Am Puls der Architektur der Zukunft

Theorie und Anwendung miteinander zu verbinden – das verspricht der Master of Advanced Studies (MAS) ETH in Architektur und Digitaler Fabrikation. «Wir wollen eine neue Generation von Architekten ausbilden, die anders arbeitet als bisher», erläutert Philipp Eversmann, Architekt und Leiter Aus- und Weiterbildung das MAS-Programm. Dazu werden den Studierenden in einem 12-monatigen Vollzeitstudium grundlegende Methoden und Technologien der digitalen Fabrikation und deren Umsetzung in der Architektur vermittelt.

Angeboten wird das Weiterbildungsprogramm von Gramazio Kohler Research im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) externe Seite Digitale Fabrikation an der ETH Zürich. So sind neben Unterrichtsmodulen gemeinsame Workshops mit den Doktorierenden am NFS sowie die Beteiligung an Forschungsprojekten geplant.

«Das MAS-Programm wendet sich an Architekten und Ingenieure, die sich in neuartigen Konstruktions- und Entwurfstechniken weiterbilden wollen», informiert der Ausbildungsleiter. Voraussetzung sind ein von der ETH Zürich anerkannter Hochschulabschluss in Architektur oder Bauingenieurwesen auf Masterstufe oder ein gleichwertiger Bildungsstand, wie zum Beispiel ein Bachelorabschluss mit zweijähriger Berufserfahrung. Ausdrücklich erwünscht sind zudem hervorragende technische und gestalterische Fähigkeiten, die anhand eines Portfolios nachzuweisen sind.

Wandel im Herstellungsprozess

«Nicht nur die Entwurfstechnik wird künftig digital ablaufen, sondern auch der Herstellungsprozess», beschreibt Eversmann den entscheidenden Paradigmenwechsel. So wie das Zeichenbrett längst der CAD-Software gewichen ist, könnten auf der Baustelle der Zukunft Roboter einen festen Platz innehaben. Ihre Aufgabe wird es sein, neuartige Materialien und Bauteile zu produzieren und zusammenzufügen. «War der Backstein bisher in Grösse und Gewicht auf den Menschen ausgelegt, können wir künftig in ganz anderen Dimensionen planen und umsetzen», erklärt Eversmann.

Die neuen Material- und Fabrikationsprozesse eröffnen bisher unvorstellbare Gestaltungsmöglichkeiten. Darüber hinaus bergen sie das Potenzial, leistungsfähigere Konstruktionen und Bauprozesse zu entwickeln und damit den Ressourcenverbrauch zu reduzieren. Die Wissenschaftler am NFS Digitale Fabrikation beschäftigen sich daher vor allem mit den Folgen und Möglichkeiten neuartiger Fabrikationsprozesse, dem Zusammenspiel von digitalen und materiellen Prozessen sowie Fragen zur Integration von Robotern in eine Baustelle.

Denn, um nur einige Beispiel zu nennen, nicht jedes am Bildschirm entworfene Baumaterial ist in der Praxis so tragfähig wie erhofft, und auch die Roboter müssen erst geländegängig werden, bevor sie beim Bau zum Einsatz kommen können.

Zusammenarbeit von Robotik und Architektur

Ein besonderer Fokus des NFS liegt auf der interdisziplinären Zusammenarbeit. So vereint der NFS Digitale Fabrikation die Bereiche Architektur, Tragwerksentwurf, Elektrotechnik, Maschinenbau, Robotik sowie den Material- und Computerwissenschaften. Gemeinsam untersuchen und entwickeln die Forschenden innovative Planungs- und Bauprozesse in der Architektur. Die Besonderheit dieses NFS ist, dass die Forschungserkenntnisse direkt am grossmassstäblichen Prototyp erprobt und weiterentwickelt werden.

Zum Beispiel sind die Forscher des NFS Digitale Fabrikation in den Bau des modularen Forschungs- und Innovationsgebäudes «externe Seite NEST» auf dem Empa-Campus in Dübendorf involviert. Der Grundstein für das von der Empa und der Eawag gemeinsam mit der Wirtschaft und der öffentlichen Hand geführte Projekt wurde im vergangenen Sommer gelegt. Das architektonische Gerüst, der so genannte Backbone, stammt aus dem Architekturbüro der Professoren Fabio Gramazio und Matthias Kohler.

Die Fertigstellung des Backbone ist im Verlauf dieses Jahres geplant. Anschliessend werden hier unterschiedliche Forschungsgruppen ihre Erkenntnisse zu nachhaltigen Bau- und Energietechnologien umsetzen und als Module einbauen und damit 1:1 unter realen Bedingungen testen.

Auch die Forscher des NFS sollen künftig in einem mit digitalen Fabrikationsmethoden entwickelten Lehr- und Forschungsgebäude ihrer Arbeit nachgehen. Voraussichtlich im Sommer 2016 wird das Arch_Tech_Lab am ETH-Standort Hönggerberg fertiggestellt sein. Schon jetzt verfügt das NFS über Forschungsanlagen für nicht-standardisierte architektonische Fabrikationsprozesse, wo unterschiedliche Prozesse entworfen und getestet werden können.