MEMBRAN - Renolit

MEMBRAN
Möglichkeiten und Grenzen
Die RENOLIT auf dem Weg zur Architektur
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innovative
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architecture

Foto: mm88, istockphoto
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
der Spätsommer ist nun auch schon vorbei, die
Tage werden merklich kürzer. Der Regenschirm
wird langsam zum wichtigsten Begleiter beim
Verlassen des Hauses.
Der Regenschirm, dieser gewöhnliche, alltägliche
Gegenstand, zeigt uns immer wieder aufs
Neue, wie multifunktional und in besonderen
Angelegenheiten wertvoll Membranen sind. Sie
sind leicht, wasserdicht und problemlos zu falten
und zu verstauen – das sind nur wenige der vielen
Eigenschaften, die wir an Kunststoffmembranen
schätzen. Was bei einem Regenschirm
funktioniert, kann auch für größere Strukturen
gelten. Doch wie könnten diese Strukturen
aussehen, mit welchen Kunstoffmembranen?
Welche kreativen Freiheiten bieten Membranen,
und wo stoßen sie an ihre Grenzen?
Auf unserem Weg zur Architektur haben
wir unter anderem die Vorteile eines
unvoreingenommenen Blickes zu schätzen
gelernt. Die Analyse der Möglichkeiten, die
ein Werkstoff bietet, baut auf einer breiteren
Basis auf, wenn der Blick nicht schon fest
ausgerichtet ist. Ein spielerischer Umgang mit
„neuen“ Werkstoffen fördert die Kreativität
und führt zu innovativen Ideen. Und wer
könnte besser geeignet sein als eine Gruppe
Studenten, um die Eigenschaften eines
besonderen Materials zu testen?
Aus diesem Grund pfl egt RENOLIT den Dialog
nicht nur mit etablierten Architekten, sondern
auch mit Architekturstudenten. Im Rahmen
eines Kooperationsprojektes zwischen
RENOLIT und dem KIT, dem Karlsruher Institut
für Technologie, erforschte in diesem Sommer
eine Gruppe werdender Architekten, was mit
Membranen als Baustoff möglich ist. Nachdem
sie sich erst theoretisch mit dem Thema befasst
haben, sollten die Studenten ihre Ideen und
Entwürfe im Maßstab 1:1 errichten und auf
einem ausgesuchten Gelände der Hochschule
zu einem Ensemble zusammenfügen.
Auf den nächsten Seiten präsentieren wir
Ihnen die Ergebnisse der Seminaraufgabe
sowie Bilder aus der Aufbauphase.
Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen der
Colour Road!
Mit freundlichen Grüßen
Pierre Winant
Vorstand RENOLIT SE

