

Betrachtet man die Energieeffizienz der

unterschiedlichen Bauweisen, so sieht man, dass

HolzkeinesoguteDämmfähigkeitbesitztwie

Beton.Auch inBezugaufdenSchallschutzkann

ein Holzhaus nicht mit einem Betonbau

mithalten. Bedingt durch ihre große Masse

können Betonbauteile nämlich hervorragend

Wärme speichern. Bereits niedrige

Temperaturen reichen, um den Wohnraum zu

wärmen. Kurzfristige Temperaturspitzen gleicht


Abb. 13


der Baustoff Beton durch seine gute Leitfähigkeit

selbstständig aus. Bei einer längeren Kälteperiode

können die Bauteile jedoch auskühlen. Plastikfolie

bildet in Verbindung mit der eingeschlossenen

Luftschicht ebenfalls eine gute Dämmung.

Verschattung und Schallschutz bietet eine Plastikfolie

als Baumaterial jedoch nicht.

Lebensdauer

Betrachtet man die Lebensdauer der

Baumaterialien Holz, Beton und Plastik, sieht

man durch die verschiedenen Materialeigenschaften

große Unterschiede. Beton kann

durch seine enorme Druckfestigkeit und

Feuerfestigkeit überzeugen. Auch Stürme und

Erdbeben können Bauwerken aus Beton meist

nichtsantun.DochauchwennBetonbautenso

stabil sind, halten sie nicht ewig. „Die

chemischen Stoffe, aus denen Beton besteht,

verändern sich mit der Zeit. Zudem nagen Wind,

Wetter und Luftschadstoffe an der Oberfläche.

Die Lebensdauer von Häusern aus Beton

schätzenExpertenaufrund80Jahre,manfindet

aberauchBetongebäude,diemehrals100Jahre

altundtrotzdemnochbewohnbarsind.“¹ Dass

BauwerkewiedasKolosseuminRomoderdas

Pantheon noch stehen, liegt vermutlich an dem

Zement, den die Römer damals benutzt haben.

„Die Gesamtnutzungsdauer von Holzhäusern,

die ab 1985 gebaut wurden, liegt bei 80 Jahren.

Die technische Lebensdauer kann bei normaler

Instandhaltungweitüber100Jahre,wennnicht

garmehrere100Jahrebetragen.Damitziehtdie

Holzbauweise mit dem Massivbau gleich.“ ² Die

Lebensdauer bei Plastik, hängt von den

verschiedenen Plastiksorten und deren Nutzung

ab. Eine Plastiktüte hat zum Beispiel eine

Lebensdauer von 10-20 Jahre, wohingegen eine

Plastikflasche bis zu 450 Jahre in unserem

Ökosystem überleben kann. Aber wie langlebig

ist ein Plastik, das für das Erbauen von

pneumatischen Strukturen verwendet wird?

„Zunächst einmal muss man einen großen


12°E

Unterschied machen zwischen altern und

zersetzen. Die Zersetzung also Auflösung eines

Kunststoffs unter den normalen

Umweltbedingungen kann wirklich tausende

von Jahren dauern. Die Alterung eines

Kunststoffs kann je nach Umstand schon nach

relativ kurzer Zeit von ein paar Jahren einsetzen.

UnterAlterungverstehtmanersteinmalnurdie

Änderung der physikalischen und chemischen

Eigenschaften eines Stoffes, die sich im Ablauf

der Zeit ergibt. Verantwortlich für diese

Änderungen sind unter anderem die Einwirkung

der Umwelt durch Sauerstoff, Licht, UV-

Strahlung, Feuchtigkeit und auch der Röntgen-

Strahlung. Eine entscheidende Rolle spielt die

Temperatur. Denn mit der Zunahme der

Temperatur vollzieht sich der Alterungsprozess

schneller. Das führt bei Kunststoffen zum

Beispiel zu einem Abbau der Makromoleküle, die

den Zusammenhalt des ganzen Werkstücks

beeinträchtigen.“ ³ Wird zum Beispiel eine

verwendete Plastikfolie spröde oder hält der

Druck-oderZugbelastungnichtmehrstand,ist

das pneumatische Gebäude nicht mehr stabil

genug und kann nicht mehr benutzt werden.

Verwertung

Auch in Bezug auf die spätere Verwertung der

verwendeten Materialien, schneiden

pneumatische Strukturen im Vergleich zu

anderen Konstruktionen gut ab. Während bei

Plastikfolien von der Kunststoffsorte Polyethylen

mit hoher Dichte (PE-HD) insgesamt 1/3 der

Abfälle stofflich und 2/3 energetisch verwertet

werden, wurde vom gesamten Altholzaufkommen

in Deutschland 2015 nur ca. 1/10

des Altholzes stofflich verwertet. Bei Beton sind

weniger als 2/3 der verbauten Betonmenge

stofflich sauber trennbare Betonbauteile. Diese

wiederum können zu ca. 95% stofflich verwertet

werden. Bei der Herstellung und Entsorgung von

Kunststoffen, werden mehrere Tonnen CO 2

1109

“Nachhaltigkeit <Running von Kurzreferate Pneus Header> in Bauindustrie”

ausgeschüttet und auch durch ihre Basis aus

Erdöl sind Kunststoffe alles andere als

ressourcenschonend. Kunststoff ist aber nicht

gleich Kunststoff, da sich Thermoplaste,

Elastomere und Duroplasten in ihren

Materialeigenschaften unterscheiden. Durch

Zugabe von Additiven können sich ebenfalls die

Materialeigenschaften der Kunststoffe ändern

und auch das spätere Recycling beeinträchtigen.

Von den verschiedenen Verwertungsverfahren,

bietet die werkstoffliche die größte

Wiederverwertbarkeit. Somit muss man schon in

der Anfangsplanung die Verwertung nach dem

Gebrauch berücksichtigt werden. Letztendlich

sind aber nur Thermoplaste vollständig

wiederverwertbar und mit ihren Eigenschaften

und ihrem geringen Gewicht als Kunststofffolie

in pneumatischen Strukturen verwendbar.

Biokunststoffe

Biokunststoffe sind ebenfalls Polymere, die sich

in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

unterteilen lassen und die sich mit Maschinen

der herkömmlichen Kunststoffindustrie

verarbeiten lassen. Sie sind Kunststoffe, die aus

nachwachsenden Rohstoffen (biobasiert)

hergestellt werden und/oder sich biologisch

abbauen lassen. Die biologische Abbaubarkeit

muss den Nachweis der Kompostierbarkeit nach

EN 13432 erfüllen. So ergeben sich drei Arten

von Bioplastik. Die erste Art ist erdölbasiert und

biologisch abbaubar. Die Zweite dagegen ist

biobasiert und biologisch abbaubar. Ebenfalls

Abb. 15

Abb. 14

111

10

biobasiert ist die dritte Art, diese ist jedoch nicht

biologisch abbaubar. Als Vergleich der

herkömmliche Kunststoff ist erdölbasiert und

nicht biologisch abbaubar. Ob ein Kunststoff

biologisch abbaubar ist, hängt von der

chemischen Struktur ab. So gibt es u.a.

erdölbasierte Kunststoffe, welche kompostierbar

sind und biobasierte Kunststoffe, die nicht

biologisch abbaubar sind. Bekannte

Biokunststoffe sind PLA (Polyactid), Bio-PE, CA

(Celluloseacetat) oder PCL (Polycaprolacton).

Sie können aus natürlich vorkommenden

Biopolymeren wie Cellulose oder Stärke

hergestellt werden, andererseits auch aus

Biomonomeren die zu Biokunststoffen

polymerisiert werden.


“Nachhaltigkeit <Running von Kurzreferate Pneus Header> in Bauindustrie”

Abb. 16

biobasierte Kunststoffe

Die biobasierten Kunststoffe werden aus

Biomasse (Zucker, Stärke oder Pflanzenfasern)

oder Biopolymeren, die aus Algen oder

Bakterien erzeugt werden, hergestellt, welche aus

nachwachsenden Rohstoffen stammen. Trotz der

Kennzeichnung „biobasiert“ können die

Biokunststoffe mit erdölbasiertem Kunststoff

gemischt sein sog. Blends. Ebenso können sie

auch Füllstoffe und andere Additive beinhalten,

die sich auf ihre mechanischen Eigenschaften

auswirken.

Nachwachsende Rohstoffe für Biokunststoffe

werden in drei Generationen eingeteilt. Die erste

Generation umfasst die Lebensmittel, wie

beispielsweise Mais oder Zuckerrohr. Unter die

zweite Generation fallen nicht

lebensmittelbasierte, wie Bagasse oder

landwirtschaftliche Abfälle. Die dritte

Generation von Rohstoffen bezeichnet nicht

lebensmittelbasierte, bodenunabhängige

Kulturen wie Algen oder Bakterien.

Über die Generationen lässt sich allerdings

nichts pauschal zur Umweltverträglichkeit oder

den Klimafolgen der Kunststoffe aussagen, da

hierbei auch die Umweltauswirkung der

Rohstoffgewinnung und der Recyclebarkeit oder

Kompostierbarkeit abhängt.

Biobasierte Kunststoffe können ebenfalls

biologischabbaubarsein,jedochsinddasStand

2016 nur 23,2%. Außerdem sind sie nicht immer

recyclebar, aber immer verbrennbar zur

energetischen Verwertung. Biobasierte

Kunststoffe sind u.a. CA (Celluloseacetat), PLA

(Polyactid) oder Bio-PE (Bio-Polyethylen).


12°E

Außerdem sind sie nicht immer recyclebar, aber

immer verbrennbar zur energetischen

Verwertung. Biobasierte Kunststoffe sind u.a. CA

(Celluloseacetat), PLA (Polyactid) oder Bio-PE

(Bio-Polyethylen).

biologisch abbaubare Kunststoffe

Nach der DIN-Norm 16208 umfasst die

biologische Abbaubarkeit die Eigenschaft eines

Stoffes, durch Mikroorganismen in Anwesenheit

von Luftsauerstoff zu Kohlendioxid, Wasser,

Biomasse und Mineralien sowie unter

Luftabschluss zu Kohlendioxid, Methan,

Biomasse und Mineralien zersetzt zu werden,

wobei kein Zeitraum definiert ist. Die

biologische Abbaubarkeit beschreibt also die

Zersetzung des Bioplastiks in seine Bestandteile,

welche in der Natur vorkommen, wie

beispielsweise Kohlenstoffdioxid und Wasser. Im

Gegensatz dazu bezieht sich die Abbaubarkeit

von Kunststoffen auf die Verwitterung oder den

Zerfall in Mikroplastik.

112

Abb. 17

Abb. 18


Abb. 19

Beim Verfahren der Kompostierung geschieht

der Prozess des biologischen Abbaus unter

idealen künstlich herbeigeführten Umständen.

Jedoch können nicht alle biologisch abbaubaren

Kunststoffe kompostiert werden. Ebenso kann

der biologische Abbau zu lang dauern für die

Kompostieranlagen, da die Bioabfälle dort nicht

lange genug aufbewahrt werden. Nach EN 13432

ist ein Produkt biologisch abbaubar, wenn es

innerhalb von 90 Tagen in industriellen

Kompostierungsanlangen zu mindestens 90%

zerfällt. Allerdings dauert die Kompostierung in

derRegelnursechsbiszehnWochen.Ebenso

werden Biokunststoffe schon vorher raussortiert,

da sie sich von normalen Kunststoffen kaum

unterscheiden und landen so in der

Restmüllverwertung.

Biologisch abbaubare Kunststoffe können

biobasiert sein, allerdings können dies unter den

entsprechenden Umständen auch erdölbasierte

Kunststoffe sein, wie PCL (Polycaprolacton).

Voraussetzung der biologischen Abbaubarkeit ist

die chemische Struktur des Stoffes. So verhalten

sich beispielsweise Bio-PET oder Bio-PVC wie

synthetisch erzeugtes PET oder PVC.

Dagegen sind neuartige Biopolymere wie

Polyactid (PLA) biologisch abbaubar, solange

eine Sortenreinheit gegeben ist.

Recycling Biopolymere

Die zweite Generation der Biokunststoffe, welche

nicht lebensmittelbasiert sind, sind kurzlebige

Kunststoffe, die sich kompostieren lassen. Eine

lange Funktionsdauer wird bei den

Biopolymeren der dritten Generation angestrebt.

Ebenso wird speziell darauf geachtet einen hohen

Anteil an nachwachsenden Rohstoffen zu

verwenden, die trotzdem annähernd die

Eigenschaften von konventionellen Rohstoffen

besitzen. Dabei sollen sie einen möglichst

geschlossenen Materialkreislauf aufweisen. Das

Recyceln von Biopolymeren ist mit einem

Downcyclingeffekt verbunden, wobei die

mechanischen Eigenschaften sich vermindern.

Hauptsächlich werden Biopolymere energetisch

verwertet, da sie eine nahezu CO 2

- neutrale

Energie liefert. Bei der Verbrennung wird nur so

viel Kohlenstoffdioxid freigesetzt, wie der Pflanze

des nachwachsenden Rohstoffs beim Wachstum

entzogen wurde. Die gleiche Menge

Kohlenstoffdioxid würde beim natürlichen

Abb. 20

Abb. 21

113 12



biologischen Abbau emittieren. Da dem

Biopolymer oft Füllstoffe und Additive

hinzugegeben werden, sind sie nicht vollständig

CO 2

- neutral.

Manche Biopolymere, wie Polyactid (PLA)

können in ihre Monomere zerlegt werden und

neu polymerisiert werden. Das Resultat draus, ist

das sie sich ohne Verlust ihrer Eigenschaften

recyceln lassen sog. Chemisches Recycling. Dies

ist möglich, da Biopolymere eine geringere

chemische Beständigkeit aufweisen als

konventionelle Kunststoffe und so weniger

Energie zur Aufspaltung in ihre Monomere

benötigt wird.

