-
Stand der Technik
-
Bekannt sind Techniken zum Regulieren von Fassaden an Gebäuden. Diese sind oft per elektronischer Steuerung automatisiert, so dass auf bestimmte Witterungssituationen reagiert werden kann. Per Motor, oder Hydraulikelement, können zum Beispiel Fenster geöffnet werden. Dies ist öfter im Privaten Bereich anzutreffen.
-
Im öffentlichen Raum wird versucht das Verweilen attraktiver zu gestalten. Ebenso wird nach Stadtplanerischem Leitbild versucht, den Fuß- beziehungsweise Radverkehr zu fördern, um die Städte lebenswerter, sauberer und nachhaltig zu gestalten.
-
Das kann unter anderem erreicht werden, in dem zu Fuß gehende und Fahrradfahrende möglichst unabhängig von den Witterungen gemacht werden. In London gibt es mit dem Skycycle* vom Architektenbüro Foster und Partners die Überlegung, den Fahrradverkehr über die Straßen auf teilweise überdachte Wege zu verlegen. In Berlin*1 und wiederum in London*2 gibt es ähnliche Ideen, allerdings wird hierbei bestehende Infrastruktur genutzt, um den Fuß und Radverkehr unter eine Hochbahn beziehungsweise in unbenutzte U-Bahnschächte zu verlagern. Diese Beispiele benötigen aber einen starken politischen Willen zur Umsetzung und sind nur unter großem Aufwand und hohen Kosten realisierbar. Des weiteren sind sie Lokal gebunden und nicht ohne weiteres an anderen Orten oder für private Zwecke multiplizierbar. Diese Infrastruktur ist im Gegensatz zum modularen- plymorphen-Witterungsschutz, welches durch die vorliegenden Erfindung möglich werden soll unflexibel gegenüber Witterungseinflüssen und der Art der Ausgestaltung, da beim modularen- plymorphen-Witterungsschutz verschiedene Bespannungsvarianten der Module (siehe Funktionsbeispiel) vorstellbar sind. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Bespannung aus Kletterpflanzen auf einem Drahtgeflecht besteht.
-
Es gibt Glasflächen, die sich durch Verdunkelung und begrenzt auf Bahn- oder Bushaltestellen, der Sonne anpassen und so die Menschen schützen (IPC: E04H 1/12). Der generelle Gedanke, sich in ästhetischer, schützender Weise mit Pflanzen zu umgeben, ist in Pflanzentunneln und Baldachinen manifestiert. Es ist bekannt, mit Drahtgeflechten Kletterpflanzen in eine bestimmte Form zu bringen. Interaktive Architekturansätze sieht man bei der Entwicklung aktiver Fassaden des MIT. All diese Anwendungen sind aber nur durch großen technischen Aufwand steuerbar und damit für einen großflächigen Einsatz zu aufwändig, zu instabil, oder zu unbeweglich, um sich den meisten Witterungen anpassen zu können.
-
Um den Effekt des Eindrehens beim modularen- plymorphen-Witterungsschutz hervorzurufen, werden für die Module Materialien eingesetzt, die sich an die Umgebungsfeuchtigkeit anpassen. Bisher sind ähnliche Funktionsweisen von BiMetallstreifen (IPC: B22D 13/02) bekannt. Diese sind jedoch bei weitem nicht stabil genug und zu unflexibel, für eine Anwendung im größeren Maßstab, dass heißt als langes, dünnes Band für ein Modul nach der Beschreibung in der Offenlegung.
-
Lösung
-
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Instrument geschaffen werden, was es ermöglicht, großflächig zu überspannen und die entstandene Überdachung autonom auf das Wetter reagieren zu lassen. Die Skalierbarkeit der Module soll ein weites Einsatzgebiet ermöglichen. Sämtliche aufwendige Steuerungselektronik entfällt. Das Material für die Elastomere besitzt im Gegensatz zu Bi-Metallen eine hohe Dehnbarkeit bei gleichzeitig selbst ausgeübter Kraft.
