WANGEN TURM
Landesgartenschau in Wangen im Allgäu 2024

Eingebettet in die eindrucksvolle Landschaft des Westallgäus ist der Wangen Turm ein architektonisches Wahrzeichen und ein wegweisender Holzbau für die Landesgartenschau 2024. Basierend auf der Forschung des Exzellenzclusters »Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC)« der Universität Stuttgart ist der Turm die erste in voller Höhe begehbare Struktur, die tragende selbstformende Holzbauteile verwendet. Die charakteristische Form dieses einzigartigen Holzbauwerks ist Ausdruck einer neuen, aus natürlich nachwachsenden, lokal verfügbaren und regional verarbeiteten Materialien bestehenden Architektur. Diese Innovation im Holzbau wird ermöglicht durch die Integration von Forschung, materialgerechter und computerbasierter Planung, digitaler Fertigung und qualifiziertem Handwerk.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/wangen-turm/

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PROJEKT TEAM

Exzellenzcluster IntCDC – Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur, Universität Stuttgart.

Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD)
Prof. Achim Menges, Martin Alvarez, Monika Göbel, Laura Kiesewetter, David Stieler, Dr. Dylan Wood, mit Unterstützung von: Gonzalo Muñoz Guerrero, Alina Turean, Aaron Wagner

Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE)
Prof. Jan Knippers, Gregor Neubauer

Blumer-Lehmann AG
Katharina Lehmann, David Riggenbach, Jan Gantenbein

mit Biedenkapp Stahlbau GmbH
Markus Reischmann, Frank Jahr

Stadt Wangen im Allgäu

Landesgartenschau Wangen im Allgäu 2024

WEITERE PROJEKTBETEILIGTE

Wissenschaftliche Zusammenarbeit:

Professur für Forstnutzung Prof. Dr. Markus Rüggeberg, TU Dresden

Weitere beratende Ingenieure:

wbm Beratende Ingenieure
Dipl.-Ing. Dietmar Weber, Dipl.-Ing. (FH) Daniel Boneberg

Collins+Knieps Vermessungsingenieure
Frank Collins

Schöne Neue Welt Ingenieure GbR
Florian Scheible, Andreas Otto

lohrer.hochrein Landschaftsarchitekten DBLA

Baugenehmigung:

Prüfingenieur: Prof. Hans Joachim Blaß, Karlsruhe
Gutachter: MPA Stuttgart, Dr. Gerhard Dill Langer, Prof. Dr. Philipp Grönquist

Zusammenarbeit für Fundament:
Fischbach Bauunternehmen

PROJEKTFÖRDERUNG

DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft

Zukunft Bau – Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen/BBSR

TEXOVERSUM
Neubau eines Ausbildungs- und Innovationszentrums

Auf dem Campus der Hochschule Reutlingen entsteht das Texoversum, ein Lehr-, Forschungs- und Innovationszentrum für die Querschnittstechnologie Textil. Als Teil eines Ensembles wird der Neubau im Rahmen des Masterplanes für die Erweiterung des Campus Reutlingen entwickelt und umgesetzt. Das Texoversum setzt sich als kraftvoller und gleichzeitig kommunikativer Baustein in das städtebauliche Gefüge der Hochschule. Allmann Sattler Wappner Architekten, Menges Scheffler Architekten und Jan Knippers Ingenieure sind als Team für den Entwurf verantwortlich. Sie wurden im Gutachterverfahren mit dem ersten Preis ausgezeichnet und anschließend mit der Realisierung beauftragt. Das Texoversum umfasst fast 3.000 Quadratmeter Fläche für unterschiedliche Nutzergruppen. Es beinhaltet Werkstätten, Labore, die international renommierte Sammlung historischer Stoff- und Gewebeproben der Hochschule Reutlingen, multifunktionelle Flächen für Forschung und Entwicklung sowie diverse Unterrichtsräume.

Das architektonische Konzept basiert auf einer vielfältigen Auseinandersetzung mit dem Thema textiles Bauen. So spiegelt sich das Entwurfsthema sowohl strukturell in der internen Verwebung der Funktionen wieder als auch in der indentitätsstiftenden repräsentativen Gebäudehülle. Die einzigartige, erstmalig so umgesetzte, Fassade aus Kohlenstoff- und Glasfasern repräsentiert die Innovationskraft und Zukunftsfähigkeit faserbasierter Werkstoffe und textiler Techniken. In einem an den Instituten von Achim Menges (ICD) und Jan Knippers (ITKE) an der Universität Stuttgart entwickelten, robotischen Wickelprozess kann jedes einzelne Fassadenelement individuell an die Erfordernisse der Nutzung angepasst werden. Ausgehend von drei Basismodulen transformieren sich die Elemente entsprechend dem Sonnenverlauf und bilden ein einzigartiges, vielschichtiges Erscheinungsbild. Die Elemente sind komplett selbsttragend und benötigen keine unterstützende Tragstruktur. Ihre versetzte Anordnung erlaubt freie Durchblicke. Neben funktionalen Anforderungen der Absturzsicherung und des außenliegenden Sonnenschutzes, erfüllt die Fassade ästhetische und repräsentative Ansprüche und schafft ein identitätsstiftendes Gebäude als Impulsgeber für die Technologie Textil.