Abb. 22

PLA

Eines der bekanntesten Biopolymere ist das

Polyactid, welches biobasiert und biologisch

abbaubar ist. Die nachwachsenden Rohstoffe,

welche zur Herstellung von PLA benötigt

werden, sind Stärke und Zucker. Stärke und

Zucker gehören zu der ersten Generation der

biobasierten Ausgangsstoffe. Die Stärke wird

zunächst zu Glucose über das Verfahren der

Hydrolyse umgewandelt. Die Glucose wird von

Mikroorganismen zu Milchsäure fermentiert.

Nach der Fermentation wird die Milchsäure zu

Lactide dehydriert. Der letzte Schritt zur

Herstellung von Polymilchsäure (Plyactide/PLA)

ist die Polymerasition. Über diesen

Herstellungsweg ist die Möglichkeit vorhanden,

die chemische Struktur des PLA und seine

Eigenschaften gezielt anzupassen.

Polyactide sind kratzfest, wasserbeständig,

transparent und besitzen gute mechanische

Eigenschaften.

Verwendet wird PLA in der

Verpackungsindustrie, Getränkeflaschen und

Elektrogerätegehäuse.


12°E

Vor- und Nachteile von Bioplastik

Bei der Herstellung von biobasierten

Kunststoffen werden keine fossilen Ressourcen

verbraucht. Außerdem werden auch keine

Treibhausgase, wie CO 2

und Methan freigesetzt.

Ebenfalls bieten Biopolymere im Zuge des

Recycling Vorteile, da durch die energetische

Verwertung eine nahezu CO 2

- neutrale Energie

geschaffen wird.

Ebenfalls können Biopolymere im Gegensatz zu

konventionellen Kunststoffen biologisch

abgebaut werden, wodurch sie weniger

Umweltbelastend sind und kein Mikroplastik

hinterlassen.

Nachteile von Bioplastik ist hauptsächlich in der

Landnutzung auszumachen. Denn der Anbau

der nachwachsenden Rohstoffe, die zur

Herstellung von Bioplastik verwendet werden,

steht in Konkurrenz zum Anbau für die

Nahrungsversorgung. Ebenso kann die Folge die

Abholzung von Wäldern, zur Schaffung von

neuen Agrarflächen, sein und den Boden

erheblich belasten.

Greenwashing

Durch die nicht unerheblichen Nachteile von

Biokunststoffen werfen Kritiker der Industrie

114 13

<Running Kurzreferate Header>

Abb. 23

eine gezielte Verbrauchertäuschung vor, um

Gewinne zu machen und nicht um eine

nachhaltige und umweltfreundliche Lösung des

Plastikproblems finden. So wird beanstandet,

dass Biokunststoffe mehr aus pflanzlichen

Abfallprodukten hergestellt werden sollen, damit

sie nicht in Konkurrenz mit dem benötigten

Nahrungsmittelanbau stehen und den Boden mit

Düngemitteln oder Übersäuerung belasten.

EbensokannauchdieAngabeaufdemProdukt

den Verbraucher täuschen. Wenn die

Verpackung nicht aus 100% Biomasse besteht,

kann sie nicht biologisch abgebaut werden und

ist für die Verwertung nicht geeignet, da sie

nicht sortenrein ist. Sollte auf der Verpackung

„zu 80% aus Biomasse“ stehen, klingt das im

ersten Moment gut, aber nützt nur dem Image

des Anbieters.

Ein weiterer Aspekt ist die Kennzeichnung als

„biologisch abbaubar“, da die Biopolymere

teilweise nur unter sehr spezifischen

Bedingungen abgebaut werden, die in der

Umwelt nicht gegeben sind. Diese Bedingungen

werden künstlich in Kompostieranlagen

herbeigeführt. Sollten Biopolymere in die Natur

bzw. Ozeane gelangen können sie dort nicht

abgebaut werden. Deshalb sollte Bioplastik nicht

indieUmweltgelangen,auchwennerals

biologisch abbaubar gilt.

115 14

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass

pneumatische Architektur im Vergleich zur

Massivbauweise durchaus eine Innovation sein

kann. Sie bietet einen geringen

Materialverbrauch, sodass durch die wenigen

Transportwege, die benötigt werden, ein weitaus

kleinerer CO 2

-Verbrauch erzielt wird. Dadurch,

dass diese Pneus im unaufgeblasenen Zustand

leicht und kompakt sind, können sie flexibel

eingesetzt werden. Probleme tauchen aber bei

der Herstellung der verwendeten Plastikfolien

auf,dadieHerstellungvonPlastikerhebliche

Auswirkungen auf unsere Umwelt haben, welche

nicht unterschätzt werden dürfen. Durch ihre

homogene Materialwahl kann man

pneumatische Strukturen nach Gebrauch

problemlos verwerten. Die Lebensdauer von

Pneu-ArchitekturkannmitdervonHolz-oder

Betonbauten jedoch nicht mithalten, weshalb

pneumatische Konstruktionen aktuell nur für

temporäre, kleine Strukturen verwendet werden

können, wie z.B. als Notunterkünfte in

Krisenregionen. Am ressourcenschonendsten

und klimafreundlichsten, wäre der Erbau von

pneumatischer Architektur aus biologisch

abbaubaren und biobasierten Kunststoffen wie

z.B. PLA, die jedoch aktuell noch teuer sind und

auch hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit

Verbesserungen erfordern.


<Running Kurzreferate Header>

Literatur

Knippers,J; Cremers,J; Gabler,M; Lienhard,J; . 2010. Atlas

Kunststoffe + Membranen. Institut für internationale Architektur-Dokumentation

Arkin, Claire 2019: Plastikatlas 2019. Daten und Fakten über

eine Welt voller Kunststoff. 2 Auflage, Berlin: Heinrich Böll

Stiftung

Winter, Stefan 2008: Holzhäuser. Wertigkeit und Lebensdauer,

(HolzbauHandbuchReihe0,Teil5,Folge1)Bonn:Informationsdienst

Holz

Abbildungen

Abb. 1 Nachhaltigkeit, https://eu.toto.com/de/washlet/

nachhaltigkeit

Abb. 2 Kunststoffe und ihre Verwendung, Innovatives

Brandenburg,https://innovatives-brandenburg.de/de/nachhaltig-heute/kunststoff-recycling/ein-wegweiser-durch-dieplastik-welt

Abb. 3 Thermoplaste,Duroplaste,Elastomere,Knippers,J;

Cremers,J; Gabler,M; Lienhard,J;Atlas, Kunststoffe + Membranen.

Abb. 4 Herstellung Polymere, Knippers,J; Cremers,J;

Gabler,M; Lienhard,J;Atlas, Kunststoffe + Membranen.

Abb. 5 Physikalische und Chemikalische Kunststoff-Verwertungsprozess,

https://www.recyclingmagazin.de/

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Abb. 6 PET Cycle, https://newsroom.kunststoffverpackungen.de/2019/12/12/20-jahre-petcycle/#

Abb. 7 Regranulat Kunststoff, https://interrecycling.eu/de/

regranulat/

Abb. 8 rohstoffliche Verwertung Prozess, https://

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Abb. 10 Verbrennungsanlage energetische Verwertung,

https://klimaschutzagentur-hildesheim.de/plastik/

Abb. 11 weltweites Maximalbudget CO2 Ausstoß, Arkin,

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12°E

Welt voller Kunststoff. 2 Auflage, Berlin: Heinrich Böll Stiftung

Abb. 12 Beitrag von Plastik an Klimakrise, Arkin, Claire 2019:

Plastikatlas2019.DatenundFaktenübereineWeltvollerKunststoff.

2 Auflage, Berlin: Heinrich Böll Stiftung

Abb 14 stoffliche Verwertung von PE-HD, https://

Abb. 13 Materialbestand, https://docplayer.org/25940464-5-

bauwerkspezifische-kennzahlen-5-1-bauabfallmengen-5-2-

zusammensetzung-ausgewaehlter-gebaeudetypen-5-3-abfallentstehung-bei-neubau-und-sanierung.html

www.umweltbundesamt.de/kunststoffe?parent=71842#sekundarproduktion

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Generationen, http://natureplast.eu/de/definitionvon-biokunststoffen/herkunft-von-biokunststoffen/

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Abb. 18

Mikroplastik,https://www.quarks.de/umwelt/muell

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Abb. 19

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/www.umsicht.fraunhofer.de/de/ueber-fraunhofer-umsicht/

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2020/08/25/herstellungsverfahren-von-biokunststoffen/

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PLA-Bio-Abfuellflasche-250ml

Abb. 23

DIN Siegel biobasiert, https://www.br.de/wissen/

PLA Becher, https://sortiment.gebas24.de/de/biobecher-pla.html

nachhaltigkeit/nationale-informationsstelle-nachhaltige-kunststoffe/polymere-kunststoff/biokunststoffe.html#2

bioplastik-bio-kunststoff-siegel-zertifizierung-biologisch-abbaubar-biobasiert-100.html

116 15


16 117

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Stuttgarter Zeitung online 2017, unter: https://www

.stuttgarter-zeitung.de/inhalt.toller-baustoff-alter-beton-haelt-

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lange Lebensdauer”, in: Baulinks-Homepage 2002, unter: https://www.baulinks.de/webplugin/2002/0418.php4

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unter: https://www.stocker-kunststoff.de/koennenkunststoffe-auch-altern/

4 http://natureplast.eu/de/definition-von-biokunststoffen/herkunft-von-biokunststoffen/

5 https://de.wikipedia.org/wiki/Bio-basierter_Kunststoff

6 https://www.fosbos-straubing.de/rethink/types_de

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7 https://www.bund.net/themen/chemie/achtungplastik/schadstoffe-in-plastik/

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11 https://www.wwf.de/themen-projekte/landwirtschaft/bioenergie/bioplastik

12 https://www.carmen-ev.de/2020/08/25/herstellungsverfahren-von-biokunststoffen/

13 https://www.umweltbundesamt.de/kunststoffe

?parent=71842#polypropylen-pp

14 https://www.grin.com/document/105995

15 https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie/

artikel/verwertung-von-kunststoffen

16 https://innovatives-brandenburg.de/de/nachhaltigheute/kunststoff-recycling/kunststoffabfaelle-sinnvoll-verwerten

17 https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel

/nachhaltiger-hausbau-ressourcen-schonen/

18 http://gutebaustoffe.de/wp-content/uploads/

2015/01/bauen_70-73_Serie-Nachhaltigkeit_HM_AB.pdf

19 https://www.energiezukunft.eu/bauen/zementproduktion-kann-klimafreundlicher-werden/

20 https://wohnglueck.de/artikel/nachhaltigbauen-17611

21 https://www.umweltbundesamt.de/altholz#hinweise-zum-recycling

22 https://www.dbz.de/artikel/dbz_Umweltinformationen_fuer_Beton_oekobilanz_und_Umwelt_produktdeklaration_EPD_1873805.html

23 https://www.abfallscout.de/umrechnungsfaktorfolie-gewicht

24 https://www.architektvergleich.ch/ratgeber/spezifisches-gewicht-beton-so-unterscheiden-sich-zement-stahlbeton-und-leichtbeton-c:418864

25 https://www.prehofer-holz.at/fileadmin/bilder/

Produkte/08_Garten/Dichte_und_Haerteklassen_neu.pdf

26 https://docplayer.org/25940464-5-bauwerksspezifische-kennzahlen-5-1-bauabfallmengen-5-2-zusammensetzung-ausgewaehlter-gebaeudetypen-5-3-abfallentstehung-beineubau-und-sanierung.html

27 https://www.espazium.ch/de/aktuelles/recyclingam-bau-quoten-sagen-nicht-alles

28 https://sinplastic.com/lebensdauer-von-kunststoffen/

29 https://www.beton.org/wissen/nachhaltigkeit/

dauerhaftigkeit/

30 https://baustoffbeton.at/nachhaltigkeit/energieeffizienz/

31 https://www.beton.org/wissen/nachhaltigkeit/energieeffizienz/

32 https://www.t-online.de/heim-garten/bauen/

id_43984204/das-holzhaus-energieeffizient-wohnlich-undoekologisch-nachhaltig.html

33 https://www.holz-haus-bauen.de

(Alle zuletzt aufgerufen am 06.01.2022)


Kurzreferate

58°N 12°E

118

Schwebende Kurzreferate Pneus

Eva Dingeldein, Marius Holzinger - Schwebende Pneus

“Schwebende Pneus” + Eva Dingeldein; Marius

Holzinger

119

Bauen mit Luft, Pneus

IBK2 Internationaler Entwurf und Seminar 2021/22 1


Einleitung

Materialien oder Gegenstände treiben im

Wasser, wenn sie genau die gleiche

Dichte haben wie Wasser. Wenn die

Dichte geringer ist, schwimmen oder

schweben sie dementsprechend auf dem

Wasser.

Eine gut aufgepumpte Luftmatratze besitzt

eine viel kleinere Dichte als Wasser,

schwimmt daher auf dem Wasser und

kann sogar noch mehr Gewicht

beziehungsweise eine Person

aufnehmen.

Das Grundprinzip auf dem Wasser

schwebender oder schwimmender pneumatischer

Konstruktionen begegnet uns

an manchen Stellen im Alltag: Beispielsweise

in Form einer Luftmatratze, eines

Stand-Up Boards oder eines Schlauchbootes.

Auch größere Fortbewegungsmittel

wie Luftkissenboote folgenden

dieser Funktionsweise.

Neben Ingenieuren, die Luftkissenboote

entwickelt haben, haben sich auch verschiedene

Künstler*innen das Prinzip

schwimmender Pneus zunutze gemacht,

um sich auf dem Wasser fortzubewegen

oder Installationen und Kunstwerke auf

dem Wasser zu verwirklichen.

Diese unterschiedlichen Schwerpunkte

werden an Beispielen von Kunst und Installationen,

technisch entwickelten

Fortbewegungsmitteln und Nutzungsgegenständen

aus dem Alltag erläutert.

2

58°N 12°E

IBK2_Seminar WS 2021/22

120


Kunst und Installation

Im 20. Jahrhundert beschäftigten sich

verschiedene bildende Künstler*innen in

der Konzept- und Installationskunst mit

aufblasbaren Objekten und minimalistischen

Werken, die aus Luft bestanden.

