Was haben ein Seeigel und ein Insekt gemeinsam?

Ziegel und Stahlbeton, LKWs, die kommen und gehen, endlose Bauzeiten und Tonnen von Abfall: Das alles gehört der Vergangenheit an. Schon jetzt gibt es Gebäude, die gleichzeitig Schutz und Umweltfilter sind. Sie bestehen aus kombinierbaren Elementen, die von Robotern gebaut werden. Sie werden in wenigen Wochen auf Baustellen montiert, auf denen die menschliche Präsenz nur mehr begrenzt notwendig ist.

Dies ist der revolutionäre Ansatz, den Achim Menges, Architekt und Professor an der Universität Stuttgart sowie Direktor und Gründer des Instituts für Computational Design, auf dem Klimahouse Congress 2020 vorgestellt hat. Seine Forschung basiert auf einem interdisziplinären Ansatz in Zusammenarbeit mit einem Team von Ingenieuren, Informatikern, Materialwissenschaftlern und Biologen.

Alles beginnt mit dem Schlagwort "Biomimetics", oder anders: dem Übertragen von natürlichen Phänomenen und Strukturen auf die Welt der Technik. Mit Hilfe von Magnetresonanzen und digitalen Simulationen wird hier analysiert, wie bestimmte natürliche Strukturen wie Käferflügel oder Seeigelschalen funktionieren. Ihre Eigenschaften werden nachgeahmt, um innovative Gebäude zu schaffen und neue Verfahren und Materialien zu erfinden - Verfahren und Materialien, die sich das zum Vorbild nehmen, was seit Jahrtausenden glänzend funktioniert: nämlich die Natur.

Um zu zeigen, dass diese neue Art des Bauens bereits Realität geworden ist, hat Achim Menges am 23. Januar 2020 auf dem Klimahouse Congress im Rahmen der Messe Klimahouse zwei atemberaubende Beispiele vorgestellt.

Das erste Beispiel, der Pavillon für die Landesgartenschau 2014 in Schwäbisch Gmünd (Baden-Württemberg, Deutschland), wurde so genannten "flachen Skeletten" nachempfunden, die in der Natur sehr häufig vorkommen, zum Beispiel bei Seeigeln. Der Pavillon besteht aus segmentierten Holzschalen, von denen jede nach einem flexiblen digitalen Modell in Beziehung zu der nächstliegenden gestaltet wurde. 

Die von diesem Modell erzeugten Daten wurden direkt an Roboter zur Verarbeitung geschickt. Die Holzschalen, jede anders geformt als die umliegenden und mit einer einzigartigen Position im Gesamtgefüge, wurden schließlich in nur drei Wochen in einem riesigem, selbsttragendem "Puzzle" zusammengefügt, ohne dass Schrauben, Bolzen oder Klebstoffe benötigt wurden. Aus Respekt vor den Prinzipien der regionalen Kreisläufe und der Abfallvermeidung wurde das Holz in der Nähe der Baustelle angekauft und verarbeitet, die Abfälle aus der Holzverarbeitung hingegen wurden für den Bau des Fußbodens verwendet.

Das zweite Beispiel, der vom Victoria & Albert Museum in London in Auftrag gegebene Elytra-Filament-Pavillon, wurde vom 18. Mai bis zum 6. November 2016 im John-Madejski-Garten ausgestellt. Seine Module wurden von einem Roboter mit harzgetränkten Glas- und Karbonfasern auf Basis eines Gerüsts konstruiert. Das Resultat ist eine außerordentlich leichte und tragfähige Struktur, die vor Sonne und Regen Schutz bietet.

Achim Menges war in den letzten Jahren an zahlreichen außergewöhnlichen Projekten beteiligt, wie den neuen Gebäuden der Universität Stuttgart. Er ist auch in der Materialforschung tätig, beispielsweise bei der Herstellung von speziellen interaktiven Membranen. 

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