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ReSULT
Research Lab for Sustainable Lightweight Building Technologies
Nachhaltiger Leichtbau
Das Bauwesen verursacht deutschlandweit 50 % des Müllaufkommens und verbraucht 40 % der weltweiten Ressourcen. Das ReSULT (Research Lab for Sustainable, Lightweight Building Technologies) forscht und lehrt im Bereich Nachhaltiger Leichtbau. Im Zusammenhang von Material, Prozess und Gestaltung werden klassische Themen des Leichtbaus – minimales Gewicht der Bauteile bei gleichzeitig maximaler Funktionalität – mit Fragen zur Kreislauffähigkeit und dem zum CO₂-Fußabdruck verbunden.
Aktuell werden im ReSULT leichte solaraktive Gebäudehüllen untersucht („Adapative Sun Skins“), ein Wickelverfahren zur Herstellung von dünnwandigen Textilbetonbauteilen im Projekt „WiFaPu“ erforscht sowie im Projekt „6dTEX“ Leichtbauteile aus 3D-Textilien im Zusammenhang mit 3D-Drucktechniken entwickelt. Besonders ist neben der Gewichts- und Materialreduktion die Betrachtung von Nachhaltigkeitskriterien auch bei den Herstellungsprozessen und den damit verbundenen Sekundärkreisläufen. Beispielhafte Anwendungen und Informationen zu den FUE Projekten finden sich u.a. unter folgenden Links: Sommeriglu, Betonkanuregatta und ge3TEX - 3D Textilien für die Gebäudehülle.
Ein Film von Hessen schafft Wissen, der Plattform zur Vielfalt und Leistungsfähigkeit der Wissenschaft in Hessen.
Copyright: Hessen schafft Wissen
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ReSULT
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ReSULT
NaTeLe: Nachhaltige Textilbeton-Leichtbaukonstruktionen (2022-2025)
Fördermittelgeber: Mittelbauprogramm „Aufbau von neu aufkommenden Forschungsbereichen“, HMWK
Das Forschungsvorhaben NaTeLe beschäftigt sich mit einer beispielhaften Dachkonstruktion aus Textilbeton, für welche die Nachhaltigkeit erstmalig in einer gesamtheitlichen Betrachtung unter Berücksichtigung der Konstruktionsart und der hiervon abhängigen Material- und Herstellungsarten bewertet werden soll.
6dTEX: Leichtbauteile aus 3d Textilien in Kombination mit 3d Druck (2021-2023)
Forschungsinitiative Zukunft Bau
6dTEX beschäftigt sich mit der Verbindung zweier bislang separat betrachteter Verfahrenstechniken. Untersucht wird die synergetische Kombination der Herstellung von 3d-Textilien und von 3d-Druckverfahren. Ziel ist es, durch die Optimierung technischer 3d-Textilien im Verbund mit additiven 3d-Druckverfahren Erkenntnisse für neue Leichtbauanwendungen in der Architektur zu gewinnen.
Nachhaltiger Leichtbau (2023-2026)
Mittelbauprogramm „Stärken stärken“, HMWK
Forschungsprojekt zu ökologisch optimierte, mineralische Werkstoffe für multifunktionale Leichtbauteile, organische, multifunktionale Leichtbauwerkstoffe und Digital Design to Production-Methoden z.B. parametrische Modellierungen.
Adaptive Sun Skins: Grundlagen für adaptive und multifunktionale Solarflächen in urbanen Architekturen (2021-2023)
Forschungsinitiative Zukunft Bau
Im Rahmen des Zukunft Bau Forschungsprojektes Adaptive Sun Skins untersuchen wir die Ressourcenoptimierung und Gestaltbarkeit dünner organischer Photovoltaikelemente für die Gebäudehülle. Durch eine räumliche Aussteifung von Trägerfolien können gedruckte OPV-Solarzellen in selbsttragende Bauteile integriert werden: ökologisch, adaptiv und multifunktional.
WiFaPu - Wickelverfahren für hochbewehrten Faserbeton am Beispiel eines Pumpensumpfes (2021-2022)
LOEWE
Stahlbeton ist gegenwärtig der bedeutendste Werkstoff der Bauindustrie. Der hohe Zementverbrauch und der mit dessen Herstellung verbundene CO₂-Ausstoß machen jedoch eine Weiterentwicklung der Bauweise erforderlich. Übliche Stahlbewehrungen erfordern große Betonüberdeckungen und Bauteildicken, um den Stahl vor Korrosion zu schützen.
ge3TEX – Gewebt, gewirkt, geschäumt: 3D-Textilien für die Gebäudehülle (2018-2020)
Forschungsinitiative Zukunft Bau
ge3TEX beschäftigt sich mit strukturdifferenzierten Monomaterialien für die Gebäudehülle. Ziel sind recyclierbare, druck- und zugstabile sowie dämmende Leichtbauteile für die Gebäudehülle, mit hohem Brandschutzverhalten und geringem Montageaufwand. Untersucht werden Kombinationen aus einer Werkstoffgruppe: Basaltfasern mit Schaumbeton, Glasfasern mit Blähglas und PET-Fasern mit PET-Schaum.