“Während Ian Baxter Werke von Donald

Judd oder Mark Rothko in aufblasbare

Strukturen verwandelte, bliesen Hans

Haacke, Josep Ponsati, Christo und Panamarenko

ihre Werke derart auf, dass man

den Eindruck hatte, sie würden

schweben.” 1

Mit Beispielen von Jeffrey Shaw, Christo

und Jeanne-Claude werden im Folgenden

Installationen erläutert, die aufgrund

ihrer pneumatischen Konstruktion tatsächlich

auf dem Wasser schweben und

betreten, beziehungsweise benutzt werden

können.

Jeffrey Shaw, 1944 in Melbourne geboren,

ist ein bildender Künstler und gilt

unter anderem als eine Leitfigur in der

neuen Medienkunst.

Nachdem er 2 Jahre Architektur und

Kunstgeschichte studierte, verließ er

Australien. In Mailand studierte er Bildhauerei,

wurde Mitbegründer der “Artist

Placement Group” in London und der

“Eventstructure Research Group” in Amsterdam.

1991 wurde er Direktor im Zentrum

für Kunst und Medien Karlsruhe

(ZKM) und 1995 Professor für Medienkunst

an der Hochschule für Gestaltung

Karlsruhe.

Er realisierte verschiedene Objekte, Installationen

und Pavillions mit Luft

beziehungsweise pneumatischen Strukturen.

Als Beispiele können “Corpocinema”

1967 in Amsterdam, “Airground”

1968 in Brighton oder das “Auditorium”

1971 in Arnhem genannt werden.

Er sah die Gestaltung und Planung der

Umwelt einer Epoche nicht als neutral an,

sondern als Ausdruck verschiedener Haltungen.

Er war der Meinung, dass es eine

neue Bewegung hin zu einer Umwelt mit

mehr persönlicher Freiheit und Autonomität

braucht und, dass pneumatische

Strukturen eine umsetzbare Technologie

für die Realissierung dieser

architektonischen Ideale bietet.

Mit dem “Waterwalk” setzte Shaw 1969

seine erste auf dem Wasser schwebende

und begehbare pneumatische Installation

um. Ein drei Meter hoher Tetrader

aus transparenten oder farbigen PVC-

Folien konnte durch einen wasserfesten

Reißverschluss betreten und anschließend

mit Luft gefüllt werden.

121

Jeffrey Shaw



Abb. 1


In aufgeblasenem Zustand konnten eine

oder mehrer Personen in der Struktur auf

dem Wasser laufen. Der “Waterwalk”

wurde auf Seen, Flüssen und dem Meer

getestet und präsentiert. Laut Shaw war

die generelle Euphorie für diese pneumatische

Erfindung sehr deutlich

spührbar.

Angesichts der Vorstellung für die

Nutzung und Entwicklung des “Waterwalks”

in der Zukunft, veröffentlichten

sie das Konzept bei zahlreichen Veranstaltungen

in den Niederlanden,

Deutschland, England, Australien und in

weltweiten Publikationen. Sie gingen

davon aus, dass die Leute aufgrund der

einfachen und günstigen Fertigung und

der Verfügbarkeit des Materials anfangen

würden, die Struktur nachzubauen. Diese

Erwartung wurde jedoch nicht bestätigt.

Stattdessen erhielten sie zahlreiche Anfragen,

wo oder wie man den “Waterwalk”

kaufen könne.

Mit dem “Waterwheel” entwickelte er

1970 eine weitere Art des Fortbewegens

oder Spielens auf dem Wasser.

Den “Waterwalk Tube” setzte er 1970 auf

dem Maschsee in Hannover während des

Street Art Festivals um. Die Luftröhre

hatte einen Durchmesser von drei Metern,

war 250 Meter lang und konnte

jeweils am Ende/Anfang betreten werden.

Abb. 2

Abb. 3

4

58°N 12°E


122


Abb. 4

123

Christo und Jeanne-Claude

Christo und Jeanne-Claude waren ein

Künstlerehepaar, welches vor allem

durch ihre vielen Verhüllungsprojekte

bekannt wurde: Den Verhüllten Reichstag

in Berlin 1995, Verhüllter Pont Neuf in

Paris 1985 und zuletzt der verhüllte Arc

de Triumph in Paris 2021. Aber auch sie

setzten sich mit pneumatischen Strukturen

auseinander beziehungsweise

machten sie sich bei ihren schwimmenden

Projekten zunutze.

Bei der documenta IV in Kassel 1986

errichteten sie mit dem “5600 Cubicmeter

Package” die bis dahin größte aufblasbare

Struktur ohne zusätzliches

Tragwerk. Das Packet wog Sieben Tonnen

und bestand aus 2.000qm Trevira

Gewebe, welches wiederum mit PVC und

einem Seilnetz ummantelt wurde.


Mit ihrem Projekt “Ocean Front” 1974

am Kingʼs Beach in Newport verhüllten

beziehungsweise bedeckten sie zum ersten

Mal eine Wasserfläche. Um das Polypoprylen-Gewebe

schwimmen zu lassen

nutzten sie jedoch einen Baumstamm

und noch keine pneumatische Konstruktion.

Diese setzten sie dann 1983 bei

“Surrounded Islands” in der Briscayne

Bay, Florida ein. In der Bucht vor Miami

wurden Elf Inseln mit einem pinken Polypoprylen-Gewebe

umrundet. Die

äußeren Ränder des Stoffes wurden an

einen gleichfarbigen Luftschlauch mit

30cm Durchmesser befestigt und

schwammen dadurch auf der Wasseroberfläche.

Auf dem Iseosee in Italien setzte Christo

2016 dann mit “The floating piers” eine

schwimmende und sogar begehbare Installation

um. Die erste Idee hierzu entwickelten

Christo und Jeanne-Claude

schon 1970 gemeinsam. Nach Jeanne-

Claudes Tod 2009 setzte Christo sie jedoch

alleine 2014-2016 um. Mit

220.000 würfelförmigen Schwimmkörpern

aus hochverdichtetem Polyethylen

wurden Plattformen zusammengesetzt,

die anschließend mit einem orangen

Kunststoffgewebe bedeckt wurden. Die

Zusammensetzung der Würfel ermöglichte

einerseits eine gewisse Beweglichkeit

auf der Wasseroberfläche

und sorgte aber auch für die benötigte

Festigkeit und Sicherheit. Die Stege wurden

mit 220 Gewichtsankern, die etwa 6

Tonnen wogen, auf dem Boden des Sees

befestigt.

Für Sechzehn Tage war die schwimmende

Plattform begehbar und ermöglichte

es den Besuchern*innen auf

insgesamt 3km von Sulzano zu den In-


Abb. 5

Schwebende Kurzreferate

Pneus

seln Monte Isola und Isola di San Paolo zu

laufen und diese zu umrunden. Der orange-farbige

Stoff zog sich noch über

2,5km durch die Fußgängerzone in

Sulzano und Peschiere Maraglio. Von den

Bergen, die den Iseosee umgeben, konnten

“The floating piers” auch von oben

betrachtet werden. Aufgrund des hohen

Andrangs von Besucher*innen und Unwettern

wurden die Plattformen über

Nacht für Reparaturen und Reinigungen

geschlossen.

Kurze Zeit nach den schwimmenden Stegen

auf dem Iseosee in Italien, schwebte

auf dem Serpentine Lake im Hyde Park in

London “The London Mastaba” von

Christo und Jeanne-Claude. Die temporäre

Skulptur wurde im Zusammenhang

mit einer Ausstellung zu ihrer 60

Jahre zurück gehenden Arbeit mit

Ölfässern errichtet, die in den Serpentine

Galleries präsentiert wurde.

“The London Mastaba” bestand aus

6 58°N 12°E

7.506 Ölfässern, die horizontal

aufeinander gestapelt wurden. Diese

wurden von einer schwimmenden Plattform

und einem Stahlgerüst getragen.

Für die Plattform verwendete Christo die

gleichen Polyethylen Würfel, die er auch

schon für die schwimmenden Stege verwendete.

Die Skulptur wog ungefähr 600

Tonnen und war mit 32 Ankern am Grund

des Sees befestigt.


Abb. 7 Abb. 6

124

Schwebende Kurzreferate

Pneus

Fortbewegungsmittel

Ende des 19. Jahrhunderts begannen erste

Ingenieure das Fortbewegungsmittel

Boot neu zu denken.

Das Ziel hierbei war es den Widerstad zu

verringern um somit über das Wasser zu

gleiten, anstatt es zu brechen.

entwickelt.

1959 wurde das erste

Luftkissenfahrzeug zu Wasser gelassen

und legte erstmals die Strecke im englischen

Kanal von Calais zu Dover in gerade

einmal zwei Stunden zurück.

Abb. 9

Das erste Konzept eines “air-cushion”

Fahrzeuges wurde von dem britischen

Ingenieur Sir John Thornycroft 1870 entwickelt,

um den widerstand eines Bootes

während der Fahrt zu verringern,

wodurch der Eindruck vermittelt werden

sollte, dass es schweben würde.

Abb. 8

Sir Christopher Cockerell

Der britische Erfinder Sir Christopher

Cockerell entwarf 1955 mit der Unterstützung

der britischen Regierung den

ersten Prototyp eines

Luftkissenfahrzeugs, dem SR.N1.

Bei der ersten Idee handelte es sich um

einen Versuch, bei dem zwischen zwei

Dosen Luft geblasen und ihre Reaktion

beobachtet wurde. Aus dieser Beobachtung

wurde das erste Luftkissenfahrzeug

Funktionsweise

Bei Luftkissenfahrzeugen ist der gesamte

Rumpf eine flexible Schürze, welche

durch ein Gebläse ein stetiges Luftkissen

im umkleideten Bereich aufbaut. Auf

diesem Luftkissen schwebt das Boot nahezu

berührunglos über dem Boden,

oder dem Wasser.

Einsatzmöglichkeiten

Durch ihre Funktionsweise sind

Luftkissenfahrzeuge vielfach einsetzbar.

Da sie amphibisch sind, können sie

sowohl auf Wasser, als auch auf dem

Land fahren.

Dies birgt den Vorteil, dass

Luftkissenfahrzeuge in schwierigen gebieten

eingesetzt werden können, und

somit keine Unterbrechungen durch sich

ändernde Bedingungen nötig ist.

Technik

125


Seit der Erfindung durch Sir Christopher

Cockerell wurden immer größere



Abb. 10

Luftkissenfahrzeuge entickelt, um

höhere Lasten transportieren zu können.

Diese werden über zwei 12 Zylindermotoren

von MAN betrieben.

In Folge der Bezinpreissteigerungen

1970, wurde die einst revolutionäre Entwicklung

in immer weniger Bereichen

verwendet, da dies nicht mehr

wirtschaftlich gewesen wäre.

Obwohl die Nachfrage nach

Luftkissenfahrzeugen sehr gesunken ist

und kaum mehr Absatz generiert werden

kann, glauben die Britten weiter an ihre

Luftkissenfahzeuge und versuchen diese

für die aktuelle Zeit nutzbar zu machen.

Auch bei Luftkissenfahrzeugen macht die

Elektrifizierung keinen halt, deshalb

lieferte 2016 Griffon Hoverwork ihre

Neuentwicklung an ihren ersten Kunden

aus. Das Luftkissenfahrzeug hat eine Hybride

Lösung, indem es einen Elektround

einen Dieselmotor besitzt. Die neue

Technick soll alle Aspekte der Nachhaltigkeit

vereinen und den Weg in die

Zunkunft von Luftkissenfahrzeugen

weisen.

Sinne genutzt werden, da sie in einer Zeit

von uneinschätzbaren Umweltbedingungen

die Flexibilität beibehalten können

um jegliche Orte im Notfall zu erreich.

Nachhaltigkeit

Durch die Luftschicht, auf der ein

Luftkissenfahrzeug schwebt, hat es einen

sehr geringen einfluss auf die Natur und

lässt diese förmlich unberührt, was auch

in der Zukunft noch wichtig werden

kann.

Aktuell darf man Luftkissenfahrzeugen

jedoch keine grüne Plackette aufkleben,

da eine Technick, die mit V12 Motoren

betrieben wird nicht einem nachhaltigen

Sinne entspricht.

Zukünfig können Luftkissenfahzeuge jedoch

wieder an Bedeutung gewinnen, da

sie den Menschen nicht nur an

schwierige Plätze befördern können,

sondern dabei auch die Umwelt nicht

groß beschädigen und die Natur

geschont wird.

Abb. 11

Auch zukünftig werden

Luftkissenfahrzeuge hauptsächlich im

Militär, aber auch im kommerziellen

8 58°N 12°E


126


Stand-Up-Paddeling

Im laufe der 2000er Jahre hat sich Stand-

Up-Paddeling, kurz SUP, zu einer eigenständigen

Wasserportart entwickelt.

Die anfangs noch wie Surfbretter aufgebauten

Stand-Up-Paddels haben sich mit

dem Sport weiterentwickelt, wodurch die

iSUP, die inflatable Stand-Up-Paddel-

Boards entstanden sind.

Aufbau

Stand-Up-Boards lassen sich in Drei verschiedene

Aufbauformen unterteilen. Die

Single Layer Construction, die Single

Layer + Stringer Construction und die

Double Layer Construction.

Eines haben allerdings alle gemainsam.

Im Boardkern befinden sich tausende Fäden.

Diese Verbindung aus Fäden wird

als “Drop Stitch” bezeichnet. Beim aufblasen

des Boards dehnen sich die Fäden

bis zu einem bestimmten Punkt aus,

worduch sie dann dem SUP die Form,

sowie die Steifigkeit geben.

Die obere und untere Schicht besteht

jeweils aus einer PVC Lage, die je nach

Ausführung auch doppellagig ausgeführt

sein kann.

Der Rand eines SUP-Boards, der so

genannte Belt bzw. Railbelt, bietet die

Möglichkeit der Außenhaut eine gestalterische

Note zu geben. Aber nicht nur

das, die PVC Schicht trägt zusätzlich zur

Steifigkeit und Haltbarkeit des Boards

bei.

