Moving Light

Kirsten Hermans

Tafel

Medien

Bilder

Pläne

Axonometrien

Informationen

Gebäude verursachen 39% aller globalen CO2-Emissionen; 11% entstehen durch Konstruktion und Material, 28% der Emissionen werden durch den Gebäudebetrieb verursacht. Die Kühlung und Heizung von Gebäuden geschieht überwiegend durch Systeme mit hohem Bedarf an Energie, die noch immer größtenteils mithilfe fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Die Gebäudehülle stellt eine große Fläche für den Wärmeaustausch zwischen Innenraum und externem Klima dar und die Optimierung der Fassade hat damit entscheidenen Einfluß auf betriebsbedingte CO2-Emissionen. Adaptive Sonnenschutzsysteme sind nachgewiesen sehr effektiv, denn sie können den Wärmeaustausch direkt an der Gebäudehülle regulieren. Moving Light ist ein solches adaptives Fassadensystem. Die kinetische, programmierbare Fläche passt sich durch genau konzipierte Öffnungs- und Schließbewegungen dem Wechsel des Sonnenlichts an und filtert damit die Menge der Sonneneinstrahlung, die durch eine Gebäudehülle in den Innenraum gelangt. Im Gegensatz zu einem statischen Sonnenschutz oder einer Sonnenschutzverglasung können durch ein dynamisches System sowohl die Überhitzung als auch Unterkühlung eines Gebäudes vermieden werden. Damit leistet das System einen Beitrag zur Entwicklung klimaneutraler Architektur. Das Konzept und erste Prototypen wurden im Rahmen des MA Programms im Textil- und Flächendesign an der Weißensee Kunsthochschule Berlin entwickelt.

Nutzungskonzept und Besonderheiten

Moving Light kann als adaptiver Sonnenschutz direkt an der Fassade installiert werden. Ideal ist die Einbindung in eine Doppelfassade, wodurch ein Schutz vor Witterungseinflüssen gewährleistet wird. Zur Nachrüstung bestehender Gebäude kann das System auch gebäudeintern installiert werden. Das Fassadensystem knüpft an aktuelle Innovationen und Forschungsentwicklungen in der Gestaltung von adaptiven Gebäudehüllen an, weist jedoch einige spezifische Eigenschaften auf. Diese lassen sich wie folgt zusammenfassen: a) Das architektonische Element ist größtenteils aus Holz und aus rezyklierfähigen Monomaterialen hergestellt. Durch ein Steckprinzip ist eine sortenreine Trennung in der End-of-Life Phase möglich. Alle Bestandteile - inklusive der Solarzellen und Elektronik - können so entweder kompostiert oder in einen Materialkreislauf zurückgeführt werden. b) Das Moving Light System bietet eine modulare Struktur, aus dessen Komponenten sich je nach Standort verschiedenartige Fassadenpaneele bauen lassen. Das System bietet Möglichkeiten zur Anpassung an sowohl funktionale als auch ästhetische Anforderungen. Der Aufbau des Systems aus einzelnen Modulen lässt die Verwendung von verschiedenen Materialen (z.B. lichtfilternd, -absorbierend oder -streuend) zu. So entstehen individuelle Lösungen, die jedoch auf identischen Konstruktions- und Operationsprinzipien beruhen. c) Durch integrierte Solarzellen operiert das System energieautark. Der Energiebedarf für den Gebäudebetrieb kann so durchgängig minimiert werden. d) Die adaptive Bewegung lässt sich über die gesamte Oberfläche hinweg detailliert programmieren. Dadurch kann das System effektiv auf individuelle Lichtverhältnisse eingehen. e) Das Verhalten des Systems an einem konkreten Einsatzort lässt sich durch die Nutzung von parametrischer Software schon in der Gestaltungsphase simulieren.

