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Roboterarchitektur

In Dübendorf entsteht derzeit ein technisches Pionierwerk: Das dreigeschossige DFAB House ist das erste Gebäude weltweit, welches weitgehend mit digitalen Werkzeugen gestaltet, geplant und gebaut wird. Ab Sommer 2018 soll es mit einer Nutzfläche von 200 Quadratmetern als Wohn- und Arbeitsort für Gastforschende der Empa und Eawag dienen.

 

Text: Cyrill Schmidiger – 7.7.2017

 

Interdisziplinäres Forschen
Im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts Digitale Fabrikation kooperieren Architekten, Robotiker, Materialwissenschaftler, Statiker und Nachhaltigkeitsexperten der ETH Zürich mit Wirtschaftsplanern, um neuartige, digitale Bau- und Energietechnologien unter realen Bedingungen zu erproben. Mit dem NEST, dem modularen Forschungs- und Innovationsgebäude, steht eine zentrale Support-Struktur mit drei offenen Plattformen parat, an der einzelne Bauprojekte – sogenannte Innovationsunits – angedockt werden können.
Die computergesteuerte  Fabrikation einzelner Bauelementen, die basierend auf dem Entwurf digital aufeinander abgestimmt wurden, macht eine konventionelle Ausführungsplanung obsolet. Neben grossen Zukunftschancen ergeben sich dadurch aber zugleich viele Fragen. Vor allem: Inwiefern können digitale Technologien das Bauen nachhaltiger, effizienter und ästhetisch anspruchsvoll machen?

 

Im Reich der Technologien
Beim DFAB House werden mehrere Bauverfahren erstmals in der Praxis getestet. Eines davon heisst mesh mould, wurde 2016 mit dem Swiss Technology Award prämiert und könnte das Bauen mit Beton revolutionieren. Wie es funktioniert? Ein zwei Meter grosser Roboter namens «in situ Fabricator» stellt ein Stahldrahtgitter her, welches sowohl als «Schalung» als auch zur Bewehrung des Betons dient. Dank der engmaschigen Struktur und der speziellen Betonmischung bleibt aufgespritztes Material innerhalb des Gitters und fliesst nicht heraus.
Einen grossformatigen 3D-Sanddruck nutzen die Forschenden indes bei der Schalung der statisch optimierten Geschossdecke. Für die Fassade des Basisgeschosses arbeiten sie hingegen mit der Technologie Smart Dynamic Casting. Das automatisierte, robotische Gleitschalungsverfahren kann massgeschneiderte Fassadenpfosten aus Beton fabrizieren. Die beiden oberen Stockwerke werden mittels Spatial Timber Assemblies als räumlich zusammengefügter Holzbau im Robotic Fabrication Laboratory der ETH Zürich vorangefertigt.

 

Chancen der Digitalisierung proaktiv nutzen
Anders als Architekturprojekte, die nur eine digitale Bautechnologie nutzen (zum Beispiel dreidimensional gedruckte Häuser), bringt das DFAB House verschiedene neuartige Entwicklungen zusammen. So lassen sich Synergien der einzelnen Methoden nutzen und auch architektonisch zum Ausdruck bringen. Matthias Kohler, Professor für Architektur und Digitale Fabrikation an der ETHZ, betont denn auch, dass der Projekterfolg mitunter in der produktiven Kooperation von Forschung und Industrie liegt.
Digitale Technologien kommen auch nach der Erstnutzung zum Einsatz: Im DFAB House soll digital gewohnt werden. digitalSTROM testet in ihm mit mehreren Schweizer Partnerunternehmen neue Smart-Home-Lösungen und Internet-of-Things-Technologien. Dazu gehören Geräte und Systeme, die intelligent miteinander kommunizieren, lernfähig sind und die Gebäude so steuern, dass sie Energieeffizienz wie auch Wohnkomfort verbessern. Man darf also gespannt sein, welche Innovationen die Zukunft noch bringt.

 

Filmische Impressionen zum digitalen Bauprozess des DFAB House gibt es in einem kurzen Video.

 

> Fabio Gramazio sprach mit Jørg Himmelreich über die Potenziale des digitalen Bauens. Das Interview «Den Drachen reiten» lesen Sie in archithese 5.2014 Fundamental Palace.

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