Die Deckfläche eines Boards wird aus

EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer)

Kunststoff hergestellt. Dieser ist sehr

zäh, flexibel und formstabil unter

Wärme, wodurch er optimal für den Einsatz

im Außenbereich, sowie den Einsatz

unter schwierigen Bedingungen geeignet

ist.

Abb. 12

127




Literatur

Botschuijver, T. and Shaw, J. 1972. International

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Eventstructures, 2-4. Delft University of Technology,

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Shaw, J. Botschuijver, T. and Wellesley-Miller, S.

Waterwalk. jeffreyshawcompendium.com/portfolio/waterwalk-tube


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10 58°N 12°E

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/de.wikipedia.org/wiki/Luftkissenfahrzeug


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03.01.2022]

Abbildungen

Titelbild Waterwalk, Pieter Boersma, jeffreyshawcompendium.com/portfolio/walterwalk

Abb. 1 Waterwalk, Pieter Boersma, jeffreyshawcompendium.com/portfolio/walterwalk

Abb. 2 Waterwheel 1, Pieter Boersma, spatialeffects.nl/albums/water

Abb. 3 Waterwalk Tube, Pieter Boersma, Jeffreyshawcompendium.com/portfolio/walterwalktube

Abb. 4 Christo and Jeanne-Claude,Surrounded

Islands, Wolfgang Volz, wolgangvolz.com

Abb. 5 Christo e Jeanne-Claude The Floating

Piers, Wolfgang Volz, floornature.de

Abb. 6 The floating Piers: von Peschiere aus auf

die schwimmenden Stege!, Welz, kun

stundreisen.com/2016/07/floating-piers

Abb. 7 Christo and Jeanne-Claude The London

Mastaba, Wolfgang Volz, wolfgangvolz

.com

Abb. 8 SR.N1. (National Arhives 1963)

https://en.wikipedia.org/wiki/

SR.N1#/media/File:SRN1_Hovercraft.jpg

Abb. 9 Hovercraft-Scheme. (Messer W. 2007)

https://de.wikipedia.org/wiki/

Luftkissenfahrzeug#/media/Datei:

Hovercraft_-_scheme.svg


128


Abb. 10 Griffon Hoverwork 995ED,

griffonhoverwork.com/media/1123/

995ed-electric-drive-hovercraft.jpg?

height=159&width=555&quality=100

&mode=crop&center=0.5,0.5&bgcolor=

Abb. 11 Hike Metal Products Ltd. AP.1-88/400

https://skill-lync-portal.nyc3.digitalo

ceanspaces.com/tinymce/

07_20/15942063308653.jpg

Abb. 12 Aufbau iSUP, activespirit.at/wp-content/

uploads/2019/08/image_28512.png

Quellen

1 Centre Pompidou-Metz. 2021.

Pressemappe: Aerodream - Architektur,

design und aufblasbare strukturen, S.8

129



Jacob Scholl, Philipp Klein - Geschichte

Geschichte

Kurzreferate

Abb. 1

Kapitel 1 Einleitung

Das Wort Pneu weist diverse Bedeutungen auf. In

der Antike verstand man unter dem aus der

griechischen Sprache stammenden Wort πνεῦμα

pneúma bewegte Luft, Wind, Druck oder Atem. In

einer altertümlichen Erweiterung kann der Begriff

jedoch auch für die Atemseele oder Hauchseele

und damit mit der in vielen Kulturen

gebräuchlichen Vorstellung, dass der Atem als Sitz

der Lebenskraft etwas spirituellem, einem

Lebensgeist entspricht übersetzt werden. In

diesem Artikel soll nur der technische Aspekt

betrachtet werden – in diesem Fall der von mit

einer beweglichen Hülle umschlossener Luft und

der daraus resultierenden Funktionen bzw.

technischen Umsetzungen. Hierbei stellt sich die

Frage nach dem Material, aus dem eine Hülle

gefertigt werden kann. Auch hierauf soll in diesem

Artikel eingegangen werden. Es wird sich zeigen,

dass insbesondere mit wachsenden Zahl zur

Verfügung stehenden Materialien die

unterschiedlichen technischen Anwendungen

(Pneus) sprunghaft ansteigt.

Kapitel 2 Antike

umschlossen wird. Darstellungen auf ägyptischen

Gefäßen zeigen, dass mittels Segel die Windkraft

genutzt wurde um Schiffe auf dem Nil

fortzubewegen.

Eine für die technische Entwicklung wichtiges

Pneu ist der Blasebalg. Durch ihn wurde das

Schmelzen einiger bedeutsamer Metalle wie

Kupfer oder Eisen erst möglich. Voraussetzung für

das Schmelzen von Metallen war das Erreichen

der dafür nötigen Temperatur durch das

Kohlenfeuer. Schon früh erkannte man, dass mit

einem normalen Holzkohlenfeuer, ohne

künstliche Zufuhr von Sauerstoff, nur einige

wenige „weiche“ Metalle geschmolzen werden

konnten. Ein solches natürlich belüfteten Feuer

kann eine maximale Temperaturen von ca. 800°C

erreichen. Mit Hilfe eines Blasrohrs wurden

hingegen schon Temperaturen von bis zu 1300 °C

erreicht. Jedoch erst die Erfindung des Tretbalgs

sorgt für einen hohen kontinuierlichen Luftstrom

und damit zu mehr Sauerstoff für die

Verbrennung, so dass Temperaturen bis zu 1650°

C erreicht wurden. Die Möglichkeit höhere

Temperaturen zu erreichen war ein essenzieller

Faktor für die Verarbeitung „harter“ Metalle.

Wandzeichnungen, wie sie im Tempel von Krank

gefunden wurden, zeigen Szenen eines

Schmelzprozesses, bei dem das Feuer durch aus

Tierhäuten gefertigten Luftkissen angefacht wird.

Abb. 2

2130

In der Antike standen dem Menschen nur eine

beschränkte Anzahl an Materialien zur

Verarbeitung zur Verfügung. Insbesondere waren

dieses Pflanzen und Tiere. Aus Pflanzen konnten

Stoffe gewoben werden, ein Erzeugnis mit dem

schon vor ca. 5000 Jahre v. Chr. erste Segel

hergestellt wurden. Segel kann man in weitem

Sinne ebenfalls als Pneu zählen, da Luft teilweise

Dabei leiten Schläuche ebenfalls aus Tierhaut den

Luftstrom in das Feuer. Der Ursprung der

Abbildungen wird in die Zeit zwischen 1500-1300

v. Chr. im Zusammenhang mit dem ägyptische

Pharao Amenophis III verortet.


Geschichte

Kurzreferate

Abb. 3

Ein Beispiel für die Verwendung eines Pneus in

der Musik ist der Dudelsack auch Sackpfeife oder

Bockpfeife genannt. Auf einem Relief aus dem

hethitischen Reich (ca. 1200 v. Chr.) sind

vermutlich die ersten Abbildung eines

Dudelsackspieler dargestellt..

Eine Verarbeitung des Leders zu Gefäßen, die in

der Lage waren Gase oder Flüssigkeiten

einzuschließen, wird durch Funde in

Mesopotamien belegt. Auf verschieden Reliefs an

Tempelwänden, wurden unter anderm Krieger auf

mit Luft gefüllten Ziegenhäuten, die als

Schwimmhilfe dienen, abgebildet.

Abb. 5

Abb. 4

Das Instrument besteht aus einem Blasrohr,

Pfeifen und einem ledernen Luftsack. Mit Hilfe

des Blasrohrs bläst der Spieler Luft in den Sack.

Durch Zusammendrücken des Sacks wird die

darin enthaltene Luft in die Pfeifen gepresst. Ein

Ventil am Blasrohr verhindert das Zurückströmen

der gepressten Luft in das Rohr.

Sinn und Zweck dieser antiken Luftmatratzen

stellte in jeder der abgebildeten Szenen ein

Gewässerüberqueren dar. Datiert werden die

Darstellungen, die von dem britischen

Archäologen Sir Austen Henry Layard in einem

Tempel in Nineve entdeckt worden, auf die Zeit

zwischen 865-860 v. Chr.

Abb. 6


12°E

UmdasJahr0verstandmaninChinaPapieraus

Pflanzenfasern herzustellen. Aus Papier konnten

sehr leichte Hüllen erzeugt werden. Der

Militärführer und Gelehrten Zhuge Liang,

genannt Kong Ming, stellte die nach ihm benannte

Kongming Laterne her. Eine Papiertüte die mittels

eines dünnen Bambusspans und Drähten in Form

gebracht wird. Ein mit Brennstoff getränktes

Stofftuch befand sich am unteren Ende der

Papiertüte. Nach dem Angezündet des Stofftuchs

1313

Geschichte

Kurzreferate

Abb. 7

wird die Luft im Inneren der Laterne erwärmt.

Sie dehnt sich aus und wird teilweise durch die

geöffnete Unterseite der Hülle herausgedrückt,

Damit wird die Laterne leichter und kann in die

Luft aufsteigen. Der Legende nach versuchten

die eingeschlossenen Truppen Kong Mings

Mithilfe der weithin sichtbaren in die Höhe

gestiegenen Laternen auf ihre ausweglose

Situation aufmerksam zu machen. Die auch als

Himmelslaternen bekannten Objekte gelten als

die ersten Heißluftballons der Welt.

Vor allem im Übergang ausgehend des

Spätmittelalters hin zur frühen Neuzeit werden vor

allem im Bereich der Militärtechnik neue

Erfindungen, auch durch den Einsatz der

Pneumatik, gemacht.

Abb. 8

Abb. 9

Kapitel 3 Mittelalter und Neuzeit

Harnblasen von Tieren, insbesondere von

Schweinen, wurden bearbeitet und als Pneus

verwendet.

Die mit Luft gefüllten Blasen waren kugelförmig

und eigneten sich zum Spielen. Sie fanden

Anwendung als Luftballons. In der schwäbischalemannischen

Fastnacht sind aufgeblasene

Schweinsblasen (Saubloodere), die an Stecken

oder Schnüren geschwenkt werden, ein

traditionelles Narrengerät. Mit den Saublodere

kann Lärm erzeugt werden, sie dienen aber auch

dazu, Passanten oder andere Narren zu

schlagen.

In dem 1532 von C. Wechsel veröffentlichten

Bildband finden sich gleich an mehreren Stellen

Beispiele für den Einsatz von Luft gefüllten Hüllen.

Darunter befinden sich beispielsweise ein erster

Abb. 10

132 4


Geschichte

Kurzreferate

Entwurf für einen Taucheranzug oder auch mit

Luft füllbare Stiefel, die den Beinen eine Stütze

bieten sollten und trotzdem leicht und beweglich

waren.

Der Vorläufer unserer heutigen Luftmatratze

wurde militärisch eingesetzt. Er bot Soldaten eine

bequeme Schlafstätte und konnte aber auch als

Schwimmhilfe eingesetzt werden.

Die Luftmatratze wurde als sogenanntes Windbett

im zivilen Umfeld genutzt. Es hatte den Vorteil

gegenüber gängigen Schlafstätten, dass auf

Das Experiment wurde wenige Monate später im

Beisein des französischen Königs in Versailles

wiederholt und sorgte bei den rund 100.000

Schaulustigen für Erstaunen.

Abb. 11

Abb. 12

Füllmaterial welches schimmeln konnte oder

Ungeziefer Platz bot, verzichtet werden konnte.

Die Erfindung des Windbettes durch den

Polsterers Guillaume Dujardin im 16. Jahrhundert

löste zwar das Ungezieferproblem, platzte aber

leicht. Das besserte sich im 17. Jahrhundert, als in

London Luftmatratzen aus elastischerem Ölzeug

hergestellt wurden. Um 1700 hat man dann in

Frankreich gewachste Segeltücher mit Luft gefüllt

und darauf geschlafen.

Kapitel 4 Moderne

Den beiden Brüdern Jaques (1745-1799) und

Joseph(1740-1810)Montgolfier, Papierfabrikanten

aus Frankreich, gelingt es in einem Experiment

einen mit Papier ausgekleidet Leinensack mit

einem Durchmesser von 12 m durch das

Einschließen von "Rauch" (erwärmte Luft)

aufsteigen zu lassen.


12°E

Noch im November desselben Jahres unternahm

der Franzose Jean François Pilâtre de Rozier

(1754-1785) die erste bemannte Ballonfahrt.

Im Dezember 1783 erfolgte der erste Flug eines

mit Gas gefüllten Ballons. Der Professor für

Abb. 13

1335

Geschichte

Kurzreferate

Abb. 14

Physik, Jacques Charles (1746- 1823), konzipierte

einen Ballon aus gummierte (Pflanzensaft) Seide

den er mit Wasserstoff füllte. Den Ballonmantel

umspannte ein Netz an dem ein kleines Boot hing.

Die nach ihrem Erfinder benannte Charlière legte

auf ihren Jungfernflug 43 km zurück. Um das

Aufsteigen und Absinken des Ballons zu steuern

wurde zum Steigen Ballast abgeworfen und zum

Sinken das Wasserstoffgas ab gelassen. War jedoch

erst einmal der komplette Ballast abgeworfen,

musste der Ballon landen. Da die Flugrichtung der

Ballons von der Windrichtung abhing und man

noch keinen Einfluss auf die Flugrichtung

ausüben konnte beschränkte sich ihr Einsatz

neben Zwecken der Unterhaltung und der

Forschung auf militärische Aufklärungseinsätze

um Schlachtfelder aus der Luft zu beobachten.

Um das Problem der eingeschränkten Steuerung

zu lösen, erfand der Franzose Henri Giffard

(1825-1882) einen zigarrenförmigen Ballon der

mithilfe einer Dampfmaschine in der Lage war,

seinen Kurs selbstständig und unabhängig der

vorherrschenden Windrichtung anzupassen.

war 128 m lang und hatte ein Volumen von 11.300

m³.

LZ1, 1898 von Graf Zeppelin konzipiert, war hatte

als besonderes Merkmal ein Gerippe aus

Aluminium welches aus Ringen aufgebaut war

und mit Leinwänden bespannt wurde.

Pneus fanden auch in der Schifffahrt Anwendung.