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Membran
Mit Membran wird eine mehr oder weniger durchlässige Trennschicht bezeichnet. Vor allem in der Biologie und in der Technik treten
Membranen häufi g auf, die Anwendungsbereiche sind sehr vielfältig. So ist jede Zelle eines Organismus von einer Membran umgeben,
Dialysen in der Medizin oder Trennverfahren in der Lebensmittelindustrie wären beispielsweise ohne Membranen nicht denkbar. Da ist es
naheliegend, dass Membranen in der Architektur auch immer mehr Beachtung fi nden.
Die Geschichte der Membranen in der Architektur
ist noch sehr jung. Bis vor wenigen Jahrzehnten
kamen sie – von Tierhäuten für Zeltkonstruktionen
einmal abgesehen – in Bauwerken nicht
vor. Mit der veränderten Auffassung von „Raum“
in der Moderne zeichnete sich jedoch schon vor
ihrer tatsächlichen Nutzung ab, dass die massive
Bauweise in Zukunft nicht die einzig mögliche
sein würde. In theoretischen Aufsätzen, wie
beispielsweise der 1926 von Siegfried Ebeling
veröffentlichten Schrift* „Der Raum als Membran“,
wurde der Grundstein für die neue Auffassung
von Räumen und raumbegrenzenden
Flächen gelegt. Der Bauhausschüler sprach von
den Raumzellen als bauliche Gebilde, die nicht
mehr statisch und undurchlässig waren, sondern
mit ihrem Umfeld im Austausch standen:
„Der heute noch massiv-porös umkleidete Raum
wird … zu einer Membran zwischen unserem
Körper als Kern und den plasmatischen Energien
der Großwelt werden.“ Schon damals gab
es Überlegungen, der raumbegrenzenden Haut
diverse Funktionen zu übertragen, wie Temperaturregelung,
Lichtsteuerung oder Umwandlung
von Solarenergie in Elektrizität. Was sich vorerst
nach Zukunftsmusik angehört haben muss, ist
heute schon Realität. Es gibt inzwischen Beispiele
für Folienkonstruktionen, die diese Funktionen
vereinzelt übernehmen können. Bis es allerdings
soweit war, benötigte es vieler Zwischenschritte
von Architekten und Künstlern, die ihre
Vision unbeirrt verfolgten – man denke an Frei
Otto oder an die Utopisten, die an dem Konzept
Membran experimentierten. Idealisten, die neue
Lebensformen hervorbrachten, gab es nicht nur
in den 20er- oder 60er-Jahren, diese experimentellen
Projekte gibt es bis heute.
Der bekannteste zeitgenössische Vertreter ist
vermutlich der argentinische Künstler Tomás
Saraceno. Mit seinen Installationen macht er in
den letzten Jahren auf den Werkstoff Membran
– meistens in Form von durchsichtiger oder
transluzenter Folie – aufmerksam. Die Wolkenstadt,
ein bei ihm häufi g wiederkehrendes Thema,
besteht aus schwebenden, leichten Modulen, die
sich wie Seifenblasen, losgelöst von der Erdoberfl
äche, frei bewegen und sich zu immer neuen
Konstellationen zusammenfügen. Sein Bild von
der Stadt der Zukunft ist also das genaue Gegenteil
unserer jetzigen gebauten Umwelt.
Membranen haben natürlich auch ihre Grenzen.
Schwierigkeiten bereitet sicherlich ihre Eigenschaft,
nur Zugkräfte aufnehmen zu können. Diese
leiten sie dann über die Fläche an die Ränder
– ein Sachverhalt, der an einer Seifenblase gut
ersichtlich ist. Wir sind es jedoch bis auf wenige
Ausnahmen gewohnt, die auftretenden Kräfte
über Druck abzuleiten – Stein auf Stein eben.
Was kann also der Baustoff Folie für sich allein
leisten, und vor allem, können wir umdenken?
Pneumatische Strukturen oder, wie bei Saraceno,
von Spinnennetzen inspirierte Seilbefestigungen
sind nur Beispiele, wie Folienarchitektur aussehen
könnte. Die gesamte Palette des Möglichen
hat sicherlich noch einiges zu bieten.
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* „Der Raum als Membran“, Siegfried Ebeling,1926 in Dessau

Gruppe 1 - Tunnel
Material: Faserverstärktes PVC
Baharak Haddadi / Jasmin Koppitz / Julia Mania
Christian Müller / Julia Schneider / Sarah Schwarzkopf
Lageplan
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Abwicklung
Zuschnitte
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Ansicht

Gruppe 2 – Kokon
Material: Ettlingewebe mit Jersey-Inlay
Florian Braun / Franziska Dorner / Johannes Jaki
Filip Gebka / Robert Plasa
Durch eine Öffnung zum Himmel, bei der die
Konstruktion nicht sichtbar sein durfte, sollte
eine ganz besondere, Pantheon-ähnliche Lichtstimmung
innerhalb des Objekts geschaffen
werden.
Diesen Effekt versuchten wir, mittels einer Gewebekonstruktion
aus zwei Hüllen und auch durch
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sich selbst tragende pneumatische Konstruktionen
umzusetzen. Das Ergebnis: Zwei sich ähnliche,
rechteckige Stoffzuschnitte, die sich jedoch
beim Anbringen auf die Konstruktion aufgrund
ihrer unterschiedlichen Materialeigenschaften so
verhalten, dass sich komplett verschiedene Formen
ergeben.
Perspektive Tag Perspektive Nacht Perspektive außen
Schnitt
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Grundriss

