Weltweit werden immer mehr „superschlanke“ Hochhäuser gebaut, da sie bei einer dichten städtischen Flächennutzung erhebliche wirtschaftliche Vorteile bieten. Jedoch sind sie sehr anfällig für Windanregungen. Schwingungstilger sind passiv als auch aktiv Stand der Technik und haben sich als effiziente Lösungen zur Dämpfung Wind-induzierter Strukturschwingungen erwiesen. Dieser Ansatz benötigt jedoch zusätzliche Masse und einen großen Bauraum in den begehrten obersten Etagen. In diesem Forschungsprojekt wurde ein neuer semiaktiver und verteilter Fassadendämpfer untersucht, der die Masse der Außenhaut einer Doppelfassade im Sinne der Ressourceneffizienz als Dämpfungsmasse nutzt.

Für die Realisierung einer zeitlich veränderlichen Dämpfung wurde ein mechatronischer Schwingungsdämpfer inklusive Energie-Harvester entwickelt, der Energie in einer Batterie speichert. Zur Validierung der Konzepte und zum Nachweis des autarken Betriebs des geregelten Dämpfungssystems wurde in Zusammenarbeit mit der Josef Gartner GmbH ein bewegliches Doppelfassadenelement als Prototyp realisiert und auf einem Versuchsstand installiert. Dies erlaubt die Durchführung von Hardware-in-the-Loop Simulationen, bei denen ein gesamtes Gebäude simuliert wird und ein einzelnes Fassadenelement als Hardware physisch aktiv ist und sein Verhalten untersucht werden kann. Die Machbarkeit einer autarken semiaktiven Dämpfung mit parallel beweglichen Prallscheiben an Doppelfassaden konnte somit erfolgreich demonstriert werden. Der Ansatz liefert einen Beitrag, den CO2-Fußabdruck eines Hochhauses zu reduzieren.

Fachbetreuer
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung
Referat WB 3 „Forschung im Bauwesen“
Daniel Wöffen ( daniel.woeffen@bbr.bund.de )

Autoren
BTU Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl Hybride Konstruktionen - Massivbau
Prof. Dr.-Ing. Achim Bleicher (Projektleiter),
Yangwen Zhang, M. Sc.,
Dipl.-Ing. Wulf Wulff

TU Berlin, Fachgebiet Regelungssysteme
Dr. Thomas Schauer (Projektleiter)

Laurenz Wernicke, M. Sc.