-
Im öffentlichen Raum, welcher zunächst das Haupteinsatzziel der adaptiven Überdachung sein soll, wird es den Menschen ermöglicht, auch bei schlechten Witterungsverhältnissen die Wahlfreiheit zwischen öffentlichen Verkehrsmitteln, dem Auto, dem Fahrrad und dem zu Fuß gehen zu behalten.
-
Offenlegung:
-
In einem Profil [1] befinden sich Bohrungen, mit homogenem Abstand und Größe, die zur Aufnahme von Wellen [2] dienen.
-
Ausgehend von den Enden eines, auf je einer Welle montierten Trägers [3] verlaufen zwei Materialstränge [4].
-
Die anderen Enden der Materialstränge werden an einem Profil [5] befestigt, dessen Höhe kann über dem Niveau des ersten Profils [1] liegen.
-
Bei Nässe sind alle Materialstränge gleich lang. ( )
-
Sobald die Materialstränge trocknen, sorgen deren inhärente Eigenschaften dafür, dass an jedem Träger [3] ein Strang gelängt, der andere gekürzt wird. Da die Träger auf Wellen montiert sind werden sie durch die dabei wirkenden Kräfte rotatorisch bewegt. ( )
Zu erwartende Vorteile in der Übersicht:
- Im Nachfolgenden wird das Anwendungsbeispiel einer adaptiven-pflanzlichen-Überdachung betrachtet. Die Vorteile variieren naturgemäß mit dem Einsatzgebiet.
-
öffentliches Leben und Lokalökonomie:
-
- Witterungsbedingt werden Aufenthalte in der Stadt oft unterlassen, was zu einer unbelebteren und damit einhergehend unsicheren und wirtschaftlich schwächeren lokalen Gemeinschaft führt. Durch das modularen- plymorphen-Witterungsschutz werden Plätze und öffentliche Orte für weit mehr Monate im Jahr für die Allgemeinheit attraktiv gehalten, da diese geschützt sind und die Aufenthaltsqualität signifikant verbessert wird. Die lokale Ökonomie profitiert.
-
Es wird ein Alleinstellungsmerkmal für Städte geschaffen, da die Konstruktion immer an die örtlichen Gegebenheiten angepasst wird und sich so auch zu einer touristischen Attraktion entwickeln kann.
Das allgemeine Bedürfnis nach wohnlicheren und gesünderen Städten nimmt zu, was am Ende auch mehr Grünflächen erfordert. Hier kann per ästhetischer und sanfter Integration von pflanzlicher Architektur in die Stadt neuer Raum geschaffen werden, ohne zusätzliche Flächen bestehender Infrastruktur zu beanspruchen.
-
Umwelt und Gesundheit:
-
- Der Platzbedarf und die mit dem Autoverkehr verbundenen Umweltbelastungen können vermindert werden, da mehr Menschen motiviert werden, das Fahrrad als alternatives Verkehrsmittel zu nutzen, da sie unabhängig von Witterungseinflüssen sind.
-
Die Feinstaub - und allgemeinen Schadstoffwerte vieler Städte liegen weit über dem gesetzlich zugelassen Grenzwerten. Auch der CO2 Ausstoß vieler urbaner Gebiete befindet sich über den Vorgaben des Gesetzgebers. Hier können die gewonnenen Grünflächen im großen Stil helfen. Das adaptive Dach wirkt wie ein großer, das Stadtgebiet durchziehender Luftfilter.
-
Durch das attraktive Angebot, das Fahrrad statt des Autos zu nutzen, kann auch Lärm vermieden werden. Dieser würde selbst bei einer vollständigen Umrüstung des Fahrzeugbestandes auf leisere Elektroautos bestehen bleiben, da ab einer Geschwindigkeit von 30 km/h die Abrollgeräusche den Lärm des Verbrennungsmotors übertönen.