Gruppe 3 – Luftkisseniglu
Material: RENOLIT Spanndecke
Susanne Bresch / Marie-Luise Hess
David Lohmüller / Ann-Kristin Schneider
Entwurfsstudien Lageplan Kissen Mock-Up
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Schnitt
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Gruppe 4 – Folienwand
Material: Weichfolie, transparent (RENOLIT)
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Grundidee
Winkel zur Stabilisation
Blickbeziehungen, Transparenz
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Gruppe 5 – Hängebank
Material: Hülle:Baumwolljersey,
innen: RENOLIT Spanndecke
Ansicht
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Entwurfsskizze
Schnitt
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Gruppe 6 – Liebesschaukel
Material: Weichfolie, transparent (RENOLIT)
Gizzem Cinar / Christian Sünnen /
Kristina Szeifert / Olivia Ziegler
Inspiriert durch die Arbeiten von James Turrell
und Olafur Eliasson zum Thema sollte durch eine
Öffnung zum Himmel – bei der die Konstruktion
nicht sichtbar sein durfte – eine ganz besondere
Lichtstimmung innerhalb des Objekts ge schaffen
werden. Dazu kam der Wunsch einer direkten
Veranschaulichung eines Materialeigenschaf-
Perspektive
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tendiagramms. Das Ergebnis: Zwei ähnliche
rechteckige Stoffzuschnitte, die sich jedoch
beim Anbringen auf die Konstruktion, aufgrund
ihrer verschiedenen Materialeigenschaften
(elastisch und steif), so verschieden verhalten,
dass sich von selbst ganz unterschiedliche Formen
ergeben.
Entwurfsskizze
Schnitt
Grundriss
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Gruppe 7 – Stadtmöbel
Material: RENOLIT Spanndecke
Hanne Stockburger / Madita Fricker
Anima Witum / Franziska Heidecker
Alex Medina
Perspektive
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Aufbau des Systems
Schnitt
Grundriss
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Gruppe 8 – Weißer Baum
Material: RENOLIT Spanndecke, weiß
Monika Schäfer / Emiliya Mykhaylyuk
Verena Fessele / Franziska Reimer
Benjamin Milde
Dem Entwurf liegt die Idee zugrunde, die
Mem bran selbst mit Hilfe von Luft als Träger
nutzbar zu machen. Durch die im Laufe
des Entwurfsprozesses gewonnenen
Erkenntnisse haben wir uns für dünne Folie
als Material entschieden, vor allem, um
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das Gewicht des Kragarmes so gering wie
möglich zu halten. Das Ergebnis unseres Entwurfs
zeigt, dass die Kombination von Membran
und Luft durchaus ein tragfähiges Element
erzeugen kann. Die Membran wird hierbei in
einer anderen Funktion verwendet als üblich.
Entwurfsprozess 1:1 Modell des Entwurfs
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Membran
Folien und Membranen aus Kunststoff haben sich in den letzten Jahrzehnten in allen Bereichen unseres Alltags etabliert. In ihren
verschiedenen Formen – undurchlässig, in eine Richtung durchlässig oder in beide Richtungen durchlässig – übernehmen sie sehr
differenzierte Aufgaben. Eins haben sie jedoch alle gemeinsam: Sie sind aus den jeweiligen Bereichen nicht mehr wegzudenken.
Mit dem Begriff Folie verbindet man dünne, fl ächige
Materialien, welche vor allem fl exibel und
auf Rollen aufgewickelt vorliegen. Die Flexibilität
dieser fl achen Bahnen hängt vom verwendeten
Material, aber auch von der jeweiligen Dicke ab,
die von ca. 2 μm bis ca. 1.000 μm reichen. Bei
steifen und dickeren Bahnen spricht man eher
von Platten, während sehr dünne Folien auch als
Membranen bezeichnet werden. Der Übergang
zwischen den einzelnen Formen ist fl ießend. In
der englischen Sprache wird der Begriff „Membrane“
auch für Folien verwendet, welche vor
allem abdichtende Eigenschaften haben sollen,
wie z.B. Dachbahnen (Roofi ng Membrane).
Im medizinischen Sprachgebrauch sind Membranen
als halbdurchlässige Schichten wie z.B.
Zellmembranen bekannt. Im technischen Bereich
werden Membranen als semipermeable Schicht
