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Fassadentechnik Ausgabe 2+3/21

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Die technische Neuerung der Formgedächtnislegierungen (FGL) findet gerade ihren Weg aus der Medizintechnik auf die Baustelle. In beiden Fällen werden metallische Legierungen verwendet, die sich verändernden Umgebungsbedingungen anpassen können. Dieser Prozess kann auch aktiv angesteuert werden. So zum Beispiel in der Befestigungstechnik. Die Details lesen Sie ab Seite 24. Dass die Gebäudehülle zunehmend in die Stadt- und Quartiersplanung einbezogen wird, macht – indirekt – unser Artikel ab Seite 28 deutlich. Hier drucken wir exklusiv und vor der eigentlichen Veröffentlichung die neue FVHF Leitlinie „Schallschutz mit Vorgehängten Hinterlüfteten Fassaden“ in dieser und den folgenden Ausgaben ab.

architektur technik

architektur technik befestigungstechnik anker mit memoryeffekt in Schwyz Ein gemeinsames Forschungsprojekt verschiedener Forschungs- und Industriepartner verspricht großes Potenzial für den Einsatz von Formgedächtnislegierungen (FGL) zur Verbindung von Carbonbetonbauteilen im Fassadenbau. Gelingt der Durchbruch, wäre das Bauen künftig einfacher, leichter, sicherer, vielseitiger und auch ressourcenschonender. Das Forschungsprojekt „Thermisch aktivierte Verbindungen im Modularen Bauen (Tavimba)“ verbindet zwei innovative Bereiche des Bausektors miteinander, nämlich das Bauen mit Carbon- oder Textilbeton mit der Technologie der Formgedächtnislegierung. Partner in diesem Forschungsprojekt sind die Technische Universität Dresden, das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), das Dienstleistungsunternehmen Carbocon sowie Jordahl als Spezialist in Sachen Befestigungs- und Bewehrungstechnik. Hintergrund des Forschungsprojektes ist die vereinfachte Montage von Modulen, zum Beispiel für die Gebäudehülle. Diese Einzelmodule werden konventionell mittels Einlegteilen oder Vergussverbindungen miteinander verbunden. Dies setzt eine mechanische Zugänglichkeit der Verbindungsstellen für die Montage beziehungsweise Demontage voraus. Wird die Verbindung mittels Verguss realisiert, so ist ein Lösen überhaupt nicht mehr möglich; ein Wiederverwenden der Bauteile wird somit erschwert. Schließen durch thermische Stimulation Im Projekt „Thermisch aktivierte Verbindungen in modularem Bauen (TAVIMB)“ sollen smarte Verbindungen entwickelt werden, welche ohne mechanische Zugänglichkeit verschlossen werden können. Dafür sollen auf Basis thermischer Formgedächtnislegierungen (FGL) Lösungen entwickelt werden, welche mittels thermischer beziehungsweise elektrischer Stimulation geöffnet werden können. Durch deren nahezu 100-prozentige Strukturintegration sollen Verbindungen ermöglicht werden, welche weniger raumintensiv sind und somit auch eine einfache Verbindung dünner Bauteile aus Carbonbeton ermöglichen. 24 2+3 I 2021_fassadentechnik

Das Vorhaben CUBE ist eine nutzbares Carbonbetongebäude in Dresden. Das Gebäude ist ein Experimentalbau und gleichzeitig ein Versuchsstand. Es wird maßgeblich der Erforschung der Langzeittauglichkeit von Carbonbeton aus baukonstruktiver, statischer und bauphysikalischer Sicht dienen. FGL Anker kamen aber hier nicht zum Einsatz. Erste Prototypen Den beteiligten Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen ist es gelungen, mit Hilfe von Formgedächtnislegierungen verschiedene Verbindungskonzepte und erste Prototypen für das im Projekt festgelegte primäre Anwendungsfeld des Fassadenbaus zu erarbeiten. Tavimba-Wissenschaftler*innen erarbeiteten und testeten bereits erste Verbindungskonzepte, die vielversprechend sind. Zur Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit basieren die Konzepte auf den weniger bekannten Eisenbasis- Formgedächtnislegierungen. Diese zeichnen sich durch wesentlich geringere Materialkosten und eine bessere Verarbeitbarkeit aus. Derzeit wird im Jordahl-Werk in Trebbin vor den Toren Berlins am Aufbau eines Versuchsstandes gearbeitet, um das neue Verfahren unter realistischen Bedingungen zu erproben. Hohe Kräfte mit geringen Materialmengen Formgedächtnislegierungen (FGL) sind spezielle Legierungen, die einer plastischen Verformung durch eine Aktivierung, wie zum Beispiel Erhitzen, wieder ihre ursprüngliche Gestalt annehmen (siehe Kasten nächste Seite ). Beispielsweise springt ein verbogener Löffel aus FGL ab einem bestimmten Punkt der Erwärmung wieder in seine alte Form zurück. In der Medizin haben FGL in Form von Werkzeugen und Stents längst Einzug gehalten. Wenn sich das Material in seine ursprüngliche Gestalt zurückverformt und dabei gegen eine Last arbeitet, können sehr hohe Kräfte mit lediglich gering eingesetzten Materialmengen ausgelöst werden. Deshalb ist auch die Bauwirtschaft sehr neugierig geworden. Denn Formgedächtnislegierungen » wenn sich das material in seine ursprüngliche gestalt zurückverformt und dabei gegen eine last arbeitet, können sehr hohe kräfte mit lediglich gering eingesetzten materialmengen ausgelöst werden. « fassadentechnik_2+3 I 2021 25