Auch die ersten aufblasbaren Boote moderner

Prägung dienten militärischen Zwecken: 1839

testete der Duke of Wellington das erste

aufblasbare Ponton, im Jahr darauf entwarf der

Engländer Thomas Hancock aufblasbare Schiffe..

Abb. 16

Abb. 15

134 6

Das erste Luftschiff die "Giffard I" unternahm

ihrer erste Jungfernfahrt am 24. September 1852.

Das Luftschiff war 44 m lang und hatte ein

Volumen von 2500 m³. In der Folge verlief die

Entwicklung der Luftschiffe hin zu immer

größeren Dimensionen, um die Nutzlast zu

erhöhen. Der erste Zeppelin mit dem Namen LZ1

Er beschrieb sie später in seinem Buch "The

Origin and Progress of India Rubber Manufacture

in England". Mit dem "Rubber", dem


Geschichte

Kurzreferate

Abb. 17

Grundmaterial von Luftmatratze und

Gummiboot, war es aber vorerst nicht weit her.

Zwar hatte der Amerikaner Charles Goodyear

1844 zufällig die Vulkanisation entdeckt und

damit aus dem temperaturabhängig mal spröden,

mal weichen und klebrigen Kautschuk elastischen,

haltbaren Gummi gemacht und im

darauffolgenden Jahr Robert William Thomson

sein vulkanisierten Luftreifen, den er „Aerial

Wheel“ nannte, patentiert, doch es sollte noch

Jahre dauern, bis das neue Material vermehrt

genutzt wurde.

nicht.

1946 wurde die erste luftgestützte Kuppel für

Abb. 18

militärische Zwecke gebaut. Die aus neopren

beschichteten Glasfasergewebe bestehende

Kuppel hatte die Aufgabe, Radarantennen vor

äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Diese

sogenannten Radoms wurden in großer Zahl

weltweit aufgestellt.

Mitte des 20. Jahrhunderts wird der Begriff

Abb. 19

Erst durch John Boyd Dunlop fand der auf

Fahrräder montierte Luftreifen Verbreitung.

Heute spricht im Zusammenhang mit der

Fahrzeugtechnik von Pneu und meint damit

Reifen.

Kapitel 5 Gegenwart

Mit Beginn des 20. Jahrhunderts wird über die

Verwendung von Pneus auch in der Architektur

nachgedacht. Fredrick William Lanchester erhielt

im Jahr 1919 ein US-Patent für „Bau von Zelten

für Feldlazarette, Depots und ähnliche Zwecke im

Allgemeinen aufblasbar, z. B. geformt, verstärkt

oder gestützt durch Flüssigkeitsdruck, unterstützt

durch Luftdruck im Inneren des Zeltes“. Zur

praktischen Umsetzung kam das Patent vorerst


12°E

„Pneu-Architektur“ vor allem im Bereich des

Leichtbaus etabliert. Buckminster Fuller verfolgte

mit seiner Arbeit im Bereich der Leichtbauten vor

allem dem Konzept mit weniger mehr zu

erreichen noch lange bevor Nachhaltigkeit als

Leitmotiv in der Gesellschaft eine Rolle spielte. Er

übernahm eine ökologische Verantwortung für

seine Entwürfe und prägte schon damals den

Begriff "Raumschiff Erde“. Fullers Entwicklung

1357

Geschichte

Kurzreferate

Abb. 20

leichtgewichtiger, geodätischer Kuppeln werden

zu seinem Markenzeichen. Fuller erarbeitete

zusammen mit Berger und Brother leichte

Kuppeln aus pneumatischen Sandwich-Paneelen,

die aus einer doppelwandigen, mit einem Steg

verbunden Membran bestanden.

Das Material für die Kuppel wurde von der US

In seinem in zwei Buchbänden 1962 und 1966

erschienen Werk mit dem Titel „Zugbeanspruchte

Konstruktionen: Gestalt, Struktur und

Berechnung von Bauten aus Seilen, Netzen und

Membranen“ veröffentliche Frei Otto ein

Kompendium der aufgeblasenen Objekte,

Gebäude und Konstruktionen. Seine Bemühung

galten einer Architektur mit der Natur als Vorbild

und speziell die innere Struktur von Pflanzen.

Berühmt geworden sind seine Experimente mit

Seifenblasen-Modellen, den natürlichen Pneus,

die zur praktischen Erforschung von

Membranstrukturen dienten.

Auch Frei Otto greift den Ansatz der maximalen

Abb. 22

8136

Abb. 21

amerikanischen Firma Goodyear und im Militär

Großbritanniens hergestellt. Seine Vorstellungen

der Machbarkeit gingen dabei noch deutlich

weiter. So entwickelte er Konzepte für geodätische

Kuppeln als künstliche Himmelsgewölbe.

Fotomontagen aus dem Jahr 1960 zeigen eine 3,2

km große Kuppel über Manhattan..

Zwar wurden die Machbarkeit solche Bauten auch

von anderen Architekten, wie beispielsweise Frei

Otto durchaus unterstützt, der selbst an

Entwürfen für eine Kuppel in der Antarktis

arbeitete, jedoch blieben sie in allen Fällen

lediglich von theoretischer Natur.

Effizienz in Form von minimalem Materialbedarf

bei maximalem Volumen auf. Das Potenzial was

Otto in den Konstruktionen aus Pneus erkannte,

wird auch an einem Entwurf für ein Luftschiff

namens "Air Fisch" aus dem Jahr 1978 deutlich.

Auch hier werden mehrere Pneus, wie schon 200

Jahre zuvor, zu einem zigarrenförmigen

Flugobjekt zusammengefügt.

Aktuell findet man die Architektur der Pneus vor

allem beim Bau von Sportstätten wie beispielsweise

der Allianz-Arena oder dem für die olympischen

Spiele 2008 in Peking errichten Water Cube.


Geschichte

Kurzreferate

Abbildungen

Abb. 1 Grabkammer des Menna, Ackerschreiber des

Königs, Szene: Wallfahrt nach Abydos

Maler der Grabkammer des Menna - The Yorck

Project (2002) 10.000 Meisterwerke der Malerei

(DVD-ROM)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/common

s/c/c2/Maler_der_Grabkammer_des_Men

na_013.jpg

Abb. 2 Übersicht zur wissenschaftlichen Literatur über

das "Löten und Schweißen in der Antike/Alter

tum" HARTMUT SCHMIDT, Römisch-Germanis

ches Zentralmuseum Mainz

Abb. 3 TU Graz Walls covered with Reliefs at Alaca

Höyük, May 2012, © Gerhard Huber

https://austria-forum.org/af/Geography/Asia/

Turkey/Pictures/Hattusa/Walls_covered_with_Re

liefs_at_Alaca_Hoeyuek_1

Abb.12

Abb.13

Renatus fünf Bücher über Kriegswissenschaften

und Kriegskunst der Römer

MDZ-Münchener DigitalisierungsZentrum Digi

tale Bibliothek

Montgolfier's balloon from a system of aeronautics

(1850) by John Wise (1808-1879)

https://img.rawpixel.com/s3fs-private/rawpixe

l_images/website_content/pd20-tong-020001.jpg

?w=800&dpr=1&fit=default&crop=default

&q=65&vib=3&con=3&us

m=15&bg=F4F4F3&auto=format&ixlib

=js-2.2.1&s=46f1cf976036e865b2d8518cf94b8082

Departure of Jacques Charles and Marie-Noel

Robert’s ‘aerostatic globe’ balloon from the Jardin

des Tuileries, Paris, on Dec. 1, 1783.

United States Library of Congress LC-DIG-ppm

sca-02284 Antoine Louis François Sergent dit Ser

gent-Marceau (1751–1847)


s/9/90/Jacques_Charles_Luftschiff.jpg

Abb. 4

Abb. 5/6

Abb. 7

Abb.8

Stich aus der Enzyklopädie von Denis Diderot und

Jean d'Alembert, verschiedene Formen der

Musette zeigend 1770 Scan von Benard Direxit


s/c/c6/Musette-benard.jpg

Fugitives crossing a river to a Castell / King cross

ing a river

The Monuments of Nineveh by Austen Hennry

Layard http:// digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/la

yard/1849/0044

Artikel mit dem Titel:"Warum Himmelslaternen s

o gefährlich sind" Publiziert2. Januar 2020, 19:10

https://cdn.unitycms.io/image/ocroped/

2001,2000,1000,1000,0,0/qMsWLSDekkQ/3GgB

DMK2KGB9Bo_wMbbb2Y.jpg

Zacherl mit Saublasen-Ausseer Fasching 2016 Dr.

Martina Rauscher https://1.bp.blogspot.com/

-0GX419_wQA8/VroJpD6H7lI/AAAAAAAAInU/

hdKPMJQ2hyU/s1600/DSC_6831.JPG

Abb.14 Henri Giffards lenkbares Luftschiff von 1852, 1903

von Unbekannt

https://www.meisterdrucke.at/kunstwerke/1200w/

Unbekannt_-_Henri_Giffards_steerable_air

ship_of_1852_1903_-_%28MeisterDruck

e-741520%29.jpg

Abb.15 LZ1 bei seiner Jungfernfahrt über dem Bodensee

am 2. Juli 1900 Peter Scherer (1869–1922)


s/c/c6/First_Zeppelin_ascent.jpg

Abb.16 Two-man Halkett boat in its inflated state. Source:

"Footnotes to the Franklin Search". The Beaver 34

(4): 47. Hudson's Bay Company. John Halkett, fa

ther of Peter Halkett (1820–85)


s/1/12/Halkett_Boat.jpg

Abb.9-11 Vegetius Renatus, Flavius: Des Flavius Vegetius


12°E

1379

Geschichte

Kurzreferate

Abb.17

Abb.18

Abb.19

US-Patentschrift Nr. 5104 von 1847 für Thomsons

Carriage wheel. Voraus gingen Patente in Großbri

tannien (Nr. 10990 vom Dezember 1845) und in

Frankreich (1846).Robert William Thomson

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com

mons/f/f3/1847_US_Patent_5104_Thomson_Car

riage_Wheel_with_air_cushion.jpg

Patent for an improved construction of tent and

field hospitals, depots and like purposes,

20 November 1917

Lanchester, F. W. (Frederick William), 1868-1946

Lanchester Archive Catalogue

The first radome prototype (1948). Walter Bird

stands on top (Topham, 2002)

https://www.researchgate.net/profile/Ruy-Pauletti/

publication/228655700/figure/fig9/

AS:668347268096020@1536357814470/The-firstradome-prototype-1948-Walter-Bird-stands-ontop-Topham-2002.jpg

Literartur

Knippers, Jan, Cremers, Jan, Gabler, Markus and Lienhard,

Julian.

Atlas Kunststoff + Membranen: Werkstoffe und Halbzeuge,

Formfindung und Konstruktion, München: DETAIL,

2013.

https://doi.org/10.11129/detail.9783955530037

Annette W. LeCuyer, Ian Liddell, Stefan Lehnert, Ben

MorrisIanLiddell,StefanLehnert,BenMorris

ETFE: Technology and Design

Verlag Walter de Gruyter GmbH, 2008

ISBN 3764385634, 9783764385637

Quellen

Claudio Cigognetti

Die Geschichte der Tragluftsysteme

https://www.plastecomilano.com

Abb.20 R. Buckminster Fuller (b. 1895 Milton, MA – d.

1983, Los Angeles, CA)

https://www.blackmountaincollege.org/wp-con

tent/uploads/Bucky-Fuller-in-Dome-sum

mer-1949.jpg

Abb.21

ProposalofapneumaticdomefortheNewYork

city. B. Fuller, 1962 (Herzog, 1977).

https://www.researchgate.net/profile/Ruy-Pauletti/

publication/228655700/figure/fig10

AS:668347268096021@1536357814527/Proposal-

of-a-pneumatic-dome-for-the-New-York-city-B-

Fuller-1962-Herzog-1977.jpg

Abb.22

Frei Otto, Seifenlaugenversuch.The soap film

modelsplayedamajorroleinthegermanarchitect

Frei Otto’s development of lightweight tent con

structions. ©IL Stuttgart.

https://64.media.tumblr.com/

59b9b06a21ec542d095e43040362b170/tum

blr_mnblbhs4lr1rpgpe2o1_1280.jpg

10 138


Geschichte

Kurzreferate


12°E

139 11

Projekte


Projekte

58°N 12°E 141

Projekte

Celine Zaiser, Ludwig Wallner

142


Projekte

Habitat

Der Entwurf HABITAT setzt sich gezielt mit

dem Umgang extremer Temperaturbedingungen

außeinander. Das Entwurfskonzept basiert dabei

auf mehreren übereinander geschichteten Hüllen,

die als Pufferzonen dienen, um mit den starken

Temperaturunterschieden umzugehen.

Als ursprüngliche Inspiration diente ein

Gewächshaus, welches wir bei unserer Reise nach

Longyearbyen entdecken konnten. Die dünne

Hülle, welche die sonst so karge Landschaft von

der Pflanzenvielfalt im Inneren des Gewächshauses

trennte, beeindruckte uns besonders. Diesen

Charakter der grünen Oase, in dem sonst so

lebensfeindlichen Klima, sollte in dem Gebäude

repräsentativ für das Welt- Saatgut Archiv umgesetzt

werden.

Die polygonale Dachform, basierend auf einem

Dreiecksraster, ist inspiriert von der typischen,

spitzen Bergform Svalbards, die durch

abrutschendes Geröll gleichmässige Schrägen erhält.

Die Form bildet durch zwei Hochpunkte die

private und öffentliche Nutzung des Gebäudes ab.

Zudem soll Habitat als Landmark, wie ein Kristall,

in der Landschaft liegen und als markanter Treffpunkt,

sowohl für die Bewohner Longyerbyens,

als auch für die anreisenden Touristen dienen.

Die übereinander gelegten Hüllen greifen das

Zwiebelkonzept auf und bilden somit einen mehrfachen

Schutzraum.