Relevante Aspekte im Bauen mit Holz

Im Moving Light System wird Holz als Baustoff in erster Linie aus Gründen der Nachhaltigkeit eingesetzt. So werden auch in der Materialwahl Grundprinzipien für klimaneutrale Architektur angewendet. Der Gebrauch von Holz reduziert Treibhausgasemissionen, die ansonsten beispielsweise durch Metallherstellung entstehen würden. Außerdem fungiert der Baustoff als CO2-Senke. Auf gestalterischer Ebene greift das System traditionelle Sonnenschutzmaßnahmen wie Fensterläden, Brise Soleils und das in der arabischen Welt verankerte Maschrabiyya auf. In der Konstruktion von kinetischen Systemen ist Holz eine untypische Materialwahl, weil es sich schnell verformt. Dadurch wird es grundsätzlich schwieriger, Bauteile genau zu justieren. Andererseits erweisen sich traditionelle Techniken der Holzverarbeitung als funktional nutzbar für die Kinetik - beispielsweise der Einsatz einer losen Schwalbenschwanzverbindung als Laufschiene für ein vertikal bewegliches Element. Die Verkabelung der Elektronik und der Solarzellen ist durch Bohrlöcher und Nuten direkt in das Material eingefügt und durch das Holz isoliert. Es läßt sich dadurch auch in der End-of-Life Phase demontieren und sortenrein separieren. Moving Light ist komplett in Holz umsetzbar, mit Ausnahme der Elektronik, Sensoren und Solarzellen. Für eine transluzente oder farbige Lichtfilterung können die Holzteile mit rezyklierfähigem Acrylglas in einem Stecksystem kombiniert werden.

Mehrwert für die Umgebung

Moving Light nutzt einfallendes Tageslicht zusätzlich als immaterielles Gestaltungselement. Durch eine Kombination von lichtlenkenden Modulen mit programmierten Bewegungsabläufen werden im Innenraum choreografierte Lichtstimmungen und Atmosphären aus Licht und Schatten geschaffen. Die detaillierte Auflösung der Oberfläche ermöglicht einen Ausblick auch im geschlossen Zustand und orientiert sich damit an den Wünschen von Nutzer:innen und Bewohner:innen.

Potentiale und Zukunftsfähigkeit

Architektur muss sich drastisch verändern, um den Anforderungen des Paris Climate Agreements und des European Green Deal gerecht zu werden. Gebäude müssen fortan klimaneutral konzipiert werden und ein Großteil des Bestandes muss nachgerüstet werden. Das Moving Light Fassadensystem trägt zu einer Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden und damit zu deren Klimaneutralität bei, indem es sich automatisch äußeren Klimabedingungen anpassen kann. Der Einsatz eines automatisierten Systems bedeutet grundsätzlich, dass Zugang zu Tageslicht und die visuelle Interaktion mit der Außenwelt künstlich gesteuert und eingeschränkt wird. Moving Light sucht dies mit der Inszenierung von Tageslicht als biophiles Gestaltungselement zu kompensieren: Das Konzept schafft Potentiale auf sensorischer Ebene, um die menschliche Interaktion mit einer technisierten Umwelt zu verbessern.

Tafel

Institution

Kategorie

Informationen

Die Aufgabe

Gebäude verursachen 39% aller globalen CO2-Emissionen; 11% entstehen durch Konstruktion und Material, 28% der Emissionen werden durch den Gebäudebetrieb verursacht. Die Kühlung und Heizung von Gebäuden geschieht überwiegend durch Systeme mit hohem Bedarf an Energie, die noch immer größtenteils mithilfe fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Die Gebäudehülle stellt eine große Fläche für den Wärmeaustausch zwischen Innenraum und externem Klima dar und die Optimierung der Fassade hat damit entscheidenen Einfluß auf betriebsbedingte CO2-Emissionen. Adaptive Sonnenschutzsysteme sind nachgewiesen sehr effektiv, denn sie können den Wärmeaustausch direkt an der Gebäudehülle regulieren. Moving Light ist ein solches adaptives Fassadensystem. Die kinetische, programmierbare Fläche passt sich durch genau konzipierte Öffnungs- und Schließbewegungen dem Wechsel des Sonnenlichts an und filtert damit die Menge der Sonneneinstrahlung, die durch eine Gebäudehülle in den Innenraum gelangt. Im Gegensatz zu einem statischen Sonnenschutz oder einer Sonnenschutzverglasung können durch ein dynamisches System sowohl die Überhitzung als auch Unterkühlung eines Gebäudes vermieden werden. Damit leistet das System einen Beitrag zur Entwicklung klimaneutraler Architektur. Das Konzept und erste Prototypen wurden im Rahmen des MA Programms im Textil- und Flächendesign an der Weißensee Kunsthochschule Berlin entwickelt.

