Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Autonome Living-Wall-Systeme für Innenräume durch textile Funktionselemente zur breiten Markterschließung

Das Forschungsprojekt will bepflanzte Wände (Living Walls) im Innenraumbereich mit textilen Trägerstrukturen, einer integrierten textilen Licht- und Wasserversorgung und textiler Sensorik ausstatten und diese dadurch autonom und benutzerfreundlich machen. Die Antragsteller sehen in der Verbesserung bestehender Living-Wall-Konzepte ein großes Potential, um neue Märkte zu erschließen und den Consumerbereich zu begeistern. Durch bewährte und auch neue textilbasierte Komponenten kann das Trägersystem, die Wasserversorgung und Feuchtigkeitssensorik sowie das gesamte Erscheinungsbild verbessert werden. Zudem soll durch direkt integrierte Lichtquellen mit textilen Lichtstrukturen und lichtsensorischen Garnen eine pflanzennahe Versorgung mit Energie der optimalen Wellenlänge gewährleistet werden. Das hat den großen Vorteil, dass die Living Wall nicht mehr an direkt besonnten Orten aufgestellt werden muss. Der Kunde ist frei in der Platzierung und muss auch keine zusätzlichen Strahler installieren. Neu ist an dem geplanten Konzept außerdem, die bisherige rudimentäre Steuerung durch eine intelligente Regelung mit angepasstem Bedienkonzept zu ersetzen. Das modulare Konzept erlaubt die Vorgabe individueller, zeitlich variabler Sollwerte je Modul, was die Robustheit des gesamten Systems erhöht. Sensoren melden die tatsächlichen wachstumsrelevanten Parameter an eine zentrale Regeleinheit und diese kann dann drohendem Mangel durch Wasser- oder Lichtgabe entgegenwirken und so auch bei wechselnden Umwelteinflüssen die Wachstumsbedingungen ideal halten. Das Projekt wird unterstützt von Firmen der gesamten Verwertungskette: von der Haustechnik über Textilhersteller, Firmen, die die Living Walls später fertigen können bis zu einem Fertighausanbieter, der diese Option mit in seinem massentauglichen Konzept anbieten möchte. Eine leichte Installation, die Unterstützung des Kunden durch einen Konfigurator und eine nachhaltige Gesamtlösung erschließen die Living Wall für den Consumer Markt.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurde ein textilbasiertes autonomes Living-Wall-System für den Innenraum mit integrierter Regelung von Beleuchtung und Bewässerung erarbeitet, welches immer und ganzflächig die richtigen Bedingungen für ein gutes Pflanzenwachstum sicherstellt. Es wurde in modularer Bauweise konzipiert, die Skalierbarkeit in Form eines Baukastens umgesetzt sowie eine ökonomische und ökologische Bewertung durchgeführt.

Durch die gezielte Integration von textilen Trenn- und Wasserspeicherstrukturen wurde eine homogene Bewässerung über die gesamte Fläche der Living Wall ermöglicht. Basierend auf der Umwindetechnologie wurden sensorische Garne zur Messung des Feuchtegehaltes und des Lichts adaptiert. Die Feuchtesensorik wurde resistiv umgesetzt. Die lichtmessenden Garne nutzen ein kapazitives Messprinzip. Diese wurden erfolgreich integriert und an die Regelung angeschlossen, sodass die Versorgung der Pflanzen mit Wasser, Licht und Nährstoffen sichergestellt ist.

Für die Identifikation einer geeigneten Beleuchtung für vertikale Bepflanzung wurden textile Lichtstrukturen entwickelt und lichttechnisch vermessen. Darauf basierend wurde ein Lichtkonzept entwickelt, das speziell für die Anforderungen an eine Bepflanzung in der Vertikalen mit integrierter Beleuchtung angepasst wurde. Zusätzlich gelang die Integration einer Ambientebeleuchtung und der textilen Lichtsensorik.

Die ökologischen Auswirkungen von Herstellung, Betrieb und Entsorgung des Systems sowie die ökonomischen Potentiale wurden anhand einer Lebenszyklusanalyse untersucht. Ein parametrisiertes Materialflusskostenrechnungsmodell zur Modellierung von unterschiedlichen Materialien und Herstellungsvarianten wurde entwickelt.

Der Vertrieb von autonomen Living-Wall-Systemen wurde sowohl als Leasingmodell als auch dem direkten Verkauf an Endbenutzer untersucht. Zum Technologietransfer stehen am Institut Demonstratoren zur Verfügung.