Mensch-Maschinen-Symbiose mit prototypischer Vielfalt
Die Pavillons livMatS Biomimetic Shell in Freiburg und House Demonstration Unit MIMO in Wuppertal zeigen, wie Forschen an kleinmaßstäblichen Pavillonstrukturen aussehen kann. Dabei bieten diese nicht nur die Forschungsgrundlage für größere Maßstäbe, sondern auch Potenziale im universitären Kontext. In die Praxis umgesetzte Projekte erlauben einen Sprung aus der Theorie heraus und generieren Datensätze, Erfahrungswerte und nicht zuletzt architektonische Räume im Sinne eines Raumlabors, von denen neben Forschenden auch Studierende profitieren können.
Fast 800 Kilometer vom nächstgelegenen Meerzugang entfernt, findet sich seit diesem Jahr ein Seeigel am Gelände des Freiburg Center for Interactive Materials and Bioinspired Technologies (FIT). Dabei handelt es sich nicht etwa um einen neuen Aquarium-Bewohner oder archäologischen Fund, sondern um den modularen Holzpavillon livMatS Biomimetic Shell. Basierend auf den morphologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln wurde eine Segmentschalenkonstruktion entworfen, die vollständig rückbaubar und wiederverwendbar ist. Im Vergleich zu konventionellen Holzgebäuden reduziert die Biomimetic Shell die gesamte Umweltbelastung im Lebenszyklus um insgesamt 50 Prozent.
Die geometrische Form des Baukörpers ergibt sich aus zwei unterschiedlichen, ineinandergeschobenen ellipsoidischen Schalensegmenten, die in ihrer Verschneidung Oberlichte kreieren. Die beiden Schalen setzen sich aus 127 verschiedenen Hohlkassetten in langgestreckter Wabenform zusammen, wobei jede dieser Kassetten aus einer Deck- und Bodenschicht aus dreilagigen Lärchenschichtplatten sowie Randbalken aus Nadelholz besteht. Der Lichteinfall durch die halbmondförmige gen Süden gerichtete Oberlichte wird durch das „Solar Gate“ reguliert, ein biomimetisches Beschattungssystem, das sich je nach Luftfeuchtigkeit öffnet und schließt und somit im Winter solare Gewinne zulässt, während der Innenraum im Sommer verschattet wird. In Kombination mit der thermisch aktivierten Bodenplatte aus Recyclingbeton wird so das Innenraumklima reguliert, was den Pavillon trotz minimaler Haustechnik ganzjährig nutzbar macht.
Was nach Science-Fiction klingt, wurde in der Entwicklung der livMatS Biomimetic Shell Realität – Mensch und Maschine kollaborieren in Planung und Fertigung Hand in (Roboter)-Hand. Mittels integrativer rechnergestützter Entwurfsmethoden, Roboterfertigung, Augmented Reality und automatisierter Montage konnte so der übliche Mehraufwand in Planung und Ausführung einer Schalenkonstruktion kompensiert werden, was zu einer Reduktion des Treibhauspotenzials in der Produktion um 35 Prozent im Vergleich zu identen Brettsperrholzkassettensystemen führte. Die Vorfertigung der Bauteile übernahm eine neu entwickelte, transportable Sieben-Achs-Roboterplattform...
Sie möchten weiterlesen? Dieser Beitrag ist Teil unserer Ausgabe 12/2023. Der Volltext ist ab Seite 56 zu finden.
Das biomimetische Beschattungssystem verändert seine Form je nach Luftfeuchtigkeit.
© Conné van d’Grachten
livMatS Biomimetic Shell in Bildern:
Zwei Roboter-Spinnenkräne bei der Montage vor Ort.
© Conné van d’Grachten
In der Montagehalle wurden die Hohlkassettenmodule in Mensch-Maschine-Symbiose gefertigt.
© Conné van d’Grachten
In die Hohlkassetten sind Leuchtsysteme für eine indirekte Beleuchtung eingebaut.
© Roland Halbe
