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Smart Materials: Zukunftsweisende Oberflächen und Anwendungen

Zukunftsweisende Oberflächen und Anwendungen
Offen bleiben für neue Materialien

Vertraute Werkstoffe machen die Arbeit für Architekten und Innenarchitekten zuverlässig und berechenbar. Dennoch lohnt sich ein Blick auf diese Neuheiten: Smart Materials.

Die Verwendung bestimmter Materialien beeinflusst das Raumerlebnis. Vielfach entscheiden sich Architekten und Innenarchitekten für konkrete, bewährte Werkstoffklassen zur Umsetzung ihrer Projekte, kann man doch auf die gelebten Erfahrungen von Nutzern zurückgreifen. Durch die Entwicklung neuer Bearbeitungs- und Verarbeitungsmethoden sowie die Verwendung sogenannter Smart Materials verändert sich die Wahrnehmung von Materialität jedoch erheblich. Neue Funktionalitäten für Oberflächen kommen hinzu, die das Raumerlebnis, Schatten und Licht, Transparenz und Haptik deutlich verändern können.

Bedrucktes Architekturglas

So sind es vor allem einige Innovationstreiber aus der Glasbranche, die mit spannenden Entwicklungen auf den Markt gekommen sind. Für die Küche und das Bad können mittlerweile Glasoberflächen des Spezialisten Schott in einer Form ausgeführt werden, dass sie die Anmutung und den Look von Edelstahl annehmen oder mit Keramik oder Edelmetallen wie Gold bedruckt sind. Der Glasdruck ist als Smart Material nichts Neues. Die kratzfeste und hochtemperaturbeständige Veredelung hingegen schon. Sie geht auf die Verwendung keramischer Tinten zurück, die mit einer Druckauflösung von bis zu 1  024 dpi aufgebracht werden, um sie im Anschluss bei hohen Temperaturen einzubrennen. Selbst fotorealistische Drucke und transluzente, opake oder mehrschichtige Motive sind möglich.

Glasveredelung mit keramischen Tinten

Für Architekten ist interessant, dass der Glasveredler Sedak das UV-beständige Beschichten mit keramischen Tinten auch im Großformat mit einer Länge von bis zu 20 m anbietet. Das Glas kann im Anschluss sogar thermisch gebogen werden, um besondere Raumwirkungen auch für ikonische Bauwerke oder im Schiffsbau zu erzeugen. Selbst elektrische Schaltkreise und Sensoren lassen sich auf Flächen applizieren, sodass digitale Systeme durch Berühren oder Annäherung gesteuert werden können.

Fassadenelement aus dem 3D-Drucker

Einige Unternehmen haben erkannt, dass sich aus dem 3D-Druck Perspektiven für die Gestaltung und das Raumempfinden ergeben und bauen Know-how in diesem Bereich auf. So verfolgt der Chemieriese BASF mit seiner 2017 gegründeten Tochter BASF 3D Printing Solutions das Ziel, additive Fertigungsverfahren für die Fassade zu qualifizieren und Demonstrationsobjekte zu realisieren.

Eines dieser Vorhaben ist der Interimseingang des Deutschen Museums in München. Die ‚Fluid Morphology‘ soll als multifunktionale, lichtdurchlässige, dreistöckige Fassade ausgeführt und aus Recycling-PETg 3D-gedruckt werden. Die Wellenform wurde von 3F Studio so entwickelt, dass sie selbsttätig Verschattung bietet und elektrische Komponenten, Leitungen sowie Luftkanäle zur Ventilation aufnehmen kann.

Textiler Sonnenschutz mit Formgedächtnislegierung

In einem weiteren Vorhaben kooperiert BASF 3D Printing Solutions mit dem Glastechnikspezialisten Okalux, um 3D-gedruckte lamellenförmige Kunststoffelemente zur Steuerung der Transparenz, Lichtlenkung oder -reflexion in Doppelverglasungen zu integrieren.

Einen anderen Weg zur Realisierung eines Verschattungssystems ging man an der Kunsthochschule Weißensee in Berlin. Diese entwickelte in Kooperation mit dem Fassadenspezialisten Carl Stahl, dem Priedemann Facade-Lab und dem Fraunhofer IWU ‚Adaptex‘: eine Lösung für textilen Sonnenschutz mit Formgedächtnislegierungen (FGL) zur Anwendung in intelligent-adaptiven Gebäudehüllen. FGL sind in Drahtform, als Bänder oder dünne Bleche am Markt erhältlich und können unter Temperatureinfluss die Form verändern. Mit ihrem Einsatz ließen sich bestimmte Eigenschaften einer Fassade wie Lichttransmission und -reflexion verändern und digital steuern. Bei Überschreiten einer Aktivierungstemperatur zieht sich der FGL-Draht zusammen und ändert so die Lichtdurchlässigkeit. Es wurden zwei Konzepte eines textilen Verschattungssystems entwickelt und Demonstratoren realisiert.

Smart Material: Lichtdurchlässiges Furniermaterial

Wer eine Innenraumgestaltung, bei der vorrangig Holz zur Anwendung kommt, mit digitalen Anwendungen, Sensorik und Touchsteuerung kombinieren will, kann auf eine Innovation der Swiss Wood Solutions AG zurückgreifen. In Zürich entwickelte man eine thermomechanische Behandlungstechnologie, bei der regional verfügbare Hölzer aus nachhaltiger Forstwirtschaft wie Ahorn, Buche, Fichte, Eiche, Nussbaum oder Kirsche extrem verdichtet werden und ein dünnes und lichtdurchlässiges Furniermaterial als berührungsempfindliche Oberfläche realisiert wird. Dabei kommen keine Kunststoffe zum Einsatz. Das kratzfeste Furnier zeigt die ursprüngliche Maserung des verwendeten Holzes und besteht zu 100 % aus Zellulose. Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Innenarchitektur, im Möbelbau und in Mobilitätslösungen.

Diese Beispiele für Smart Materials zeigen, dass es sich lohnt, neugierig und offen für Materialentwicklungen zu bleiben.


Autor Dr. Sascha Peters

ist Geschäftsführer der Zukunftsagentur Haute Innovation in Berlin. Mit seiner Expertise als Innovationsberater, Autor und Produktentwickler zählt er zu den renommierten Material- und Technologieexperten in Europa.

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