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Beton, der durch die Integration lichtleitfähiger Elemente lichtdurchlässig wird, ist schon seit geraumer Zeit bekannt. Derzeit werden unterschiedliche Ausführungen verschiedener Hersteller auf dem Markt angeboten. Den gestalterischen Möglichkeiten, insbesondere was die Formenvielfalt der Betonbauteile und die Anordnung der lichtleitfähigen Fasern betrifft, sind jedoch bisher verfahrensbedingt enge Grenzen gesetzt; zudem hemmen hohe Kosten die verbreitete Anwendung. Mitarbeiter des Instituts für Textil- und Bekleidungstechnik an der TU Dresden haben die vorhandenen Möglichkeiten analysiert und erweitert. Inzwischen ist es möglich, auch dünnwandige, großflächige Bauteile lichtdurchlässig zu gestalten - ein echter Blickfang mit hohem architektonischen Innovationspotential. Zudem haben sie gezeigt, dass es möglich ist, auch weitere Wirkungsmechanismen in das Bauteil zu integrieren, die sowohl Neben- als auch Hauptfunktion sein können: etwa metallische Elemente zur Informationsübertragung oder kleine Hohlfasern, die den Luftaustausch zwischen Räumen ermöglichen und so das Hausklima steuern helfen.
Um die genannten Vorteile gegenüber den bisherigen Lösungen umsetzen zu können, haben die Forscher eine neue Herstellungsvariante entwickelt. In einem automatisierten Prozess werden die einzelnen stabförmigen Faserelemente oder ganze Elementgruppen in einer flächigen Matrix senkrecht angeordnet und fixiert. Die Elemente können Voll- oder Hohlprofilfasern sein, deren Abmessungen und Form nicht eingeschränkt sind. Der Faserstoff ist beliebig wählbar, so dass neben lichtleitenden Fasern zum Beispiel auch metallische Elemente eingebettet werden können. Dadurch wird die Funktionalität des Baustoffs erheblich erweitert, und es werden neue Anwendungsfelder etwa in der Signalübertragung erschlossen. Durch den Einsatz von Hohlfasern können darüber hinaus Austauschvorgänge zwischen Medien erfolgen, etwa für die Klimabeeinflussung in Wohn- und Büroräumen. Diese Effekte werden auch in Verbindung mit der Lichtdurchlässigkeit erreicht, da unterschiedliche Fasermaterialien problemlos miteinander kombiniert werden können.
Das Positionierverfahren ermöglicht eine freie Anordnung, so dass der Architekt Bilder, Logos oder großflächige Muster planen kann. Die mit den Fasern oder anderen stabförmigen Elementen bestückte Grundfläche wird in eine Gussform eingelegt oder bildet selbst einen Teil der Gussform. Der Raum zwischen den Fasern oder Elementen wird mit einem Feinbeton ausgefüllt. Nach der Aushärtung wird die Grundfläche entfernt, kann aber auch im Bauteil verbleiben, etwa wenn sie zur Stabilisierung von dünnwandigen Bauelementen aus einer textilen Verstärkungstruktur besteht. Sogar zur Formgebung des Bauteils kann die flexible Grundfläche eingesetzt werden.
Erste Versuche und Anwendungsbeispiele bestätigen das große Potenzial dieses neuen Verfahrens für unterschiedliche Einsatzgebiete. In einer ersten Studie zu den Einsatzmöglichkeiten in der Architektur und Innenraumgestaltung wird deutlich, dass gegenüber dem jetzigen Stand eine fast unerschöpfliche Gestaltungsvielfalt gegeben ist.
Informationen für Journalisten: Dr.-Ing. Gerd Franzke, Tel. 0351 463-39184, E-Mail: franzke@itb.mw.tu-dresden.de, Prof. Chokri Cherif, Tel. 0151 16133234
Criteria of this press release:
Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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