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SmartTube

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von Marlies Tolpeit, Petra Lindner

betreuer: Josef Glas

Smart Tube ist eine veränderbare Sitzlandschaft, welche bei Sonnenschein als Sitzmöbel dient und sich bei Regen um ein Vielfaches vergrößert und eine Schutzhülle bildet.

Inhaltsverzeichnis

Konzept

Bei der Entwicklung unserer Hochbau 2 Übung haben wir uns zuerst mit
Polyarcylamidgel
intelligenten Materialien auseinandergesetzt. Dabei sind wir auf ein viskositätsveränderliches Material (kann durch Temperatur, elektrische Spannung oder magnetische Felder seine Flüssigkeitseigenschaften plastisch, elastisch oder viskos ändern) namens Polyacrylamidgel gestoßen. Wir haben daraus ein Objekt entwickelt, welches mit seiner Umwelt interagieren kann.

Dieses Gel weist eine dichte molekulare Vernetzung auf und kann, wenn es in Kontakt mit Wasser kommt, auf das 45fache seiner Originalgröße anschwellen. Wird hingegen Strom durch das Material geleitet, so schrumpft es - ähnlich wie bei einer Muskelkontraktion - zusammen. Wenn man den Strom abschaltet, vergrößert sich das Gel wieder. Das Polyacrylamidgel befindet sich bei unserem Objekt, zusammen mit Sand zu unterschiedlichen Verhältnissen, in den formgebenden Reifen, die sozusagen das tragende Element der gesamten Konstruktion bilden. Die Mischung aus Gel und Sand zu ungleichen Teilen bewirkt, dass die einzelnen Reifen in unterschiedlichem Maße zusammenschrumpfen wenn sich das Gel verkürzt.


Die Hülle dafür bildet eine lichtdurchlässige und elastische Membrane, wie zum Beispiel ContiVitroflex®. Das ist ein transparenter Verbundwerkstoff aus Synthesekautschuk mit Glasfaser- Gewebe. Zusätzlich muss die Membrane nach dem Prinzip der Umkehrosmose funktionieren, das heißt sie ist nur für Wassermoleküle durchlässig, aber nicht für die im Wasser gelösten Stoffe.


Solarzellen
Über die Membrane wird ein Netz aus Solarzellen gelegt, der sogenannte „Jeans-Stoff“ der kanadischen Firma Spheral Solar. Diese Solarzellen bestehen aus 1mm kleinen Silizium-Perlen, deren Kern mit Bor-Atomen angereichert ist (bildet den positiven Halbleiter). Als negatives Gegenstück dient Phosphor-Staub auf den Außenseiten der Perlen. Durch diese Kombination werden beim Auftreffen von Sonnenlicht elektrische Ladungen freigesetzt. Den elektrischen Kontakt bildet ein Netz aus NiTiNol. Es leitet die Elektrizität ab. Das Formgedächtnismetall bewirkt auch gleichzeitig, dass das Netz aus Solarzellen wieder in die Ausgangsform zurückschrumpft, sobald sich das Polyacrylamidgel wieder verkürzt.


Damit unser Objekt auch in der Nacht sichtbar ist, befinden sich zwischen den Silizium-Perlen verstreut LEDs. Diese werden über Lithium-Polymer-Akkumulatoren angetrieben, welche bei Tag durch die Solarzellen aufgeladen werden.


smartTube bei Nacht


Sonnenstandsdiagramm
Aufgrund der Eigenschaften des Gels reagiert unser Objekt auf die äußeren Witterungseinflüsse. Das heißt bei Regen schwillt das Gel an und dadurch das gesamte Objekt, sodass man den smartTube betreten kann und vor dem Regen geschützt ist. Wenn dann die Sonne auf unser Objekt scheint, kommen die Photovoltaik-Zellen zum Einsatz und erzeugen den notwendigen Strom, damit sich das Polyacrylamidgel verkürzt und der smartTube wieder schrumpft. Der Sand übernimmt dann die tragende Funktion der Sitzlandschaft. Somit entstehen bei verschiedenen Besonnungssituationen neue Variationen des Objekts, je nach Sonnenstrahlung und Beschattung. Durch folgende Bilder möchten wir das veranschaulichen.


25.04.07 9:00am,1:00pm,5:00pm,9:30pm

Verwendung

Da unser smartTube auf intelligente Weise auf die Umwelt reagiert, ist er hervorragend für den Straßenraum geeignet. Man kann ihn als überdimensionale Sitzgelegenheit nutzen und sich darauf ausruhen bzw. sonnen, oder man kann vor einem unerwarteten Regenguss in das Innere des Objekts flüchten. Zusätzlich ist der smartTube mit zwei Reißverschlüssen ausgestattet, die rund um das Objekt herumführen. Damit kann man die Sitzlandschaft in drei autonome Teile gliedern oder mit weiteren smartTubes zu unzähligen Varianten kombinieren.


Abgabepläne

Plakat A0
Plakat A1


Schlagwörter

Membrane, Elastomerbeschichtetes Textil


Weblinks

http://www.leds.de Leds

http://www.contitech.de/ct/contitech/themen/produkte/beschichtete_gewebe/stoffe/mobile_bauten_de.html ContiVitroflex

http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Polymer-Akku Lithium-Polymer-Akku

http://www.vistaverde.de/news/Wissenschaft/0302/14_solarzelle.htm Jeans-Solarzellen

http://de.wikipedia.org/wiki/Nitinol NiTiNol

http://www.innovations-report.de/html/berichte/biowissenschaften_chemie/bericht-7747.html POLYACRYLAMID-GEL

http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/cstuecke/31789/index.html INTELLIGENTE GELE

http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=489 PHYSIK

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Attribute

Lindner Petra, Tolpeit Marlies | Glas Josef | HB2 | SmartTube | 07SS

Fakten zu SmartTubeRDF-Feed
BetreuerGlas Josef  +
LVHB2  +
Semester07SS  +
TitelSmartTube  +
VerfasserLindner Petra  + und Tolpeit Marlies  +
Persönliche Werkzeuge