Halter Forum*: Digitales Bauen
von Prof. Ludger Hovestadt, ETH Zürich / Abb. «FuturoPolis» von Daniel Libeskind
Das Institut für Computer Aided Architectural Design (CAAD) an der ETH Zürich hat Grosses im Sinn: Sein Ziel ist es, das lückenlose digitale Bauen von Gebäuden zu etablieren – vom Entwurf über die detaillierte Konstruktion bis hin zur Produktion der einzelnen Gebäudeteile. Anspruchsvolle Architektur soll nicht länger zeit- und kostenintensiv sein, sondern in Sachen Preis und Produktionsaufwand durchaus mit Serienanfertigungen mithalten können.
ARCHITKTUR BLEIBT ARCHITEKTUR
Am Anfang der digitalen Kette steht der Entwurf des Architekten. Dabei ist der Computer allerdings kein passives digitales Zeichenbrett mehr, sondern ein aktives, den Entwurf optimierendes Werkzeug. Der Architekt formuliert Regeln, Abhängigkeiten und Zielvorstellungen und gibt ungefähre Angaben zu Gestalt, Grundriss und Gebäudehülle vor. Zusammen mit dem Computer entwickelt er so die optimale Form und Konstruktion. Erfolgreich erprobt haben wir dies bereits am Kugelpavillon für die Swissbau 2005, dem Projekt «FuturoPolis» von Daniel Libeskind und an der Monte-Rosa-Hütte von Andrea Deplazes. Mit den Halter Unternehmungen sind wir zur Zeit dabei, die digitale Kette bei ausgewählten Gross-Projekten durchzuführen.
SIMULATION UND COMPUTERGESTEUERTE FABRIKATION
Nachdem der Computer Varianten des Entwurfs berechnet und optimiert hat, gelangen die Daten in ein Simulationsprogramm, das die Konstruktion des Gebäudes unterschiedlichen Belastungsproben aussetzt. Wie bei einem Flugsimulator werden verschiedene virtuelle Flüge vor dem Erstflug geprobt. Nach etlichen Optimierungszyklen ist schliesslich die technisch, wirtschaftlich und funktional beste Konstruktion gefunden. Dank solcher Computersimulationen können Irrtümer und Planungsfehler im Vorfeld verhindert, Inbetriebnahmen schneller durchgeführt und kostspielige Nachbesserungen vermieden werden. Als Ergebnis liegt ein maschinenlesbarer, digitaler Code vor, der die Basis für einen effizienten Fabrikationsprozess bildet. Zahlreiche Unternehmen aus der Holz, Stahl und Beton verarbeitenden Industrie setzten bereits heute auf computergesteuerte Maschinen, die Gebäudeteile dank digitaler Datensätze millimetergenau fertigen können.
EINHEITLICHE DATENFORMATE ALS VORAUSSETZUNG
Um die digitale Kette erfolgreich etablieren zu können, müssen zunächst die technischen Hürden überwunden werden. So arbeiten die meisten Architekten zwar am digitalen Zeichenbrett, doch sind die Programme der einzelnen Elemente im Planungs- und Bauprozess längst nicht kompatibel: Der Architekt arbeitet mit anderen Programmen als der Ingenieur und der wiederum mit anderen als der Hersteller. Zukünftig müssen solche digitalen Differenzen zugunsten einheitlicher Datenformate beseitigt werden. Erst dann kann die lückenlose digitale Kette vom Entwurf über die Konstruktion bis hin zur Produktion flächendeckend umgesetzt werden. Dass dies nur eine Frage der Zeit ist, zeigen die rasanten Entwicklungen der Automobil-, Telekommunikation- oder Unterhaltungselektronik-Branche, die der Bauindustrie die digitale Revolution bereits vorgelebt haben.
* Im Sinne eines interdisziplinären Gedankenaustauschs kommen im «Halter Forum» regelmässig externe Persönlichkeiten zu Wort.