Materialmorphologische Architektur - publik.tuwien.ac.at · e253/4:hochbau und entwerfen:tuwien...
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Materialmorphologische ArchitekturManfred Berhold
Ziel der Lehrveranstaltung war die Entdeckung neuer Formprinzipien in der
Architektur. Die Morphologie soll die Strukturen der Architektur und ihre
Veränderungen untersuchen und sie in Beziehung zu den damit verbundenen
Bedeutungen und Bedeutungsveränderungen setzen. Durch die mecha-
nischen Eigenschaften eines Materials ergeben sich regelmässige oder un-
regelmässige Strukturen, von einer eher glatten bis hin zu einer bewegten
Topographie der Hüllflächen des Gebäudes. Jedes Material hat seine Seele.
Die Morphologie als die Lehre von der Gestalt, der Bildung und Umwandlung
aller Körper. Das morphologische Denken, in dem das ganze Gestaltspektrum
der Architektur erfasst wird und die Antagonismen nicht als konträre Gegen-
sätze, sondern als komplementäre Ergänzungen wie das Ein- und Ausatmen
erscheinen, soll zum Inhalt der architektonischen Bestrebungen werden.
Die Morphologie ist die Lehre von den Formen. Der ursprüngliche deutsche
Terminus war ‚Formenlehre‘, was genau dem griechischen Ursprung ent-
spricht. Mehr noch in seinem Wesen getroffen wird der Ausdruck mit
dem von Goethe geprägten ganzheitlichen Begriff der Morphologie. Mor-
phologie als Gegensatz zur Typologie, die heute allenthalben zum rich-
tungweisenden Ordnungsbegriff der Architektur sich durchzusetzen be-
ginnt. Der Unterschied zwischen Morphologie und Typologie liegt darin,
dass die Morphologie den gesamten Formen- und Gestaltungsprozess und
dessen Verwandlung von der Urform bis zum höchsten Formenreichtum
im Auge hat, während die Typologie nach Optimierung eines Maximalty-
pus sucht. Das eine meint die ständig neue Interpretation der Grundfor-
men, das andere die perfektionierte, in sich aber erstarrte Optimalform.
Coverfoto morPhose :: Julia Martin
morPhoseJulia Martin
Ein Möbel, das klapp- dreh- neig- und öffenbar ist sowie seine Farb- und
Lichtgestaltung individuell regeln kann, wird hier im Aussenraum einer
Stadt aufgestellt. Die Gestaltung als Sitz-, Spiel- und Liegemöbel bietet
dem urbanen Menschen verschiedene Möglichkeiten der Nutzung, vom
kurzen Rasten, Spielen, sich treffen bis hin zum spontanen Übernachten.
Bei der technischen Ausführung werden weitgehend moderne high-tech
Keramiken angewandt.
bewegliche Fassadenelemente
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Biokeramik
Biofunktionell
Biomorphe
Biogene
Biocere
Nutzung im medizinischen Berreich (Endoprothesen, Knochen, Zahnersatz)
[Bio] - organisch, [Keramik] - anorganisch
Imitiert organische Werkstoffe in ihrer Form. Biocarbontemplat- die Struktur von Holz wird bis in den Nanoberreich übernommen. Herstellung:Der Holzrohling (Rohholz, Funierplatten, Bambus etc.) wird in einem Hochtemperaturofen bis 1800 °C in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt. Die Biomoleküle des Holzes (Cellulose, Hemicellulose, Lignin) werden in Kohlenstoff umgewandelt. Dieser Vorgang wird Carbo-nisierung genannt. Der Kohlenstoffstruktur wird anschließend bei 1600 °C flüssiges oder gasförmiges Silizium eingegeben, welches sich nach vier Stunden mit dem Kohlenstoff zu Siliziumkarbid verbindet. Die daraus gewonnenen Bauteile besitzten die Struktur von Holz, sind aber hart, hochsteif und widerstehen hohen Temperaturen.
Vorteile: beliebige Geometrien,Durchschußsicherheit,härte, steifheit, Temperatur-resistent
Nachteile:Schrumpfung des Werkstücks um bis zu 60% (kann durch Infiltrationsprozess ausgeli-chen werden).
[Bio] lebendiges Material (Bakterien, Pilze, Hefe und Algen) werden in Keramische Bauteile integriert.Bakterien werden durch ein Sol- Gel Prozess in Keramik gebunden. Anwedung für Wasserfil-ter. Organisch - anorganische Kompositmaterialien.