Solar Spline: Sonnensegel als Kombination von Sonnenschutz und Energiegewinnung (2019)
Prototyping the Future
Der Klimawandel kommt und mit ihm werden unsere Städte immer heißer. Solar Spline heißt die innovative Weiterentwicklung von Sonnensegeln, die nicht nur urbaner Sonnenschutz ist, sondern gleichzeitig auch saubere Energie für die Stadt produziert. 300 gedruckte organische Photovoltaikmodule integriert in eine ressourcenschonende integriert in eine ressourcenschonende Ultraleichtkonstruktion, ergeben eine dreidimensionale und adaptive Architektur, die unsere Städte auch in Zukunft lebenswert machen. Solar Spline wurde an der Universität Kassel von Markus Schein, Frank Stepper und Timo Carl zusammen mit ihren Studierenden entwickelt.
Sanitärtrennwandsystem aus stabilisierten Abstandstextilien (2018)
CATO Gmbh & Co. KG
Entwicklung neuer, textil basierter Trennwandsysteme: Im Rahmen einer Materialstudie und anschließender Umsetzung eines prototypischen Elements wird untersucht, welche Vorteile sich im Innenausbau durch die Verwendung von technischen Textilien technisch wie gestalterisch in Bezug auf Gewicht, Montage und Design ergeben.
ReFaTex - Reversibel faltbare, energetisch wirksame 3D-Textilien Baubereich (2015-2018)
IFOFO Förderlinie Großprojekte
Entwicklung von reversibel faltbaren Elementen zur energetischen Optimierung der Gebäudehülle im Öffnungsbereich: Untersucht wird die Eignung von Elementen aus dreidimensionalen Textilien für den Einsatz im Bereich Sonnenschutz
3DTex - Textile Leichtwandelemente (2015-2017)
Forschungsinitiative Zukunft Bau
Entwicklung textiler Leichtwandelemente unter Verwendung dreidimensionalen Textiltechniken und textilen Fügetechnologien für die Anwendung als selbsttragende, hinterlüftete Fassaden- bzw. Wandelemente im Bereich Sanierung wie Neubau. Im Fokus stehen dabei sogenannte Abstandstextilien, d.h. mehrlagige, textile Halbzeuge.
Geschäumte Textilkonstruktionen (2013-2014)
Forschung für die Praxis
Materialentwicklung für Leichtbauanwendungen im Architekturbereich: Verbundmaterial aus Abstandsgewebe (Textil) und geblähtem bzw. geschäumtem Material (Schaum), jeweils aus nachhaltigen Rohstoffen für vorkonfektionierte, maßgeschneiderte geschäumte Räume oder Bauteile.
MehrWerkstoffe (Symposium 2006)
Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
Symposium über neue Materialien im Bauwesen, die über ihr gestalterisches Potenzial hinaus einen „Mehrwert“ besitzen, weil sie entweder wenig Herstellungsenergie benötigen, zur Energieeinsparung beitragen oder selber Energie produzieren.
Moderation Prof. Nicola Stattmann, Dipl.-Ing. Christiane Sauer, Prof. Werner Lorke und Prof. Claudia Lüling. PDF-MehrWerkstoffe
Energizing Architecture - Design and Photovolatics (Architektur unter Strom - Photovolatik gestalten) (1999-2009)
Würth Solar GmbH + Technologiestiftung Berlin
Halbleitermaterialien sind einer der wenigen wirklich „smarten” Materialien. Durch ihre Fähigkeit Licht in Strom umzuwandeln sind sie prädestinierter Bestandteil der Gebäudehüllen. Im Projekt Energizing Architecture bzw. Architektur unter Strom wird Photovoltaik weniger als technische Anlage denn als stromerzeugendes und gestalterisch wirksames (Bau-)Material untersucht.
Design Build
Das ReSULT schöpft Synergien aus der Verbindung von Forschung und Lehre. Die nachfolgend abgebildeten Projekte wurden entwickelt in den deutsch- und englischsprachigen Bachelor- und Masterprogrammen des Fachbereichs 1, Architektur• Bauingenieurwesen • Informatik.