Das Entwurfsthema Durchlässigkeit und Vernetzung setzt sich in der Konzeption des Baukörpers fort. In der inneren Struktur ist das Texoversum als offenes, transparentes Gebäude mit Split-Leveln gestaltet. Die halbgeschossig versetzten Ebenen, die über das Atrium auch visuell miteinander verwoben sind, verbinden die unterschiedlichen Nutzungsbereiche miteinander und bilden ein räumliches Kontinuum, das in einer großzügigen Dachterrasse seinen Abschluss findet. Die einzelnen Ebenen sind in ihrem Erscheinungsbild geprägt von einem robusten Werkstattcharakter mit robusten Industrieestrich- und Sichtbetonflächen sowie offen installierten Technikdecken. Als verbindende Elemente zwischen den Ebenen fungieren die als textile Räume gestalteten Sitzstufen. Einzelne Bereiche können bei Bedarf flexibel über Vorhänge abgetrennt werden. Das offene Raumkonzept schafft für die unterschiedlichen Nutzergruppen eine gemeinschaftliche Arbeitsatmosphäre, fördert die Kommunikation und bietet Plattformen für einen lebendigen Austausch.

HYBRID-FLACHS PAVILLON
Landesgartenschau Wangen im Allgäu, 2024

Der Hybrid-Flachs Pavillon ist ein zentraler Ausstellungsbau auf dem Landesgartenschaugelände, umgeben vom renaturierten Flusslauf der Argen. Der Pavillon zeigt erstmals eine Holz-Naturfaser-Hybridkonstruktion als Alternative zu konventionellen Bauweisen, die am Exzellenzcluster »Integratives Computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC) erforscht wird. Die in dieser Form einzigartige Konstruktion kombiniert schlanke Brettsperrhölzer mit robotisch gewickelten Flachsfaserkörpern in einem neuartigen, ressourcenschonenden Tragsystem aus regionalen, biobasierten Bauwerkstoffen mit einem besonderen örtlichen Bezug. So wurde Flachs vormals in der örtlichen Textilindustrie verarbeitet, deren altes Spinnereigelände im Zuge der Landesgartenschau saniert wurde. Die wellenartige Dachkonstruktion bietet, gemeinsam mit dem kreisförmigen Grundriss und dem zentral angeordneten Klimagarten, einen tiefen, fließend in die Landschaft übergehenden Raum. Die durch Erdwärme aktivierbare Bodenplatte aus Recyclingbeton ermöglicht eine ganzjährig komfortable Nutzung des dauerhaft angelegten Gebäudes.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/hybrid-flachs-pavillon/

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PROJEKT PARTNER

Exzellenzcluster IntCDC – Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur, Universität Stuttgart

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und BaufertigungProf. Achim Menges, Rebeca Duque Estrada, Monika Göbel, Harrison Hildebrandt, Fabian Kannenberg, Christoph Schlopschnat, Christoph Zechmeister

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen

Prof. Dr. Jan Knippers, Tzu-Ying Chen, Gregor Neubauer, Marta Gil Pérez, Renan Prandini, Valentin Wagner

mit Unterstützung von: Daniel Bozo, Minghui Chen, Peter Ehvert, Alan Eskildsen, Alice Fleury, Sebastian Hügle, Niki Kentroti, Timo König, Laura Marsillo, Pascal Mindermann, Ivana Trifunovic, Weiqi Xie

Landesgartenschau Wangen im Allgäu 2024
Karl-Eugen Ebertshäuser, Hubert Meßmer

Stadt Wangen im Allgäu

HA-CO Carbon GmbH
Siegbert Pachner, Dr. Oliver Fischer, Danny Hummel

STERK abbundzentrum GmbH
Klaus Sterk, Franz Zodel, Simon Sterk

FoWaTec GmbH
Sebastian Forster

Biedenkapp Stahlbau GmbH
Stefan Weidle, Markus Reischmann, Frank Jahr

Harald Klein Erdbewegungen GmbH

PROJEKT KOOPERATIONEN

Wissenschaftliche Kooperation:

IntCDC Large Scale Construction Laboratory
Sebastian Esser, Sven Hänzka, Hendrik Köhler, Sergej Klassen

Weitere beratende Ingenieure:

Belzner Holmes und Partner Light-Design
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Hollubarsch, Victoria Coval

BiB Concept
Dipl.-Ing. Mathias Langhoff

Collins+Knieps Vermessungsingenieure
Frank Collins, Edgar Knieps

Moräne GmbH – Geotechnik Bohrtechnik
Luis Ulrich M.Sc.

