Vil skape framtidens industribygning

Av: Pressemelding | Publisert: 2. Jun 2016 | Kategori: Entreprenør

Vil skape framtidens industribygning

Foto: Schüco

Schüco Parametric System er med på et tverrfaglig forskningsprosjekt for å skape framtidens industribygning.

I kontorbygg og privathus har energieffektivitet vært et tema i mange år. I industriproduksjonen blir fortsatt de potensielle besparelsene ofte undervurdert. Men de kan bli en avgjørende økonomisk faktor med langsiktig stigende energikostnader og økende kostnadspress. I begynnelsen av mars på campus „Lichtwiese“ ved TU Darmstadt åpnet ETA-fabrikken. Her vil et tverrfaglig team av maskin- og byggingeniører og arkitekter nå forske på hvordan industrielle produksjonsprosesser kan driftes mer energisparende. Potensialet er enormt. ETA-fabrikken vil trenge om lag 40 prosent mindre energi enn en standard produksjonshall.

For dette formålet ble det bygd opp en typisk prosesskjede innen metallindustrien med dreiing, boring, sliping, rengjøring og andre produksjonsskritt. Det spesielle i dette tilfellet er at maskiner, bygninger og teknisk infrastruktur  er satt sammen i et „intelligent“ nettverk, istedenfor at de betraktes hver for seg. For eksempel brukes spillvarme fra maskinene i produksjonshallen til å forvarme rengjøringsbadene og klimatisere hallen. I de indre tak- og veggelementene av vanlig betong og de utvendige tak- og fasadeplatene av spesialbetong ligger vannførende kapillarmatter som blir termisk aktivert. De varmer hallen om vinteren og kjøler den om sommeren.

Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider fra Institut für Statik und Konstruktion ved TU Darmstadt betegner ETA-fabrikken som et «stort forskningsapparat»:

– En prototype hvor innovative materialer og systemer testes.Bygningen er ikke bare et skall, men en integrert del av produksjonen – en helt ny tilnærming. Planleggingsprosessen var også uvanlig. 39 tverrfaglige prosjektpartnere fra vitenskap og industri utviklet framtidsfabrikken. Vi har planlagt ETA-fabrikken fra innsiden og ut. Først ble kravene til maskinene definert, deretter oppstod bygningen og fasaden. Ved hjelp av denne helhetlige tenkningen kunne vi oppdage nye energisparende potensialer, sier Jens Schneider.

Endevegger i glass som blikkfang

For den som er nysgjerrig på det som skjer i framtidsfabrikken, er de to endeveggene med komplett glassfasade perfekt: På nordsiden beskytter en Schüco FW 60+ Structural Glazing (SG)-fasade de bakenforliggende kontorene mot overoppheting. Mellom glassene i de ugjennomsiktige åpningsrammene er svært isolerende vakuumisolasjonsplater satt inn, for å sikre en høy termisk beskyttelse og brukerkomfort.

På sørsiden er det montert en Schüco USC 65 FSG element-påhengsfasade. For å hindre direkte innstråling er det montert lameller mellom glassene på de øverste to-tredelene av veggen.

– Maskinene kan ellers termisk deformeres av strålevarmen og det kan gå utover nøyaktigheten, sier Jens Schneider. Men nå sender lamellene dagslyset i taket, hvor det reflekteres og lyset fordeles jevnt i fabrikkhallen. Forskernes arbeidsplasser er lyse og vennlige – en velkommen kontrast til ellers mørke industrihaller, som bare er belyst med kunstig lys.

Det spektakulært formede glasset i den nedre tredelen av fasaden er et blikkfang. For første gang er Schüco Parametric System installert på en bygning. De parametriske glasselementene gir en effektiv solskjerming til den sterkt lysutsatte fasaden mot sør. Og gir samtidig mange spennende siktlinjer mellom inne og ute. Fasaden består av seks prefabrikkerte elementer, på 3,5 x 2,4 m, som ble hengt inn i et stålskjelett med en mobilkran. På de tre øverste glassene, som blir sterkest utsatt for solstråler er 32 prosent av overflaten dekket av et trykket prikkmønster som fungerer som solskjerming. De nederste glassene er gjennomsiktige og heller mot bakken: Slik unngås irriterende reflekser og forbipasserende kan se inn i hallen uten å blendes.