Die Projekte dienen einerseits der Entwicklung von digitalen wie analogen Kompetenzen der Studierenden in Bezug auf Simulation wie Realisierung von Bauteilen und Architekturen im Maßstab 1:1. Andererseits bieten sie ein "Proof of Concept" von Forschungsergebnissen und fördern die Zusammenarbeit mit der Wirtschaft in der angewandten Forschung
ReFaTex - Reversibel faltbarer, textiler Sonnenschutz
ReFaTex - Reversibel faltbarer, textiler Sonnenschutz
FABRIC(ATED) (2023)
Fabric Innovation and Material Responsibility in Architecture
Hrsg. Tolya Stonorov
Textbeiträge:
Carl T., 2023, “Sustainability of Lightweight Structures“.
Beuscher J., Lüling C., "A. Spacer Fabric Pavilion - Advanced 3D Textile Applications in Architecture".
Architectures of Weaving (2022)
From Fibers and Yarns to Scaffolds and Skins
Hrsg.: Christiane Sauer, Mareike Stoll, Ebba Fransén Waldhör, Maxie Schneider
jovis Verlag
ISBN: 9783868597394
Co-creating the Future (2022)
Inclusion in and through Design, Proceedings of the 40th eCAADe conference, 13-16 September 2022
Hrsg.: Pak, B., Wurzer, G. and Stouffs, R.
Verlag: eCAADe
ISBN: 9491207334
Textbeitrag: Carl T., Weilandt A., 2022, “From Sheet to Folded Plate Structure - Design & build investigations with an interdisciplinary student team”.
Towards Radical Regeneration (2022)
Design Modelling Symposium Berlin 2022
Hrsg.: Christoph Gengnagel, Olivier Baverel, Giovanni Betti, Mariana Popescu, Mette Ramsgaard Thomsen, Jan Wurm
Springer International Publishing
Textbeitrag: Carl T., Siefert S., Rossi A., 2022, “Upcycling Shell - From Scrap to Structure”.
Return to the Source (2020)
New Energy Landscapes from the Land Art Generator Initiative
Hrsg.: Robert Ferry, Elisabeth Monoian
Prestel Publishing, New York
ISBN: 978-3-7913-5938-0
Textbeitrag: Carl T., Schein M., 2020, “Solar Grove”.
New Move – Architektur in Bewegung (2019)
Hrsg.: Michael Schumacher, Michael-Marcus Vogt, Luis Arturo Cordón Krumme
Birkhäuser Verlag GmbH
Sprache Deutsch/Englisch
ISBN 978-3-0356-1353-7
Textbeitrag: Lüling C., Beuscher J., 2019,„4dTEX“, S.94-97.
Zur Publikation: New Move
Impact: Design With All Senses (2019)
Proceedings of the Design Modelling Symposium, Berlin 2019
Hrsg. Mette Ramsgaard Thomsen, Martin Tamke, Christoph Gengnagel, Billie Faircloth, Fabian Scheurer
Springer Verlag
ISBN 978-3-0302-9828-9
Textbeitrag: Carl T., Schein M. “A Parametric Framework for Solar Tensile Structures – Bridging the Gap between Conception and Construction”.