Spektrum Bauphysik & Bauökologie
Dipl.-Ing. (FH) Markus Götzelmann

wbm Beratende Ingenieure
Dipl.-Ing. Dietmar Weber, Dipl.-Ing. (FH) Daniel Boneberg

lohrer.hochrein Landschaftsarchitekten DBLA

Baugenehmigung:

Landesstelle für Bautechnik
Dr. Stefan Brendler, Dipl.-Ing. Steffen Schneider

Prüfingenieur
Prof. Dr.-Ing. Hans Joachim Blaß, Dr.-Ing. Marcus Flaig

Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Prof. Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer, Dipl.-Ing. Jörg Schmied

MPA-Materialprüfungsanstalt, Universität Stuttgart
Melissa Lücking M.Sc., Dipl.-Ing (FH) Frank Waibel

Baukooperation
ARGE- Leistungsbereich Wärmeversorgungs- und Mittelspannanlagen

Franz Miller OHG

Stauber + Steib GmbH

PROJEKT UNTERSTÜTZUNG

DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft

Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg,

Bioökonomie Baden-Württemberg: Forschung- und Entwicklung (FuE) Förderprogramm «Nachhaltige Bioökonomie als Innovationsmotor für den Ländlichen Raum”

Holz Innovativ Programm (HIP), Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg

IFB Institut für Flugzeugbau, Universität Stuttgart

ISW Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart

CYBER-PHYSISCHE RAUMSKULPTUR
Buchheim Museum

Die Raumskulptur thematisiert die gesellschaftlich relevante Frage der Verschneidung der physischen und digitalen Welt. Allerdings nimmt sie diese Kontextualisierung auf ungewöhnliche Weise vor. Hier entsteht aus der Programmierung des Materials ein erfahrbarer Raum und regt damit zu der körperlichen Auseinandersetzung mit den uns immer stärker umgebenden cyber-physischen Systemen an. So entsteht ein Ort der Kontemplation und der Reflexion, der zugleich das grandiose landschaftliche Umfeld durch eine gezielte Rahmung feiert und damit die Dialektik des Digitalen und des Physischen in Frage stellt.

Die raumbildende Holzkonstruktion wirft die Frage nach der angenommenen und der tatsächlichen Form eines Werkstoffs auf. Bestehende Konventionen lassen uns glauben, dass Holzwerkstoffe stab- oder plattenförmig sind. Dies entspricht einer übergeordneten Vorstellung von orthogonalen Ordnungssystemen, die unsere gebaute Umwelt prägen. Letztendlich handelt es sich hierbei um eine Fiktion der geometrischen Kontrolle, der Standardisierung und der Planbarkeit, die unsere industrialisierte Welt prägen. Neue digitale Technologien ermöglichen, diese Form der Standardisierung über ein wesentlich genaueres Verständnis des Materials selbst zu hinterfragen. So entstehen neue Perspektiven für einen respektvollen und zukunftsfähigen Umgang mit Energie und Ressourcen, für die das Konzept der Materialprogrammierung symptomatisch ist.

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PROJEKTTEAM

Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD), Universität Stuttgart
Prof. Achim Menges, Yasaman Tahouni, Dylan Wood

URBACH TURM
Remstal Gartenschau 2019

Der Urbachturm ist eine von 16 Stationen, die von einigen der renommiertesten deutschen Architekten für die Remstal Gartenschau 2019 entworfen wurden. Die Stationen sind kleine, dauerhafte Gebäude, die an die traditionellen weißen Kapellen erinnern, die auf den Feldern und Weinbergen entlang des malerischen Remstals verteilt sind. Der 14 Meter hohe Turm liegt an einem weithin sichtbaren Hang in der Mitte des Tales und ist ein markantes Wahrzeichen, das Blickbeziehungen mit mehreren Stationen herstellt. Es bietet einen Ort des Schutzes, der inneren Reflexion und zugleich des weit schweifenden Ausblicks, indem es eine beeindruckende Aussicht offenbart und die Landschaft rahmt. Die markante Form des Turms ist ein wahrhaft zeitgenössischer architektonischer Ausdruck des traditionellen Baumaterials Holz. Es zelebriert die natürlichen Eigenschaften des selbstgeformten Holzes in seiner elegant gewundenen Form.

Der Entwurf des Turms verwendet einen neuartigen Selbstformungsprozess für gebogene Holzkomponenten. Diese bahnbrechende Entwicklung stellt einen Paradigmenwechsel in der Herstellung von gekrümmtem Holz dar: von aufwendigen und energieintensiven mechanischen Umformprozessen, die schwere Maschinen erfordern, hin zu einem Prozess, bei dem der Werkstoff sich ganz von selbst formt. Diese Formänderung wird allein durch das Schwinden des Holzes bei abnehmendem Feuchtegehalt erreicht. Die Komponenten für den 14 m hohen Turm werden eben hergestellt und krümmen sich beim üblichen industriellen Trocknungsprozess von selbst in die endgültige, vorausberechnete Form. Die Technologie der selbstformenden Fertigung von Massivholzplatten eröffnet mit ihrer einfachen Anpassung an unterschiedliche Krümmungsradien neue und unerwartete architektonische Möglichkeiten für die Verwendung des nachhaltigen, erneuerbaren und regional verfügbaren Baumaterials Holz.

