Robotische Experimente
Forschungsbau Biomimetic Shell in Freiburg
LivMatS Biomimentic Shell, © ICD/ITKE/IntCDC University of Stuttgart, Photo: Roland Halbe
Die LivMatS Biomimetic Shell steht auf dem Campus der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Ihre Hülle basiert auf morphologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln, die das Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baukonstruktion (ICD) und das Institut für Tragkonstruktion und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart seit über zehn Jahren erforschen.
Die tragende Schale besteht aus robotisch vorgefertigten Hohlkassettensegmenten. © ICD/ITKE/IntCDC University of Stuttgart, Photo: Roland Halbe
Formaktives Flächentragwerk
Ein 345 m² großes Holzbausystem überspannt eine Grundfläche von 200 m². Die Schale besteht aus 127 unterschiedlichen Hohlkassetten, die über Kreuzverschraubungen gefügt werden. Durch ihre gekrümmte Geometrie wirkt sie im montierten Zustand als formaktives Flächentragwerk mit einer stützenfreien Spannweite von 16 m bei einem Gewicht von nur 27 kg/m² Schalenfläche.
Architektonischer Inkubator
Das Gebäude soll als architektonischer Inkubator für disziplinübergreifende Forschungsideen genutzt werden. Zugleich ist es ein Forschungsprojekt der Exzellenzcluster Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC) der Universität Stuttgart und Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) der Universität Freiburg. Beide wollen hier verschiedene Forschungsstränge zusammenführen.
Simulation der Sonneneinstrahlung im Sommer und Winter, © ICD/ITKE/IntCDC University of Stuttgart
Solar Gate
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 es eine ganzjährig komfortable Nutzung mit minimaler Haustechnik.
Adaptive Verschattungselemente regulieren den Sonneneintrag und das Innenraumklima. © ICD/ITKE/IntCDC University of Stuttgart
Ökologische Holzleichtbauweise
Die ausdifferenzierte Holzsegmentschalenkonstruktion entstand aus dem Zusammenspiel von computerbasierten Planungsmethoden, robotischen Vorfertigungs- und automatisierten Bauprozesse sowie neuen Formen der Mensch-Maschine Interaktion im Holzbau. Die gesamte Struktur ist vollständig rückbau- und wiederverwendbar, bleibt aber auch in ihren baulichen Bestandteilen sortenrein trennbar.
Die auf biologischen Konstruktionsprinzipien basierende Holzleichtbauweise soll den ökologischen Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus im Vergleich zu einer herkömmlichen Holzkonstruktion um rund 50 % reduzieren.
Projektpartner: Exzellenzcluster IntCDC – Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur, Universität Stuttgart; ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung, Stuttgart: 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, Stuttgart; Exzellenzcluster LivMatS - Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg; Müllerblaustein Bauwerke, Jochen Friedel, Johannes Groner, Daniel Gold
Forschungspartner:
Exzellenzcluster IntCDC - Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur, Universität Stuttgart; ISYS Institut für Systemdynamik; IIGS Institut für Ingenieurgeodäsie; ICD Computing in Architecture, Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung; IABP Institut für Akustik und Bauphysik
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