Bioinspiriertes «Solar Gate» reguliert Gebäude klimaneutral
Ein Forschungsteam der Universitäten Freiburg und Stuttgart hat ein innovatives Fassadensystem entwickelt, das sich ohne Energiezufuhr selbstständig an Wetterveränderungen anpasst. Inspiriert von Kiefernzapfen, bietet das «Solar Gate» eine ressourcenschonende Lösung für nachhaltige Gebäudeverschattung.
In der Natur passen sich Pflanzenstrukturen auf intelligente Weise an ihre Umgebung an, diese Prinzipien nutzt nun auch die Architektur. Forschende der Universitäten Freiburg und Stuttgart haben mit dem «Solar Gate» ein Fassadensystem entwickelt, das auf Veränderungen von Luftfeuchtigkeit und Temperatur reagiert, ohne mechanische oder elektrische Komponenten zu benötigen.
Dieses adaptive Verschattungssystem wurde an der livMatS Biomimetic Shell installiert, einem Forschungsgebäude der Universität Freiburg. Es basiert auf hygromorphen Materialien, die sich wie Kiefernzapfen selbstständig öffnen und schliessen. Dadurch lässt das System im Winter Sonnenlicht zur natürlichen Erwärmung ins Gebäude und schützt im Sommer vor übermässiger Hitze – vollkommen energieautark.
4D-Druck ermöglicht intelligente Fassaden
Das Geheimnis hinter der Innovation liegt in der Kombination aus biobasierten Zellulosematerialien und modernster 4D-Drucktechnologie. Zellulose, ein erneuerbarer und reichlich vorhandener Rohstoff, reagiert auf Feuchtigkeitsschwankungen, indem sie sich ausdehnt oder zusammenzieht. Das Forschungsteam hat diese natürliche Eigenschaft genutzt, um eine zweischichtige Struktur zu entwickeln, die sich je nach Wetterlage automatisch anpasst.
Die mit 4D-Druck hergestellten Elemente rollen sich bei hoher Luftfeuchtigkeit ein und öffnen sich, während sie sich bei trockenen Bedingungen abflachen und schliessen. Damit bietet das «Solar Gate» eine völlig neue Möglichkeit, Gebäude klimaneutral zu regulieren.
Energieeffiziente Bauweise der Zukunft
Der Gebäudesektor ist für einen grossen Teil der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich. Durch intelligente, biobasierte Materialien können Gebäude ihren Energieverbrauch für Heizung, Kühlung und Lüftung erheblich reduzieren. Das «Solar Gate» zeigt, wie natürliche Prinzipien und moderne Fertigungstechnologien zu nachhaltigen architektonischen Lösungen führen können.
Mit diesem innovativen Verschattungssystem beweisen die Forschenden, dass nachhaltige Bauweisen nicht nur umweltfreundlich, sondern auch effizient und kostengünstig sein können. Die Zukunft der Architektur könnte damit ein grosses Stück näher an der Natur liegen.