Bauphysikalische und ökologische Potenziale von adaptiven Leichtbaukonstruktionen

Abstract

Die zunehmende Inanspruchnahme von Ressourcen und die damit einhergehenden Umweltauswirkungen rücken im Bauwesen immer weiter in Vordergrund. Derzeit sind die beiden Disziplinen für etwa 60 % des Ressourcenverbrauchs sowie für etwa 35 % des Energieverbrauchs verantwortlich [1, 2]. Dieser Anteil könnte noch steigen, wenn alle Bauten eine konventionelle Weise verlangen, da die Weltbevölkerung weiter zunimmt. Prognosen gehen von einem Anstieg der Weltbevölkerung bis 2100 von derzeit knapp 7,5 Milliarden auf etwa 11,2 Milliarden Menschen aus [3]. Um der wachsenden Weltbevölkerung sowie der großen Ressourceninanspruchnahme gerecht zu werden, sind innovative, ressourcensparende Leichtbaukonstruktionen unumgänglich. Aktuelle Forschungsarbeiten erweitern das Spektrum hin zu adaptiven Leichtbaukonstruktionen, die es erlauben, bauphysikalische Eigenschaften gezielt anzupassen, um letztlich den extensiven Baustoffeinsatz zu reduzieren. Zur Quantifizierung und Verifizierung der damit verbundenen Potenziale in puncto Nachhaltigkeit wurden die Einflüsse der Adaptivität von Leichtbaukonstruktionen auf deren bauphysikalisches Verhalten sowie deren Ökobilanz erfasst und beschrieben.

Parameterstudie zum energetischen Einsparpotenzial mit adaptiven Fassadenelementen zur lokalen Heizung

“…This holds a great potential for energy saving, especially in ultra-lightweight construction. In previous investigations, the thermal comfort under transient conditions [1] was illuminated and the building physical functionality and environmental impact of some examples of adaptive lightweight structures [2,3] at building component and room level were discussed. Based on these findings, scenarios for the operation of adaptive facade elements with local heating systems were developed.…”

Bauphysikalische und ökologische Bewertung adaptiver Fassadenkonstruktionen auf Raumebene

“…Both criteria apply to the entire life cycle and need to include the additional operating energy required for adaptivity. In a previous study on adaptive lightweight constructions [1] for facades, the physical functionality and environmental impact of some use cases were discussed at component level. In the present article, the horizon is extended to the room level.…”

“…gung. Bezüglich des Gestaltungs-und Wirkpotenzials adaptiver Leichtbaukonstruktionen wurden in [1] bereits bauphysikalische Anforderungen in Verbindung mit den ökologischen Umweltwirkungen betrachtet. Durch adaptive Konstruktionen soll eine gezielte Veränderbarkeit von Materialien und der Geometrie von Bauteilen erreicht werden, um die enormen Ressourcen des Bauwesens zu reduzieren.…”

“…Dabei sollen die bauphysikalischen Eigenschaften mit untersucht und angepasst werden. In [1] ließen sich erste Fragestellungen auf Bauteilebene [2] beantworten. Für die verschiedenen Konstruktionen (durchströmte Kon-Eine Antwort auf den großen und fortschreitenden Ressourcenverbrauch im Bauwesen können leichte und zugleich adaptive Lösungsansätze für Gebäudehüllen und -strukturen darstellen.…”

“…Beides gilt für den gesamten Lebensweg und trotz der für die Adaptivität benötigen zusätzlichen Betriebsenergie. Im Rahmen einer vorangegangenen Untersuchung adaptiver Leichtbaukonstruktionen [1] für Fassaden wurde die bauphysikalische Funktionalität und Umweltwirkung einiger Beispiele auf Bauteilebene behandelt. Im hier vorliegenden Beitrag wird nun der Betrachtungshorizont auf die Raumebene erweitert, um z.…”