Durch die unterschiedlichen Temperaturbereiche

im Gebäude, soll dem Besucher eine Reise

durch die 4 Klimazonen unserer Erde ermöglicht

werden. Das Erlebnis der Pflanzenvielfalt unseres

Planetens, sowie die Wichtigkeit des Saatguts, soll

dabei im Mittelpunkt stehen. Jede der repräsentierten

Klimazonen ist mit, für sie typischen,

Pflanzen begrünt. Auf dem vorgesehenen Rundgang

beginnt der Besucher in der polaren Zone im

Außenraum (-30 -16°C). Er gelangt im Gebäude

58°N 12°E

erst in die gemäßigte Zone (5 - 18°C), dann in die

subtropische Zone (18 - 23°C) und schließlich als

Höhepunkt in die tropische Zone (23 - 26°C). Die

dort platzierte Palme ist skulptural in Szene gesetzt

und steht symbolisch als maximaler Kontrast

zur Umgebung für die Diversität der Pflanzen unserer

Erde.

Um die unterschiedliche Konditionierung der Klimazonen

zu erreichen, wurde auf 3 unterschiedliche

Fassaden zurückgegriffen. Die äußere Fassade

soll dabei, auch in Hinblick auf den Energieertrag

durch den Treibhauseffekt, maximal transparent

ausgebildet sein. Für eine minimale Ansichtsbreite

der Profile ist die Fassade in „structual glazing“

ausgeführt, die Hauptträger darunter als

Fachwerkträger aus Rundrohren. Da die mittlere

Fassade auf den mechanischen Schutz gegen Wetterextreme

verzichten kann, ist diese als mechanisch

gespannte, doppellagige Membran geplant,

die mit Glaswolle zur Dämmung gefüllt ist. Die

transluzente Hülle erzeugt dadurch im Inneren

homogenes, blendfreies Licht, das in der Polarnacht

auch künstlich erzeugt werden kann. Durch

transparente Flächen werden gezielte Ausblicke

geschaffen, zum Beispiel in Richtung des Saatgutarchivs,

dem Flughafen oder dem Fjord. Die

Innere, skulpturale Fassade steht losgelöst vom

Haupttragwerk als Stahlkonstruktion für sich. Die

außen vorgehängten und reflektierenden Metallplatten

sollen optisch den Charakter der grünen,

subtropischen Zone verstärken. Im Inneren dagegen

soll durch hinterlüftete Holztafeln eine warme,

tropische Atmosphäre erzeugt werden.

Habitat bietet ein einzigartiges Erscheinungsbild,

spektakuläre Innenraumsituationen, welche durch

Konstruktion und die ineinander geschichteten

Hüllen beeindrucken sollen und gewährt gleichzeitig

durch die so entstandenen Pufferzonen den

angemessenen Umgang mit extremen Klimabedingungen.

143

78° N 15° E

SPITZBERGEN

Projekte

| NORWAY

SPITZBERGEN | NORWAY

Zone 1

polare & subpolare Zone

Zone -30 - 16 °C 1

polare & subpolare Zone

Zone 2

gemäßigte Zone

Zone 5 - 18 °C 2

gemäßigte Zone

Zone 3

subtropische Zone

Zone 18 - 23 °C 3

subtropische Zone

zone 4

tropische Zone

zone 23 - 26 °C 4

tropische Zone

-30 - 16 °C

5 - 18 °C

18 - 23 °C

23 - 26 °C

AUSSEN

INNEN

AUSSEN

INNEN

Zone 1

Zone 1

HAUT

Zone 2

KLEIDUNG

HAUT

Zone 2

KLEIDUNG

ARCHITEKTUR

Zone 3

ARCHITEKTUR

04

IBK II

144

Zone 1

Prof. Martin Ostermann WS 19/20 Besucherzentrum Spitzbergen

Celine Zaiser 3312562 | Ludwig Wallner 3313053

Zone 3

Zone 4

Zone 4

Zone 3

Zone 3

Zone 2

Zone 2

Zone 1

Hüllkonzept

Geschichtete Hüllkonzept Hüllen greifen das Zwiebelkonzept

auf und bilden einen mehrfachen

Schutzraum, Geschichtete um Hüllen mit den greifen extremen das Zwiebelkonzept

umzugehen.

auf und bilden einen mehrfachen

Temperaturen

Durch Schutzraum, unterschiedliche um mit den Temperaturzonen

extremen Temperaturen

Gebäude, umzugehen. soll dem Besucher eine Reise

im

durch Durch mehrere unterschiedliche Klimazonen, Temperaturzonen

ein Erlebnis der

Pflanzenvielfalt im Gebäude, soll unseres dem Besucher Planetens, eine sowie Reise

die durch Wichtigkeit mehrere Klimazonen, des Saatguts ein verdeutlicht Erlebnis der

werden. Pflanzenvielfalt unseres Planetens, sowie

die Wichtigkeit des Saatguts verdeutlicht

IBK2 Internationaler werden. Entwurf und Seminar 2021/22

K II


Lageplan M 1:5

Projekte

58°N 12°E

145

Straße

Toggle

TEMP

IN C°

30

25

20

15

10

05

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

GEOGRAFISCHES POTENTIAL

3-fach Isolieverglasung

mit Argon- Füllung

Ug = 0.7 W/(m²K)

KLIMA SPITZBERGEN

TREIBHAUSEFFEKT

Integrierte Fassade

Fassadenpfosten

Stahlrohr

Ø160mm / 15mm

MITTELTEMPERATUR

JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ

Kurzwellige Strahlen

Reflexion

Absorbtion

- KURWELLIGE STRAHEN TREFFEN AUF DIE FASSADE

- LANGWELLIGE STRAHLEN WERDEN ABSORBIERT

- ERWÄRMUNG DER LUFTSCHICHTEN

- WÄRMESTAU IN DEN PUFFERZONEN

Langwellige Strahlen

Klettverschluss

Mutter angeschweißt

TEMP

IN C°

30

25

20

15

10

05

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30


Glas Vlies TIMax GL

λ = 0.12 W/mK

U Wert = ca. 0.75 W/(m²K)

Gewinde

ETFE Folie 400 x 200

Fassadenpfosten

Stahlrohr

Ø160mm / 15mm

mechanisch vorgespannt



Reflexion

Absorbtion

Lich transmission ca. 50%

- INSEL ZUM TEIL AUS KALKSANDSTEIN MIT WARMWASSEREINLAGERUNGEN

- GERINGE DISTANZ ZUM MITTELATLANTISCHEN RÜCKEN (ZW. GRÖNLAND UND SPITZBERGEN)

- KARBONATSCHICHTEN IN GRÖßERER TIEFE MIT KARSTHÖHLEN

- WARME QUELLEN BOCKFJORD-GEBIET (NATIONALPARK) NÖRDLICH VON SPITZBERGEN

FORSCHUNGSPROJEKT 2015 | STORE NORSKE

KLIMA SPITZBERGEN

TREIBHAUSEFFEKT

MITTELTEMPERATUR






Blech Verkleidung

eingehängt

TEMP

IN C°

30

25

20

15

10

05

0

-5

-10

Stahl Rechteckprofil

-15

160 × 80 × 6.0

-20

-25

-30

Dämmung Mineralwolle




Reflexion

Absorbtion




Holz Verkleidung


hinterlüftet






KLIMA SPITZBERGEN

TREIBHAUSEFFEKT


MITTELTEMPERATUR

- VOM NORWEGISCHEN FORSCHUNGSRAT FINANZIERT

- TEMPERATUREN STEIGEN UNTER PERMAFROSTZONE SCHNELLER ALS AUF NORWEGISCHEM

FESTLAND

- TIEFSTE BOHRUNG 970 M TIEF, AVENTDALEN (6 KM ÖSTLICH VON LONGYEARBYEN)

- DATENAUSLESUNG EINIGER TIEFENEXPLORATIONSBOHRUNGEN (3000M TIEFE) FÜR ÖL UND GAS AUS

DEN 1960ERN BIS 1990ER

- WÄRMEFLUSSWERT VON ÜBER 70 mW/m2 (GROßE WÄRMEMENGEN, VERGLEICHBAR MIT

WÄRMEMENGEN IN BAYERN)

TIEFE

IN M

0

-100

Ausblick Fjord

Ausrichtung

Saatgut

Projekte

Ausblick Fjord

Ausrichtung

Saatgut

Straße

Raster & Achsen

Ausblick Fjord

Ausrichtung

Saatgut

Raster & Achsen

Straße

Hülle der 2. Zone

Ausrichtung

Saatgut

Raster & Achsen

TOURISTEN

Hülle der 2. Zone

EINWOHNER

TOURISTEN

Raster und Achsen

Raster & Achsen

EINWOHNER

AUSSTELLUNG

ALS

RUNDGANG

TOURISTEN

AUSSTELLUNG

ALS

RUNDGANG

Hülle der 3. Zone

EINWOHNER

Hülle der 3. Zone

TOURISTEN

Treffpunkt & Ausstellung

EINWOHNER

AUSSTELLUNG

ALS

RUNDGANG


Treffpunkt Treffpunkt & Ausstellung und Ausstellung

AUSSTELLUNG

ALS

RUNDGANG

Hülle der 4. Zone

Hülle der 4. Zone

EINWOHNER

EINWOHNER


AUSSTELLUNG

ALS

AUSSTELLUNG RUNDGANG

ALS

RUNDGANG

EINWOHNER

Ebenen

Ebenen

AUSSTELLUNG

ALS

RUNDGANG

EINWOHNER

Rundgang durch Zonen

Rundgang durch durch Zonen

Ausstellung verschiedener Zonen Pflanzen

Ausstellung

Ausstellung

verschiedener

verschiedener

Pflanzen

Pflanzen

aus

aus

unterschiedlichen aus unterschiedlichen Klimazonen Klimazonen

AUSSTELLUNG

ALS

unterschiedlichen Klimazonen

RUNDGANG


Ausstellung verschiedener Pflanzen aus



Ausstellung verschiedener Pflanzen aus Hüllaxonometrie M 1:100


AUSSEN

INNEN

Oberflächenvergrößerung Dach

Anpassung an äußere Bedingungen

146Oberflächenvergrößerung Dach


04

Oberflächenvergrößerung Dach Anpassung

an außere Bedingungen

Dach

Oberflächenvergrößerung


IBK II



Detail äußere Hülle M äußere 1:2 Hülle Detail mittlere mittlere Hülle M 1:2 Hülle Detail innere Hülle M innere 1:2 Hülle


