Einsatzverhalten von ETFE-Membrankissenkonstruktionen

Dach- oder Fassadenkonstruktionen aus pneumatisch gestützten Membrankissen zeigen ein sehr dynamisches und komplexes Verhalten bei wechselnden Umgebungsbedingungen. Zur richtigen Bemessung dieser Konstruktionen müssen der Konstruktionswerkstoff und die Details der Fertigung umfassend berücksichtigt werden. Der folgende Artikel behandelt daher einige spezielle Eigenschaften des Konstruktionswerkstoffes Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) und deren Folgen für dessen Einsatzverhalten. Zuerst werden Membrankissenkonstruktionen aus dem Werkstoff ETFE bezüglich ihrer Bauart und relevanter Fertigungsdetails beschrieben. Der technologische Stand der Bemessung und Auslegung dieser Konstruktionen wird kurz zusammengefasst und es wird auf Probleme, die auf den speziellen Eigenschaften dieses Materials beruhen, hingewiesen. Die mechanischen Eigenschaften des Konstruktionswerkstoffes werden im Zusammenhang mit den in einer Membrankissenkonstruktion auftretenden Belastungszuständen diskutiert und die sich daraus ergebenden Anforderungen an die durchzuführenden Materialprüfungen beschrieben. Anschließend werden die am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik durchgeführten Untersuchungen präsentiert und deren Nutzen für eine Modellierung des Werkstoffverhaltens erläutert. In einem kurzen Ausblick werden die nächsten Schritte zur Präzisierung dieses Modells benannt.