Am Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien hat ein Team um Prof. Achim Menges mit dem livMatS Biomimetic Shell sein neuestes Forschungsprojekt realisiert. Der schalenförmige Bau dient als architektonischer Inkubator für das Entwickeln innovativer, disziplinübergreifender Forschungsideen. Zugleich ist das Bauwerk selbst das Ergebnis der Forschung beider Exzellenzcluster Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC) der Universität Stuttgart und Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) der Universität Freiburg. Sie untersuchen gemeinsam einen integrativen Ansatz des Planens und Bauens für eine zukunftsfähige Architektur.
Holzleichtbauweise und automatisierte Bauprozesse
Der Entwurf der Gebäudehülle basiert auf morphologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln, die am Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baukonstruktion (ICD) und dem Institut für Tragkonstruktion und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart seit mehr als zehn Jahren untersucht werden. Und so ist auch das livMatS Biomimetic Shell in einer Holzleichtbauweise realisiert, die auf biologische Konstruktionsprinzipien zurückgreift und den ökologischen Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus im Vergleich zu einer herkömmlichen Holzkonstruktion um etwa die Hälfte reduziert. Diese ausdifferenzierte und somit besonders ressourcenschonende, vollständig rückbau- und wiederverwendbare Holzsegmentschalenkonstruktion wurde erst durch das Zusammenspiel technischer Neuerungen ermöglicht: durch die integrative Entwicklung computerbasierter Planungsmethoden, durch robotische Vorfertigungs- und automatisierte Bauprozesse sowie durch neue Formen der Mensch-Maschine Interaktion im Holzbau.
4D-gedruckte Verschattungsstruktur
In die Holzschale eingelassen ist das großflächige Oberlicht „Solar Gate“, das durch eine biomimetische, betriebsenergiefreie, 4D-gedruckte Verschattungsstruktur zur Regulierung des Innenraumklimas beiträgt. Zusammen mit einer aktivierten Bodenplatte aus Recycling-Beton ermöglicht dies eine ganzjährig komfortable Nutzung mit minimalster Haustechnik. So entstehen ein ausdrucksstarker, flexibel nutzbarer Raum und eine Architektur, die alternative Wege für ein zukunftsfähiges Bauen aufzeigt und auch als Plattform für weiterführende Forschung dienen wird.
Projektteam:
Exzellenzcluster IntCDC – Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur, Universität Stuttgart, ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung
Prof. Achim Menges, Felix Amtsberg, Monika Göbel, Hans Jakob Wagner, Laura Kiesewetter, Nils Opgenorth, Christoph Schlopschnat, Tim Stark, Simon Treml, Xiliu Yang (Biomimetic Shell); Dylan Wood, Tiffany Cheng, Ekin Sila Sahin, Yasaman Tahouni (Solar Gate)
ITKE Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen
Prof. Dr. Jan Knippers, Simon Bechert
Exzellenzcluster LivMatS – Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems, Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg
Prof. Dr. Jürgen Ruhe, Prof. Dr. Thomas Speck, Prof. Dr. Anna Fischer
Müllerblaustein Bauwerke GmbH, Blaustein
Jochen Friedel, Johannes Groner, Daniel Gold
Mehr zum Bauen für Forschung und Entwicklung lesen Sie in der Ausgabe 4/2023 von industrieBAU, die am 3.8.2023 erscheint.
