Was ist eine kinetische Fassade und wie funktioniert sie genau?
Die meisten Gebäude haben den ganzen Tag über die gleiche Oberfläche. Eine kinetische Fassade nicht.
Es ist in Bewegung. Paneele drehen sich, falten sich, gleiten oder flattern, entweder weil ein Motor es ihnen vorgibt oder weil der Wind sie antreibt, und dabei verändert das Gebäude, wie viel Sonnenlicht es hereinlässt, wie viel Luft es durchströmt und wie es von der Straße aus aussieht, manchmal von einer Minute zur nächsten.
Das klingt exotisch. Technisch gesehen ist der größte Teil davon überraschend gewöhnlich.
Dieser Leitfaden erläutert die Definition kinetischer Fassaden in praktischen Begriffen und geht auf die wichtigsten Typen ein. kinetische Fassaden , und legt dar, was Eigentümer und Designteams vor der Festlegung auf ein bestimmtes Modell berücksichtigen sollten.
Wichtigste Erkenntnisse
Eine kinetische Fassade ist eine Gebäudehülle mit Teilen, die sich physisch bewegen, entweder aktiv oder passiv.
Die meisten Systeme lassen sich in eine Handvoll Bewegungsarten einteilen, wie z. B. Drehen, Schwenken, Falten, Gleiten und Flattern.
Passive windbetriebene Systeme benötigen keine Energie, sind aber nicht steuerbar, während motorisierte Systeme auf Sonne, Wärme und Anwesenheit reagieren können.
Wartung, Steuerungssysteme und Materialwahl entscheiden darüber, ob sich die Fassade auch in zwanzig Jahren noch bewegt.
Definition einer kinetischen Fassade
Eine kinetische Fassade ist eine Außenwand oder -wand mit Bauteilen, die so konstruiert sind, dass sie während der Lebensdauer des Gebäudes ihre Position verändern können.
Die Bewegung ist der Kern. Sie kann der Energieeffizienz, dem Tageslichteinfall, der Belüftung, dem Sichtschutz oder einfach nur der Optik dienen, und viele Projekte vereinen mehrere dieser Ziele in einem System.
Der Begriff „dynamisch“ wird oft ungenau für ein und dasselbe verwendet. Er ist jedoch umfassender. Dynamische Fassaden umfassen elektrochromes Glas und andere Materialien, die ihre Eigenschaften verändern, ohne sich dabei zu bewegen. Daher ist es hilfreich, den Begriff „dynamisch“ genauer zu verstehen. wie sich kinetische von dynamischen Prozessen unterscheiden bevor ich eines der beiden Wörter in einen Briefing einfüge.
Warum kinetische Fassadenarchitektur existiert
Statische Wände sind ein Kompromiss. Sie sind für die schlimmste Stunde des Jahres ausgelegt und bleiben dann in allen anderen Stunden unverändert.
Bewegliche Elemente durchbrechen diesen Kompromiss. Eine Beschattungswand kann sich nachmittags gegen die tiefstehende Westsonne schließen und im Winter wieder öffnen, eine Lüftungswand ermöglicht die Belüftung eines Parkdecks ohne Ventilatoren, und ein bedrucktes Lamellenfeld kann ankommenden Besuchern ein anderes Bild zeigen als abfahrenden.
Das gilt auch für kinetische Fassadenarchitektur . Anpassung statt Kompromiss.
Die wichtigsten Arten von kinetischen Fassaden
Die Klassifizierung beginnt üblicherweise mit der Bewegungsart. Jede hat ihre eigene Mechanik, ihr eigenes Wartungsmuster und ihre eigene visuelle Charakteristik.
Rotierende Elemente
Lamellen oder Rippen drehen sich um eine feste Achse, vertikal oder horizontal. Dies ist die gebräuchlichste Bauart, mechanisch einfach und gut für die Sonnenschutztechnik geeignet.
Schwenkbare und flatternde Paneele
Kleine Paneele hängen an einem Scharnier an der Oberseite und schwingen frei oder innerhalb gewisser Grenzen im Wind. Dies sind die schimmernden Wände und flatternden Fassaden, die man an Parkhäusern und Ladenfronten sieht, und sie sind fast immer passiv.