Der Urbachturm ist das weltweit erste Bauwerk aus selbstgeformten, großformatigen Bauteilen. Es demonstriert nicht nur diesen innovativen Fertigungsansatz und die daraus resultierende neuartige Holzkonstruktion. Auch das Erlebnis von Raum und Landschaft wird durch die markante Landmarke, die den Beitrag der Stadt Urbach zur Remstal Gartenschau 2019 darstellt, intensiviert.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/remstal-gartenschau-2019-urbach-turm/

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PROJEKTTEAM

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung, Universität Stuttgart
Prof. Achim Menges, Dylan Wood

Architektonischer Entwurf und Planung
Selbstformende gekrümmte Holzelemente Forschung und Entwicklung

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart
Prof. Jan Knippers, Lotte Aldinger, Simon Bechert
Tragwerksentwurf und Planung

Forschungs- und Industriepartner:

Angewandte Holzforschung, Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt),
Schweiz & Holzbasierte Materialien, ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich), Schweiz
Dr. Markus Rüggeberg, Philippe Grönquist, Prof. Ingo Burgert
Selbstformende gekrümmte Holzelemente Forschung und Entwicklung (PI)

Industriepartner:

Blumer-Lehmann AG, Gossau, Schweiz
Katharina Lehmann, David Riggenbach
Holzbau Herstellung und Ausführung
Selbstformende gekrümmte Holzelemente Forschung und Entwicklung

PROJEKTUNTERSTÜTZUNG:

Gemeinde Urbach

Remstal Gartenschau 2019 GmbH

Deutsche Bundesstiftung Umwelt
Planungs-, Fertigungs- und Auslegungsmethoden für die Anwendung gekrümmter Holzbauteile für hochtragfähige und ressourceneffiziente Holzbauweisen: Projekt Turm Urbach, Remstal Gartenschau

Innosuisse – Schweizerische Agentur für Innovationsförderung
Smart, Innovative Manufacturing of Curved Wooden Components for Architecture with Complex Geometry

Carlisle Construction Materials GmbH

Scanntronik Mugrauer GmbH

BUGA HOLZPAVILLON
Bundesgartenschau Heilbronn 2019

Der BUGA Holzpavillon zeigt neue Ansätze zum digitalen Holzbau. Die segmentierte Schalenkonstruktion basiert auf biologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln, die vom Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baukonstruktion (ICD) und dem Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart seit vielen Jahren erforscht werden.

Im Rahmen des Projekts wurde eine Roboter-Fertigungsplattform für den automatisierten Zusammenbau und die Fräsbearbeitung der 376 maßgeschneiderten Segmentbauteile des Pavillons entwickelt. Dieses Herstellungsverfahren stellt sicher, dass alle Holzsegmente wie ein großes, dreidimensionales Puzzle mit einer Genauigkeit von weniger als einem Millimeter zusammengesetzt werden können. Mit minimalem Materialeinsatz spannt das atemberaubende Holzdach 30 Meter über einen der zentralen Konzert- und Veranstaltungsorte der BUGA und schafft so einen einzigartigen architektonischen Raum.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/buga-wood-pavilion-2019/

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PROJEKTTEAM

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung, Universität Stuttgart
Prof. Achim Menges, Martin Alvarez, Monika Göbel, Abel Groenewolt, Oliver David Krieg, Ondrej Kyjanek, Hans Jakob Wagner

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart
Prof. Jan Knippers, Lotte Aldinger, Simon Bechert, Daniel Sonntag

mit Unterstützung von: Jorge Christie, Rebeca Duque Estrada, Robert Faulkner, Fabian Kannenberg, Guillaume Caussarieu, Bahar Al Bahar, Kyriaki Goti, Mathias Maierhofer, Valentina Soana, Babasola Thomas

Müllerblaustein Bauwerke GmbH, Blaustein
Reinhold Müller, Daniel Müller, Bernd Schmid

BEC GmbH, Reutlingen
Matthias Buck, Zied Bhiri

Bundesgartenschau Heilbronn 2019 GmbH
Hanspeter Faas, Oliver Toellner

PROJEKTGENEHMIGUNGSVERFAHREN

Landesstelle für Bautechnik
Dr. Stefan Brendler und Dipl.-Ing. Willy Weidner

Prüfingenieur
Prof. Dr.-Ing. Hugo Rieger

MPA Stuttgart
Dr. Simon Aicher

PLANUNGSPARTNER

Belzner Holmes Light-Design, Stuttgart
Dipl.-Ing. Thomas Hollubarsch

BIB Kutz GmbH & Co.KG, Karlsruhe
Dipl.- Ing. Beatrice Gottlöber

IIGS – Institut for Engineering Geodesy, University of Stuttgart
Prof. Volker Schwieger, Laura Balange, Urs Basalla

PROJEKTUNTERSTÜTZUNG

Land Baden-Württemberg
Universität Stuttgart
EFRE Europäische Union
GETTYLAB
DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft

