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ICD / ITKE Research Pavilion

ICD/ITKE RESEARCH PAVILION 2011 

Universität Stuttgart 

 

Entwurf, Entwicklung und Realisierung  

 

Fertigstellung

August 2011 

 

Oberfläche 72 m

Volumen 200 m

Material 275 m Birkensperrholz, 6.5 mm Plattendicke, 850 Platten, 100.000 frei im Raum angeordnete Zinken 

 

Team 

Peter Brachat, Benjamin Busch, Solmaz Fahimian, Christin Gegenheimer, Nicola Haberbosch, Elias Kästle, Oliver David Krieg, Yong Sung Kwon, Boyan Mihaylov

 

Professoren

ICD Prof. Achim Menges 

ITKE Prof. Jan Knippers 

 

Preise

Holzbaupreis Baden-Württemberg 2012, special award ‚Naturpark Südschwarzwald‘, ‚Naturparke Baden-Württemberg‘ and ‚Innovation‘ 

Stuttgarter Leichtbaupreis 2011  

International Design Award 2011, Second Prize

 

Fotos

ICD/ITKE University Stuttgart 

Im Sommersemester 2011 realisierten Studierende zweier Institute der Universität Stuttgart einen temporären, bionischen Versuchsbau aus Holz. Das Projekt erforscht die Übertragung biologischer Strukturbildungsprinzipien der Plattenskelette von Seeigeln in die Architektur mittels neuartiger computerbasierter Entwurfs-und Simulationsverfahren, sowie computergesteuerter Fertigungsmethoden für deren bauliche Umsetzung. 

Eine besondere Innovation besteht dabei in der Möglichkeit der computerbasierten Anwendung der erkannten bionischen Prinzipien auf verschiedenartige Geometrietypen bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit, was durch die Tatsache demonstriert wird, dass die gesamte Morphologie des Pavillons ausschliesslich aus extrem dünnen (6.5mm) Sperrholzplatten realisiert werden konnte. 

Biologisches Vorbild 

Im Rahmen der Analyse wurde die Morphologie des Plattenskeletts des ‚Sanddollars‘, einer Unterart der Seeigel betrachtet. Die Schale des Sanddollars hat einen modularen Aufbau aus polygonalen Platten, die an den Plattenrändern durch fingerähnliche Kalzit-Projektionen miteinander verzahnt sind. Durch die speziell geometrische Ordnung und Fügung der Platten entstehen hoch beanspruchbare Strukturen.

Daher kann der Sanddollar als Vorbild für Schalen aus vorgefertigten Elementen dienen. Fingerzinken aus der traditionellen Holzbearbeitung dienen als Pendant zu den Kalzit-Projektionen. 

 

Transfer der Morphologie 

Drei Plattensegmente laufen stets an einem Punkt zusammen, ein Prinzip welches biegetragfähige Strukturen ermöglicht, da nur Normal- und Schubkräfte, jedoch keine Momente übertragen werden.

 

Weitere grundlegende Eigenschaften biologischer Strukturen, die verwendet worden sind: 

- Heterogenität: Die Zellengrössen sind nicht einheitlich, sondern passen sich lokalen Krümmungen und Diskontinuitäten an.

- Anisotropie: Die Zellen orientieren sich entsprechend den mechanischen Beanspruchungen. 

- Hierarchie: Es gibt zwei Ebenen der Verbindungen: geklebte und biegeweiche Keilzinkenstossverbindung und eine einfache biegeweiche Schraubverbindung zweiter Ordnung. 

Die Fertigung der Platten erfolgte auf der universitätseigenen robotischen Fertigungsanlage.

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