Faltelemente
Die Paneele lassen sich wie Origami oder Ziehharmonika-Fensterläden zusammenfalten. Sie können vollständig geschlossen werden und eine geschlossene Fläche bilden oder sich vollständig öffnen, um Ausblicke zu ermöglichen.
Gleitelemente
Die Schiebetüren gleiten auf Schienen vor der Verglasung. Große, perforierte Schiebepaneele sind an Wohnhaus- und Hotelfassaden üblich.
Ausdehnende und zusammenziehende Elemente
Die Elemente öffnen und schließen sich wie ein Regenschirm oder eine Kamerablende. Die Al Bahar Towers in Abu Dhabi, die 2012 fertiggestellt wurden, nutzen rund 2.000 schirmartige Beschattungselemente, die sich mit dem Sonnenstand öffnen und schließen. Die Planer berichteten von einer deutlichen Reduzierung der Sonneneinstrahlung.
Formveränderliche Oberflächen
Manche Systeme biegen oder verformen das Paneel selbst, anstatt es an einem Scharnier zu bewegen. Diese Systeme basieren auf flexiblen Materialien und sind im Gebäudemaßstab weniger verbreitet.
Typ | Typische Fahrt | Hauptzweck | Mechanische Komplexität |
Drehbare Lamellen | Motor | Beschattung, Tageslicht | Niedrig bis mittel |
Schwenkbare Klappen | Wind | Visueller Effekt, Belüftung | Niedrig |
Faltpaneele | Motor | Beschattung, Privatsphäre, Sicherheit | Mittel bis hoch |
Schiebewände | Motor oder manuell | Beschattung, Privatsphäre | Mäßig |
Erweiterungseinheiten | Motor | Schattierung | Hoch |
Formverändernde Häute | Motor- oder Materialreaktion | Schattierung, Ausdruck | Hoch |
Wie sich eine kinetische Fassade tatsächlich bewegt
Jede kinetische Fassade besteht aus drei Teilen: Etwas, das sich bewegt, etwas, das es bewegt, und etwas, das entscheidet, wann.
Das bewegliche Element
Üblicherweise handelt es sich um eine Aluminiumplatte, -lamelle oder -klappe. Aluminium ist aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Steifigkeit, seiner einfachen Formbarkeit und seiner Langlebigkeit mit PVDF- oder eloxierten Oberflächen weit verbreitet.
Die Fahrt
Aktive Systeme nutzen Elektromotoren, Linearantriebe oder gelegentlich Hydraulik, die über Gestänge, Zahnräder oder Schubstangen mit den Paneelen verbunden sind. Passive Systeme nutzen Winddruck, Schwerkraft oder Materialeigenschaften, beispielsweise einen Streifen, der sich bei Erwärmung biegt. Eine ausführlichere Erklärung folgt. Aktoren, Antriebe und Sensorrückmeldung in einem separaten Leitfaden.
Die Kontrolle
Aktive Systeme benötigen eine Steuerung. Sensoren messen Sonnenstand, Licht, Windgeschwindigkeit, Temperatur oder Anwesenheit, und eine Steuerung legt fest, wie weit sich die einzelnen Zonen bewegen sollen. Diese Steuerung ist oft mit dem Gebäudemanagementsystem verbunden. Passive Systeme hingegen haben keine Steuerung. Hier gibt der Wind die Richtung vor.
Aktive versus passive Systeme
Dies ist die wichtigste Entscheidung in jedem kinetischen Projekt.
Faktor | Aktiv (motorisiert) | Passiv (wind- oder materialgetrieben) |
Leistung | Benötigt | Keiner |
Kontrolle | Präzise und programmierbar | Keine, Bewegung folgt Bedingungen |
Energierolle | Kann Sonneneinstrahlung und Tageslicht steuern | Hauptsächlich Belüftung und visuelle Wirkung |
Wartung | Motoren, Sensoren, Steuerungen, Lager | Scharniere und Lager |
Fehlermodus | Stoppt, wenn Steuerungen oder Antriebe ausfallen | Nutzt sich allmählich ab |
Relative Kosten | Höher | Untere |
Passive Systeme sind keine billige Alternative zu aktiven Systemen. Sie erfüllen eine andere Funktion. Insbesondere für Flutterwände siehe … Paneele, die sich ohne Stromversorgung bewegen sind konstruiert.
