labore (1)

mit der ausstellung '30 CHAMAELEONS' eröffnete die bda-galerie in berlin am 05. dezember 19 uhr eine neue reihe unter dem titel 'labore'. gezeigt wurden die ergebnisse experimenteller forschungsarbeiten der fakultät architektur der westsächsischen hochschule zwickau. die ausarbeitungen des projekts 'sensory360' stellten dabei den hauptanteil dar. der schwerpunkt liegt hierbei im bereich bionik. das herzstück der ausstellung war passend dazu eine 3x3m grosse 'chamäleonwand'. mit ihr wurden die angedachte funktionweise und gestalterische potenziale des modulsystems verdeutlicht. das exponat trifft aussagen zu der wirkung von farbigkeiten, anordnung, verdichtung und atmosphäre, wie sie auch bei einer fassade der fall sein könnten. die sensorischen module können eigenständig auf temperaturveränderung reagieren, aus demonstrationzwecken wird diese für die ausstellung allerdings elektronisch simuliert. die wand verhielt sich wie ein lebendiger organismus da sich ihre künstlichen farbzellen immer wieder unterschiedlich verdichteten und öffneten, einmal in strahlenden farben oder andermal in pastelltönen. so bot sich für besucher zu unterschiedlichen zeiten stets ein anderer anblick.

siehe dazu: [weitere termine]

ausstellung berlin | chamäleonwand | foto: leokimbus

ausstellung berlin | chamäleonwand ausgedehnt | foto: leokimbus

ausstellung berlin | foto: leokimbus

winterimpressionen

'alles hat seine zeit: winter und sommer, herbst und frühling, jugend und alter, wirken und ruhe.' [johann gottfried von herder]

wie schon vielfach erwähnt, sind die farbadaptiven leuchtmodule nicht nur unter funktionellen aspekten entstanden und daher auch nicht allein durch diese beurteilbar. der subjektive eindruck, welchen sie beim betrachter erzeugen, kann je nach vorherrschender lichtstimmung, tages- und jahreszeit, ort usw. sehr unterschiedlich sein. dazu sollen die folgenden fotografien wieder einen kleinen einblick liefern. 

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

behr thermot-tronik

auf einladung des unternehmens behr thermot-tronik wurde das projekt 'sensory360', firmenintern im hauptsitz kornwestheim bei stuttgart, genauer vorgestellt und durch die vertretung des konzerns sehr positiv aufgenommen. gleichzeitig nutzte behr thermot-tronik die gelegenheit sein firmenprofil zu umreissen. mit einem vortrag und einer werksführung wurde ein besserer einblick zu den produkten und deren herstellung gewährt. der rege austausch war dabei sehr aufschlussreich und es konnten einige nützliche informationen und erkenntnisse mitgenommen werden. dazu zählen auch verbesserungsvorschläge für eine effektivere nutzung der dehnstoffarbeitselemente. für weitere unterstützung des projektes ist das unternehmen ebenfalls gern bereit und stellt dafür seine hohe kompetenz im bereich der industrietechnik zu verfügung.

foto: leokimbus

ausblicke ...

designers' open | foto: leokimbus [mehr dazu unter 'events']

farbadaptive leuchtmodule

'der wahre sinn der kunst liegt nicht darin, schöne objekte zu schaffen. es ist vielmehr eine methode, um zu verstehen. ein weg, die welt zu durchdringen und den eigenen platz zu finden.' [paul auster]

foto: leokimbus

für die bisherige entwicklung von 'sensory360' waren verschiedenste intentionen von bedeutung. die denkvorgänge sollen hier mit ein paar schlaglichtern nochmals reflektiert werden.

von der natur lernen | natürliche beispiele dienen als inspirationsquellen für neue ideen. das chamäleon, ein meister im umgang mit farben und deren wirkung, ist ständiger projektbegleiter und leistet als pate gute dienste. viele erkenntnisse und prinzipien, aus der beschäftigung mit seiner fähigkeit zum farbwandel, flossen in die entwurfsüberlegung ein.

vielfalt und differenzierung schaffen | das grosse ganze aus dem detail heraus gedacht und konzipiert. dafür wurden stets variierende gliederungen, anordnungen und modifikationen genutzt. ob becher, extender, komponenten, module oder andere elemente. immer wieder waren anzahl, zusammenspiel und kombination die entscheidenden faktoren.

