Flectofold Demonstrator, BauBionik Ausstellung, Naturkundemuseum, Stuttgart, 2018

Der Flectofold ist ein elastisch-kinetisches Fassadenverschattungssystem. Es ist modular aufgebaut und besteht aus Faserverbundkunststoff (FVK) mit einem Materialgradienten zur technischen Umsetzung von faserverstärkten, lokalen Gelenken. Der FVK besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, Elastomer und TPU-Folie.

Der Großdemonstrator verdeutlicht das Potenzial des Flectofolds für die Anwendung auf komplexen architektonischen Oberflächen, zeigt die kinetische Leistung von pneumatisch aktuierten, lokal gradierten FVK-Laminaten und erforscht die Möglichkeiten von aktiven und autonomen Steuerungs- und Betriebsmodi.

Der Demonstrator besteht aus 36 Flectofold-Modulen. Jedes Modul hat eine Fläche von etwa 1 m² und verfügt über ein integriertes pneumatisches Kissen. Sobald das Kissen unter Druck steht (0,04 – 0,09 bar) wird eine elastische Biegung des FVK-Laminats im Bereich der Mittelrippe initiiert und damit eine Verformung bzw. Bewegung der Module. Die Module sitzen auf einer Stahlunterkonstruktion, die sie in Relation zur Führungsfläche exakt ausrichtet und alle notwendigen Details für die Integration der pneumatischen Aktoren bereitstellt. Das Steuersystem ermöglicht den individuellen oder synchronisierten Antrieb der Module auf der Grundlage aktiver Benutzereingaben oder vorprogrammierter Sequenzen.

Der Flectofold Demonstrator wurde im Rahmen der BauBionik-Ausstellung vom 17.10.2017 bis 01.05.2018 im Naturkundemuseum in Stuttgart ausgestellt.

PROJECT TEAM

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers

ITFT Institut für Textil- und Fasertechnologien,
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Götz T. Gresser

PBG Plant Biomechanics Group, Botanischer Garten
Universität Freiburg
Prof. Dr. Thomas Speck

IBB Institut für Baustatik und Baudynamik
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Bischoff

Designentwicklung des Demonstrators
Saman Saffarian

Wissenschaftliche Entwicklung
Larissa Born, Axel Körner, Anja Mader, Renate Sachse, Saman Saffarian, Anna Westermeier, Dr. Simon Poppinga, Dr. Simon Schleicher

Mit der Unterstützung von
Sandie Kate Fenton, Dongyuan Liu, Tessa Rudolph, Behrooz Tahanzadeh

Publikationen im Rahmen des Projektes
Körner A, Born L, Mader A, Sachse R, Saffarian S, Westermeier AS et al. Flectofold—a biomimetic compliant shading device for complex free form facades. Smart Mater. Struct. 2018;27(1):17001. https://doi.org/10.1088/1361-665X/aa9c2f.
Poppinga S, Körner A, Sachse R, Born L, Westermeier A, Hesse L et al. Compliant Mechanisms in Plants and Architecture. In: Knippers J, Nickel KG, Speck T, editors. Biomimetic Research for Architecture and Building Construction. Cham: Springer International Publishing; 2016, p. 169–193.
Saffarian S, Born L, Körner A, Mader A, Westermeier AS, Poppinga S et al. From Pure Research To Biomimetic Products: The Flectofold Facade Shading Device. In: Knippers J, Schmid U, Speck T, editors. Biomimetics for Architecture. De Gruyter; 2019, p. 42–51.

Förderung
Diese Forschung wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB/Transregio) 141 "Biologisches Design und Integrative Strukturen"/Projekte A03 und A04 sowie von InnoChain, dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union, unter der Marie-Curie-Finanzhilfevereinbarung Nr. 642877 gefördert.