Deckflügelschalen als Vorbild

Im Innenhof des Victoria & Albert Museums ist zurzeit ein experimentelles Bauwerk zu sehen: der Elytra Filament Pavilion. In dem Projekt werden die Prinzipien biologischer Faserstrukturen durch computerbasierte Entwurfs- und Fertigungsverfahren in die Architektur übertragen.

Die filigrane Konstruktion des etwa 200 Quadratmeter großen Pavillons besteht ausschließlich aus robotisch gefertigten Glas- und Carbonfaserelementen. Die Industrieroboter folgten dabei einem speziell entwickelten Webverfahren. So entstanden 40 hexagonal gefertigte Zellkomponenten. Jede dieser Komponenten wiegt im Durchschnitt 45 Kilogramm. Drei Stunden dauerte die durchschnittliche Herstellungsdauer.

Ein Tragwerk im Veränderungsprozess

Entwickelt wurde diese Methode von Wissenschaftlern des Instituts für Computerbasiertes Entwerfen (ICD) sowie des Instituts für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart. Inspiration und Vorbild waren den Forschern dabei die Deckflügelschalen flugfähiger Käfer. Diese werden Elytren genannt.

Verbunde aus zwei oder mehreren Werkstoffen wurden entwickelt, deren Eigenschaftsprofile sich anwendungsspezifisch zusammensetzen lassen. In der Fachsprache spricht man von Verbundwerkstoffen, die im angelsächsischen Sprachbereich auch als "Composites" bezeichnet werden. (aus dem Kapitel "Verbundwerkstoffe" des Springer-Fachbuchs "Handbuch für Technisches Produktdesign")

Die Elemente bilden ein extrem leichtes und hochleistungsfähiges Tragwerk, das sich zudem in einem Veränderungsprozess befindet. Denn auch während der Ausstellung arbeitet eine Roboter-Fertigungseinheit vor Ort, die von Echtzeitsensoren gesteuert wird. Die Sensoren sind in der Dachkonstruktion installiert und reagieren auf die Bewegungen der Besucher. Anhand der wahrgenommenen Daten ergänzt die Robotereinheit den Pavillon. Oder sie baut ihn zurück. Dem Betrachter bietet sich so ein wandelndes, räumliches Erlebnis im Museumsgarten.

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Technologiefortschritte als Katalysatoren

Mehrere Jahre haben die Architekten Achim Menges und Moritz Dörstelmann zusammen mit dem Bauingenieur Jan Knippers und dem Klimaingenieur Thomas Auer an der Entwicklung der Technik gearbeitet. Laut dem Museum verbindet die dabei entstandene Herstellungstechnik die Prozesse des Entwerfens und der Konstruktion miteinander. Außerdem würden die Auswirkungen der Computer- und Robotertechnologien untersucht. Menges sagt: "Technologiefortschritte in der Herstellung waren schon immer Katalysatoren für Design-Innovationen, dies wird nirgendwo deutlicher als im V&A."