Die Ansicht Nordwest auf das Professurgeschoss und die darunterliegende Robotikhalle.
Andrea Diglas / ITA/Arch-Tec-Lab AG
Sechs Jahre dauerten die digitalen Planungs- und Bauprozesse für das Arch_Tec_Lab, ein Reallabor und Neubau auf dem Campus Hönggerberg der ETH Zürich. An dem Bau waren Architekten, Bauingenieurinnen, Gebäudetechniker und Bauphysikerinnen aus sechs Professuren des Instituts für Technologie in der Architektur der schweizerischen Universität beteiligt, um die neuesten Erkenntnisse im Maßstab 1:1 anzuwenden: digitale Technologien und kollaborative Planungsprozesse. Auf diese Weise wollte man zu einer ressourcenschonenderen und räumlich verdichteten Bauweise kommen. Im Kapitel "Bauplanungsrecht" des Springer-Fachbuchs "Immobilienwirtschaftslehre – Recht" heißt es beispielsweise zu letztem Punkt: "Nach der genannten Bodenschutzklausel des § 1a BauGB sind zur Verringerung der zusätzlichen Inanspruchnahme von Flächen für bauliche Nutzungen die Möglichkeiten der Entwicklung der Gemeinde insbesondere durch Wiedernutzbarmachung von Flächen, Nachverdichtung und andere Maßnahmen zur Innenentwicklung zu nutzen sowie Bodenversiegelungen auf das notwendige Maß zu begrenzen."
Entscheidend aber sind die Verknüpfung der Teilmodelle und der Blick auf das Gesamtmodell. Denn erst die gemeinsame Betrachtung aller Gewerke zeigt mögliche Problembereiche und Konflikte auf.
(Aus dem Kapitel "Planen und Vorbereiten mit BIM und Lean Design Management" aus dem Springer-Fachbuch "Projektmanagement im Hochbau")
Robotisch vorgefertigtes Holzdach
Der Bau entstand auf dem Dach einer bestehenden Parkgarage, über einen Steg ist er mit dem bestehenden Gebäude des Departements Architektur verbunden. Damit dies funktioniert, setzen die Wissenschaftler auf eine Leichtbautechnologie. Pro Kubikmeter verbauten sie 240 Kilogramm Masse. Bei der Dachkonstruktion setzte man auf Holz, beim Skelett des Tragsystems auf Stahl. Diese Wahl hat laut den Wissenschaftlern gleich mehrere Vorteile: Die Stahlstruktur kommt ohne tragende Kerne und Schächte aus, was zu einer flexiblen Nutzung und einer ebensolchen Raumgestaltung führt, die immer wieder anpassbar ist.
Das zweigeschossige Professurgeschoss mit verglastem Fluchttreppenhaus.
Andrea Diglas / ITA/Arch-Tec-Lab AG
Das geschwungene Holzdach, es ist insgesamt 2.300 Quadratmeter groß, wurde komplett von einem Portalroboter vorgefertigt. Aus über 48.000 einzelnen Kanthölzern mit Längen bis zu 3,10 Metern entstand eine Dachstruktur mit Spannweiten von rund 15 Metern. 168 seriell gefügte, robotisch assemblierte und genagelte Fachwerkträger führen die Lasten in fünf Feldern auf Stahlträger ab. In ihnen ist auch die Technik vom Brandschutz bis zur Beleuchtung integriert.
Emissionsfreies Betreiben
Um das Gebäude emissionsfrei betreiben zu können, befinden sich in der doppelten Bodenstruktur unter anderem 120 sogenannte Airboxen, die an das Anergie-Netz des Universitätscampus angeschlossen sind. Während die Boxen die Lüftung übernehmen und gleichzeitig als Heizung und Kühlung des Gebäudes übernehmen, beherbergt der doppelte Boden zum einen das Leitungsnetz, zum anderen sorgt er dafür, dass die Luft durch leichten Überdruck über Bodenauslässe in die Räume gelangt.
Der kollaborative Ansatz zeigt sich nicht nur in der Entstehung, auch im Neubau selbst wird es keine Einzelbüros mehr geben. Man setzt hingegen auf mehr Gemeinschaftsfläche für kleinere und größere Gruppen. Das im Erdgeschoss geplante Robotic Fabrication Laboratory soll ein Ort für interdisziplinäre Experimente im Bauwesen werden. Ein Ein deckenmontiertes Portalsystem ermöglicht hierbei die großmaßstäbliche Ausführung von Bauaufgaben mittels vier kooperierender Industrieroboter.