Carlisle Construction Materials GmbH
Puren GmbH
Hera Gmbh co.KG
Beck Fastener Group
J. Schmalz GmbH
Niemes Dosiertechnik GmbH & Co. KG
Jowat Adhesives SE
Raithle Werkzeugtechnik
Leuze electronic GmbH & Co. KG
Metsä Wood Deutschland GmbH

BUGA FASERPAVILLON
Bundesgartenschau Heilbronn 2019

Eingebettet in die wellenförmige Landschaft der Bundesgartenschau bietet der BUGA Faserpavillon seinen Besuchern ein einzigartiges architektonisches Erlebnis und einen Blick in die Zukunft des Bauens. Der Pavillon ist das Resultat langjähriger bionischer Forschung des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) und des Instituts für Tragkonstruktion und konstruktives Entwerfen (ITKE) an der Universität Stuttgart.

Das Gebäude zeigt, wie das Zusammenführen von modernsten Computertechnologien und Konstruktionsprinzipien aus der Natur die Entwicklung eines gänzlich neuartigen Bausystems ermöglicht. Die tragende Struktur des Pavillons besteht ausschließlich aus Faserverbundwerkstoffen und wird in einem robotergestützten Fertigungsprozess hergestellt. Diese weltweit einzigartige Struktur ist nicht nur hocheffizient und außergewöhnlich leicht, sondern sie ermöglicht gleichzeitig auch einen unverwechselbaren architektonischen Ausdruck und ein außergewöhnliches Raumerlebnis.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/buga-fiber-pavilion/

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PROJEKTTEAM

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung, Universität Stuttgart
Prof. Achim Menges, Serban Bodea, Niccolo Dambrosio, Monika Göbel, Christoph Zechmeister

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart
Prof. Jan Knippers, Valentin Koslowski, Marta Gil Pérez, Bas Rongen

mit Unterstützung von: Rasha Alshami, Karen Andrea Antorvaeza Paez, Cornelius Carl, Sophie Collier, Brad Elsbury, James Hayward, Marc Hägele, You-Wen Ji, Ridvan Kahraman, Laura Kiesewetter, Xun Li, Grzegorz Lochnicki, Francesco Milano, Seyed Mobin Moussavi, Marie Razzhivina, Sanoop Sibi, Zi Jie Tan, Naomi Kris Tashiro, Babasola Thomas, Vaia Tsiokou, Sabine Vecvagare, Shu Chuan Yao

FibR GmbH, Stuttgart
Moritz Dörstelmann, Ondrej Kyjanek, Philipp Essers, Philipp Gülke, mit Unterstützung von: Leonard Balas, Robert Besinger, Elaine Bonavia, Yen-Cheng Lu

Bundesgartenschau Heilbronn 2019 GmbH
Hanspeter Faas, Oliver Toellner

PROJEKTGENEHMIGUNGSVERFAHREN

Landesstelle für Bautechnik
Dr. Stefan Brendler, Dipl.-Ing. Steffen Schneider

Prüfingenieur
Dipl.-Ing. Achim Bechert, Dipl.-Ing. Florian Roos

DITF Deutsches Institute für Textil + Faserforschung
Prof. Dr.-Ing. Götz T. Gresser, Pascal Mindermann

PLANUNGSPARTNER

Belzner Holmes Light-Design, Stuttgart
Dipl.-Ing. Thomas Hollubarsch

BIB Kutz GmbH & Co.KG, Karlsruhe
Dipl.- Ing. Beatrice Gottlöber

Transsolar Climate Engineering, Stuttgart
Prof. Thomas Auer

Frauenhofer-Institut ICT
Dipl.-Ing. Elisa Seiler

PROJEKTFÖRDERUNG

Land Baden-Württemberg
Universität Stuttgart
Baden-Württemberg Stiftung
GETTYLAB
Forschungsinitiative Zukunft Bau
Leichtbau BW

Pfeifer GmbH
Ewo GmbH
Fischer Group

BADEN-WUERTTEMBERG HAUS
World EXPO 2020, Dubai

Der Pavillon von Baden-Württemberg bildet die technische, ökologische und kulturelle Kompetenz des Bundeslandes ab. In seiner Architektur verkörpert das Bauwerk den nachhaltigen Umgang mit den natürlichen Ressourcen, mit der wissenschaftlichen Kompetenz, sowie einer innovativen Produktions- und Fertigungsmethode.

Die wesentliche Botschaft des Pavillons geht zunächst von seiner Hülle aus, der biomimetischen Form. Ihre Gestalt geht auf die Beobachtung und Erforschung von Konstruktionsmethoden der Natur zurück. Die selbsterzeugten Tragwerke von Pflanzen oder Tieren bestehen aus einer Vielzahl von Elementen, die auf den ersten Blick gleich aussehen, jedoch bei näherer Beobachtung jedes für sich, entsprechend ihrer physischen Aufgabe, eine individuelle Form hat. Mit dem an der Universität Stuttgart entwickelten einzigartigen System des integrativen computerbasierten Entwerfens, gelingt es die in der Natur vorherrschenden Konstruktionsprinzipien auf die Architektur zu übertragen. Jedes der einzelnen Holzelemente hat also seine eigene Aufgabe und Form. Das Element ist zugleich Symbol der einzelnen Personen, die das Projekt ganz im Sinne des Mottos »connecting minds« gemeinsam schaffen. Es ist auch Symbol für die Verbindung nachwachsender Rohstoffe und modernster industrieller Fertigung. Insofern wird damit auch der Bogen zu dem High-Tech Standort Baden-Württemberg geschlagen.