Nutzungskonzept und Besonderheiten

Moving Light kann als adaptiver Sonnenschutz direkt an der Fassade installiert werden. Ideal ist die Einbindung in eine Doppelfassade, wodurch ein Schutz vor Witterungseinflüssen gewährleistet wird. Zur Nachrüstung bestehender Gebäude kann das System auch gebäudeintern installiert werden. Das Fassadensystem knüpft an aktuelle Innovationen und Forschungsentwicklungen in der Gestaltung von adaptiven Gebäudehüllen an, weist jedoch einige spezifische Eigenschaften auf. Diese lassen sich wie folgt zusammenfassen: a) Das architektonische Element ist größtenteils aus Holz und aus rezyklierfähigen Monomaterialen hergestellt. Durch ein Steckprinzip ist eine sortenreine Trennung in der End-of-Life Phase möglich. Alle Bestandteile - inklusive der Solarzellen und Elektronik - können so entweder kompostiert oder in einen Materialkreislauf zurückgeführt werden. b) Das Moving Light System bietet eine modulare Struktur, aus dessen Komponenten sich je nach Standort verschiedenartige Fassadenpaneele bauen lassen. Das System bietet Möglichkeiten zur Anpassung an sowohl funktionale als auch ästhetische Anforderungen. Der Aufbau des Systems aus einzelnen Modulen lässt die Verwendung von verschiedenen Materialen (z.B. lichtfilternd, -absorbierend oder -streuend) zu. So entstehen individuelle Lösungen, die jedoch auf identischen Konstruktions- und Operationsprinzipien beruhen. c) Durch integrierte Solarzellen operiert das System energieautark. Der Energiebedarf für den Gebäudebetrieb kann so durchgängig minimiert werden. d) Die adaptive Bewegung lässt sich über die gesamte Oberfläche hinweg detailliert programmieren. Dadurch kann das System effektiv auf individuelle Lichtverhältnisse eingehen. e) Das Verhalten des Systems an einem konkreten Einsatzort lässt sich durch die Nutzung von parametrischer Software schon in der Gestaltungsphase simulieren.

Relevante Aspekte im Bauen mit Holz

Im Moving Light System wird Holz als Baustoff in erster Linie aus Gründen der Nachhaltigkeit eingesetzt. So werden auch in der Materialwahl Grundprinzipien für klimaneutrale Architektur angewendet. Der Gebrauch von Holz reduziert Treibhausgasemissionen, die ansonsten beispielsweise durch Metallherstellung entstehen würden. Außerdem fungiert der Baustoff als CO2-Senke. Auf gestalterischer Ebene greift das System traditionelle Sonnenschutzmaßnahmen wie Fensterläden, Brise Soleils und das in der arabischen Welt verankerte Maschrabiyya auf. In der Konstruktion von kinetischen Systemen ist Holz eine untypische Materialwahl, weil es sich schnell verformt. Dadurch wird es grundsätzlich schwieriger, Bauteile genau zu justieren. Andererseits erweisen sich traditionelle Techniken der Holzverarbeitung als funktional nutzbar für die Kinetik - beispielsweise der Einsatz einer losen Schwalbenschwanzverbindung als Laufschiene für ein vertikal bewegliches Element. Die Verkabelung der Elektronik und der Solarzellen ist durch Bohrlöcher und Nuten direkt in das Material eingefügt und durch das Holz isoliert. Es läßt sich dadurch auch in der End-of-Life Phase demontieren und sortenrein separieren. Moving Light ist komplett in Holz umsetzbar, mit Ausnahme der Elektronik, Sensoren und Solarzellen. Für eine transluzente oder farbige Lichtfilterung können die Holzteile mit rezyklierfähigem Acrylglas in einem Stecksystem kombiniert werden.

Mehrwert für die Umgebung

Moving Light nutzt einfallendes Tageslicht zusätzlich als immaterielles Gestaltungselement. Durch eine Kombination von lichtlenkenden Modulen mit programmierten Bewegungsabläufen werden im Innenraum choreografierte Lichtstimmungen und Atmosphären aus Licht und Schatten geschaffen. Die detaillierte Auflösung der Oberfläche ermöglicht einen Ausblick auch im geschlossen Zustand und orientiert sich damit an den Wünschen von Nutzer:innen und Bewohner:innen.

Potentiale und Zukunftsfähigkeit

Architektur muss sich drastisch verändern, um den Anforderungen des Paris Climate Agreements und des European Green Deal gerecht zu werden. Gebäude müssen fortan klimaneutral konzipiert werden und ein Großteil des Bestandes muss nachgerüstet werden. Das Moving Light Fassadensystem trägt zu einer Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden und damit zu deren Klimaneutralität bei, indem es sich automatisch äußeren Klimabedingungen anpassen kann. Der Einsatz eines automatisierten Systems bedeutet grundsätzlich, dass Zugang zu Tageslicht und die visuelle Interaktion mit der Außenwelt künstlich gesteuert und eingeschränkt wird. Moving Light sucht dies mit der Inszenierung von Tageslicht als biophiles Gestaltungselement zu kompensieren: Das Konzept schafft Potentiale auf sensorischer Ebene, um die menschliche Interaktion mit einer technisierten Umwelt zu verbessern.

Alle Visionen