In die Zukunft geschwungen
Im Rahmen eines Semesterprojekts haben zwei graduierte Architektur-Studenten der HTWK Leipzig an der Verwendung von modernen Technologien im Bauwesen geforscht.
Durch den Bausektor entsteht weltweit etwa ein Drittel der Treibhausemissionen, etwa durch die Herstellung von Materialen und ihren Transport. Auch hier braucht es also nachhaltigere Innovationen. Theodor Reinhardt und Fabian Eidner kombinieren 3D-Druck und einen Algorithmus, um gekrümmte Formen zu schaffen. Später könnten sie zum Beispiel bei der Konstruktion von Fassaden und Dächern eingesetzt werden.
Der Prototyp könnte als Vorlage für eine Gebäudefassade genutzt werden.
Schon während ihres Architektur-Studiums an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK) haben die beiden an ihrem Projekt gearbeitet. „Es hat als ein Semesterprojekt bei Flex begonnen“, sagt Fabian. Flex ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe an der HTWK, in der Forscher*innen und Studierende aus den Ingenieurwissenschaften zusammen mit Architekt*innen und Wirtschaftsingenieur*innen zusammenarbeiten. Theodor fasst das Ziel der Forschungsgruppe so zusammen: „Wir wollen effizienter und nachhaltiger bauen und dazu moderne Technologien nutzen.“ Als Ergebnis des Semesterprojekts konnten sie Mitte März auf der Internationalen Handwerksmesse in München einen Prototyp präsentieren.
Der Prototyp ist ein etwa zwei Meter hoher geschwungener Zylinder. Er besteht aus schwarzen Strohhalmen aus Papier und orangefarbenen Verbindungselementen, die wie Knoten am Gerüst befestigt sind und es zusammenhalten. Sie sind entscheidend, weil sie die seriell gefertigten, kostengünstigen Halme in ihre fließende Form bringen. Die orangefarbenen Bauteile werden mithilfe des 3D-Druckers und eines Algorithmus gefertigt. Der Algorithmus gibt die genaue Form der Knoten vor indem er berechnet, an welcher Stelle sie im Konstrukt angebracht sind. jedes Teil ist für seinen vorbestimmten Platz eigens hergestellt. Die geschwungene Fassade des Zylinders soll zusätzlich dafür sorgen, dass Baumaterialien nachhaltiger eingesetzt werden. So muss bei einer gewölbten Decke weniger Material als bei einer flachen verbaut werden und die auf die Elemente wirkenden Kräfte werden besser umgeleitet.
Dass nicht die gesamte Konstruktion aus diesen individuellen Teilen besteht, hat einen Grund. „3D-Druck hat Stärken und Schwächen. Es ist extrem zeitaufwendig, aber es können sehr individuelle Bauteile gedruckt werden. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir die individuell gefertigten Bauteile mit seriell hergestellten kombiniert“, sagt Fabian. Da in der Baubranche große Mengen von Bauteilen hergestellt werden müssen, ergibt die individuelle Fertigung nur begrenzt Sinn. Fabian und Theodor wollen mit „Swaying Straws“ demonstrieren, wie es trotzdem klappen kann.
In Zukunft könnten also solche Technologien in der Baubranche eingesetzt werden. Theodor merkt an, dass die Architektur bei der Technologieentwicklung beispielsweise dem Maschinenbau und der Automobilbranche hinterherhinkt. Man müsse aber gut abwägen, wann es Sinn ergibt, kosten- und zeitintensive Verfahren wie den 3D-Druck einzusetzen – also nur dort wo wirklich individuelle Bauteile benötigt werden. Fabian und Theodor sind nun vorerst in der Flex-Forschungsgruppe als wissenschaftliche Mitarbeiter beschäftigt. Bis zur nächsten Messe wollen sie einen neuen Demonstrator bauen, diesmal mit Fassadenpaneelen ummantelt. So könne man sich das spätere Anwendungsgebiet besser vorstellen.
Fotos: HTWK Leipzig
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