-
Die Masse der Pflanzen ist in der Lage, viel Wasser aufzunehmen, was Versiegelungen kompensiert und Städte auf extremere Wetterlagen vorbereitet.
-
Bei der Integration in Marktstraßen oder Fahrradschnellwegen, besteht durch die Verdunstungskälte des modularen- plymorphen-Witterungsschutzes hohes Kühlungspotenzial.
-
Durch den Einsatz verschiedener Pflanzenarten, kann das Dach auch Brutstätte verschiedener Vogelarten sein.
-
Architektur und Stadtplanung:
-
- Die Verkehrswende ist eine große Herausforderung unserer Zeit, die auch mit Symbolen, wie dem modularen- plymorphen-Witterungsschutz befördert werden kann.
-
Eine sanfte und grüne Integration in bestehende Architektur ermöglicht es Stadtplanern das adaptive Dach auch als Raumdefinierungswerkzeug zu nutzen.
-
Das adaptive Dach ist als eine Art Basis gedacht. Je nach Einsatzort können verschiedene Applikationen hinzugefügt werden. So sind zum Beispiel optische und akustische Installationen denkbar.
-
Funktionsbeispiel:
-
- Im Folgenden wird die Überdachung einer Außenterrasse beschrieben. Prinzipiell kann die Anordnung an verschiedenen Orten aufgebaut werden, wie zum Beispiel Innenhöfen, Marktstraßen oder Radschnellwegen.
Es besteht die Möglichkeit, dass sich das Material der vor Witterung schützenden Fläche, je nach Einsatzgebiet, von der folgenden Beschreibung unterscheidet.
-
Mehrere Stoffbahnen werden nebeneinander angeordnet und bilden eine witterungsbeständige Fläche. [6] Jede Stoffbahn ist auf der Unterseite an jeweils zwei Materialsträngen [4] befestigt.
Die Materialstränge verlaufen jeweils zwischen der oberen - [5] und unteren Dachkante [1]. Die Befestigung an der unteren Dachkannte erfolgt an einem Träger, [3] so dass ein Träger pro Stoffbahn zur Verfügung steht.
Jeder Träger ist rotatorisch gelagert [2].
Bei Nässe sind alle Materialstränge gleich lang. ( ) Dadurch wird der Terrassenbereich vor Regen geschützt.
Sobald die Materialstränge trocknen, sorgen deren Eigenschaften dafür, dass an jedem Träger [3] ein Strang gelängt, der andere gekürzt wird. Dabei öffnet sich die Fläche und lässt Tageslicht hindurch. ( )
-
Zusammenfassung:
-
- Der modulare- plymorphe-Witterungsschutz (im öffentlichen Raum) ist als Schrägdach konzipiert, welches mit Materialsträngen bespannt ist, die sich dank der drehbar gelagerten Träger an der unteren Dachkante und den Eigenschaften des Materialstranges so eindrehen, dass bei trockenem Wetter Licht hindurchfällt und bei Nässe, Regen abgehalten wird. Die Flächen können zum Beispiel mit Kletterpflanzenarten bewachsen sein. Der Zweck ist es vorrangig, Menschen die sich in der Stadt und außerhalb von Gebäuden aufhalten, adaptiv vor Witterungen zu schützen. Die Konstruktion soll sich dabei optisch positiv auf die Stadt auswirken.
-
Quellen:
-
- *
Stand: 01.05.18
https://www.fosterandpartners.com/projects/skycycle/
- *1
Stand: 01.05.18
http://radbahn.berlin/
- *2
Stand: 01.05.18
https://www.fastcodesign.com/3042054/architects-want-to-turn-old-subway-tunnelsinto-an-underground-cycling-highway
- *3
Stand: 02.05.18
Aus einer Broschüre des Landes Nordrhein-Westfalen (S. 2)
http://www.rs1.ruhr/fileadmin/user_upload/RS1/pdf/Broschuere_RS1_Radschnellweg e.pdf
