DFAB House - Das weltweit erste bewohnte «Haus», das digital geplant und mit Robotern und 3D-Druckern weitgehend digital gebaut wurde.
Bild: © Roman Keller
DFAB House - Das weltweit erste bewohnte «Haus», das digital geplant und mit Robotern und 3D-Druckern weitgehend digital gebaut wurde.

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Roboter auf der Baustelle und Häuser aus dem Computer: Digitales Bauen verändert Arbeitsabläufe und Architektur, spart dabei viel Material und erschafft neuartige Lebensräume.

Die Zukunft des Bauens ist digital. Wobei sich hinter diesem Schlagwort eine Vielzahl von Techniken vom digitalen Planungsprogramm über den 3D-Drucker bis hin zum Bauroboter versteckt. All dies eröffnet Architektinnen und Architekten ganz neue Freiräume für Kreativität, um Lebensräume für Menschen zu schaffen.

In der Schweiz wird auf dem Gelände der Empa in Dübendorf getestet, wie sich digitales Bauen einsetzen lässt. Forschende aus Architektur, Robotik und Informatik haben dort das DFAB HOUSE (kurz für Digital Fabrication House) errichtet. Entstanden ist ein dreistöckiges lichtdurchflutetes Gebäude mit organisch geschwungenen Wänden aus Beton, zahlreichen Holzelementen und intelligenter Haustechnik.

Ansicht auf die Galerie des «Arch_Tec_Lab» mit der freigeformten, gewellten Holzdachkonstruktion, welche das gesamte Professurgeschoss von 2300 Quadratmeter überspannt.
Bild: © Andrea Diglas / ITA / Arch-​Tec-Lab AG
Ansicht auf die Galerie des «Arch_Tec_Lab» mit der freigeformten, gewellten Holzdachkonstruktion, welche das gesamte Professurgeschoss von 2300 Quadratmeter überspannt.

Neue Arbeitsweisen

«Mensch und Maschinen haben Hand in Hand gearbeitet», betont Projektleiter Konrad Graser. Um zum Beispiel die Holzrahmenbau-Module herzustellen, übernahmen Roboter die Arbeitsschritte, die besonders hohe Präzision erforderten. «Manuell wurden hingegen die Schrauben in bereits vom Roboter präzise vorgebohrte Löcher eingesetzt», erläutert Graser. Auch kam die sogenannte Mesh-Mould-Technologie zum Einsatz. Dafür fabrizierte ein Roboter eine am Computer entworfene wellenförmige 3D-Gitterstruktur, die mit Beton befüllt wurde und als tragende Wand dient.

Neben neuen architektonischen Formen ermöglicht ­digitales Bauen vor allem auch einen deutlich ressourcenschonenderen Umgang mit Materialien. Bisher werden in der Tragwerksplanung tragende Teile vielfach grösser dimensioniert als nötig, weil individuelle Bauteile nicht kostengünstig genug gefertigt werden können. «Mit digitaler Fabrikation können wir die ­Dimensionen jedes Bauteils genauer an die berechnete Belastung anpassen.» So lasse sich der Materialverbrauch um bis zu 30 Prozent senken.

Die 3D-gestrickte Schalung KnitCandela spart Baumaterial und Zeit.
Bild: © Philippe Block
Die 3D-gestrickte Schalung KnitCandela spart Baumaterial und Zeit.

Wohnen und ausprobieren

Seit 2019 wird das DFAB HOUSE regelmässig von Forschenden und Gästen der Hochschule bewohnt, die dabei auch die smarte Haustechnik, mit der sich unter anderem Licht und Multimediaanwendungen steuern lassen, ausprobieren können. Überhaupt testen die Schweizer Wissenschaftler das digitale Bauen vor ­allem mit dem Ziel der Anwendung im realen Leben.

Bislang werden die neuen digitalen und robotischen Technologien nur selten alle auf einmal genutzt, doch nimmt ihre Nutzung weltweit zu. Digitale Bauten ­finden sich in der Schweiz neben dem DFAB HOUSE auch auf dem Campus Hönggerberg der ETH Zürich. Hier wurde die gesamte Holzdecke des «Arch_Tec_Lab» digital gefertigt. Auch das Team der bekannten Architektin Zaha Hadid experimentiert in Zusammenarbeit mit ETH-Forschenden mit den neuen digitalen Möglichkeiten. Für das Museo Universitario Arte Contemporáneo (MUAC) in Mexiko City haben sie ein per Knopfdruck gestricktes Textil erschaffen, das als Hommage an den berühmten spanisch-mexikanischen Betonschalenvirtuosen Félix Candela mit Beton umgeben wurde. (idw)

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