Architecture Fully Fashioned - Abstandstextilien in der Architektur (2019)
Melliand Newsletter
Online Ausgabe 9/2019
Text: Claudia Lüling
Zum Artikel: Melliland Newsletter
Modellierung des Feuchte- und Salztransports unter Berücksichtigung der Selbstabdichtung in zementgebundenen Baustoffen (2010)
Petra Rucker-Gramm
Deutscher Ausschuss f. Stahlbeton H. 579
Beuth-Verlag
ISBN: 978-3-410-65063-8
Energizing Architecture - Design and Photovoltaics (2009)
Hrsg. Claudia Lüling
Verlag Jovis Berlin, Auflage Bilingual (2009)
Sprache Deutsch / Englisch, 192 Seiten
ISBN 978-3-939633-71-6
Weitere Veröffentlichungen
Peer Reviewed
Kufner F., Rucker-Gramm P., Horstmann M., Hämmelmann-Breul E., Breul F., Pachow U.: Load-Bearing Behavior of Short-Fiber-Reinforced Textile-Reinforced Concrete for a Wrapping Process, Journal of Building Engineering (2024). https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109980
Kufner F., Rucker-Gramm P., Horstmann M.: LOAD-BEARING BEHAVIOR OF SHORT-FIBER-REINFORCED TEXTILE CONCRETE FOR A WRAPPING PROCESS, Proceedings of International Structural Engineering and Construction, 11(2), 2024. doi:10.14455/ISEC.2024.11(2).MAT-07
Kufner F., Rucker-Gramm P., Horstmann M.: WRAPPING PROCESS FOR BUILDING COMPONENTS MADE OF GLASSFIBER- AND TEXTILE-REINFORCED CONCRETE, Proceedings of International Structural Engineering and Construction, 11(2), 2024. doi: 10.14455/ISEC.2024.11(2).STR-27
Kufner F., Rucker-gramm P., Horstmann M., Hämmelmann-Breul E., Breul F., Hettwer S., Pachow U.: Entwicklung eines Wickelverfahrens für Bauteile aus kurzfaserbewehrtem Textilbeton, in Bautechnik. Zeitschrift für den gesamten Ingenieurbau, Volume101, Issue6, p. 358-367 ➔(2024)
Carl T., Stepper F., Schein, M.: Parametric Patchwork - Advancing the Development of an Organic Photovoltaic Carrier System through Various Computational Methods, in Sousa, JP, Xavier, JP and Castro Henriques, G (eds.), Architecture in the Age of the 4th Industrial Revolution - Proceedings of the 37th eCAADe and 23rd SIGraDi Conference - Volume 3, University of Porto, Porto, Portugal ➔ (2019)
Carl T., Stepper F., Schein, M.: Solar Spline - Expanding on traditional sun-sail typologies and Frei Otto´s lightweight approach with the help of computational design procedures, in Proceedings of the 36th eCAADe Conference, Lodz ➔ (2018)
Carl T., Stepper F., Schein, M.: Sun Shades - About Designing Adaptable Solar Facades, in Proceedings of the 35th eCAADe Conference - Volume 1, Sapienza University of Rome ➔ (2017)
Horstmann, M.; Hegger, J.: Sandwichfassaden aus Textilbeton – Experimentelle Untersuchungen. Bautechnik 88 (2011), H. 5, S. 281-291.
Horstmann, M. et al: Slender façade structure made of textile reinforced concrete. In: Advances and trends in structural engineering, mechanics and computation: proceedings of the Fourth International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation, 6 - 8 September 2010, Cape Town, South Africa, Book of abstr. + CD with complete proceedings. (2010)
Horstmann, M., Hegger, J., Büttner, T., Tomoscheit, S., Pachow, U.: Neue Entwicklungen bei Berechnung und Anwendung von Sandwichfassaden aus Textilbeton. Tagungsband zum 4. Kolloquium zu textilbewehrten Tragwerken (CTRS4) und zur 1. Anwendertagung, Dresden, 3.6.-5.6.2009, S. 503-514, ISBN 978-3-86780-122-5.(2009)
Hegger, J., Tomoscheit, S., Gries, T., Horstmann, M.: Reducing the carbon footprint in concrete construction: a case study. In Proceedings of 10th International Symposium on Ferrocement and Thin Reinforced Cement Composites, October 2021, La Habana, Cuba, pp. 503-516.(2011)
Lüling, C., Carl, T.,: Fuzzy 3D Fabrics & Precise 3D Printing Combining research with design-build Investigations. Volume 1, Co-creating the Future, eCAADe 40 proceedings, p. 67-76 (2022)
Lüling, C., Biehl, S. Tennert, R., Dittel, G., Chernyshova, M., Gries, T.: 6dTEX – Lightweight Building Components made of 3D Textiles in Combination with 3D Printing. Powerskin Conference Proceedings p. 119-224 (2022)
Lüling, C., Rucker-Gramm, P., Weilandt, A. et al.: Advanced 3D Textile Applications for the Building Envelope, in: Applied Composites Materials 29, p. 343–356 (2022). doi.org/10.1007/s10443-021-09941-8
