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>> Parametric Design | „Beyond Geometry“

17/03/2010

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>> Zieta Processdesign

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>> LAVA | Laboratory for Visionary Architecture

>> Institut für experimentelle Architektur + Hochbau | TU IBK

Design to Production | Digital to Metal

Ausgehend vom Doppelseminars “Parametric Prototype” der Fachbereiche Digitales Entwerfen (DE) und Konstruktives Entwerfen (KE) der ADBK Stuttgart kam es zu einer spannenden Kooperation zwischen der Kunstakademie und der Firma  Frener & Reifer aus Brixen, welche durch zahlreiche anspruchsvolle Bauprojekte im In- und Ausland bekannt ist. >> die WerkBank berichtete bereits: [1] [2] [3]

Im Rahmen des Studio “EMBEDDED SYSTEMS” konnten sich im Herbst vergangenen Jahres die Teilnehmer der Klasse von Prof. Tobias Wallisser an einen Workshop in Brixen mit  Fertigungstechniken der Metallverarbeitung beschäftigen. Der Fassadenspezialist Frener & Reifer Brixen in Zusammenarbeit mit ap35 Ulm lud die Klasse Innovative Bau-und Raumkonzepte, sowie die Institute ICD (Institute for Computational Design) und ILEK (Institut für Leichtbau und Konstruieren) der Uni Stuttgart zu einem Workshop nach Brixen ein.

Philipp Dittus | Tetratragwerk

Durch Nutzung der Werkstätten in Brixen konnten sich die Teilnehmer an Projekten mit den Themen „Cutting“ und „Additiv:Pixel” beschäftigen und im Austausch mit Frener & Reifer Teile ihrer Projekte prototypisch weiterentwickeln. Experten aus dem Gebiet der digitalen Fertigungsprozesse begleiten den Workshop zusätzlich:  AA FAB, London: Alan Dempsey, Design to Production: Arnold Walz, Ania Appolinarska.

Tetratragwerk | Philipp Dittus

Philipp Dittus gewann mit seinem Tetratragwerk den 2. Preis beim ARCH+ Wettbewerb „Simple Systems – Complex Capacities“. Die Arbeit “TETRATRAGWERK” war als ein Hybrid zwischen Flächen- und Stabwerk gedacht, dessen Einzelelemente mit unterschiedlichem Öffnungsgrad alle aus derselben abwickelbaren Fläche gefaltet werden können. Ein Prototyp wurde mit Unterstützung von Frener und Reifer produziert.

Ziel des Projektes Tetratragwerk ist die Entwicklung eines Materialsystemes, das sich aus möglichst einfachen Elementen genetisch gleicher Herkunft zusammensetzt. Diese werden einem schrittweisen Transformationsprozess unterworfen, wobei sich sowohl Abmessungen wie auch Öffnungsgrade verändern. Als Grundform wurde von einem Tetraedermodul ausgegangen, das repetiv so angeordnet wurde, dass sich eine Feldstruktur ergibt. Es entsteht eine in sich differenzierte Struktur in Bezug auf die Materialverteilung, die einerseits mit der Abtragung der Kräfte im Tragwerk, andererseits mit dem Schliessungsgrad korrespondiert.

Die anfängliche These, daß es sich bei dem System um einen Hybrid aus Flächentragwerk und Faltwerk mit einem kontinuierlichem Übergang von der Fläche zum Vektor handeln könnte, hat sich bei der vertiefenden Bearbeitung als unzutreffend erwiesen, da die Kräfte vorwiegend über die Elementkanten abgetragen werden. Das dadurch freiwerdende Materialpotential in der Elementfläche wurde sodann zur Erweiterung des Systems genutzt, um die Durchlässigkeit zu steuern.

Da das System auf der Logik der Flächenbevölkerung basiert, kann es als generisches Entwurfswerkzeug eingesetzt werden. Die parametrischen Variablen sind: a) eine vordefinierte Idealfläche die zugrunde gelegt wird und jede – auch doppelt gekrümmte – Form annehmen kann; b) die Unterteilung dieser Fläche in U und V Richtung, die die Auflösung der Struktur und ihre Bauhöhe in Normalenrichtung steuert; c) der Öffnungsgrad der Elemente, welcher die Tragfähigkeit und die Durchlässigkeit steuert und d) die Materialstärke je Bauteil, welche die Tragfähigkeit optimiert. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungen, freistehende Pavillons und eingespannte Dachkonstruktionen wie auch vorgesetzte Fassadenstrukturen sind möglich.
Weitere performative Potentiale wie die bautechnische Behandlung der Öffnungen und somit eine Ausrichtung auf programmatische Anforderungen sind angedacht, wurden jedoch im Hinblick auf eine eventuelle Umsetzung nicht weiter verfolgt.

Stattdessen wurde das System auf die Möglichkeit einer Herstellung hin weiterentwickelt: Die Elementgeometrie wurde mittels FEM-Analyse optimiert; die Bauteilgeometrie wurde – beeinflusst von Herstellungsprozessen sowie der Fügekantenminimierung – von der digitalen Geometrie abgeleitet; ein systemimmanentes Niederschlagsableitungssystem wurde entworfen; eine den Montageablauf unterstützende Fügelogik und -technik sowie Elementsonderformen zum Anschluss der Struktur an Boden und Wand wurden entwickelt.

Die Baubarkeit der Struktur wurde in einem ersten Test bewiesen, jedoch wurde dabei auch ganz klar deutlich, daß digitales Know-How und computergesteuerte Maschinen alleine noch lange keinen Erfolg versprechen. Die Erfahrung und das Wissen von Spezialisten aus der Fertigung sind mindestens ebenso wichtig.

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