hauptsächlich zur Stofftrennung und zur Aufarbeitung
von Abwässern etc. eingesetzt. Bekannt
sind sogenannte Membranfi lter: sehr dünne,
mikroporöse Schichten, die je nach Porengröße
nur Teilchen einer bestimmten Größe hindurchlassen.
Verwendung fi nden solche Schichten
bei der Dialyse in der Medizintechnik. In Brennstoffzellen
werden halbdurchlässige Membranen
zur Trennung der Elektroden gebraucht. Die
technischen Membranen können Dicken von bis
zu 250 μm aufweisen.
Im Gegensatz zu Membranen sollen Folien eine
dichte Barriere bilden und möglichst keine Stoffe
hindurchlassen. Diese Eigenschaften werden
insbesondere in der Ver packungs- und Abdichtungstechnik
genutzt. Solche Fo lien können
durch geschickte Bearbeitungstechniken oder
Herstellverfahren zu semipermeablen bzw. permeablen
Flächen umfunktioniert werden, welche
dann wie Membranen funktionieren. Durch
entsprechende Nukleierungsmittel können in der
Folie Poren erzeugt werden. Aber durch einfaches
Einbringen von kleinen Löchern werden aus
dichten Folien Verpackungen für z.B. Backwaren.
Eine interessante Anwendung von PVC-Folien
sind Spanndeckenfolien. Anstelle der herkömmlichen
Zimmerdecken werden hochglänzende
oder tiefmatte Folien in allen möglichen Farben
gespannt. Aufgrund der hohen Flexibilität und
Formbarkeit beschränkt man sich mittlerweile
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Foto: RENOLIT
nicht mehr auf zweidimensionale Deckenformen.
Der Gestaltung von komplexen Formen
sind keine Grenzen mehr gesetzt. So ist selbst
die Gestaltung von Wänden und Kulissen möglich.
Auf den ersten Blick haben diese Folien die
Funktion von Dekorationsmaterial, aber durch
geschickte Variationen oder Veränderungen
können da raus auch Funktionsmaterialien entstehen.
Abhängig von der Anordnung der Folien
im Raum wird ein entscheidender Einfl uss auf
die Akustik vorgenommen. So lässt sich aus
einem nachhallenden Raum wie z.B. in einer
Kirche durch die Anbringung von Folien an
Wänden und Decken ein ausgezeichneter Konzertsaal
herstellen.
Lichteffekte hinter transluzenten Spanndecken-
Foto: alfsky, istockphoto
folien be wirken eine inspirierende Atmosphäre.
Durch Projek tion von Bildern auf die Folienoberfl
äche lassen sich ständig wechselnde Effekte
erzeugen. In Fernsehstudios wird diese Technik
bereits eingesetzt. Im erweiterten Sinne werden
so diese Folien zu optischen Membranen, indem
sie Licht gestreut oder gefi ltert hindurchlassen
oder auch refl ektieren.
PVC-Weichfolien sind das geeignete Material
für den Einsatz als Spanndecken- bzw. Kulissenfolien.
Nahezu alle Farbtöne können eingestellt
werden, und durch entsprechende Oberfl
ächenprägungen lassen sich hochglänzende
Lackeffekte erzeugen. Besondere Reißfestigkeiten
und Dehnbarkeiten werden vorausgesetzt.
Die Spanndeckenfolien sind für Innenräume
Foto: Roman Milert, fotolia
bestimmt und müssen daher zusätzlich strenge
Anforderungen erfüllen, allen voran ist die
Schwerbrennbarkeit des Materials. Spezielle
Additive und Weichmacher sind notwendig,
um die geforderten Brandnormen zu erfüllen.
Außerdem muss die Abgabe von Stoffen in die
Raumluft vermieden werden. Durch die Messung
des VOC-Gehaltes (VOC = „volatile organic
compounds“) kann ermittelt werden, ob und
welche Stoffe abgegeben werden. In Frankreich
wird bereits ein Gütesiegel „Émissions dans
l’air intérieur“ abhängig von der VOC-Menge
vergeben. Die Spanndeckenfolien der RENOLIT
SE erreichen die höchste Einstufung A+, was
bedeutet, dass der gesamt VOC-Eintrag der Folie
geringer als 1.000 μm pro Kubikmeter Luft ist.
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Foto: RENOLIT

Impressum
RENOLIT SE
Monika Fecht
Horchheimer Str. 50
67547 Worms – Deutschland
www.renolit.com
www.renolit.com/architecture
Tel: +49 6241 303-377
Fax: +49 6241 303-18.377
E-Mail: cr@renolit.com
Konzeption und Redaktion:
GKT – Gesellschaft für Knowhow-Transfer
in Architektur und Bauwesen mbH
Leinfelden-Echterdingen – Deutschland