Wo kinetische Fassaden ihren Platz verdienen
Die überzeugendsten Projekte haben einen klaren funktionalen Grund für ihre Bewegung.
Parkhäuser nutzen windgetriebene Wände, um den Bedarf an natürlicher Belüftung zu decken, während die Autos hinter einer beweglichen Leinwand verborgen bleiben. natürlich belüftete Parkhäuser sind mittlerweile eine der häufigsten Anwendungen. Büros und Hochhäuser in heißen Klimazonen nutzen motorisierte Beschattungssysteme, da Reduzierung der Sonneneinstrahlung durch bewegliche Jalousien reduziert den Kühlbedarf dort, wo es am wichtigsten ist.
Museen und Kulturgebäude nutzen kinetische Bildschirme zur Tageslichtsteuerung. Tageslichtsteuerung für Galerieräume Sie schützt empfindliche Sammlungen und erhält gleichzeitig natürliches Licht in den öffentlichen Bereichen. Paris bietet hierfür ein frühes Beispiel: Das 1987 fertiggestellte Institut du Monde Arabe nutzte lichtempfindliche mechanische Blenden an seiner Südfassade.
Der Einzelhandel nutzt Bewegung, um Aufmerksamkeit zu erregen. Schimmernde Wände an Ladenfronten Licht und Wind einfangen und die Blicke aus der Ferne auf sich ziehen, während Lentikular- und bedruckte Lamellenbilder ermöglicht es einer Fassade, mehrere Bilder zu tragen.
Was es kostet
Bewegung kostet mehr als eine feste Wand. Die Frage ist, wie viel und über welchen Zeitraum.
Die Investitionskosten steigen mit der mechanischen Komplexität, während die Betriebskosten von Energieaufwand, Wartung und dem eventuellen Austausch beweglicher Teile abhängen. Ein vollständiger Vergleich von Lebenszykluskosten im Vergleich zu einer statischen Fassade gehört in einen eigenen Artikel, und Wertanalyse, die die Bewegung aufrechterhält Dies ist oft durch eine Vereinfachung des Antriebs anstatt durch die Beseitigung der Bewegung möglich.
Die Risiken, die niemand in die Darstellung einbezieht
Bewegliche Teile verschleißen. Freiliegende bewegliche Teile verschleißen schneller.
Viele frühe kinetische Fassaden funktionierten innerhalb eines Jahrzehnts nicht mehr, nicht weil die Idee scheiterte, sondern weil die Details nicht für die gegebenen Bedingungen ausgelegt waren. Die wiederkehrenden Probleme sind mittlerweile wohlbekannt.
Lagerverschleiß und Schmutzhaftung an Drehpunkten und Scharnieren
Korrosion an den Kontaktstellen ungleicher Metalle in beweglichen Verbindungen
Eis- und Schneesicherungen für Paneele in kalten Klimazonen
Vögel, die in Höhlen hinter der sich bewegenden Schicht nisten
Blendung durch reflektierende Paneele bei deren Drehung
Steuerungssysteme, die veralten, bevor die Hardware veraltet ist
Für jeden dieser Aspekte gibt es eine gestalterische Antwort. Trennung ungleicher Metalle an beweglichen Verbindungen , Eis-, Schnee- und Wintersperrmodi , Blendungs- und Glanzstudien , Vögel vom Mechanismus fernhalten , Und Steuerungen, die ihre Hardware überdauern. werden in speziellen Anleitungen behandelt, ebenso wie Lagerverschleiß und Schmutzhaftung.
Materialien und Oberflächen
Aluminium ist das Standardmaterial für kinetische Paneele. Leichte Paneele benötigen kleinere Antriebe und belasten die Lager weniger.