STAGE ENVELOPE
Pier 17, Manhatten

Der Stage Envelope auf dem Dach des Pier 17 verbindet die Eigenschaften eines außergewöhnlichen Ortes in Manhattan mit einer außergewöhnlichen Architektur. Das konstituierende Merkmal des Projekts ist eine neuartige Faserverbunddachstruktur. Dieses neuartige Bausystem, das vollständig aus Kohlenstoff- und Glasfasern in einem vollständig digitalen Fertigungsprozess hergestellt wird, ist sowohl architektonisch ausdrucksstark als auch strukturell effizient. Es intensiviert das Erlebnis der Besucher , indem es eine unverwechselbare Veranstaltungskulisse und einen einzigarten Ort vor einer weltbekannten Aussicht darstellt. So entsteht ein neues architektonisches Wahrzeichen an einer der prominentesten Stellen von New York City.

Das Projekt ist das Gemeinschaftswerk von Menges Scheffler Architects und Knippers Helbig Advanced Engineering. Die charakteristische Architektur basiert auf langjähriger Forschung an der Universität Stuttgart, wo Achim Menges das Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) und Jan Knippers das Institut für Baukonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) leiten.

Mehr Informationen zum Stage Envelope:

https://www.architecturaldigest.com/story/pier-17-nyc

https://www.6sqft.com/lpc-approves-achim-menges-futuristic-rooftop-pavilion-and-stage-for-pier-17/

ELYTRA FILAMENT PAVILION
Victoria and Albert Museum, London

Der Elytra Filament Pavilion basiert auf integrativer Design- und Ingenieursarbeit. Als Kernstück der V&A Engineering Season zeigt das Projekt, wie einzigartige räumliche und ästhetische Qualitäten aus der Synthese von Bau- und Klimaingenieurswesen sowie innovativen Fertigungsmethoden entstehen können. Die tiefgehenden Auswirkungen neuer Technologien auf die Konzeptionierung von Design, Konstruktion und Herstellung werden dem Besucher im Innenhof des Museums erlebbar gemacht. Anstelle einer statischen Installation erwartet den Besucher ein dynamischer Raum, dessen Strukturen sich stetig weiter entwickeln. Die zelluläre Dachstruktur wächst mithilfe einer lokal installierten Fertigungseinheit, die individuell angepasste Bauelemente basierend auf Echtzeit-Sensordaten mikroklimatischer Bedingungen sowie der Raumnutzung durch die Besucher herstellt. Die Fähigkeit des Pavillons durch lokal produzierte Elemente erweitert und rekonfiguriert zu werden, bietet einen Ausblick auf zukünftige innerstädtische Grünflächen, deren anpassungsfähige Strukturen ein erweitertes Spektrum an öffentlichen Aktivitäten im städtischen Außenraum ermöglichen.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/elytra-filament-pavilion/

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ENTWURF, INGENIEURSLEISTUNG UND FERTIGUNG

Achim Menges mit Moritz Dörstelmann
ICD–Institut für Computerbasiertes Entwerfen, Universität Stuttgart
Achim Menges Architekt, Frankfurt
Team: Marshall Prado (Fertigungsentwicklung), Aikaterini Papadimitriou, Niccolo Dambrosio, Roberto Naboni, with Unterstützung von Dylan Wood, Daniel Reist

Jan Knippers
ITKE–Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, Universität Stuttgart
Knippers Helbig Advanced Engineering, Stuttgart, New York
Team: Valentin Koslowski & James Solly (Tragwerksentwicklung), Thiemo Fildhuth (Struktursensorik)

Thomas Auer
Transsolar Climate Engineering, Stuttgart
Building Technology and Climate Responsive Design, TU München
Team: Elmira Reisi, Boris Plotnikov

Mit Unterstützung von:
Michael Preisack, Christian Arias, Pedro Giachini, Andre Kauffman, Thu Nguyen, Nikolaos Xenos, Giulio Brugnaro, Alberto Lago, Yuliya Baranovskaya, Belen Torres, IFB University of Stuttgart (Prof. P. Middendorf)

Beauftragt durch:
Victoria & Albert Museum, London 2016

FÖRDERUNG

Victoria & Albert Museum, London
Universität Stuttgart

GETTYLAB

Kuka Roboter GmbH + Kuka Robotics UK Ltd
SGL Carbon SE
Hexion
Covestro AG
FBGS International NV
Arnold AG
PFEIFER Seil- und Hebetechnik GmbH
Stahlbau Wendeler GmbH + Co. KG
Lange+Ritter GmbH
STILL GmbH

SUZHOU APARTEMENT-HOTEL PAVILLONS

Die sechs innovativen Holzpavillons wurden für die neunte Gartenschau der Provinz Jiangsu in Suzhou errichtet. Der Entwurf sieht eine zukünftige Nutzung als Apartment-Hotel vor.

