Auf der Bundesgartenschau (BUGA), die jetzt in Heilbronn stattfindet (diese groß angelegte Biennale für Landschaftsarchitektur findet seit 1993 in verschiedenen Städten des Landes statt), werden unter anderem Pavillons von "biologischen" ausgestellt Herkunft "sind erschienen. Einer besteht aus Holz, der andere aus Verbundfasern. Leichtbaukonstruktionen, die hohen Belastungen standhalten, werden von den Fakultäten der Universität Stuttgart - dem Institut für Computational Design (ICD) und dem Institut für Hochbau und Tragwerksplanung (ITKE) - entworfen und gebaut. Am Beispiel dieser beiden Strukturen haben Wissenschaftler die Auswirkungen digitaler Technologien auf die Konstruktion und Architektur der Zukunft demonstriert.
Der Holzpavillon ist ein 7-Meter-Baldachin, der nach dem Prinzip eines dreidimensionalen Puzzles gefaltet wird. Das Design wurde von der Schale eines Seeigels inspiriert, dessen Morphologie in den letzten zehn Jahren von einem multidisziplinären Team untersucht wurde.
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Zoomen 1/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 2/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 3/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
Das Gehäuse besteht aus 376 polygonalen Segmenten aus LVL. Jedes dieser Segmente ist eine Art hohler "Kasten" mit einem großen Loch in der Bodenwand. Das Loch ermöglicht den Zugang zu versteckten Verbindungen innerhalb der "Box" während der Montage.
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Zoomen 1/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 2/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 3/3 Holzpavillon BUGA © ICD / ITKE Universität Stuttgart
Die Komponenten werden mit einem Fingergelenk zusammengehalten, ähnlich wie die Platten, die die Schale eines Seeigels bilden. Die Abdichtung erfolgt durch eine Schicht EPDM-Gummi. Die Tragfähigkeit einer solchen Struktur beträgt 36,8 kg / m2.
Alle Produktionsstufen - von der Montage einer Struktur bis zur Qualitätskontrolle - sind vollständig automatisiert und werden von zwei Millionen Zeilen Computercode gesteuert. Speziell für das Projekt wurde eine Roboterplattform geschaffen, die Teile für Polyederkörper herstellte und zusammenbaute.
Das Fräsen eines Segments dauerte 20-40 Minuten und das Zusammenbauen von etwa acht Minuten. Der gesamte Pavillon wurde in 10 Arbeitstagen errichtet. Alle Elemente des Baldachins sind für die Wiederverwendung ausgelegt, was bedeutet, dass der Pavillon von BUGA abgeholt und an anderer Stelle "eingesetzt" werden kann.
Das Holzzelt bietet gute Akustik, Konzerte und andere öffentliche Veranstaltungen können hier stattfinden. Nachts sieht es besonders atmosphärisch aus, wenn Tausende von LED-Lampen in den dafür vorgesehenen Löchern aufleuchten.
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Zoomen 1/3 Holzpavillon BUGA © Roland Halbe
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Zoomen 2/3 Holzpavillon BUGA © Roland Halbe
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Zoomen 3/3 Holzpavillon BUGA © Roland Halbe
Der zweite Pavillon von ICD und ITKE, der die Ausstellung in Heilbronn schmückt, besteht aus Kunstfaserverbundwerkstoffen. Im Tierreich, erklären Wissenschaftler, bestehen die meisten Stützstrukturen auch aus Faserverbundwerkstoffen: Cellulose, Chitin, Kollagen. Ein Merkmal solcher „Strukturen“ist ihre genaue „Kalibrierung“: In lebenden Organismen werden Struktur, Richtung und Dichte von Konstrukten „berechnet“, so dass der „Verbrauch“des Materials minimiert und streng gerechtfertigt wird.
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Zoomen 1/3 BUGA-Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 2/3 BUGA-Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 3/3 BUGA Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
Die Forscher übertrugen dieses biologische Prinzip auf die Architektur und wählten Glasfaser und Kohlefaser als Baumaterial. Für den Pavillon wurden mehr als 150.000 Meter solcher Fasern verwendet.
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Zoomen 1/3 BUGA-Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 2/3 BUGA-Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
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Zoomen 3/3 BUGA Verbundfaserpavillon © ICD / ITKE Universität Stuttgart
Der Rahmen besteht aus 60 "Trägern" aus Verbundfasern, von denen Roboter vier bis sechs Stunden benötigen, um einen herzustellen. Die Oberseite des Gitters ist vollständig mit einer transparenten ETFE-Membran bedeckt. Der Pavillon erstreckt sich über eine Fläche von ca. 400 m2.
Die experimentelle Struktur sieht extrem leicht aus, und tatsächlich ist sie: Sie wiegt etwa fünfmal weniger als eine ähnliche Stahlstruktur. Der Pavillon hält einer Belastung von 7,6 kg / m stand2.
Das Projekt zeigt, wie jahrelange Forschung zu biologischen Prinzipien in Kombination mit der neuesten Computertechnologie zu einem wirklich modernen Gebäudesystem führen kann. Noch vor wenigen Jahren konnte ein solcher Pavillon nicht entworfen oder gebaut werden.
