Innovation & Forschung
Bionik am Bau - Gebäude kommen in Bewegung
Die Bionik, die sich als interdisziplinäre Wissenschaft Konstruktionsprinzipien der Natur für die Technik zunutze macht, gewinnt derzeit auch in der Architektur immer mehr an Bedeutung. Der Architekt Prof. Stefan Schäfer vom Institut für Massivbau an der TU Darmstadt ist einer der führenden Forscher in diesem neuen Fachgebiet.
10.11.2008
Das "Vogelnest", das Stadion der Olympischen Spiele in Peking in diesem Sommer, hat seinen Spitznamen von der verwobenen Stahlkonstruktion. Dass sich Architekten von natürlichen Formen inspirieren lassen, ist nichts Neues. Neu ist aber, dass sie sich gemeinsam mit Naturwissenschaftlern daran machen, ihre Bauwerke auf technisch innovative Weise natürlichen Konstrukten wie Schmetterlingsflügeln oder auch Blattstrukturen nachzubauen.
"Die Baubionik ist eine moderne Entwicklung in der Architektur, die in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erfahren hat. In Deutschland steckt sie mittlerweile schon nicht mehr in den Kinderschuhen", konstatiert Prof. Stefan Schäfer von der TU Darmstadt, einer der führenden Forscher in diesem neuen Fachgebiet. "Allerdings hinkt die Genehmigung innovativer bionischer Bauten der Forschung meist weit hinterher."
Nachhaltigkeit gewinnt an Bedeutung
Bionik ist eine Wortkreation aus "Biologie" und "Technik". Die interdisziplinäre Wissenschaft macht sich die im Zuge der Evolution über Jahrtausende optimierten Konstrukte der Natur zunutze. So war einem der Pioniere der Bionik, dem Ingenieur George de Mestral, aufgefallen, dass sich beim Spazierengehen im Fell seines Hundes regelmäßig Kletten verhakten. Er setzte die für Kletten typischen Häkchen zusammen mit passenden Schlaufen technisch um und lieferte damit das Patent für den Klettverschluss.
Im Bauwesen hat die Bionik beispielsweise die Fassadentechnik beeinflusst. Sie macht sich einen Effekt zunutze, der der Lotusblüte abgeschaut ist. Deren raue Oberfläche ist von einer Schicht feinster, dicht stehender Härchen überzogen, die die Blüte vor Schmutz schützt. Wassertropfen perlen rasch von den Blütenblättern ab und reißen dabei Schmutzpartikel mit. An Gebäudefassaden, Dächern, Glasflächen und auch an Zeltkonstruktionen sind solche sich selbst reinigenden Oberflächen keine Seltenheit mehr. Da sie in der Herstellung teurer sind, gehören sie in der Baubranche aber noch nicht zum Standard.
Doch das wird sich ändern, ist sich Schäfer sicher. "Der Gedanke der Nachhaltigkeit gewinnt immer mehr an Bedeutung und damit auch die Einbeziehung der Kosten, die ein Gebäude im Laufe seines gesamten Lebenszyklus verursacht", konkretisiert der Darmstädter Architekt. "Und da bionische Oberflächen deutlich seltener gereinigt und gepflegt werden müssen, amortisieren sich die Kosten schon nach kurzer Zeit. In den nächsten Jahren wird sich diese Einsicht zunehmend verbreiten."
Meister des Leichtbaus
Aber nicht nur Tricks in Sachen Sauberkeit kann sich die Baubranche von der Natur abgucken. Tiere und Pflanzen haben auch extreme 'Leichtbauten' von geradezu unglaublicher Stabilität hervorgebracht. Leichtbau gewinnt mit den knapper werdenden Energieressourcen immer mehr an Bedeutung. In der Natur ist der Leichtbau weit verbreitet, Tragwerke wie Pflanzenstiele oder auch lnsektenflügel benötigen ein Minimum an Material bei optimiertem Kraftverlauf.
"Die Baubionik ist eine moderne Entwicklung in der Architektur, die in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erfahren hat. In Deutschland steckt sie mittlerweile schon nicht mehr in den Kinderschuhen", konstatiert Prof. Stefan Schäfer von der TU Darmstadt, einer der führenden Forscher in diesem neuen Fachgebiet. "Allerdings hinkt die Genehmigung innovativer bionischer Bauten der Forschung meist weit hinterher."
Nachhaltigkeit gewinnt an Bedeutung
Bionik ist eine Wortkreation aus "Biologie" und "Technik". Die interdisziplinäre Wissenschaft macht sich die im Zuge der Evolution über Jahrtausende optimierten Konstrukte der Natur zunutze. So war einem der Pioniere der Bionik, dem Ingenieur George de Mestral, aufgefallen, dass sich beim Spazierengehen im Fell seines Hundes regelmäßig Kletten verhakten. Er setzte die für Kletten typischen Häkchen zusammen mit passenden Schlaufen technisch um und lieferte damit das Patent für den Klettverschluss.
Im Bauwesen hat die Bionik beispielsweise die Fassadentechnik beeinflusst. Sie macht sich einen Effekt zunutze, der der Lotusblüte abgeschaut ist. Deren raue Oberfläche ist von einer Schicht feinster, dicht stehender Härchen überzogen, die die Blüte vor Schmutz schützt. Wassertropfen perlen rasch von den Blütenblättern ab und reißen dabei Schmutzpartikel mit. An Gebäudefassaden, Dächern, Glasflächen und auch an Zeltkonstruktionen sind solche sich selbst reinigenden Oberflächen keine Seltenheit mehr. Da sie in der Herstellung teurer sind, gehören sie in der Baubranche aber noch nicht zum Standard.
Doch das wird sich ändern, ist sich Schäfer sicher. "Der Gedanke der Nachhaltigkeit gewinnt immer mehr an Bedeutung und damit auch die Einbeziehung der Kosten, die ein Gebäude im Laufe seines gesamten Lebenszyklus verursacht", konkretisiert der Darmstädter Architekt. "Und da bionische Oberflächen deutlich seltener gereinigt und gepflegt werden müssen, amortisieren sich die Kosten schon nach kurzer Zeit. In den nächsten Jahren wird sich diese Einsicht zunehmend verbreiten."
Meister des Leichtbaus
Aber nicht nur Tricks in Sachen Sauberkeit kann sich die Baubranche von der Natur abgucken. Tiere und Pflanzen haben auch extreme 'Leichtbauten' von geradezu unglaublicher Stabilität hervorgebracht. Leichtbau gewinnt mit den knapper werdenden Energieressourcen immer mehr an Bedeutung. In der Natur ist der Leichtbau weit verbreitet, Tragwerke wie Pflanzenstiele oder auch lnsektenflügel benötigen ein Minimum an Material bei optimiertem Kraftverlauf.
Quelle: UD