AUFSTOCKUNG INNERSTÄDTISCHES PARKHAUS

Das Projekt umfasst den Neubau einer Holzleichtbauschale auf eine bestehende, innerstädtische Parkgarage mit minimalem Eingriff in den Bestand. Dies ermöglicht eine neuen Nutzung des obersten Parkdeck als gewerblich Gebäude. Der urbane Kontext und die herausfordernde Statik prädestinieren diese Bauaufgabe für einen innovativen Holzleichtbau. Modernste computerbasierte Entwurfs- und Fertigungsverfahren machen die leistungsfähige Schale aus Brettsperrholz möglich. Die Technologie für diese Konstruktion wurde in Zusammenarbeit mit den Instituten ICD und ITKE der Universität Stuttgart entwickelt. Die Holzsegmentschale spannt quer zum Split-Level Parkhaus, sodass drei versetzte, unabhängige Ebenen entstehen. Die Struktur der sechseckigen Holzwaben lässt sich klar im Inneren ablesen, da die Untersicht der tragenden Holzkonstruktion roh belassen wird.

AUSSTELLUNGSGEBÄUDE DER LANDESGARTENSCHAU
Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd, 2014

Der Forstpavillon ist ein Demonstrationsbau, der neue Methoden der digitalen Planung und robotischen Fertigung von Holzleichtbaukonstruktionen erforscht und vorstellt. Gefördert von der EU und dem Land Baden-Württemberg als Teil des Forschungsprojekts »Robotik im Holzbau«, handelt es sich um das erste Gebäude, dessen Schalentragwerk aus Buchenplatten vollständig robotisch gefertigt wurde. Die neuartige Holzplattenbauweise ist zugleich eine innovative Architektur und eine ausgesprochen leistungsfähige, ressourcenschonende Schalenkonstruktion, mit einer Materialstärke von gerade einmal 50mm. Dies wird durch integrative computerbasierte Entwurfs-, Simulations-, Fertigungs- und Messverfahren ermöglicht.

Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts »Robotik im Holzbau« wurde der Forstpavillon an der Universität Stuttgart konzipiert und in Kooperation mit Müllerblaustein Holzbau GmbH, Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd 2014 GmbH, Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg (ForstBW) und KUKA Roboter GmbH realisiert. Ziel des Forschungsprojekts ist, neue Wege aufzuzeigen, wie durch die Verknüpfung computerbasierter Entwurfs-, Simulations- und Fertigungsverfahren innovative und zugleich besonders leistungsfähige und ressourcenschonende Konstruktionen aus der regional verfügbaren und nachwachsenden Ressource Holz möglich werden. Bei dem Demonstrationsbau kommt erstmals ein innovatives, robotisch gefertigtes Leichtbausystem aus Buchenfurniersperrholzplatten zur Anwendung, das vom Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD, Prof. Achim Menges), dem Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE, Prof. Jan Knippers), und dem Institut für Ingenieurgeodäsie (IIGS, Prof. Volker Schwieger) entwickelt wurde. Der Forstpavillon ist Teil der Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd 2014, wo er von ForstBW als Ausstellungsgebäude genutzt wird. Finanziert wurde das Projekt durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und Forst und Holz Baden-Württemberg sowie durch Mittel der Projektpartner.

Holz ist eines der ältesten Baumaterialien der Menschheit. Die robotische Fertigung, in Verbindung mit computerbasierten Entwurfs-, Simulations- und Messverfahren, eröffnet dem Material völlig neuartige Anwendungsmöglichkeiten. So können aus der regional verfügbaren und nachwachsenden Ressource Holz besonders leistungsfähige, effiziente Konstruktionen entstehen.

Eine ausführliche Projektbeschreibung und mehr Bilder befinden sich hier:

https://www.icd.uni-stuttgart.de/de/projekte/landesgartenschau-ausstellungsgebaeude/