Anorganische Biophasen Keramische Werkstoffe, biologischen oder anorganischen Ursprungs, nicht durch che-mische Synthese (Biocere) Hergestellte Werkstoffe. Beispiel Perlmutt: Natürliches Vorkommen (Austern, Perlmuscheln, Kreisel- und Kegelschnecken), Entwick-lung und Optimierung im evolutionären Prozess. Eigenschaften sollen synthetisch Herrg-estellt werden. Natürlicher Biogener Komposit- Werkstoff. Existenz seit 570 Millionen Jahren. Chemischer Aufbau: Polymer - Keramik - Verbindung. Entsteht in einem Biomineralisationsprozess. Perlmutt besteht zu ca. 95% aus anorganischem Calciumcarbonat (CaCO3) als Hauptbes-tandteil.Der Kalk tritt beim Perlmutt als Aragonit auf, einer kristallinen Modifikation des Calcium-carbonats.Struktur:Strukturell ist Perlmutt in einer Mikrolaminat Struktur (Schichtbauweise) aufgebaut. Die Schichten bestehen aus Aragonit, zwischen den Plättchen befindet sich eine organische Matrix aus Chitin und Proteinen welche für die mechanischen Eigenschaften des Perlmutts verantwortlich sind. Einsatzmöglichkeiten: Anti- Graffiti Beschichtung Festere Gipskartonplatten, leichtere Betonteile bei gleicher Festigkeit sind das Ziel der biomimetischen Materialforschung.
Vorteile: Korrosionsbeständig Biegefestigkeit Umweltverträglichkeit
Nachteile:nicht Säurebeständig bedingt Temperaturbeständig
Verfahren:
Grobkeramik
Feinkeramik
Strangpressen (Rohre) Formpressen
ModellierenAufbauarbeit einzelner SträngeDrehen rotationssyme-trischer Gefäße GießenEindrehen in Hohlformen Pressen, Stanzen oder FräsenSpritzguss, Foliengießen
Transparente Keramik [Korund Keramik]
(C)SIC Keramik SIC Keramik (elektrisch Leitend) medizinische Keramik
Biokeramik
Schaumkeramik
Silikonkeramik
Keramische Folien
Extrudierte Keramik
Keramik Papier Glaskeramik
Verbund Keramiken
aus Sinterkorund, Einsatz bei Casio Digitalkameras als Linse. Fester als Glaß - höhere Lichtdurchlässigkeit.
Kohlenstofffaserverstärktes Siliziumcarbid C/SIC
Zähne, Knochen etc, siehe auch Biokeramik
siehe Biokeramik
Direktschäumung,Abformung von Polymerschäumen Anwendung im Leichtbau und als Wärmedämmung (sandwichplatten)
Abdichtung von Widerstän-den in der Elektrotechnik
Für Druck, Elektrotechnik - Foliengießverfahren
Strangziehen für außen und innen - Trittsicher, Chemikalien und abtriebsfest
Perlmuttkeramik Gewebeverstärkte Keramik Filzverstärkte Keramik Kurzfaserverstärkte Keramik
Keramik allgemein:
Keramische Werkstoffe:
Werkstoffeigenschaften:
Dichte:Therm. Ausdehnung Biegefestigkeit E-ModulPorosität SIC Gehalt C-Gehalt
2,8 g/cm³ 4,7 10 120 MPa 300 GPa < 1 Vol-% 60 Vol-% < 2 Vol-%
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Ikosaeder Struktur (faltbar)
Hüllstrukturen der Acanthometra (Stachelstrahlinge)
Hüllstrukturen der Echinidea (Igelsterne)
Skelettstruktur der Gorgonida(Rindenkoralle)
Hüllstruktur derMycetozoa (Pilztiere)
Skelettstruktur der Stephoidea(Ringel- Strahlinge)
Hüllstruktur derSpumellaria(Schaumstrahlinge)
Skizzen zu Hüllkonstruktionen
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bewegliche Lichtfassadenelemente
materialmorphologische architektur e253/4:hochbau und entwerfen:tuwien betreuer manfred berthold
MorPhose ::: julia martin bewegliche Elemente
änderung der farbe
aufklappen der wirbelstruktur
höhenjustierbarkeit
rotation des fußgelenks
beweglichkeit der unteren rippen
absenkung des gesamtkörpers
aufgerichteter zustand
abgesenkter zustand
menschlicher maßstab
sicht auf den schlafplatz
lage im öffentlichen raum
obere tragstruktur ausgeklappt, untere geschloßenposition_a
untere tragstruktur in “sitzposition”position_b
untere tragstruktur komplett umgeklapptposition_c
position_a
position_b
geschloßen
position_c
position_a