äussere einflüsse erkennen und nutzen | sensorische qualität ist von beginn an ein kriterium für das entstehende objekt gewesen. aus zahlreichen untersuchungen gingen das unterdruckmodul und das dehnstoffmodul hervor, welche durch luftdruck bzw. temperaturbedingte volumenausdehnung ihre transluzenz und farbintensität verändern können. dies ermöglicht ihnen intelligent auf ihre umwelt zu reagieren.

kreative konzeptionen für gestaltung und konstruktion | dabei ist wichtig dass es sich um ein forschungsprojekt handelt, ohne den anspruch auf vollkommenheit. wesentlich ist das lernen im umgang mit dem material kunststoff, sensorischen eigenschaften und natürlichen wechselwirkungen. licht, farbe und struktur sollen hierbei in einer ästhetischen komposition auf den betrachter einwirken und mit ihm interagieren. 

siehe dazu: [dehnstoffmodul] [impressionen]

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

visualisierung: leokimbus | vorlage: benjamin jopen | quelle: www.flickr.com | alle rechte vorbehalten

ausblicke ...

original: designers' open | alle rechte vorbehalten

die designers' open ist der prüfstein für das projekt 'sensory360'. zusammen mit unseren partnerprojekten ist es vom 26.-28. oktober 2012, am gemeinsamen stand der westsächsischen hochschule und des skz, zu sehen. am freitag den 26. oktober stehen wir als team von 15-20 uhr, vor ort persönlich für fragen und anregungen zur verfügung.

dehnstoffmodul

die ersten prototypen der dehnstoffmodule sind realisiert. mit hilfe von an den seitenwänden des moduls befestigten metallschienen und einem hohlprofil, welches als halterung dient, wurden die dehnstoffelemente eingebaut und über dem mittelpunkt der aufkantung ausgerichtet. über die verschraubung des hohlprofils kann die höhenposition jederzeit und je nach modul justiert werden. damit lässt sich bestimmen wie gross die maximale ausdehnung der extender sein wird.

wie geplant drückt der kolben des dehnstoffelements, bei einer bestimmten temperaturerhöhung, gegen die aufkantung der druckscheibe. dies führt zur expansion der extender-komponenten. je stärker der temperaturanstieg desto grösser auch die expansion. schon ein dehnstoffelement pro modul ist hierfür ausreichend. sinkt die temperatur wieder, schieben die federstäbe den kolben zurück ins gehäuse. die kraftübertragung funktioniert ebenfalls wie vorgesehen. mit dem funktionstüchtigem dehnstoffmodul ist ein weiterer entscheidender punkt für das projekt 'sensory360' erreicht - ein eigenständiges sensorisches objekt. 

foto: leokimbus

foto: leokimbus

ausblicke ...

original: composites europe | alle rechte vorbehalten

kraftübertragung

durch die hohe flexibilität der modul-druckscheibe, welche die druckkräfte auf die extender überträgt, würde die bewegungsenergie der dehnstoffelemente nur punktuell übertragen. dadurch wäre eine hohe zahl an dehnstoffelementen nötig um alle extender-komponenten expandieren zu können. damit eine flächigere beanspruchung dieser auch mit einer wesentlich geringeren anzahl möglich wird, benötigt die druckscheibe eine aufkantung. darüber kann eine effizientere kraftübertragung realisiert werden. der kolben des dehnstoffelements drückt hierbei nicht mehr direkt auf die druckscheibe, sondern auf aluminium-hohlprofile. diese verteilen die kraft gleichmässig über die platte auf die extender. falls gewünscht ist ein verkippen der druckscheibe und damit eine unterschiedliche ausdehnung der extender-komponenten eines moduls, je nach anordnung, anzahl und kolbenhub der dehnstoffelemente, theoretisch dennoch möglich. nach weiteren untersuchungen werden sich darüber genauere aussagen treffen lassen.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

kraftentwicklung

in weiteren tests gilt es nun herauszufinden welche kraft die dehnstoffelemente erzeugen können und ob sich diese tatsächlich, wie vorgesehen, als sensorischer auslöser in den extender-modulen eignen. von der firma behr thermot-tronik wurden uns, für diesen zweck, weitere vier dehnstoffelemente zur verfügung gestellt.

mit hilfe eines gegengewichts, als auch mit einem starken gummiband, wurden erste erkenntnisse zur kraftentwicklung der dehnstoffelemente bei erhitzung gewonnen. die problematik ist, dass die dem kolben entgegenwirkende kraft stark genug sein muss, um ihn nach abkühlung des dehnstoffs wieder zurück in die ausgangsposition zu schieben. gleichzeitig darf diese kraft allerdings nur so gross sein, dass der kolben noch weit genug herausgeschoben werden kann, um die gewünschte expansion der extender zu erreichen. zudem muss eine lösung gefunden werden, die dehnstoffelemente im modul zu verbauen bzw. wieviele pro modul notwendig sind.