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PROJEKTTEAM

ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung

Prof. Achim Menges (PI), Tobias Schwinn, Oliver David Krieg

ITKE Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen

Prof. Jan Knippers, Jian-Min Li

IIGS Institut für Ingenieurgeodäsie

Prof. Volker Schwieger, Annette Schmitt

Müllerblaustein Holzbau GmbH

Reinhold Müller, Benjamin Eisele

KUKA Roboter GmbH

Alois Buchstab, Frank Zimmermann

Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg

Sebastian Schreiber, Frauke Brieger

Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd 2014 GmbH

Karl-Eugen Ebertshäuser, Sabine Rieger

PROJEKTFÖRDERUNG

EFRE der Europäischen Union

Clusterinitiative Forst und Holz, Baden Württemberg

Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd 2014 GmbH

Müllerblaustein Holzbau GmbH

KUKA Roboter GmbH

Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg

PROJEKTUNTERSTÜTZUNG

Autodesk GmbH

Adler Deutschland GmbH

Carlisle Construction Materials GmbH

Fagus Stiftung

Gutex H. Henselmann GmbH & Co. KG

Hess & Co. AG

MPA – Materialprüfanstalt, Universität Stuttgart

Leitz GmbH & Co. KG

Spax International GmbH & Co. KG

NATIONALBIBLIOTHEK DER TSCHECHICHEN REPUBLIK

Der Wettbewerbbeitrag für die neue tschechische Nationalbibliothek in Prag, ein Gemeinschaftsprojekt von OCEAN NORTH und Scheffler + Partner, zielt darauf ab, einem der wichtigsten Gebäude der tschechischen Kultur ein einzigartiges, monolithisches Erscheinungsbild zu verleihen und gleichzeitig eine kontinuierliche und abgestufte Raumerfahrung des Gebäudes und der angrenzenden Landschaft zu ermöglichen. Das Gesamtvolumen des Bauwerks ist so strukturiert, dass es gleichzeitig geschlossen und offen, begrenzt und durchgängig ist, so dass Besuchende und Mitarbeitende unterschiedliche Raumerfahrungen machen können. Das Projekt versteht sich als eines von mehreren landschaftlich gestalteten Arealen, die zusammen ein Netzwerk von benachbarten Veranstaltungen, differenzierten Raumangeboten und landschaftlichen Orten bilden.

Die spezifische tektonische Gliederung der auskragenden Volumina wird durch generative Rechenverfahren entwickelt, die von räumlichen und strukturellen Kriterien gesteuert werden. In einem analytischen Verfahren wird die Spannungsverteilung innerhalb der Umhüllung eines bestimmten Volumens ausgewertet und als Vektorfeld der Hauptkräfte abgebildet. Anhand dieser Strukturinformationen, kombiniert mit weiteren Parametern wie z.B. Einfallswinkel des Sonnenlichts, Blickachsen und räumlichen Eigenschaften, wird ein Netz von Verzweigungen abgeleitet. Die sich daraus ergebende wechselnde Opazität und Durchlässigkeit der Gebäudehülle, die vom undurchsichtigen und massiven Staatsarchiv bis zur Verästelung der auskragenden Gebäudehülle und dem offenen Zugang zur öffentlichen Landschaft reicht, bietet ein breites Spektrum an räumlichen und mikroklimatischen Situationen, die sowohl das für ein Bibliotheksgebäude erforderliche hohe Maß an organisatorischer Kontrolle als auch die heterogenen Bedingungen für Zonen wandernder Aktivitäten und intensiver individueller Erfahrung des Raums und des Betrachtens der verschiedenen Medien der Bibliothek ermöglichen.

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PROJEKTTEAM

OCEAN NORTH and Scheffler + Partner

Projektkoordination: Michael Hensel und Achim Menges
Projektteam: Andrea Di Stefano, Aleksandra Jaeschke, Steinar Killi, Eva Scheffler, Birger Sevaldson, Defne Sunguroğlu, Guillem Barraut, Mattia Gambardella, Pavel Hladik, Gabriel Sanchiz

Bollinger & Grohmann Beratende Ingenieure
Thom Roelly Landschaftsplanung

BESUCHERZENTRUM AM HERKULES DENKMAL

Der Wettbewerbsentwurf für ein Besucherzentrum für das Herkules-Denkmal im Bergpark Wilhelmshöhe, Deutschland, der auf der Liste der potentiellen Weltkulturerbestätten steht, befindet sich auf dem 515 m hohen Gipfel einer bedeutenden barocken Sichtachse zwischen dem Schloss Kassel-Wilhelmshöhe, einer 250 m langen Wasserkaskade und dem 71 m hohen Herkules-Denkmal von Francesco Guerniero aus dem Jahr 1717. Aufgrund der komplexen historischen Situation schlägt der Entwurf für das Besucherzentrum eine Auffaltung des Parks vor, um eine unterirdische Innenlandschaft zu artikulieren, die den Übergang von der natürlichen Umgebung des Habichtswalds zum barocken Park und Denkmal intensiviert. Die räumliche Strategie des Projekts basiert auf der Schaffung eines Innenraums, der sich aus verschiedenen Mikromilieus zusammensetzt, anstatt sich auf spezifische räumliche Einheiten zu beziehen, die direkt auf die programmatischen und volumetrischen Anforderungen antworten sollen. Diese bieten eine Reihe von Lichtverhältnissen, Oberflächengliederungen und Ausblicken entlang des Weges eines jeden Besuchers zum Herkules-Denkmal durch strategische Durchdringungen des Außengeländes. So wird der westliche Zugang zur Wilhelmshöhe, der durch das Besucherzentrum führt, als eine Reihe von Terrains artikuliert, die es jedem Besucher erlauben, individuelle Routen und Aufenthalte als persönliche Reaktion auf die täglichen und jahreszeitlichen Veränderungen der Lichtintensitäten, der verschiedenen Ausblicke, der programmatischen Bestimmungen und der Aufenthaltsdauer zu wählen.