– Konstruksjonen rager knappe 70 centimeter ut. „Hvis du står rett foran glasset på innsiden, står du mer eller mindre midt i fasaden: en fantastisk følelse, sier Herbert Hölscher, administrerende direktør i firmaet Hölscher Stahlbau-Leichtmetallbau fra Kleve, som har levert fasaden.

Monteringen av Parametric elementene tok bare en dag. Montørene hang hvert av de etasjehøye elementene på to bærebolter, som var sveiset fast i stålrammen allerede i fabrikken. Elementene ble justert i høyden med skruer. Så la de på koblingspakningene og smurte på glidevoks fra Schüco, for å kunne skyve dem inn i hverandre.

– Hvert element veier rundt 750 kg: Uten glidemiddel får du ikke beveget en så stor vekt, sier Herbert Hölscher.

Elementene må plasseres svært presist: Håndverkeren hadde maksimalt ti millimeter rom horisontalt.

– For at de skulle henge så rett som mulig, laget vi på forhånd en spesialtilpasset løftetravers. De øvre ankerene tjener samtidig som maljer for krankrokene, avslører produsenten.

Verdifull hjelp med planleggingen

Prefabrikkasjonen av aluminiumrør-ramme-systemet viste seg å være svært kompleks. I knutepunktene på Parametric elementene treffes tre rundrør, som må gripe perfekt inn i hverandre. Hver av disse knutene er forskjellig.

– Spørsmålet ble derfor: Hvordan kan jeg planlegge og bygge forbindelsene uten mye ekstra innsats? Her var Schüco Parametric System et verdifullt hjelpemiddel, sier Herbert Hölscher.

Takket være Parametric System foregikk detaljplanleggingen fullstendig automatisk. Sagsnitt, fres- og borarbeider i aluminiumsrør-rammen ble utført i CNC-bearbeidelsessentret fra Schüco. Forbindelsesknutene mellom rørene hadde i tillegg et individuelt nummer inngravert på hver knutearm, slik at rørene senere var lette å finne og sette sammen riktig.

I verkstedet til firmaet Hölscher ble rørrammene fiksert ved hjelp av sjablonger og profilene ble boltet sammen med innstikkhylser. Deretter ble rørene montert med tilslutningsprofiler på de ytre, bærende elementrammene. En spesialist med lisens for Structural Glazing limte de tolags isolerglassene på limrammene, som blir forbundet med rørrammene via adapterprofiler. Silikonlimet tar av for vindtrykk-, vindsug- og seismiske laster, skjulte glassbærere sikrer i tillegg egenvekten av glassrutene. Andre klemlister eller holdeprofiler trengs ikke. De tolags glassene er utført med trinnfals, slik at det ytterste glasset er litt større. Resultatet er en vakker, smal fuge.

Løsningen for komplekse 3D-fasader

Schüco Parametric System forenkler ikke bare planleggingen for produsenter som Herbert Hölscher, men også byggherrer, ingeniører og arkitekter tjener på dette. Fasadene blir mer og mer komplekse. Fram til nå kunne individuelt designede 3D-fasader bare realiseres med dyre spesialløsninger. Med Schüco Parametric System er det nå for første gang mulig å lage tredimensjonale fasader, som en systemløsning med forenklet planlegging.

Også kalkulasjonen blir sikrere fordi det er et serieprodukt. Prosjektdeltakerene har tilgang på alle design-, planleggings- og produksjonstrinnene på en kontinuerlig lukket digital prosesskjede. På denne måten kan grensesnittproblemer unngås og kostnader for endringsforespørsler beregnes tidlig. Dyr overplanlegging unngås og antall tilføyelser reduseres.

Med kombinasjoner og sammenføyninger av de enkelte elementene, kan forskjellige geometrier dannes og ulike glass og fyllinger brukes.

– Man kan gi fasadestrukturer et annet ansikt, sier byggingeniør professor Jens Schneider. Den tredimensjonale foldingen av fasaden gjør at den kan tilpasses lokale forhold, etablere visuelle forbindelser og strukturerer store fasader. Spesielt på kontorbygg og høyhus oppstår på denne måten interessante designmuligheter.