smart materials & architectuur toepassingensmart materials for architectural applications...

1-12-2010

Challenge the future

DelftUniversity ofTechnology

Smart materials & Architectuurtoepassingen

Charlotte Lelieveld, Promovenda, Bouwtechnologie, Architectural Engineering

2Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Adaptive architecture

• Componenten kunnen zich aanpassen aan de gebruiker of omgevings eigenschappen.• Mechanische oplossing voor aanpasbareomgeving

Luigi Colani, Rotorhouse, 2000

3Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Adaptive architecture

• Samenwerking tussen wiskundigen, ontwerpers en werktuigbouwkundigen

Aegis Hyposurface, 2001, by dECOi

4Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart materials & systems

• Sensorische en actuator eigenschappen• Input stimulus veranderd - materiaal reageert hierop met actie/ reactie• Intrinsieke materiaal eigenschappen zorgen voor fysieke veranderingen van het materiaal

• Mechanische oplossing voor aanpasbare bouwcomponenten nadelen: • grote constructieve elementen • geluid• onderhoudgevoelig

5Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart material systems

Klimaat en daglicht systemen• Actieve en passieve geïntegreerde systemen• Kleur/ transparantie verandering door middelvan externe stimuli; temperatuur, pH, licht, electriciteit etc.

• Electro/ thermo/ foto/ gasochromic• Electro/ thermotropic• Suspended Particles

6Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart material systems

Binnenklimaat- Phase change materials• Fase overgang bij wisselende T• Tegen gaan van extreme temperaturen• Warmte accumulatie

7Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart material systems

Constructief- aardbevingsproef • Rheological fluid• Viscositeit verandering door middel van elektrische input/ magnetisme• Miraikan gebouw, Japan• Dong Ting Lake bridge, China

8Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composiet

Vorm veranderbare component• Vervormen en terugvormen• Twee dimensionale vervorming• Vervorming fixeren zonder continue energie input• Lage activatie energie• Commercieel verkrijgbaar• Structurele eigenschappen

Prototype

9Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composiet

Shape Memory Alloy- Geheugen legering• Actuator gebaseerd op fase verandering• Lage temperatuur- martensite• Hoge temperatuur- austenite• Oorspronkelijke vorm uitgloeien• Grote vervorming en actuator krachten• Toepassingsgebied: Medisch, industrie &

robotica• Temperatuur geactiveerd

Prototype

10Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composiet

Geheugen legering

Prototype

11Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composite

Shape Memory Polymer- Geheugen polymeer• Oppervlakte materiaal• Thermisch responsief• Toepassingsgebied: mallen, medisch, textiel

& ruimtevaart

Prototype

12Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composiet

• Assemblage van SMA SMP• SMA2 is onder vervorming toegepast• Weerstandsverwarming

Prototype

13Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composite

Torsie testen voor het vaststellen van:• Actuatie kracht SMA bij hoge T• Deformatie kracht SMA bij lage T• Deformatie kracht SMP boven transitie T

Prototype

14Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composietOntwerp

15Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composietOntwerp

16Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composietOntwerp

17Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Smart composietOntwerp

18Smart Materials for Architectural Applicationsc.m.j.l.lelieveld@tudelft.nl

Dank u