impressionen

'der mensch ist ein augentier.' [walter stöhrer]

licht, farbe, struktur - die wirkung von 'sensory360' auf den betrachter spielt eine zentrale rolle bei der entwicklung des projektes. das entstehende objekt kann darum nicht nur funktionalen ansprüchen genügen oder zur forschung dienen. es ist vielmehr auch als atmosphärisches gebilde zu verstehen. ähnlich dem chamäleon, welches für das konzept pate stand, soll es durch die veränderung seiner äusseren erscheinung mit den betrachtenden personen 'kommunizieren'. dabei können bestimmte emotionen oder eine ganz eigene stimmung erzeugt werden. die folgenden aufnahmen geben einen ästhetischen eindruck und lassen vermutungen über die spätere wahrnehmung und anmutung zu.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

semesterpräsentation

ein meilenstein für das projekt 'sensory360' und unsere partnerprojekte ist erreicht - die abschliessende semesterpräsentation. bei einer kleinen ausstellung an der fakultät architektur wurden alle 'sensorischen objekte' vorgestellt und durch die lehrenden betreuer beurteilt. dabei wurden sämtliche projekte für die ideenentwicklung und erste konkrete umsetzungsansätze gelobt.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

für die präsentation wurden vier module angefertigt, welche über eine steckverbindung miteinander verbunden sind. bei jedem modul kam eine unterschiedliche farbwahl und anordnung der extender-komponenten zur anwendung, um einen ausblick über die vielfältigen gestaltungsmöglichkeiten zu geben. insgesamt wurden 176 becher in form von standard-, negativ- und offenen extendern in den 4 präsentationsmodellen verbaut. wenn mechanische kraft auf die druckscheibe eines moduls wirkt, werden die komponenten expandiert und es kommt zu einer verdichtung. gibt es keine krafteinwirkung mehr stellen federstäbe den ausgangszustand wieder her. die federstäbe wurden weiter verbessert und schaffen nun die voraussetzung für horizontale als auch senkrechte nutzung der module, ohne die gefahr des verkantens von hülse und stab. über verdichtung und öffnung der extender-komponenten lässt sich transparenz, lichteinfall und die wahrnehmbare farbintensität der module steuern. zwei der module wurden zusätzlich zu unterdruck-modulen umgebaut. mit einem kompressor konnte dann die luft aus der gfk-box entzogen werden. durch den so entstehenden höheren aussendruck expandierten ebenfalls die extender und verdichteten das modul. dies simulierte einen mechanismus, welchen  später dehnstoffelemente realisieren sollen. an dieser stelle gilt es aber noch weiter zu untersuchen und lösungen, beispielweise für den konstruktiven einsatz innerhalb des moduls, zu finden.

als anwendungsbereiche für ein funktionierendes modulsystem kommen viele möglichkeiten in frage, z.b. als fassaden-, decken- oder designelement, welches zur lichtführung, selbstständigen verschattung oder als pures kunstobjekt genutzt wird.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

visualisierung: leokimbus

quergedacht ...

grafik: leokimbus [mehr dazu unter 'ideenskizzen']

dehnstoffarbeitselement

wie bereits mehrmals erwähnt soll das entstehende 'sensorische objekt' selbstständig auf seine umwelt reagieren können. dafür wurden bisher verschiedene parameter, wie winddruck, feuchtigkeit, unterdruck und temperatur, zum auslösen einer solchen reaktion herangezogen und betrachtet. für die sensorik des objektes erschien ein modul, welches auf wärmeeinwirkung anspricht, am sinnvollsten. über eine temperaturänderung soll druckkraft erzeugt werden, die dann zur expansion der extender führt. dehnstoffelemente, wie sie in der kfz- und heizungstechnik eingesetzt werden, erfüllen diese anforderung. sie sind zudem sehr langlebig und weitgehend wartungsfrei. in einem kleinen gehäuse befindet sich ein kolben sowie dehnstoff [öl, wachs etc.]. bei temperaturanstieg beginnt sich dieser stoff auszudehnen und drückt den kolben aus dem gehäuse. diese bewegung kann genutzt werden, um die druckscheibe der module gegen die extender zu pressen. sinkt die temperatur wieder, zieht sich der dehnstoff zusammen und federstäbe können platte und kolben in den ausgangszustand zurückschieben. entscheidend ist, dass dieser vorgang völlig eigenständig abläuft und ohne elektrische steuersysteme auskommt.

