Parametrisches Entwerfen im Holzbau - TU München

Text: Patricia Schneider, Andreas Mayer //

Der Titel der Entwurfsaufgabe „parametrisches Entwerfen“ impliziert die Verwendung von entwurfsunterstützenden parametrischen CAD Software. Mit Hilfe von Parametern (z.B. Zahlen, Linien, Kurven, Faktoren, Entwurfskriterien etc.) wird Geometrie erzeugt und durch Veränderung der Ausgangsparameter variiert. Durch die Parametrisierung wird es möglich, im virtuellen Raum Form und Funktion vieler Varianten zu prüfen. Zusätzlich geht es darum, auszuloten, was diese neuen Hilfsmittel für die Architektur bedeuten können. Machen sie „nur“ neue Formen möglich und baubar, oder können damit auch Konstruktionen und Fertigungsprozesse optimiert und rationalisiert werden? Damit würde dieser Prozess durch Einsparung von Konstruktionsmaterial und Ressourcen nachhaltigeres Bauen ermöglichen.

 

Die Erfahrung mit dem parametrischen Entwerfen zeigt, dass nach Festlegung des Konzepts eine erleichterte Anpassung und Optimierung des Entwurfes möglich wird. Dadurch ergeben sich nicht nur während der Entwurfsphase Vorteile, sondern auch bei der Abstimmung mit Fachplanern (in diesem Fall vor allem mit den Tragwerksplanern). Es stehen jederzeit exakte 3D-Modelle (z.B. für die Simulation der Statik) zur Verfügung, deren Dimensionen sich in einem Schritt ändern lassen und nicht wie üblich in allen Darstellungen (Plänen, Schnitten, Details) mühsam aktualisiert werden müssen.

Für die Entwurfsaufgabe kommen nur zwei Baustoffe in Frage, mit denen ein stabförmiges Tragwerk gebildet werden kann: Holz und Stahl. Die Vorteile von Holz in diesem Zusammenhang liegen auf der Hand: Holz ist ökologisch, kostengünstig relativ einfach verarbeitbar und in der Vorfertigung Präzieser. Dass die Arbeit mit nachhaltigen Werkstoffen im Zuge von wirtschaftlicher Krisenstimmung und klimatischem Wandel angebracht ist, versteht sich von selbst. Einfache Verarbeitung und niedrige Kosten sind wichtig, da der Entwurf nicht mit der Visualisierung am Computer endet, sondern realisiert und aufgestellt werden soll, um sowohl den Fertigungsprozess als auch die Integration des realen Stadtmöbels im Strassenraum zu testen. Mit dieser Wahl des Baustoffes wird ein entscheidender Grundstein für den architektonischen Ausdruck des Objekts gelegt, denn Holz verlangt mit seinen besonderen haptischen Qualitäten eine dementsprechende Gestaltung.

Der Holzbau an sich befindet sich, durch computergestützte Entwurfs- und Fertigungsmethoden beeinflusst, im Moment stark im Wandel: von gewohnten, geradlinigen Formen hin zu innovativen Schalenkonstruktionen. Projekte eines Shigeru Ban, die Pavillons der AA Studenten, aber auch viele andere zeigen dies. Die Entwerfer hatten es sich aber zum Ziel gesetzt, nicht die Form getrennt vom Material und seinen Eigenschaften zu denken, sondern mit der Anwendung von klassischen Zimmermannsverbindungen eine neue Formensprache zu entwickeln. Eine einfache Grundform (der Stab), bewährte Verbindungsmethoden und die modernen Abbundmaschinen sollten als Repertoire zur Fertigung eines modernen Holzbaus ausreichen.

Dadurch unterliegt der Formfindungsprozess ganz klaren Richtlinien, die aber durch die Anwendung des Computers relativiert werden, da der parametrische Prozess sehr viel Gestaltungsfreiheit zulässt. So werden geometrisch fassbare komplexe Freiformen möglich. Richtig interessant zur Entwicklung effizienter Konstruktionen im Zusammenhang mit neuen Formen wird es dann, wenn eine Verknüpfung der Formfindungsprogramme mit Konstruktionsberechnungssoftware erfolgt. Eine Fertigung nach üblichen zweidimensionalen Grundrissen und Schnitten wäre bei einer solchen komplexen Form extrem aufwendig, wenn nicht unmöglich. Hier liegt in Zukunft ein großes Entwicklungspotential, da die Schnittstellen zu den Produktionsmaschinen derzeit noch in den Kinderschuhen sind. Erst mit unkomplizierter Kommunikationssoftware wird der Bauprozess in Zukunft effizienter gestaltet werden können.

Das Objekt ging durch eine lange Planungsphase, in der die Schnittstelle zur Fertigung getestet und zum Teil auch erst entwickelt werden musste. Der Vorteil des langen Planungsprozesses zeigte sich dann klar in der Realisierung: Nachdem die Einzelteile in einem vollautomatisiertem Abbundprozess hergestellt waren, konnte das Objekt problemlos in 2 Tagen aufgestellt werden. Es ist sturmfest und bildet als Stadtmöbel einen Beitrag für die Architekturwoche.

Das Resultat, eine skulputurale Form, zeigt im Extrem, was zur Zeit im Holzbau möglich ist: Gerade Stäbe formen eine organische Geometrie, die zuerst schwierig erfassbar ist, dann schlüssig erscheint. Die Form rechtfertigt sich aus ihrer konstruktiven Logik heraus, nicht durch ein architektonisches oder funktionales Konzept. So, wie sie bei der Architekturwoche in Augsburg stand, ist die Form im Grunde die Momentaufnahme eines Prozesses.

 

PROJEKTDATEN

Seminar-Art
Oberstufen Entwurf- experimentelles Entwerfen im Holzbau

Jahr
Wintersemester 2009/2010

Dauer
Semesterentwurf

Projektbeteiligte

Betreuung
Lehrstuhl Prof. H. Kaufmann
Andreas Mayer mit Jürgen Weiss
TUM (Technische Universität München
Fakultät für Architektur
Institut für Entwerfen und Bautechnik
Fachgebiet Holzbau
Arcisstr. 21
80333 München
www.holz.ar.tum.de

Entwurf
Margarete Woszczyk
Markus Wolfertshofer

Fotos
Sigrun Lenk, Andreas Mayer, Markus Wolfertshofen

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