Prinzip Hebelstabwerk
Forschungsprojekt an der ETH Zürich
An dieser Stelle berichten wir eher selten über Universitätsprojekte. Das Forschungsprojekt des Lehrstuhls von Annette Spiro für Architektur und Konstruktion an der ETH Zürich zum Thema „Hebelstabsysteme“ halten wir jedoch für eine äußerst verbreitungswürdige Erfindung. Entwickelt wurde ein digitales Werkzeug, das die Komplexität von Hebelstabtragwerken kontrollierbar macht und unregelmäßig Hebelstabwerke generiert sowie statisch optimiert.
Dabei ist das Hebelstabsystem ein uraltes Tragsystem, das bereits von Leonardo da Vinci erforscht wurde. Der Lehrstuhl von Anette Spiro hat es sich zur Aufgabe gemacht, alte handwerkliche Bauweisen auf ihre Möglichkeiten zu zeitgemäßer Planung, Fertigung und Anwendung hin zu untersuchen. Zunächst ging es dabei um Bauweisen, die trotz des Einsatzes von kurzen Elementen aus Holz zur Überbrückung großer Spannweiten in der Lage sind. Diese wurden ursprünglich in Zeiten von Holzarmut oder auf Grund eingeschränkter Transport- und Montagemöglichkeiten entwickelt. Heute sind sie unter ökologischen Gesichtspunkten – beispielsweise zur Verwendung lokaler Holzressourcen oder zum einfachen und schnellen Aufbau durch handliche Elementgrößen – interessant, auch der Einsatz von Restholz ist möglich.
Die Hebelstabwerke standen für die Forscher dabei auf Grund ihres Systems sich gegenseitig tragender Holzstäbe im Fokus, weil sie mittels einfachster Verbindungsdetails zusammengefügt werden. Durch die richtige Anwendung einfacher Stäbe können Tragwerke entstehen, die in ihrer Komplexität bisher nur in wenigen Bauwerken umgesetzt wurden.
Mit dem neu entwickelten digitalen Werkzeug der ETH nun können die oben genannten Eigenschaften sowohl über die Formfindungsmethode oder die Anpassung an gegebene Freiflächen ermöglicht werden. Das Entwurfstool soll damit sowohl den Gestaltungsspielraum erhöhen als auch die Einsatzmöglichkeiten dieses Konstruktionssystems erweitern. Auch die anschließende Fertigung auf digital angesteuerten Produktionsmaschinen ist damit möglich.
Die Realisierung diverser Sommerpavillons, die mit Hilfe des Tools für das Gelände der ETH entworfen wurden, ist derzeit in Vorbereitung.