die firma behr thermot-tronik aus kornwestheim stellt die benötigten dehnstoffarbeitselemente her und hat ihre unterstützung zum projekt 'sensory360' zugesichert. ein musterexemplar wurde bereits für ein paar vorläufige tests zur verfügung gestellt. nach genaueren untersuchungen werden sich dann greifbarere aussagen über den einsatz treffen lassen.

dehnstoffarbeitselemente | foto: behr thermot-tronik gmbh | alle rechte vorbehalten

fertigung modulboxen

für die abschliessende präsentation der projektidee an der fakultät architektur, ist nun alles in vorbereitung für den bau eines ersten präsentationsmodells und dem erstellen der zugehörigen illustrationen. mit den gesammelten erkenntnissen der letzten wochen, im umgang mit gfk, den mechanisch notwendigen abläufen sowie den technischen umsetzungsmöglichkeiten, wurden nun schon einige der bauteile für das vorführungsmodell hergestellt.

neben den druckscheiben stehen jetzt auch vier modulboxen bereit für die weitere verarbeitung. sie gleichen den ersten versuchsboxen, weisen aber jetzt eine höhere qualität auf. schlieren, lufteinschlüsse und harzverläufe wurden minimiert. um die transparenz zu verbessern besteht die grundfläche der neuen modulboxen nur noch aus sechs lagen. die seitenwände bleiben aus gründen der stabilität jedoch achtlagig. das zuletzt ebenfalls verwendete feinere glasfasergewebe hat sich dafür bewährt, da es sich einfacher in den formen verarbeiten lässt und das harz besser aufnimmt. dadurch läuft weniger des polymers an den senkrechten seitenwänden herunter. schlieren können vermieden werden in dem man als erste und letzte lage eine bodenfläche laminiert. besonders die grundfläche muss sauber verarbeitet sein, denn durch sie sollen später die extender sichtbar sein, während die seitenflächen mehr der statischen aussteifung dienen.

eine schwierigkeit stellten die hohen aussentemperaturen dar, durch diese war die reaktionsgeschwindigkeit des harzes stark erhöht und es war eine wesentlich kürzere verarbeitungszeit erforderlich. wie schon einmal erwähnt, ist für das ausformen der kanten diesmal ein plastilin verwendet worden. diese knetmasse liess sich sowohl von den modulboxen als auch von den holzformen rückstandsfrei entfernen. an zwei der boxen wird nun noch ein weiteres verfahren zur transparenzsteigerung der grundfläche getestet. dafür werden diese auf der rauen innenseite sehr fein angeschliffen und danach nochmals überlaminiert. so entsteht eine weitere dünne harzschicht, welche die lichtbrechung verändert. nachteilig ist unter umständen, dass durch die höhere transparenz auch im material eingeschlossenen luftblasen deutlicher sichtbar werden.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

fertigung druckscheiben

für die übertragung der mechanischen druckkräfte auf die extender in der modulbox, wird eine beweglich gelagerte druckscheibe benötigt. diese scheibe soll nach möglichkeit sehr transparent sein, um bei hinterleuchtung viel licht ins modul dringen zu lassen. zudem muss die platte genügend steifigkeit aufweisen, damit sie nicht zu stark durchhängt und die extender so schon ohne krafteinwirkung belastet. gleichzeitig sollte sie aber auch flexibel genug sein, um ungleichmässige ausdehnungszustände verschiedener extender eines moduls zu erlauben. hierfür bietet sich wieder gfk an, da sich über das glasfasergewebe diese eigenschaften steuern lassen. plexiglas käme auch in frage, da es transparenter als gfk ist. allerdings gewährt es weniger flexibilität und neigt gerade an den punkten der befestigungsbohrungen zum reissen oder unter grösserer belastung gar zum brechen. mit einer gfk-scheibe hat das modul überdies eine einheitliche materialoptik.

die fertigung der gfk-druckscheiben unterscheidet sich indes etwas von der der gfk-modulboxen. es wird hierfür keine form benötigt sondern eine glatte fläche z.b. eine glasplatte. auch diese muss versiegelt und getrennt werden, damit sich die platten nach dem aushärten wieder ablösen lassen.

