Entwicklung und Einsatz von Membranen im Bauwesen

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1 Entwicklung und Einsatz von Membranen im Bauwesen

2 Gliederung Historische Entwicklung von Membranen Materialien zur Herstellung von Membranen Konstruktionsmöglichkeiten Verbindungen und Randausbildungen Einsatz von Membranen im Bauwesen anhand von Beispielen

3 Historische Entwicklung von Membranen

4 Anfangs Skelettbauten z.b. Zelte Entwicklung der Knüpf- und Webtechnik vermehrter Einsatz von Textilien Erste pneumatische Membrankonstruktion ist das Segel Jhd. Segelwagen aus dem 16.

5 Erste mechanisch vorgespannte Membrankonstruktion ist das Zirkuszelt 1918: F.W. Lancaster meldet Patent für pneumatische Konstruktion bei Gebäuden an 1946 : Erster Einsatz als Witterungsschutz

6 1962 : Frei Otto veröffentlicht erstes Buchband von Zugbeanspruchte Konstruktionen 1970: Expo in Osaka Kugelpavillon gilt als Meilenstein und Vorbild für Überdachungen von Football und Baseball Stadien in USA und Japan

7 Materialien zur Herstellung von Membranen

8 Membranmaterialien Häufigste Materialtypen: PTFE, PVC, ETFE - hohe Zugfestigkeit und elastische Eigenschaften

9 ETFE ( Ethylentetrafluorethylen-) Folie - isotropes Materialverhalten - transparent - beständig gegen chemische Einflüsse - Gasdichtheit - UV-lichtdurchlässig - schwer entflammbar - schmutzabweisend - reißfest und altersbeständig

10 PTFE (Polytetrafluorethylen) - beschichtetes Glasgewebe PVC (Polyvinylchlorid) - beschichtetes Polyestergewebe - anisotropes Materialverhalten - Beschichtung schützt die Membran vor äußeren Einflüssen - transluzent - Reißfest - schwer entflammbar - beständig gegen Umwelteinflüsse, UV- Strahlung, Pilz und Mikrobenbefall

11 Vorteile Gewebemembranen - hohe Festigkeit Vorteile Folien - Ausbesserung von kleinen Beschädigungen vor Ort mit spezieller Klebefolie möglich - geringer Zeitaufwand -- leichtere(r) Montage und Transport Vorteile mehrlagige Konstruktionen - Witterungsschutz - Dämmschutz - schallabsorbierend Innovation: Low-e-Glasfasergewebe mit Fluorpolymerbeschichtung bessere thermische Eigenschaften

12 Konstruktionsmöglichkeiten

13 Es gibt zwei Arten von Membranen - pneumatisch vorgespannte Membranen: luftgestützte und luftgefüllte Konstruktionen - mechanisch vorgespannte Membranen

14 Pneumatisch vorgespannte Membranen synclastische Krümmung Luftgestütze Konstruktionen - innerer Überdruck wird gegen Erdboden aufgebaut - zum Betreten des Innenraums sind Schleusen erforderlich - man befindet sich im Bereich des erhöhten Luftdrucks Luftgefüllte Konstruktionen - geschlossene Kammer / Kissen - permanente Versorgung mit trockener Luft geringe Luftfeuchtigkeit - man befindet sich außerhalb des erhöhten Luftdrucks

15 Mechanisch vorgespannte Membranen anticlastische Krümmung Bogenflächen Beispiele: - Sonnensegel - Wellen- und Mercedes-Benz-Arena in Stuttgart

16 Verbindungen und Randausbildungen

17 Verbindungen Nähen Kleben Klemmverbindungen Schweißen Heizschweißen Hochfrequenzschweißen

18 Randausbildungen - biegeweiche und starre Ränder - Lösbare Verbindungen Gurt Spannungen werden über die Naht in den Gurt weitergeleitet nur für kleine Spannweiten geeignet Randseil / Rohr mit Tasche Beschädigung der Membran möglich Membranstreifen zwischen Membran und Seil oder Rohr Seil in Tasche, Seil in Tasche mit Gurt

19 Einsatz von Membranen im Bauwesen anhand von verschiedenen Beispielen

20 Deutscher Pavillon Weltausstellung in Montreal 1967 Architekt: Frei Otto

21 Internationaler Flughafen Bangkok Architekten: Büro Murphy / Jahn

22 Burj al Arab Dubai Architekt: Tom Wright

23 Allianz Arena München Architekten: Herzog & de Meuron

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