Die Wahl der Oberflächenbehandlung ist bei beweglichen Oberflächen wichtiger als bei statischen Wänden, da diese Reibung ausgesetzt sind, sich biegen und aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. PVDF-Beschichtungen nach AAMA 2605 gewährleisten im Außenbereich eine lange Farbstabilität, Anodisierung sorgt für eine harte Oberfläche an Verschleißstellen, und bedruckte Oberflächen ermöglichen die Bedruckung von Lamellen und Klappen. Bei PRANCE teilen wir die Aufträge üblicherweise auf. PVDF-Beschichtungen kommen auf die sichtbaren Flächen, härtere Oberflächenbehandlungen an den Reibungsstellen und unsere PVDF-Oberflächenbeschichtung Und Oberflächenbeschaffenheit des Drucks Die bewegliche Ebene soll Farben oder Bilder transportieren, ohne dabei an Haltbarkeit einzubüßen.
Zu klärende Fragen vor Beginn der Designphase
Wenn PRANCE ein Bewegungskonzept bespricht, bleibt die erste Frage, die wir stellen, immer gleich: Wozu dient die Bewegung?
Wozu dient die Bewegung – zur Energiegewinnung, zur Belüftung, zum Tageslicht oder zum Erscheinungsbild?
Muss es gesteuert werden, oder kann es dem Wind folgen?
Welchen klimatischen Belastungen wird es ausgesetzt sein, darunter Wind, Eis, Staub und Salz?
Wer wird es instand halten und wie werden sie es erreichen?
Was passiert, wenn es sich nicht mehr bewegt?
Wie wird das Steuerungssystem in zwanzig Jahren unterstützt werden?
Wenn die letzten beiden Fragen keine eindeutigen Antworten haben, ist der Entwurf noch nicht abgeschlossen.
Abschluss
Die besten kinetischen Fassaden bewegen sich aus einem bestimmten Grund, und sie sind so detailliert gestaltet, dass sie in Bewegung bleiben.
Beginnen Sie mit der Aufgabe, die die Bewegung erfüllen muss, wählen Sie den einfachsten Antrieb, der diese Aufgabe erfüllt, und konstruieren Sie Lager, Gelenke und Steuerungen für die realen Klimabedingungen. Senden Sie PRANCE Ihre Höhenangaben und Erörtern Sie ein kinetisches Fassadenkonzept mit unserem Team.
Häufig gestellte Fragen
1. Was ist eine kinetische Fassade in einfachen Worten?
Es handelt sich um eine Gebäudeaußenfassade mit beweglichen Teilen, wie beispielsweise drehbaren Lamellen, Faltläden oder windbetriebenen Klappen. Durch diese Bewegung werden Beschattung, Belüftung, Tageslichteinfall oder das Erscheinungsbild verändert.
2. Was sind die wichtigsten Arten von kinetischen Fassaden?
Die wichtigsten Typen sind rotierende, schwenkbare oder flatternde, faltbare, gleitende, expandierende und formveränderliche Systeme. Sie werden außerdem nach ihrem Antrieb gruppiert, entweder aktiv mit Motoren oder passiv durch Wind- und Materialreaktion.
3. Benötigen kinetische Fassaden Strom?
Nicht immer. Passive, windgetriebene Fassaden bewegen sich ganz ohne Strom. Motorisierte Beschattungs- und Faltsysteme benötigen Strom für Antriebe und Steuerungen.
4. Sind kinetische Fassaden energieeffizient?
Ja, wenn sie zur Beschattung konzipiert sind. Außenliegende, bewegliche Jalousien blockieren die Sonneneinstrahlung, bevor sie auf das Glas trifft, wodurch der Kühlbedarf reduziert wird. Rein dekorative Systeme sparen hingegen nur wenig Energie.
5. Wie lange ist die Lebensdauer einer kinetischen Fassade?
Es hängt von Lagern, Materialien, Wartung und Steuerung ab. Schalttafeln können jahrzehntelang halten, aber bewegliche Teile und Steuerungshardware müssen in der Regel innerhalb der Lebensdauer des Gebäudes gewartet oder ausgetauscht werden.