foto: leokimbus

das glasfasergewebe wird ebenfalls auf die benötigte grösse zugeschnitten. zu beachten ist hier jedoch dass die winkel der gewebeausrichtung zwischen den lagen variiert, damit die fasern später die kräfte in alle richtungen gleich aufnehmen können. so sollte beispielsweise die ausrichtung zwischen 0|90° und -45|45° wechseln, dabei müssen die beiden äusseren gewebelagen die gleichen winkel aufweisen.
nach dem anmischen des harzes wird auch nicht jeder zuschnitt einzeln laminiert. alle zuschnitte werden in der richtigen reihenfolge übereinandergelegt und zusammen laminiert, um faserverzug zu vermeiden.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

wenn alle schichten gleichmässig mit harz durchtränkt und normal entlüftet wurden, wird eine folie mit trennwirkung darüber gelegt. mit hilfe eines rakels können nun überschüssiges harz und lufteinschlüsse von dem glasfaserverbund abgezogen werden, bis die folie direkt anliegt. durch dieses verfahren werden selbst kleinste luftbläschen aus der platte entfernt und es entsteht eine sehr dünne und transparente scheibe, welche auf die anforderungen abgestimmt ist.
bei den ersten versuchen wurden dazu unterschiedliche glasfasergewebe und lagenanzahlen getestet. diese unterscheiden sich geringfügig im grad der transparenz und wahrnehmbaren struktur der fertigen druckscheiben.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

black boxes

derzeit steht das beschaffen von material und herstellen der benötigten bauteile im fokus der bemühungen. erfreulicherweise unterstützt nun messebau arnold aus geringswalde ebenfalls 'sensory360'. für den formbau wurden schwarz beschichtete sperrholzplatten für vier weitere modulbox-formen zur verfügung gestellt. die vorherigen formen können leider nicht nochmals verwendet werden, da das acryl beim entformen, teilweise die beschichtung des holzes beschädigt hat. aus diesem grund wird in die kanten der neuen formen, knetmasse [plastilin] eingezogen. diese lässt sich unkomplizierter ablösen und die formen können dadurch wiederverwendet werden.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

modul-prototyp

nachdem nun einige der wichtigsten probleme gelöst wurden, war es möglich einen ersten modul-prototypen zu bauen. dieser ist zwar bisher nur in der lage auf mechanischen druck zu reagieren, ermöglicht aber das testen der technischen abläufe und umsetzbarkeit.

um die vordere druckscheibe des moduls zu befestigen und gleichzeitig beweglich zu lagern, wird eine art federstab, ähnlich einem stossdämpfer benötigt. dieser besteht aus einer hülse mit einem eingeschobenen stab und einer darüber gespannten druckfeder. die hülse ist an der modulbox und der stab an der druckscheibe befestigt und soll bei druckeinwirkung in die hülse gleiten. die metallfeder dient dazu die platte wieder in ihren ursprungszustand zurück schieben zu können. leider gibt es in der praktischen ausführung schwierigkeiten. schon durch kleinere abweichungen in der lage des stabes zur hülse, beginnen diese sich zu verkanten und eine bewegung der druckscheibe ist nicht mehr möglich. wenn das modul senkrecht steht, ist das auf die federstäbe wirkende moment ein zusätzliches erschwernis, welches das verkanten noch verstärkt. ein lösungsansatz ist das vergrössern des hülseninnendurchmessers dadurch könnten kleinere ungenauigkeiten ausgeglichen werden. das problem des moments lässt sich auf diese weise allerdings nicht lösen. dafür wäre eine aufwändigere mechanik bzw. unterkonstruktion nötig, die sich unter umständen auch im erscheinungsbild der module stärker niederschlagen würde. um dies zu vermeiden, ist es sinnvoller die module waagerecht, beispielsweise als deckenelement, zu lagern. dadurch würde ein moment verhindert und es wirken nur lineare kräfte auf die federstäbe.

die wirkung der extender-komponenten im zusammenspiel mit dem gfk ergab weitere erkenntnisse. farbe und kontur erhalten durch das gfk einen opaken verwischeffekt. diese filterwirkung kann durchaus vorteile für eine weiche farbmischung haben und ermöglicht gleichzeitig kleinere ungenauigkeiten sowie mechanische elemente zu verbergen. dadurch kann das modul in der wahrnehmung einen ganz puren eindruck erzeugen. der grad an transparenz, struktur und haptik des gfk wird dafür aber noch weiter untersucht.

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus

foto: leokimbus