ETH Zürich forscht mit ABB-Robotern an der Zukunft des Bauens

Gebaute Forschung

| Redakteur: Silvano Böni

Das «Arch_Tec_Lab» der ETH Zürich. Hier entsteht die Zukunft des Bauens.
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Das «Arch_Tec_Lab» der ETH Zürich. Hier entsteht die Zukunft des Bauens. (Bild: Andrea Diglas)

Die ETH Zürich eröffnet ein weltweit einzigartiges Robotiklabor, in dem getestet wird, wie Architekturprojekte in Zukunft ressourceneffizient, emissionsarm und verdichtet umgesetzt werden können.

Um zu erforschen, wie Digitalisierung und Automatisation den Bausektor prägen könnten, hat die ETH Zürich ein neues Gebäude eröffnet: das «Arch_Tec_Lab». Wer das Gebäude betritt, hebt unwillkürlich den Blick zum kunstvoll gewellten Holzdach, das aus Tausenden von Holzlatten mit der Hilfe eines Roboters gefertigt wurde. Ein faszinierender Anblick. Unter dem Dach: eine zweistöckige Galerie mit lichtdurchfluteten Büros. Darin entwerfen Architekturforscher gerade die Zukunft des Bauens, die im Labor im Erdgeschoss des neuen Gebäudes schon mal in die Gegenwart geholt wird. Das Robotic Fabrication Laboratory, kurz RFL, ist ein weltweit einzigartiges Robotiklabor, in dem vier ABB-Roboter von einem deckenmontierten Güdel-Flächenportal hängen. Zusammen kommt die Installation auf 36 Systemachsen, mit deren Hilfe Objekte auf eine Genauigkeit von einem halben Millimeter an jedem beliebigen Ort im 45 × 17 × 6 Meter grossen Raum platziert werden können. Die ABB-Steuerung kann sämtliche Achsen kontrollieren – ein Weltrekord, vermutet das Projektteam.

ABB als Sponsorin der vier Roboter und deren Steuerung ist am Projekt massgeblich beteiligt. «Das RFL zeigt die Kompetenz von ABB im Bereich Robotik: Als Partnerin von einer der bedeutendsten Architekturfakultäten der Welt engagiert sich ABB für den Wissenstransfer zwischen Forschung und Industrie», sagt Frank-Peter Kirgis, Global Business Line Manager von ABB.

«Mit dem RFL machen wir einen wichtigen Schritt in Richtung einer digitalen Baukultur», sagt Professor Matthias Kohler, der zusammen mit Professor Fabio Gramazio eine der acht Professuren des Instituts für Technologie in der Architektur leitet, die das «Arch_Tec_Lab» zusammen realisiert haben. Tobias Bonwetsch, Projektleiter, der das RFL schon seit Projektbeginn 2010 leitet, fügt an: «In diesem Labor werden wir die Zukunft des Bauens ausloten.» Eine spannende Herausforderung im Hinblick auf die einzigartige Möglichkeit, zweistöckige Objekte im Massstab 1:1 in einem Labor herstellen zu können.

Wie sieht sie aus, die Zukunft des Bauens?

Digitalisierung und Automatisation sind auch in der Baubranche auf dem Vormarsch. Zwar langsamer als in anderen Branchen, aber doch unaufhaltsam. Das Bauen wird in der Zukunft digitaler, modularer und automatisierter. Dahinter steckt die Idee, dass eine geschlossene, digitale Kette sämtliche Schritte im Bauprozess verknüpft – vom Entwurf bis zum Bau. Und dank Robotern ergibt sich für Architekten eine Vielzahl von neuen Gestaltungsformen und Funktionalitäten. Roboter schliessen so im Baubereich einen «Fabrication Gap» – was bedeutet, den Graben zwischen Entwurf und Realität, zwischen Plan und Umsetzbarkeit zuzuschütten. Der Architekt plant, was umsetzbar ist. Der Roboter baut, was geplant ist.

Eine anschauliche Erklärung davon, wie Roboter in der Baubranche eingesetzt werden können, bietet der Vergleich mit dem dreidimensionalen Druckverfahren. Roboter im Bau können, genau wie 3D-Drucker, einem Objekt während des Entstehungsprozesses eine gewisse Form geben und damit dessen Funktionalität bestimmen. Einzig, dass der Roboter nicht mit Tinte, sondern zum Beispiel mit Holzlatten oder mit Backsteinen arbeitet. Dabei entstehen Formen und Konstrukte, deren Fabrikation von Menschenhand zwar möglich, allerdings extrem aufwendig wäre. Ein Modul des geschwungenen Dachs des «Arch_Tec_Lab» zum Beispiel kann von einem Roboter in rund 10 Stunden zusammengenagelt werden. Menschen bräuchten für die gleiche Arbeit mehr als 100 Stunden. Dabei ersetzt die Maschine den Menschen nicht, sondern erschliesst vielmehr Architekten ein bisher nur wenig genutztes, gestalterisches Potenzial. Eine Architektin, die einen Bauroboter zur Verfügung hat, ist also gestalterisch freier und weniger an die Grenzen traditioneller Bauweisen gebunden. Somit entscheidet die Architektin nicht aus Kostengründen, ob sie eine gerade oder eine geschwungene Wand baut, sondern aus ihrem Gusto für Design.

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