Nora Schmidt

Autor

Nora Schmidt
Berlin   Deutschland

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'


Die Anwendung raffinierter, mitunter hochkomplexer Holzverbindungen f√ľr Tragwerkskonstruktionen, wie man sie noch heute als Zimmermanns-Lehrling studieren muss, haben in den letzten Jahrzehnten stetig abgenommen. Zu teuer war die handwerkliche Arbeit, und so wurden Holzelemente in gro√üem Umfang mit Nagelplatten aus Stahl verbunden. In letzter Zeit jedoch erleben die gezimmerten Verbindungen nach der traditionellen Kunst der Zimmerleute durch den zunehmenden Einsatz CNC gesteuerter Fertigungsmethoden eine Renaissance ‚Äď selbst Anschl√ľsse in verschiedenen geometrischen Variationen k√∂nnen heute wieder wirtschaftlich hergestellt werden.
 

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'Seiwa Exhibition Hall' von Kazuhiro Ishii

Zwei Studenten des Fachgebiets Tragkonstruktion am Fachbereich Architektur der Universit√§t Kassel, Mischa Proll und Andreas G√ľnther, haben sich die Vielfalt an Gestaltungsm√∂glichkeiten zu Nutzen gemacht und einem Jahrhunderte alten Tragprinzip zu neuen Dimension verholfen.
Das traditionelle Hebelstabwerk besteht aus kurzen Holzbalken, die √ľber eine gezimmerte Verbindung an deren Enden zu einem Fl√§chentragwerk zusammengesetzt werden. Bei gleich bleibender Profilst√§rke, Stabl√§nge und Lage der Knoten auf den Stabachsen bildet sich die Form einer Kuppel. Die erste schriftliche Dokumentation eines solchen Tragwerks, auch "Mandaladach" oder ‚Äěreciprocal frame‚Äú genannt, stammte √ľbrigens, so die Recherche der Studenten, aus dem 12. Jahrhundert von einem buddhistischen M√∂nch namens Chogen, dessen Tempelbauten bis zur heutigen Zeit bedeutenden Einfluss auf die Kuppelbauten in China und Japan haben.
Die Variation einzelner Parameter, etwa die √Ąnderung einer Verbindung zweier St√§be, f√ľhrt zu einer √Ąnderung aller anschliessenden Verbindungen. Nach Anpassung der Stabl√§nge und Knotenpunkte wird das statische System variabel und l√§sst sich auf freie Geometrien anwenden. Anhand dieser Erkenntnis, entwickelten Mischa Proll und Andreas G√ľnther ein Berechnungsprinzip, das den Bau von nahezu beliebig geformten, hoch stabilen Fl√§chen ‚Äď in proportionaler Abh√§ngigkeit von der angewandten Netzdichte des Systems ‚Äď erm√∂glicht.
CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'Reciprocal frame' Bogenbr√ľcke aus dem Codex Madrid von Leonardo da Vinci

In Zusammenarbeit mit 11 Auszubildenden des Bundes-Bildungszentrum des Zimmererhandwerks in Kassel wurde k√ľrzlich auf dem Campus der Universit√§t das erste Demonstrationsbauwerk, bestehend aus 180 Balken, gefertigt. Dabei lie√üen sich die angehenden Architekten nicht lumpen und gaben eine Struktur vor, die wohl beweisen sollte, welch gestalterische Freiheit das System erlaubt.

"Die design surface beginnt an der kurzen Seite mit einem Bogen, um sich im mittleren Teil der Fl√§che auf einer ihrer Au√üenkanten abzust√ľtzen. Dort stellt sie sich als geschwungene Wand dar, um am Ende der Fl√§che wieder in einer Bogenform den Pavillon abzuschlie√üen. Im mittleren Teil verdreht die design surface, analog zu einem M√∂biusband, ihre Innenseite nach aussen. So ist die Oberseite des ersten Bogens die Unterseite des Zweiten Bogens", erkl√§rt Mischa Proll, der den Pavillon im Rahmen seiner Diplomarbeit entwarf.
CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
Basismuster

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Systemdarstellung des 'selfsupportingframework'

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
Jeder Balken hat einen identischen Querschnitt, ist jedoch durch die Anordnung seiner Abschnitte und Ausschnitte, ein Einzelst√ľck

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Aufbau des 'selfsupportingframework' auf dem Campus der Universiät Kassel

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'selfsuppertingframework' von Mischa Proll

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'selfsupportingframework' von Mischa Proll

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
Die Konstruktion besteht aus 180 Holzbalken und ist 13,5 m lang und 5m breit.

Das Kasseler 'selfsupportingframework' zeigt nicht nur welche Gestaltungsm√∂glichkeiten computergest√ľtzte Architektur beinhaltet, es demonstriert auch, die Anwendbarkeit des nachwachsenden Baustoffes Holz im Rahmen hochkomplexer Geometrien.

Projekt Team:
Universität Kassel Fachbereich Architektur
Fachgebiet Tragkonstruktion
Fachgebiet Digitale Entwurfstechniken
Sachgebite Vermessung
Bundesbildungszentrum des Zimmerergewerbes

Sponsoren:
SFS intec , Stahlbau Lamparter, Säge- und Hobelwerk Oberweser.
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