SOMAS

Sun Oriented Mirrors and Architectural System

Jahr

2019

Software

Rhino 3D, Grasshopper, Ladybug, Firefly, Arduino

Projektart

freies Projekt

Status

in Bearbeitung

“Ohne Licht, keine Architektur. Denn erst Licht macht Oberflächen, die Formen und Beschaffenheit sowie die Tiefe von Räumen sichtbar. Licht definiert die Qualität von Räumen und schafft Atmosphäre.”

SOMAS – Sun Oriented Mirrors and Architectural System – ist ein Verbund aus computergesteuerten Spiegeln, die das Sonnenlicht präzise und zielgerichtet aber auch poetisch und spielerisch durch den Raum bewegen können. Sonnenlicht ist in Bewegung, inszeniert, kreiert dramatische und schöne Stimmungen und ist eine unerschöpfliche Energie- und Lichtquelle. Diesem Potenzial im Kontext der Architektur etwas mehr Aufmerksamkeit zu schenken war Grundmotivation des Projektes.

Tageslicht hat mit den täglich und stündlich unterschiedlichen Einfallswinkeln auch eine gestalterische Funktion. Wie fällt das Licht zu unterschiedlichen Jahreszeiten mit unterschiedlichen Lichtfarben auf die Oberfläche? Welche Schatten – nicht Verschattung – wirft das Sonnenlicht und wie werden Konturen der Architektur betont?

Gebaute Umwelt – eine der größten Energieverbraucher der Welt – kann CO2 neutraler werden, wenn das Tageslicht als Energiequelle kontrollierter eingesetzt werden würde. Dafür müsste die Architektur, speziell die Fassade dem Topos angepasst und differenzierter gestaltet sein. Derzeit beschränken sich Fassaden meist auf planare Oberflächen, die in allen Himmelsrichtungen gleich beschaffen sind. Die vom Sonnenlicht ausgehende Energieversorgung, gestalterische Kraft und Möglichkeiten der Inszenierung von gebauter Umwelt scheint noch lange nicht erschöpft. Und auch die Möglichkeit den Lichteinfall und somit die thermische Einstrahlung auf Architektur zu kontrollieren und eine Energieeinsparung zu erreichen ist noch ausbaufähig.

Die Installation

Die Installation besteht aus 16 computergesteuerten und beweglichen Spiegeln, die das vertikal, durch einen Schacht in der Decke, einfallende Licht reflektieren. Die reflektierten Lichtstrahlen werden kompositorisch durch den Raum bewegt. Eine raumergreifende und beruhigende Inszenierung die zum Verweilen einlädt. Die Reflektionen erhellen die dunklen Raumtiefen und zeigen die gestalterische Qualität von Licht auf. Nebel und die einhergehende Sichtbarmachung des Lichts führen zu einem dramatischeren Ausdruck. In der Umgebung der Inszenierung gibt es genügend Raum zum sitzen und verweilen, um die Inszenierung über einen längeren Zeitraum auf sich wirken zu lassen. Eine akustische Untermalung ist vorstellbar.

Die Funktion

Die Steuerung der einzelnen Spiegel erfolgt durch eine generative 3D-Software. Die Software hat Zugriff auf Wetterdaten, in denen der Sonnenstand für jeden Tag und Ort hinterlegt sind. Diese Daten liefern den Einfallswinkel des Sonnenlichts. In der 3D-Software lässt sich außerdem die Umgebung darstellen und damit Schlussfolgerungen über Schatten und Helligkeit des jeweiligen Ortes generieren. Das Ziel und der Verlauf des reflektierten Sonnenlichtes lassen sich im 3D-Modell präzise definieren, um eine gezielte Belichtung zu ermöglichen. Die Steuerung der Spiegel ist einfach Mathematik: Einfallswinkel = Ausfallswinkel.

Reflektion der Sonne am 23. Juni um 12 Uhr in Hamburg
Reflektion der Sonne am 2. September um 16 Uhr in Hamburg
Reflektion der Sonne am 23. Dezember um 12 Uhr in Hamburg
oben: Steuerung der Spiegel über parametrische Software und digitales Abbild der Spiegel in Echtzeit.
rechts: Matrixsteuerung von 50 computergesteuerten Spiegeln.

Der Aufbau

Der Spiegel kann sich um eine horizontale und vertikale Achse drehen. Es sind daher zwei Motoren verbaut deren Antrieb durch eine Übersetzung in sanftere Bewegungen für den Spiegel übertragen werden. Angesteuert werden die Motoren durch einen Mikrocontroller, der wiederum die Signale der 3D-Software für die Motoren wandelt. Die Bauteile des Gehäuses sind aus einem wiedereinsetzbaren Kunststoff 3D-gedruckt. Alle Teile sind verschraubt und nicht verklebt, wodurch eine sortenreine Trennung der Materialien möglich ist.