ETH Zürich baut dreigeschossiges Gebäude mit Robotern und 3D-Druckern

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Acht Professuren der ETH Zürich bauen gemeinsam mit Wirtschaftspartnern auf dem NEST Gebäude in Dübendorf das dreigeschossige DFAB House: Das weltweit erste Haus, das weitgehend mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und auch gebaut wird.

Im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Digitale Fabrikation haben sich Architekten, Robotiker, Materialwissenschafter, Statiker und Nachhaltigkeitsexperten der ETH Zürich mit Wirtschaftspartnern zusammengetan, um  neueste digitale Bautechnologien vom Labor in die Praxis zu überführen. Auf dem NEST, dem modularen Forschungs- und Innovationsgebäude, welches die Empa und Eawag auf ihrem Campus in Dübendorf errichtet haben, entsteht ein dreigeschossiges Gebäude, das Forschenden viel Gelegenheit bietet neue Bau- und Energietechnologien unter realen Bedingungen zu testen. NEST bietet eine zentrale Support-Struktur mit drei offenen Plattformen, an die einzelne Bauprojekte – sogenannte Innovationsunits – andocken können. Vor Kurzem ist der Startschuss für den Bau des DFAB House erfolgt.

Das Spezielle am DFAB House ist, dass es nicht nur digital entworfen und geplant, sondern auch weitgehend mit digitalen Prozessen gebaut wird. Mit diesem Pilotprojekt wollen die ETH-Professoren herausfinden, inwiefern digitale Technologien das Bauen nachhaltiger und effizienter machen und auch gestalterische Möglichkeiten erhöhen können. Die einzelnen Bauteile wurden auf Basis des Entwurfes digital aufeinander abgestimmt und direkt ab diesen Daten fabriziert – eine konventionelle Ausführungsplanung entfällt damit.

Gleich vier verschiedene Bauverfahren werden im Rahmen des DFAB House erstmals von der Forschung in die gebaute architektonische Anwendung überführt: So starteten die Bauarbeiten mit der so genannten “Mesh Mould”-Technologie. Hierbei übernimmt ein zwei Meter grosser Bauroboter “In situ Fabricator” eine zentrale Rolle. Dieser kann sich auf Raupen selbst in einer ständig ändernden Umgebung autonom bewegen. Ein von Roboter fabriziertes Stahldrahtgitter dient sowohl als Schalung als auch als Bewehrung für den Beton. Am Ende entsteht eine doppeltgekrümmte, tragende Wand, die die Architektur des offenen Wohn- und Arbeitsbereiches im Basisgeschoss prägen soll. Auf ihr wird dann ein sogenannter “Smart Slab” zu liegen kommen – eine statisch optimierte und funktional integrierte Geschossdecke, für deren Schalung grossformatiger 3D-Sanddruck zum Einsatz kommt. Für die Fassade des Basisgeschosses wird die Technologie “Smart Dynamic Casting” genutzt. Dieses automatisierte, robotische Gleitschalungsverfahren stellt massgeschneiderte Fassadenpfosten aus Beton her. Die beiden oberen Stockwerke mit Einzelzimmern werden mittels “Spatial Timber Assemblies” als räumlich von kooperierenden Robotern zusammengefügter Holzbau im Robotic Fabrication Laboratory der ETH Zürich vorfabriziert.

Sämtliche Bauverfahren, die im DFAB House zum Einsatz kommen, haben die Forschenden der beteiligten ETH-Professuren in den vergangenen Jahren im Rahmen des NFS Digitale Fabrikation erforscht und entwickelt.

ETH-Professor Matthias Kohler, Gründungsdirektor des NFS Digitale Fabrikation und Initiator des DFAB House, sieht das dreistöckige Gebäude durch die Vielfalt an neuartigen Bautechnologien als Leuchtturmprojekt des digitalen Bauens (ETH News).

Das DFAB House mit einer Nutzfläche von 200 Quadratmetern soll ab Sommer 2018 von Gastforschenden der Empa und Eawag sowie Partnern von NEST als Wohn- und Arbeitsort genutzt werden.

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Beteiligte ETH-Professuren am DFAB House:

  • Prof. Matthias Kohler, Professur für Architektur und Digitale Fabrikation
  • Prof. Fabio Gramazio, Professur für Architektur und Digitale Fabrikation
  • Prof. Dr. Benjamin Dillenburger, Professur für Digitale Bautechnologien
  • Prof. Dr. Joseph Schwartz, Professur für Tragwerksentwurf
  • Prof. Dr. Robert Flatt, Institut für Baustoffe
  • Prof. Dr. Walter Kaufmann, Institut für Baustatik und Konstruktion
  • Prof. Dr. Guillaume Habert, Institut für Bau- und Infrastrukturmanagement
  • Prof. Dr. Jonas Buchli, Institut für Robotik und Intelligente Systeme

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