Morgenstadt - wie wir morgen leben
vorab klären.
Beispielsweise das Verhalten von Folien. Seit das olympische Schwimmstadion in Peking und die Allianz-Arena in München mit dem spektakulären Material namens Ethylen-Tetrafluorethylen, kurz ETFE, verkleidet wurden, sind die robusten und haltbaren Folien auf dem Kunststoffmarkt etabliert. Sie sind durchscheinend und UV-licht-durchlässig. Sechs Fraunhofer-Institute sind dabei, in dem Kooperationsprojekt „Multifunktionale Membrankissen-Konstruktionen“ die ETFE-Bautechnik weiter zu optimieren. Im Fokus des Projekts stehen Membranen, die zu Kissen verarbeitet und mit Druckluft aufgeblasen werden.
Zwar kennt man den Werkstoff schon lange, doch was den Einsatz im großen Stil betrifft, sehen die Fraunhofer-Forscher durchaus noch Verbesserungsmöglichkeiten. So durchdringt Wärme die ETFE-Folie verhältnismäßig leicht. Im Sommer können sich dadurch Gebäude wie ein Treibhaus aufheizen, im Winter und in kalten Nächten verlieren sie Wärme an die Umgebung. Am IBP werden deshalb in großen Messanlagen unter natürlichen Witterungsbedingungen die Eigenschaften der Folie ermittelt.
Mit Hilfe der gewonnenen Daten simulieren die IBP-Forscher das wärmetechnische Verhalten einer Membrankissen-Konstruktion auf dem Computer. Sie berücksichtigen dabei auch, ob Teile der Konstruktion so weit abkühlen, dass sich Tauwasser bildet. Das ist ein Problem, weil dadurch Tragstrukturen aus Metall korrodieren und Dachbalken faulenkönnen. Feuchte greift aber nicht nur die Dachkonstruktion an. Sie fördert auch das Wachstum von Mikroorganismen. In dem Gemeinschaftsprojekt haben daher Experten vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg eine antimikrobielle keramische Lackschicht entwickelt, die besonders das Wachstum des Schimmelpilzes Aspergillus niger, aber auch von Bakterien und Hefen hemmt, die schwarze, unansehnliche Beläge bilden. Inzwischen ist in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising eine Pilotanlage entstanden, in der sich die ETFE-Folie als Meterware beschichten lässt. Das Institut hat darüber hinaus eine Methode entwickelt, um auf die Folie eine hauchdünne Aluminiumschicht aufzubringen. Sie reflektiert Wärmestrahlung, was sowohl das Aufheizen der Gebäude als auch Wärmeverluste vermindert. Zugleich ist sie so dünn, dass die Folie durchsichtig bleibt. Damit das Aluminium nicht korrodiert, wird es außerdem mit einer feinen Lackschicht überzogen.
Auch die Kooperationspartner im ISE haben in den vergangenen Jahren eine Beschichtung ausgetüftelt, mit der sich die Licht- bzw. Wärmedurchlässigkeit der ETFE-Folie beeinflussen lässt. Ähnlich wie bei einer selbsttönenden Sonnenbrille kann sie mit Hilfe von Wolfram-Trioxid abgedunkelt werden. Lässt man Wasserstoff in das ETFE-Kissen strömen, verfärbt sich die Schicht dunkelblau. Strömt Sauerstoff in die Kammer, entfärbt sie sich wieder. Wie sich zeigte, verringert sich die Lichtdurchlässigkeit der Folie dadurch um den Faktor 10 – so könnten derartige Kissenhüllen auch in der Morgenstadt als Hitzeschutz für den Sommer dienen.
GEBÄUDE ENERGIESPAREND KÜHLEN
Während in unseren Breiten die Heizung den größten Energiebedarf eines Gebäudes ausmacht, ist in tropischen oder feuchtheißen Ländern die meiste Energie für die Kühlung nötig. Fraunhofer-Forscher machen sich deshalb auch Gedanken darüber, wie man intelligente Lösungen für dieses Problem finden kann.
Südkoreas Städte durchlebten in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts einen beispiellosen Modernisierungsprozess. Die rasche Industrialisierung und das schnelleWirtschaftswachstum haben die städtebaulichen Strukturen verändert, die Stadtgebiete wuchsen. In jüngster Vergangenheit entstanden beispielsweise Pläne für sieben prestigeträchtige Hochhäuser mit 100 und mehr Stockwerken, die in den nächsten Jahren gebaut werden sollen. Daneben verfolgt man mit einem staatlichen Programm das Ziel, bis 2018 insgesamt eine Million Wohnungen als „green homes“ neu zu bauen und eine weitere Million bestehender Wohnungen energetisch zu sanieren. „In Gebäuden mit 60 Stockwerken und mehr kann man nicht mehr die Fenster öffnen, der Winddruck ist viel zu hoch“, sagt Gunnar Grün. „Da aber frische Luft von außen immer noch das Idealbild ist, versuchen wir, in Konzeptstudien unsere Erfahrungen mit der Klimatisierung von Räumen einzubringen und neue Systeme zu entwickeln, die gerade diesen Winddruck
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