K II



Schleuse

Schleuse

Schleuse

TEMP

IN C°

TEMP

IN C°

Garage

Aufzug

TEMP

IN C°

Garage

Garage

15

TEMP10

IN C°

05

TEMP

IN C° 030

-5 25

30 -10

20

25 -15

TEMP15

20

IN C°

-20

10

15 -25

05

10 -30

0

05

-5

030

-10

-5 25 -15

-10

20 -20

-15

15 -25

-20

10 -30

-25

05

-30

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

Aufzug

30

25

20

Aufzug

30

25

20

15

10




FESTLAND


- DATENAUSLESUNG EINIGER TIEFENEXPLORATIONSBOHRUNGEN (3000M TIEFE) FÜR ÖL UND GAS AUS


DEN 1960ERN BIS 1990ER

Anlieferung

Technik

Lager

160 m²

60 m² 30 m²

60 m² 30 m²

05

030

KLIMA SPITZBERGEN

MITTELTEMPERATUR

-5 25

-10

20

-15

15

-20 JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEPMITTELTEMPERATUR

OKT NOV DEZ

10

-25

05

-30

0

MITTELTEMPERATUR

-5 JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ

-10

MITTELTEMPERATUR

-15

-20

MITTELTEMPERATUR

JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP

-25

OKT NOV DEZ




- KARBONATSCHICHTEN IN Reflexion GRÖßERER TIEFE MIT KARSTHÖHLEN




KLIMA SPITZBERGEN

JAN -30 FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ


TREIBHAUSEFFEKT


JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL - LANGWELLIGE AUG SEPSTRAHLEN OKT NOV WERDEN DEZABSORBIERT








Reflexion

Absorbtion


Anlieferung

Absorbtion

Reflexion

Absorbtion

Reflexion

Reflexion

Anlieferung

Absorbtion

KLIMA SPITZBERGEN

KLIMA SPITZBERGEN

KLIMA SPITZBERGEN

KLIMA SPITZBERGEN

TREIBHAUSEFFEKT

Reflexion

Absorbtion



Absorbtion



- Langwellige LANGWELLIGE Strahlen STRAHLEN WERDEN ABSORBIERT








Technik

Technik

Lager

160 m²

60 m² 30 m²

Lager

160 m²

Hausmeisterraum

Hausmeisterraum

Hausmeisterraum

MITTELTEMPERATUR



Hausmeister

65 m²


Aufzug


18 Stg.

17/29

65 m²

Schleuse

Working



18 Stg.

17/29

45 m²

Küche

45 m²

Aufzug

Schleuse

Working

Gast

45 m²

Schleuse

Gemeinschaftsraum

Aufzug

Eingang

Zone 4

Zone 3

Zone 2

Zone 1

Küche

18 Stg.

17/29

45 m²

Schleuse

Eingang

Eingang

Zone 4

Zone 3

Zone 2

Zone 1

Zone 3

Garderobe

Zone 2

Zone 1

18 Stg.

17/29

18 Stg.

17/29

WC

Ausgang

Garderobe

Restaurant

WC

Küche

Ausgang

18 Stg.

17/29

Ausgang

Prof. M

Prof. Martin Ostermann WS 19/20 Bes

Cel

Prof. M

F

H

H

F

Projekte

Fassadentragwerk &

Hüllkonstruktion

A

B

Haupttragwerk aus

Fachwerkträgern

Konferenz

70 m²

B

B

Space

150 m²

Labor

95 m²

Stützenpositionierung

S

Ebenen

A

Grundriss EG

Grundriss EG M 1:100

A

Stahl

Stahlstützen

Fachwerkträger aus Stahl

Rostschutz durch

XBrünieren

lichtgrau

recyclebar

B

A

Gast Gast

Zone 4

Fassadentragwerk &

Hüllkonstruktion

E

Glas

Hausmeister

Aluminium

Holz

Begrünung

Stahl

Restaurant

Sprengaxonometrie Tragkonstruktion M 1:200

04

IBK II

B

Konferenz

70 m²

Pfosten Riegel Konstruktion

mit Toggle

maximale Transparenz für

gezielte Ausblicke

Dreifachisolierverglasung

Argon zur Isolierung im

Scheibenzwischenraum

Verkleidung der Unterkonstruktion

Fassadenkonstruktion

anodisiert, walzblank

spiegelnd, reflektierend

recyclebar

Innenwände als

Holzständerkonstruktion

warme Atmosphäre

nachhaltiges Material

Gemeinschaftsraum

verbessertes Innenraumklima

Zone 3

Ausstellungskonzept

B

Habitat

Ausstellung verschiedener

Flora & Fauna

Stahlstützen


Rostschutz durch

XBrünieren

lichtgrau

recyclebar

Haupttragwerk aus

Fachwerkträgern

B

Labor

95 m²

Space

150 m²

Gast Zone 4

B

Materialkonzept

Aufzug

Sprengaxo

04

IBK II

04

IBK II

Grundriss

B

Zone 2

Stützenpositionierung

Eingang

B

A

Grundriss UG M 1:200

Grundriss EG M 1:100

Zone 1

A

Ebenen



Grundriss UG

Grundriss OG

Grundriss OG M 1:100

Grundriss OG M 1:100

TREIBHAUSEFFEKT

04





TREIBHAUSEFFEKT

TREIBHAUSEFFEKT



- KURWELLIGE - ERWÄRMUNG STRAHEN DER TREFFEN LUFTSCHICHTEN AUF DIE FASSADE

- LANGWELLIGE - WÄRMESTAU STRAHLEN IN DEN WERDEN PUFFERZONEN ABSORBIERT



IBK II

Glas

Aluminium

Pfosten Riegel Konstruktion

mit Toggle

konstruktion

Verkleidung der Unter-

maximale Transparenz für

Fassadenkonstruktion

gezielte Ausblicke

anodisiert, walzblank

Dreifachisolierverglasung

spiegelnd, reflektierend

Argon zur Isolierung im

recyclebar

Scheibenzwischenraum

Materialkonzept

04

IBK II

Körnung M 1:500

Holz

Innenwände als

Holzständerkonstruktion

warme Atmosphäre

nachhaltiges Material

Begrünung

verbessertes Innenraumklima

Ausstellungskonzept

Habitat

Ausstellung verschiedener

Flora & Fauna

Stahl

Stahlstützen


Rostschutz durch

XBrünieren

lichtgrau

recyclebar

Sprengaxonometrie Tragkonstruktion M 1:200

04

IBK II

ENERGET

04

IBK II

TREIBHAUSEFFEKT

58°N 12°E

ENERGETISCHES KONZEPT

ENERGETISCHES KONZEPT







GEOGRAFISCHES - INSEL ZUM POTENTIAL TEIL AUS KALKSANDSTEIN MIT WARMWASSEREINLAGERUNGEN


- INSEL - ZUM KARBONATSCHICHTEN TEIL AUS KALKSANDSTEIN GRÖßERER MIT WARMWASSEREINLAGERUNGEN

TIEFE MIT KARSTHÖHLEN

- GERINGE - WARME DISTANZ QUELLEN ZUM MITTELATLANTISCHEN BOCKFJORD-GEBIET (NATIONALPARK) RÜCKEN (ZW. GRÖNLAND NÖRDLICH UND VON SPITZBERGEN)













FESTLAND




04

IBK II

Ansicht

Körnung M 1:500



147

Projekte

Schnitt A-A M 1:100

Querschnitt

Schnitt A-A M 1:100

148

04

IBK II

Ansicht Quer M 1:100

Ansicht

Ansicht Quer M 1:100




Projekte

Ansicht Längs M 1:100

Ansicht Längs M 1:100

Ansicht

Schnitt B-B M 1:100

Schnitt

Schnitt B-B M 1:100

04

04

IBK II

IBK II


Celine Zaiser 3312562 Ludwig Wallner 3313053


Celine Zaiser 3312562 Ludwig Wallner 3313053

58°N 12°E

149

Projekte

3-fach Isolierverglaung,

Ug= 0.7

100 x 200cm

Structrual Glazing

mit Toggle Halterung

Membran Bahnen

4m x 2m

Aluminium anodisiert,

reflektierend, walzblank

(AMAG TopBright AP1)

04

IBK II

Fassadenschnitt Detail Fassade M 1:20

150




Projekte

58°N 12°E

151

Projekte

Joey Schweighardt, Zhikai Wei

152


Projekte

58°N 12°E

153

Projekte

154


Projekte

Draufsicht

Ansicht

58°N 12°E

155

Projekte

Grundriss

Schnitt

156


Projekte

Schnittmuster

Details Verbindungen

58°N 12°E

157

Projekte

Lukas Keller, Maximilian Trautmann

158


Projekte

Pneuma

Auf der Insel Björkö im Hjälmarensee in Schweden,

ungefähr 30 km westlich von Stockholm steht

unser flexibler Pavillion. Aufgrund der kleinen

einzelnen Module ist dieser auf einfachste Weise

transportfähig und kann somit auch überall anders

aufgebaut werden.

Idee dieses Konzeptes ist es, einen flexiblen Grundriss

zu schaffen. Dieser ermöglicht eine variabel

und individuelle Nutzung angepasst auf die

Bedürfnisse der Bewohner.

Durch ein von uns entworfenes einzelnes Modul

bilden wir unsere Tragstruktur aus und verbinden

die Pneuskörper miteinander. Die Elemente

fungieren sowohl als Fassade als auch als unser

Fußboden. Um den Entwurf einheitlich zu halten,

ähneln sich die einzelnen Elemente in ihrer

Grundform mit dem des Grundrisses.

Unsere Druckelemente werden durch unsere Zugfolien

zusammengehalten und bilden als Ganzes

ein stabiles und lückenloses Bild, welche als ganzer

Bogen ausgeführt sind. Durch eine gestaffelte

Verschiebung der einzelnen Bögen erreichen wir

eine erhöhte Druckaufnahme.

58°N 12°E

159

ANALYSE

unsere Tragstruktur aus und verbinden die Pneuskörper

miteinander. Die Elemente fungieren Projekte sowohl als Fassade als

auch als unser Fußboden. Um den Entwurf einheitlich zu halten,

ähneln sich die einzelnen Elemente in ihrer Grundform mit dem

des Grundrisses.

Flexibler

Grundriss

Modulare

Unsere Druckelemente Verbindungselemente werden durch unsere Zugfolien

zusammengehalten Druckelemente und bilden als Ganzes Langlebiges ein stabiles und

Material

lückenloses Bild, welche als ganzer Bogen ausgeführt

Flexiblität

Energieerhaltung

sind.

Durch eine gestaffelte Verschiebung der einzelnen Bögen

Zugelemente

erreichen wir eine erhöhte Druckaufnahme.

Materialität

Nachhaltigkeit

Recyclebar

Lichtdurchlässige

Folie

PNEUS

Frei

Form

Wiederverwendbar

Analyse

Ründlich

Geringe

Platzaufanforderung

Transport

LEBENSZYKLUSANALYSE

Kleine

Elemente

Schnell

und einfach

M

n

Zusammenleben

im Pneus

Leichter

Abbau

EINDREHUNG

Flexibler

Zusammenbau

Transport

der Elemente

Neuentdeckung

des Ortes

Lebenszyklusanalyse

160


Projekte

Vectorworks Educational Version

LAGE

VERBINDUNG

QUETSCHUNG

GEGENELEMENT

FALTUNG

ZUSAMMENFÜGUNG

58°N 12°E

161


Projekte

LAGEPLAN

M 1:200

FUNKTIONEN

Druckelement

Zugelement

Äußere Schutzschicht

Innere Schutzschicht

162


Projekte


VERVIELFÄLTIGUNG

VERVIELFÄLTIGUNG


Unser flexibles Modul ermöglicht es uns, in Form und Größe

variabel zu sein. Ausgehend von der Standardform ist der

Grundriss nach belieben ergänz- und ausbaubar. Durch eine

Unser flexibles Modul ermöglicht es uns, in Form und Größe

Staffelung der Ringe nehmen diese die Druckkräfte auf und

variabel zu sein. Ausgehend von der Standardform ist der

steifen sich gegenseitig aus.

Grundriss nach belieben ergänz- und ausbaubar. Durch eine

Staffelung der Ringe nehmen diese die Druckkräfte auf und

Eine Auswahl an Kisten ermöglicht es im Vorfeld, den Pavillion

steifen sich gegenseitig aus.

nach individuellem Wunsch zusammenzuszellen. Dafür sind

verschiedene Module vorgesehen, welche je nach

Eine Auswahl an Kisten ermöglicht es im Vorfeld, den Pavillion

Anforderung verwendet werden können.

nach individuellem Wunsch zusammenzuszellen. Dafür sind

verschiedene Module vorgesehen, welche je nach

Anforderung verwendet werden können.

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

FORMATIONEN

58°N 12°E

163


24

24

24

24

24

24

24

24

48

48

48

48

48

48

48

48

25

25

50

50

100

100

200

200

Projekte


FORMATIONEN

FORMATIONEN


FORMATIONEN

FORMATIONEN

BEFESTIGUNGSSTUDIE

BEFESTIGUNGSSTUDIE

FIXIERUNG

FIXIERUNG

Druckknöpfe Klett Magneten Kordel Segelknöpfe

Stabilität

Aufwand

Druckknöpfe Klett Magneten Kordel Segelknöpfe

Gewicht

Stabilität

Ästhetik

Aufwand

Dichtigkeit

Gewicht

Ästhetik

Kosten

Dichtigkeit

Lebensdauer

Kosten

Lebensdauer

trifft nicht zu

trifft vollkommen zu

trifft nicht zu

trifft vollkommen zu

DATENBLATT

MOST:

Akkustik:

U-Wert:

63 Grad Wärmeenergie

18 dB

0,24 W/(m²K)

TÜRELEMENT

DATENBLATT

MOST:

Akkustik:

U-Wert:

63 Grad Wärmeenergie

18 dB

0,24 W/(m²K)

TÜRELEMENT

Fläche: 4,077 m²

Energie:

28 kWh im Jahr

Gewicht:

652 Gramm

Nutzfläche: 0,96 m²

Fläche: 4,077 m²

Energie:

28 kWh im Jahr

Gewicht:

652 Gramm

Fläche:

Nutzfläche: 0,96

2,038

m²

m²

Energie:

14 kWh im Jahr

Gewicht:

326 Gramm


Fläche: 2,038 m²

Energie:

14 kWh im Jahr

Gewicht:

326 Gramm

Fläche:

Nutzfläche: 0,48

1,019

m²

m²

Energie:

7 kWh im Jahr

Gewicht:

163 Gramm


Fläche: 1,019 m²

Energie:

7 kWh im Jahr

Gewicht:

163 Gramm

Fläche:

Nutzfläche: 0,24

0,509

m²

m²

Energie:

3,5 kWh im Jahr

Gewicht:

81 Gramm


164

Fläche: 0,509 m²

Energie:

3,5 kWh im Jahr

Gewicht:

81 Gramm





GRUNDRISS

M 1:50

GRUNDRISS

M 1:50

GRUNDRISS

M 1:50

A

A

A

Projekte

ANSICHT OST

M 1:50

ANSICHT OST

M 1:50

ANSICHT OST

M 1:50

B B

B B

B B

GRUNDRISS

M 1:50

GRUNDRISS

M 1:50

A

A

ANSICHT OST

M 1:50

ANSICHT OST

M 1:50

B B

B B

SCHNITT A-A

M 1:50

SCHNITT A-A

M 1:50

SCHNITT A-A

M 1:50

A

A

A

A

A

ANSICHT NORD

M 1:50

ANSICHT NORD

M 1:50

ANSICHT NORD

M 1:50

SCHNITT A-A

M 1:50

SCHNITT A-A

M 1:50

ANSICHT NORD

M 1:50

ANSICHT NORD

M 1:50

SCHNITT B-B

M 1:50

SCHNITT B-B

M 1:50

SCHNITT B-B

M 1:50

ANSICHT WEST

M 1:50

ANSICHT WEST

M 1:50

ANSICHT WEST

M 1:50

SCHNITT B-B

M 1:50

SCHNITT B-B

M 1:50

ANSICHT WEST

M 1:50

ANSICHT WEST

M 1:50

58°N 12°E

165

Projekte

Lilli Selcho, Madita Goll

166


Projekte

Typology 2080

Typology 2080 ist eine Lösung und Vision für

die Zukunft vieler Städte. Mit steigenden Temperaturen

und dem daher einhergehenden steigenden

Meeresspiegel sind viele Küstenregionen

und Inseln in Gefahr vor Überschwemmungen. In

Indonesien und anderen Teilen Asiens ist dieses

Problem bereits Realität. Wertvoller Wohnraum

für die immer weiterwachsende Bevölkerung geht

verloren. Pneumatische Architekturen sind nicht

nur materialsparend, sondern schaffen durch ihre

Leichtigkeit und Beständigkeit eine Grundlage für

Lösungsansätze.

Mit Typology 2080 werden zwei Elemente der

Natur mit ihren Vorteilen eingesetzt. Wasser und

Luft. Das eine schwer, kühlend und lichtreflektierend.

Das andere leicht, dämmend und frei formbar.

Die unendlich erweiterbare Struktur ist durch

ihre Form frei einsetzbar und anpassbar. Sie wird

definiert durch die innere Nutzung, die sich außen

widerspiegelt. Die Dynamik des Äußeren erscheint

im Innenraum als Erhöhungen im Boden.

Dadurch werden jegliche Aktivtäten des Lebens

auf eine Form reduziert. Die frei definierbare

Fläche, die sich vom Boden abhebt und somit eine

andere Funktion signalisiert kann zum Schlafen,

Essen, Arbeiten etc. genutzt werden. Das innere

System der Struktur ist vernetzt und die somit

entstehende Formfreiheit ist beliebig ausführbar.

Es ist unklar wie sich das Klima entwickeln wird.

Flexibilität ist daher ein unumgängliches Kriterium

beim Planen für die Zukunft.

Typology 2080 ist unsere Lösung.

