Revue Technique Luxembourgeoise

10 LA VIE DES ASSOCIATIONS | REVUE TECHNIQUE LUXEMBOURGEOISE 2 | 2011
Der Pavillon der Fachhochschule Koblenz auf der BUGA 2011 befindet sich im Ausstellungsbereich „Vielfalt des
Lebens - Lernen von der Natur“. Der Ausstellungsbereich besteht aus mehreren Gärten; das Thema dieses Gartens
lautet „Vielfalt als Vorbild - Bionik“.
A L I A I
EINE BIONISCHE STRUKTUR, VISITE ALIAI, BUGA 2011 IN KOBLENZ
ECHOLOT_
Prof. Dr.-Ing. Manfred Feyerabend, Prof. Dr.-Ing. Markus Holzbach
Mit den Baumaßnahmen zur BUGA 2011 in Koblenz
musste notgedrungen in den Lebensraum der heimischen
Fledermäuse eingegriffen werden. In der Stadt wurde dies
zum öffentlich und heiß diskutierten Thema, und es war
übereinstimmend oberstes Ziel, diesen Eingriff möglichst
behutsam zu gestalten.
Dieses Thema wurde zur Entwurfsgrundlage für den Pavillon
der FH Koblenz. Der Pavillon soll dabei die Anwendung
der Prinzipien der Bionik in der Architektur darstellen und
verdeutlichen.
Die Echo-Ortungsrufe der Fledermäuse sind für den Menschen
unhörbar; mit relativ einfachen technischen Mitteln
können sie hörbar gemacht werden.
Diese hörbar gemachten Ortungsrufe des „Abendseglers“
(einer heimischen Fledermausart) wurden mit Hilfe einer
Musik-Bearbeitungssoftware als Oszillogramm dargestellt;
daraus ergab sich die grafische Darstellung der Schalldruckpegel
der Ortungsrufe in Abhängigkeit von der Zeit.
Aus diesem Oszillogramm wurde der Grundriss der Struktur
abgeleitet.
Mit digitalen Methoden wurde aus diesem Grundriss am
Rechner eine doppellagige Hänge-Stützform berechnet.
Diese Formen sind optimal für die Lastabtragung geeignet
und kommen deshalb in der Natur sehr häufig vor. Dieses
bionische Prinzip wird hier auf den Entwurf der Konstruktion
angewandt.
Diese digital ermittelte Form wurden mit Hilfe eines 3-D-
Plotters im verkleinerten Maßstab als Modell gedruckt („Rapid
Prototyping“). Antonio Gaudí und Frei Otto fertigten
seinerzeit dafür noch Hängemodelle aus Ketten. Hier wurde
das Hängemodell nur noch im Nachhinein aus Gründen der
Veranschaulichung des Entwurfsprozesses gebaut. Um die
Vergleichbarkeit zum Gipsmodell herzustellen, ist das Bild
des Hängemodells hier um 180° gedreht.
Es lag nahe, den Pavillon aus dem natürlichen und nachwachsenden
Rohstoff Holz zu konstruieren. Der Werkstoff
Holz bringt hier seine Vorzüge überzeugend ins Spiel:
Holz ist recycelbar und weist eine positive Öko-Bilanz auf.
Außerdem sollte die Konstruktion von Studierenden selbst
montierbar und demontierbar sein. Die einfache Bearbeitungsmöglichkeit
und das geringe Gewicht von Holz bilden
dafür die optimale Grundlage.
Um die Konstruktion in Holz auszuführen, muss die nach bionischen
Prinzipien gefundene Fläche in ein aus Stäben zu
konstruierendes Gebilde zerlegt werden. Dazu wurde die Hängeform
in parallele Schnitte in drei Ebenen zerlegt; diese drei
Ebenen stehen jeweils im Winkel von 60° zueinander.
Damit wird ein weiteres bionisches Prinzip angewandt. Es
entstehen räumlich stabile Dreiecks- und Sechseckraster,
die in der Natur ebenfalls häufig anzutreffen sind (Bienenwaben,
Kieselalgen, Blütenformen etc.).
Die Verdichtungen des Maschenrasters bzw. die Abstände
der Schnittebenen richten sich, ebenfalls den Prinzipien der
Natur folgend, nach der Größe der statischen Beanspruchung
in dem jeweiligen Bereich.
In jeder der Schnittebenen wurde mit Hilfe eines räumlichen
Stabwerksprogramms ein Stabnetz generiert, welches aus
Obergurt, Untergurt und diagonalen Füllstäben besteht. Auf
den folgenden Bildern sind exemplarisch die Füllstäbe sowie
die Stäbe einer äußeren Gurtebene dargestellt.
Dieser Datensatz wurde gleichzeitig für das Aufstellen
der prüfbaren statischen Berechnung der Konstruktion
verwendet.