Abstract
Dieser Bericht stellt die Ergebnisse des Forschungsprojekts Robots//Reuse vor, das von der Forschungsinitiative Zukunft Bau gefördert wurde. In diesem Forschungsprojekt untersuchten David Chipperfield Architects Berlin und das Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung an der Universität Stuttgart die Wiederverwendung von Bauschutt, indem sie untersuchten, wie Material, Techniken und digitale Technologien kombiniert werden können, um Bau- und Abbruchabfälle für die zeitgenössische Architektur relevant zu machen. Bau- und Abbruchabfälle (CDW) sind Europas größter Abfallstrom und ein erhebliches globales Problem. Trotz des zunehmenden Interesses und Engagements für die Materialgruppe findet sie nicht in ausreichendem Maße ihren Weg zurück in die Architektur. Die derzeit am weitesten verbreitete Recyclingpraxis für Bauschutt ist die Zerkleinerung zu sekundären Zuschlagstoffen. Um eine zirkuläre Nutzung von Baumaterialien zu erreichen, müssen sowohl kosten- und zeiteffiziente Technologien entwickelt werden, die eine Wiederverwendung ermöglichen, als auch eine architektonische Ästhetik, die Nutzer, Investoren und Architekten dazu veranlasst, mit diesen Materialien zu bauen. In der Vergangenheit war die Wiederverwendung von Baumaterialien gängige Praxis, und viele anerkannte Architekturprojekte wurden z. B. aus wiederverwendetem Holz, Stein und Ziegel gebaut. Diese Projekte zeigen sowohl das große als auch das vielfältige ästhetische Potenzial der Wiederverwendung. Allen gemeinsam ist jedoch die Abhängigkeit von der manuellen Verarbeitung. Erfahrene Handwerker und Handwerkerinnen wählten gefundene oder übernommene Bauteile und Elemente aus, passten sie an und setzten sie sorgfältig in die neue Architektur ein. Heute übersteigt das Ausmaß der Massenproduktion und des CDW-Problems das Ausmaß, in dem eine Handwerkerin oder Handwerker arbeitet. Die hohen Kosten, die mit der Verarbeitung nicht standardisierter und unregelmäßiger Materialien verbunden sind, sind neben den Hindernissen in Bezug auf die Materialqualität, die Bauvorschriften und der Logistik eine der größten Barrieren für die Wiederver-wendung von Bauabfall in der Architektur. Die neuesten Fortschritte im Bereich der Robotik und des Scannens ermöglichen es jedoch, die Technik vom manuellen Aufwand zu entkoppeln und neue Gestaltungsmöglichkeiten zu eröffnen. Die Entwicklung der Fertigung - von der traditionellen handwerklichen Produktion zur Massenproduktion und dann zur individuellen Massenfertigung -weist auf eine Zukunft der flexiblen Automatisierung hin. Hierwerden komplexe Fertigungs- und Montageprozesse mit nichtstandardisierten Materialien in Bezug auf Zeit, Kosten und Energieverbrauch ebenso effizient sein wie die Herstellung neuer Materialien. Nebender Automatisierung bestehender Verfahren bieten digitale Technologien auch die Chance, völlig neue Verfahren zu entwickeln. Zwar wurde das Potenzial der Verknüpfung von CDW mit neuen Gebäudetechnologien bereits in anderen Forschungsprojekten untersucht, doch scheint es im Vergleich zu den großen Mengen dieser Art von Abfällen wenig Forschung zu geben. Ziel des Projektes ist es, durch die Kombination von Fachwissen aus Praxis und Wissenschaft zu erforschen, wie eine Synergie zwischen Material, Werkzeugen und Ästhetik im Lichte von vier übergreifenden Forschungsfragen erreicht werden kann: Wo liegen die derzeitigen Grenzen computergestützter Design- und digitaler Fabrikationsprozesse, die zur Verarbeitung und Montage nicht standardisierter Baumaterialien eingesetzt werden? Welche digitalen Entwurfsprozesse könnten für das Bauen mit wiederverwendeten Baumaterialien geeignet sein? Wie kann der Einsatz computergestützter Design- und digitaler Fabrikationsmethoden die Wiederverwendung von Baumaterialien für Architekten, Unternehmen und Nutzer in Bezug auf Ästhetik, Skalierbarkeit und Effizienz attraktiv machen? Wie können wir die Lücke zwischen des architektonischen Entwurfsprozesses und der aktuellen akademischen Forschung zur Wiederverwendung von Baumaterialien schließen? Inspiriert von traditionellen Handwerksmethoden und neuen Technologien haben wir die Forschungsfragen und neue Möglichkeiten für die Gestaltung mit wiederverwendeten Materialien sowohl auf theoretischer als auch auf praktischer Ebene untersucht. Das Projekt gliederte sich in eine historische Vorstudie zur Wiederverwendung in der Architektur und eine Fallstudie, die sich spezifisch auf Schutt konzentrierte. Mithilfe von Methoden, die von der Analyse traditioneller und zeitgenössischer Wiederverwendung und mauerwerksbezogener Techniken bis hin zur Materialklassifizierung und Prototyping reichen, entwickelten wir verschiedene Ansätze, wie man über Schutt nachdenken, mit ihm umgehen und ihn gestalten kann. Eine Richtung, Jammed Rubble, wurde zusammen mit Konzepten für die robotergestützte Platzierung und Schüttung von Schutt eingehend erforscht. Bei dem Projekt handelt es sich um ein konzeptionelles Grundlagenforschungsprojekt, das zwar nicht die Entwicklung fertiger Lösungen, zertifizierbarer Bausysteme oder kompletter robotergestützter Arbeitsabläufe zum Ziel hat, jedoch einen Ausgangspunkt für die Wiederentdeckung des Potenzials der Wiederverwendung von wiedergewonnenen Materialien mithilfe digitaler Werkzeuge bietet. Das Gesamtergebnis des Projekts ist eine Reihe von Arbeiten - Rubble Works, die keine endgültige Lösung für die Herausforderungen von Schutt bieten, sondern einen Ausgangspunkt für die Wiederentdeckung ihres Potenzials darstellen.
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