Lüling, C.; Rucker-Gramm, P.; Weilandt, A.; Schneider, J.: Bauder, H-J.: G3TEX – Multifunctional monomaterials made from foamed glas-, basalt- or PET- based 3D textiles, 04/21 Proceedings Powerskin, p.37 - S.50 (2021)
Lüling C., Beuscher, J.: 4dTEX – Exploration of Movement Mechanisms for 3D Textiles Used as Solar Shading Devices. Powerskin Conference Proceedings p. 159–172 (2019)
Lüling, C., Richter, I.: Architecture Fully Fashioned - Exploration of foamed spacer fabrics for textile based building skins. Journal of Facade Design and Engineering, 5(1), p 77–92 (2017). https://doi.org/10.7480/jfde.2017.1.1526
Shams A., Horstmann M., Hegger J.: Experimental investigations on textile-reinforced concrete (TRC) sandwich sections. In: Composite Structures, Volume 118C, September 2014, pp. 643-653. DOI: 10.1016/j.compstruct.2014.07.056.(2014)
Shams A., Hegger J., Horstmann M.: An analytical model for sandwich panels made of textile-reinforced concrete. In: Construction and Building Materials, Volume 64C, August 2014, pp. 451-459. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.04.025.(2014)
Rucker-Gramm, P., Beddoe, R.E.: Concrete self-sealing mechanisms against penetrating water, in: L. Franke, G. Deckelmann and R. Espinosa-Marzal, (Eds.), Simulation of time dependent degradation of porous materials, final report on Priority Programm SPP1122 funded by the DFG, Cuvillier Verlag Göttingen, Hamburg, 2009, S. 37-52 (2009)
Rucker-Gramm, P., Beddoe, R.E.: Effect of Moisture Content of Concrete on Water Uptake, Cement and Concrete Research 40 (2009), S. 102-108 (2009)
Sonstige Veröffentlichungen
Lüling, C., Rucker-Gramm, P., Weilandt, A., Schneider, J., Bauder, H-J., et al.: ge3TEX – Gewebt, gewirkt, geschäumt: 3D-Textilien für die Gebäudehülle, in: DGNB Sustainability Challenge, Kategorie Forschung,Finalist (2021) blog.dgnb.de/dgnb-sustainability-challenge-2021/kategorie-forschung/finalist-ge%C2%B3tex-gewebt-gewirkt-geschaeumt-3d-textilien-fuer-die-gebaeudehuelle/
Carl T., Schein, M.: A Parametric Framework for Solar Tensile Structures – Bridging the Gap between Conception and Construction, in Impact: Design with all senses, Mette Ramsgaard Thomsen, Martin Tamke, Christoph Gengnagel, Billie Faircloth, Fabian Scheurer, (eds.), Springer (2019)
Carl T., Stepper F., Schein, M.: Sun Skins – Towards a New Typology of Solar Façades” in Proceedings of the 12th Conference on Advanced Building Skins, Berne (2017)
Horstmann, M.: Zum Tragverhalten von Sandwichkonstruktionen aus textilbewehrtem Beton. Dissertation, Institut für Massivbau, RWTH Aachen, 2010, ISBN 3-939051-10-1.(ausgezeichnet mit dem Rüsch-Forschungspreis des DBV 2013) publications.rwth-aachen.de/record/63970/files/3523.pdf (2010)
Rucker-Gramm, P.: Modellierung des Feuchte- und Salztransports unter Berücksichtigung der Selbstabdichtung in zementgebundenen Baustoffen, Deutscher Ausschuss f. Stahlbeton H. 579, Beuth-Verlag, ISBN: 978-3-410-65063-8, (2010)
Rucker-Gramm, P.: Bauphysikalische Aspekte bei der Ausführung von hochwertig genutzten Weißen Wannen, Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2014 – WU-Bauwerke aus Beton (2014), S. 65-80, Neuauflage (2018)
Horstmann, M., Shams, A., Stark, A.: Sandwichkonstruktionen aus Textilbeton. In: Massivbau im Wandel. Festschrift zum 60. Geburtstag von Josef Hegger. Ernst & Sohn, 2014, ISBN: 3-939051-20-9, S. 603-614 (2014)
Krause, H.-J., Horstmann, M.: BIM – Revolution in Planung und Bau! Und in der Lehre? In: Massivbau im Wandel. Festschrift zum 60. Geburtstag von Josef Hegger. Ernst & Sohn, 2014, ISBN: 3-939051-20-9, S. 29-38. (2014)
Horstmann, M., Hegger, J., Shams, A.: Tragverhalten von Sandwichkonstruktionen aus textilbewehrtem Beton. In: Curbach, Ortlepp (Hrsg.) Textilbeton in Theorie und Praxis. Tagungsband zum 6. Kolloquium zu textilbewehrten Tragwerken, Berlin, 19.-20.09.2011. ISBN: 978-3-86780-245-1. S. 329-340. (2010)
ReSULT - Team
Prof. Dr. Ing.
Timo Carl
Digitales Entwerfen und Konstruieren
Gebäude
1,
Raum
40
Tel.
: +49 69 1533-3659
M.A.
Johanna BeuscherWissenschaftliche Mitarbeiterin Forschungsgruppe ReSULT
Gebäude
1,
Raum
38
Tel.
: +49 69 1533-3230