58°N 12°E

167

AB

AB

Projekte

O N

C T I

N

F O

R

M

F

O

L L O W

S

F

U

AKUSTISCHE

TRENNUNG

NATÜRLICHE

LÜFTUNG

Luftströmung

Luftströmung

SCHLAFEN

SELBSTSCHLIEßENDE

TÜRE

/

LÜFTUNGSKLAPPEN

ESSEN

F U N

CT ION

FOR

M

F

O

S

L L O W

AUF

AUF

AB

AUF

VERSORGUNS-

NETZWERK

AUF

AB

168

IBK2 / BAUEN MIT LUFT / MADITA GOLL 3460618 / LILLI SELCHO 3474905


Projekte

KLIMA ADAPTION

KÄLTERES KLIMA

TYPOLOGY

2080

Dach Folie

2-lagig

außen

opak

INDIREKTE BELEUCHTUNG

STREUUNG DES LICHTS

80W - 200W

MENSCHLICHE

HEIZUNG

innen

tranzluzent

Boden

Folie 3-lagig

transluzent

WASSER = BALAST = SCHUTZ VOR WIND

WÄRMERES KLIMA

LU F T

VERGLEICH:

U-Wert 1-lagig = 5,864 W/(m²K)

/vs/

KÜHLSYSTEM

W

A

S

S

E

R

U-Wert 2-lagig = 2,849 W/(m²K)

1l Wasser = 1700l Wasserdampf

gasförmig

flüssig

Energie wird

aufgenommen

▽

Wärme wird

gespeichert

außen -

innen -

außen -

innen +

Ausgleichsventil

R

N N

E

T T

Z

T

V

V

V

E E E E E

R R R R

N N

E

N N

E

T T T T

Z Z Z Z

T

T

T

0 1 2 5

58°N 12°E


169

Projekte

STRATEGIEN

ZUGBÄNDER

HAUT

AUSSTEIFUNG

VERSETZT

HAUT

ELEMENT 2 DACH 1.20

ZUGBÄNDER

10

ELEMENT 1 BODEN 1.20

10

10

30 4,50 30

19

20

20

31

26 22 22 22 18 18 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 25 26

MATERIALITÄT:

THERMOPLASTISCHES POLYURETHAN

STEIFE EBENE

BALAST EBENE

R

N N

E

T T

Z

T

V

V

V

E E E E E

R R R R

N N

E

N N

E

T T T T

Z Z Z Z

T

T

T

PRODUKTION/RECYCLING

MATERIAL-

REINHEIT!

LEBENSDAUER

VERARBEITUNG

DACH

V

V

V

E E E E

R R R R

N N

E

N N

E

T T T T

Z Z Z Z

T

T

T

STEIFE EBENE

BALAST EBENE

170



Projekte

ABDICHTUNG

ELEMENT 3 TÜRE

D1 - M 1.5

LASCHE

MODUL A

MODUL B

KORDEL

SCHWEISSNÄHTE

GRUNDRISS

E

L X

F I

B T

I I Ä

L T

V

V

E E E

R R R

N N

E

T T

Z Z Z

T

T

D1

LASCHE

D2 - M 1.5

DACH

ELEMENT

STEG

MÖBEL

BODEN

OBEN

BODEN

UNTEN

KORDEL

SCHWEISSNÄHTE

SCHNITT

D2

0 1 2 5

58°N 12°E


171

5

6

7

Projekte

3,30 m 1.5 MODELL

3

1

3,70 m

3

1

1

2

4

4

7

5

2

3

1

2

1

2

3

4

1

6

4

3

2

1

in 1.5 in 1.1

11,24 m2 ≙ 281 m2

how-to

step

by

step

1

BODEN

DACH

(6) 6

EBENE SEITE

2

destilliert

3

4

B6

B7

5

A5/6

A6/7

172



Projekte

Typology 2080 ist eine Lösung und Vision für die Zukunft vieler Städte. Mit steigenden Temperaturen

und dem daher einhergehenden steigenden Meeresspiegel sind viele Küstenregionen und Inseln in

Gefahr vor Überschwemmungen. In Indonesien und anderen Teilen Asiens ist dieses Problem bereits

Realität. Wertvoller Wohnraum für die immer weiterwachsende Bevölkerung geht verloren.

Pneumatische Architekturen sind nicht nur materialsparend, sondern schaffen durch ihre Leichtigkeit

und Beständigkeit eine Grundlage für Lösungsansätze.

Mit Typology 2080 werden zwei Elemente der Natur mit ihren Vorteilen eingesetzt. Wasser und Luft.

Das eine schwer, kühlend und lichtreflektierend. Das andere leicht, dämmend und frei formbar.

Die unendlich erweiterbare Struktur ist durch ihre Form frei einsetzbar und anpassbar. Sie wird

definiert durch die innere Nutzung, die sich außen widerspiegelt. Die Dynamik des Äußeren erscheint

im Innenraum als Erhöhungen im Boden. Dadurch werden jegliche Aktivtäten des Lebens auf eine

Form reduziert. Die frei definierbare Fläche, die sich vom Boden abhebt und somit eine andere

Funktion signalisiert kann zum Schlafen, Essen, Arbeiten etc. genutzt werden. Das innere System der

Struktur ist vernetzt und die somit entstehende Formfreiheit ist beliebig ausführbar.

Es ist unklar wie sich das Klima entwickeln wird. Flexibilität ist daher ein unumgängliches Kriterium

beim Planen für die Zukunft.

Typology 2080 ist unsere Lösung.

T E E

N R S R

U

S

W A

58°N 12°E


173

Projekte

Anna Jelinkova, Carolina Heck

174


Projekte

Lageplan

Formentwicklung

58°N 12°E

175

Projekte

Wettereinflüsse

Ansicht

Grundriss

Längsschnitt

176


Projekte

Ansicht

Fassadenschnitt

58°N 12°E

Fassadenschnitt

177

Projekte

Perspektive

Ansicht

178


Projekte

Perspektive

Ansicht

58°N 12°E

179

Projekte

Integrierte Möbelierung

180


Projekte

Detail Schweißnähte

58°N 12°E

181

Projekte

Schnittmusterentwicklung

Schnittmuster

Perspektive

182


Projekte

58°N 12°E

183

Projekte

Cosima Rommel, Annika Teuber

184


Projekte

Verortung

58°N 12°E

185

Projekte

Konzept

186


Projekte

Grundriss

Perspektive

58°N 12°E

187

Projekte

Schnitt

188


Projekte

Schnitt

58°N 12°E

189

Projekte

Dachanschluss

190


Projekte

Piktogramme

58°N 12°E

191

Projekte

Material

192


Projekte

Schnittmuster

58°N 12°E

193

Projekte

Katharina Plankar, Isabella Rössler

194


Projekte

Swirl

Das schwedische Wort für Wolke beschreibt für

uns die Eigenschaften, die ein modularer Pavillon

nur aus Pneus gebaut haben sollte: Leichtigkeit

und Wandelbarkeit.

Durch die Verwebung vieler gleichförmiger Elemente

wir ein Volumen gebildet, das im Innenraum

eine neuartige Atmosphäre schafft. Dieses

innovative Konzept schafft mit minimalem Materialverbrauch

einen temporären Aufenthaltsort.

Dieser soll dazu anregen Wohnraum neu zu denken

und klassische Baumaterialien kritisch zu hinterfragen.

Durch den Einsatz verschieden integrierter Funktionen

in die einzelnen Elemente, kann der Raum

an die Bedürfnisse und Nutzungen optimal angepasst

werden.

Um die Stabilität der Gesamtstruktur stets zu

gewährleisten, können beschädigte Elemente

einfach ausgetauscht und recycelt werden. Als

Material wird TPU verwedet, das neben seiner

Klarheit, auch mit sehr guter Reißfestigkeit und

Beständigkeit überzeugt.

58°N 12°E

195

Projekte

Lage in Schweden

Lageplan

196


Projekte

Dachaufsicht

Grundriss Aufenthalt

Konzept

58°N 12°E

Grundriss Galerie

197

Projekte

Schnitt A-A

Schnitt B-B

198


Projekte

Ansicht Südwest

Ansicht Südost

58°N 12°E

199

Projekte

Schnitt C-C

Details

200


Projekte

Schnittmuster

Nutzungskonzept

Energiekonzept

58°N 12°E

201

Projekte

Verschattungskonzept

Belichtungskonzept

Öffenbare Elemente

202


Projekte

Möbelmodul

Material

Gewicht

58°N 12°E

203

Projekte

Perspektive

204


Projekte

Perspektive

Perspektive

58°N 12°E

205

Projekte

Fabian Schwenzer, Ludwig Wallner

206


Projekte

moln

Das schwedische Wort für Wolke beschreibt für

uns die Eigenschaften, die ein modularer Pavillon

nur aus Pneus gebaut haben sollte: Leichtigkeit

und Wandelbarkeit.

Durch die Verwebung vieler gleichförmiger Elemente

wir ein Volumen gebildet, das im Innenraum

eine neuartige Atmosphäre schafft. Dieses

innovative Konzept schafft mit minimalem Materialverbrauch

einen temporären Aufenthaltsort.

Dieser soll dazu anregen Wohnraum neu zu denken

und klassische Baumaterialien kritisch zu hinterfragen.

Durch den Einsatz verschieden integrierter Funktionen

in die einzelnen Elemente, kann der Raum

an die Bedürfnisse und Nutzungen optimal angepasst

werden.

Um die Stabilität der Gesamtstruktur stets zu

gewährleisten, können beschädigte Elemente

einfach ausgetauscht und recycelt werden. Als

Material wird TPU verwedet, das neben seiner

Klarheit, auch mit sehr guter Reißfestigkeit und

Beständigkeit überzeugt.

58°N 12°E

207

Projekte

Land Schweden

Stadt Västerås

Insel Hästolmana

208


Projekte

Querschnitt Pflanzenstruktur

Zellenstruktur Mikroskop

58°N 12°E

Konzept

209

Projekte

Formfindung

210


Projekte

Struktur

58°N 12°E

211

Projekte

Elemente

212


Projekte

Schnitt A-A

Ansicht Ost

58°N 12°E

213

Projekte

Grundriss

Ansicht Ost

214


Projekte

Ansicht Nord

Ansicht Süd

Schnitt B-B

58°N 12°E

215

Projekte

Perspektive Innenraum

Perspektive Aussen

216


Projekte

58°N 12°E

217

Projekte

Eva Dingeldein, Marius Holzinger

218


Projekte

Die Notbehausung soll Schutz vor dem rauem

klimatischen Bedingungen in Schweden bieten

und dabei ein Raumprogramm mit verschiedenen

Raumqualitäten und Behaglichkeiten umfassen.

Der Aufbau der Unterkunft soll möglichst schnell

und einfach erfolgen, indem nur wenige Komponenten

aufgeblasen und miteinander verbunden

werden müssen.

Die Form bietet zusätzlich zum Innenraum einen

geschützten kleinen Innenhof als Außenraum.

Über diesen wird die Unterkunft auch erschlossen,

sodass ein Übergang von öffentlichen zu privaten

Raum entsteht.

Die dezentrale Anordnung des inneren Kreises

und die Öffnung in eine Richtung ermöglichen im

Grundriss unterschiedliche Raumzuschnitte für

die verschiedenen Nutzungen. Entsprechend der

Nutzungen wird auch die Höhe des Innenraums

angepasst, sodass die Raumhöhe in den Schlafbereichen

niedriger und in den Aufenthaltsbereichen

höher ist.

Durch eine entsprechende Konfektionierung

und Zusammensetzung der einzelnen Folienabschnitte

wird die Form gebildet und gehalten. Die

einzelnen Wandabschnitte werden mit wasserfesten

Reißverschlüssen verbunden. Diese bieten

der Form nochmal mehr Stabilität für stärkere

Windkräfte beziehungsweise die rauen Wetterbedingungen.

Die Hülle ist in einzelne Flächen unterteilt, die

transparent oder opak sein können und ein Muster

aus durchlässigen und abweisenden Flächen

ergeben, Je nach Jahreszeit kann die Unterkunft

ausgerichtet werden, sodass im Winter mehr und

im Sommer weniger Licht und Wärme in den Innenraum

gelangt.

Der Boden erhält zur Verstärkung und besseren

Begehbarkeit vertikale Verstrebungen, die obere

und untere Schicht zusammenhalten.

Die Belüftung des Innenraums kann über die Eingangstür

und zwei weitere Lüftungsöffnungen im

Dach erfolgen.

58°N 12°E

219

VECTORWORKS VECTORWORKS EDUCATIONAL EDUCATIONAL VERSION VERSION


VECTORWORKS EDUCATIONAL VERSION












Projekte

VECTORWORKS EDUCATIONAL EDUCATIONAL VERSION VERSION

Lageplan






LÜFTUNG LÜFTUNG


Drehung um 90°

Drehung um 90°





LÜFTUNG

Konzept

220


Drehung um 90°


Projekte

Grundriss

Ansicht

Schnitt

58°N 12°E

221















Projekte

Perspektive











Konfektionierung und Zusammensetzung

222



Projekte





Drehung um 90°

Perspektive







Drehung um 90°



Perspektive

58°N 12°E

223

1zu1


1zu1

58°N 12°E 225




58°N 12°E 227


Impressum

© 2021 Institut für Baukonstruktion

Lehrstuhl 2 für Baukonstruktion,

Bautechnologie und Entwerfen

Universität Stuttgart

Keplerstraße 11

70174 Stuttgart

Deutschland

Diese Veröffentlichung wurde mit freundlicher

Unterstützung von Netze BW gedruckt.

Erscheinungsdatum

März 2021

Herausgeber

Piotr Fabirkiewicz

Redaktion

Prof. Martin Ostermann

Piotr Fabirkiewicz

Redaktionassistenz

Talitha Harlos

Gestaltung

Piotr Fabirkiewicz

Druck

Offsetdruckerei

Karl Grammlich GmbH

Bei den vorliegenden Ausarbeitungen handelt es sich um eine Zusammenstellung von unredigierten

Studienarbeiten.

58°N 12°E


220617_Bauen mit Luft

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