An der Universität Stuttgart wird derzeit mit einem Pavillon untersucht, wie die Leistungsfähigkeit der biologischen Struktur des Seeigels auf eine Baustruktur übertragen werden kann.

Für den Versuchsbau der Fakultät Architektur und Stadtplanung wurde ein räumliches Mate­rialsystem entwickelt, das eine ressourcenschonende Bauweise ermöglichen soll.

Das modular aufgebaute, innere Kalkskelett des Seeigels besteht aus miteinander verzahnten polygonalen „Platten“. Die spezielle geometrische Ordnung und Fügung dieser Platten bildet eine hochbeanspruchbare Struktur, die Vorbild für die Schale des Pavillons aus vorgefertigten Elementen ist. Da stets drei Plat­tensegmente an einem Punkt zusammenlaufen, entsteht durch die Übertragung von ausschließlich Normal- und Schubkräften eine zwar verformbare, aber biegetragfähige Struktur.

Unter Anwendung dieses Konstruktionsprinzips konnte der Pavillon in ausgesprochen leichter Bauweise realisiert werden: In der Regel haben die Holzplatten eine Stärke von nur 6,5 Millimetern. Sie sind durch Keilzinkenverklebungen mit einem elastischen Polyurethanklebstoff verbunden. Wie beim natürlichen Vorbild – den Kollagenfasern des Seeigels – ergeben sich dadurch biegeweiche Kanten. Der entstehende Pyramidenstumpf bildet das doppelt gekrümmte Modul des Seeigels ab.

Neben diesen Füge- und Ordnungsprinzipien wurden weitere, grundlegende Eigenschaften biologischer Strukturen angewendet. So ist die Zellengröße nicht einheitlich, sondern passt sich lokalen Krümmungen und Diskontinuitä­ten an. Die zentralen Zellen, die in Bereichen mit kleiner Krümmung liegen, haben Durchmesser von über zwei Metern, während die Zellen der Randabschlüsse teilweise nur einen halben Meter messen. Zudem ist die Schale des Pavillons eine gerichtete Struktur: Die Zellen strecken und orientieren sich gemäß der mechanischen Beanspruchungen. 

Die mehr als 800 geometrisch unterschiedlichen Bauteile wurden in der universitätsei­genen Roboterwerkstatt gefertigt. Die einzelnen Zellen sind in einem lösbaren biegeweichen Stoß verschraubt, um den mehrfachen Auf- und Abbau des Pavillons zu ermöglichen. Dieser steht noch ca. zwei Monate auf dem Vorplatz der Universität und wird danach in Kirchberg (Hunsrück) aufgebaut.

Fakten
Architekten Universität Stuttgart, ICD Institut für Computerbasiertes Entwerfen, ITKE Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, Stuttgart

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aus Bauwelt 31.2011
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