«Diese Decke wurde nicht gezeichnet, sondern programmiert», sagte Fabio Gramazio bei der gestrigen Presseführung durch das neue Gebäude mit dem Namen Arch_Tec_Lab. Es vereint die bisher verstreut am Hönggerberg untergebrachten zehn Professuren, welche zusammen das Institut für Technologie in der Architektur ausmachen. Das Prunkstück ist besagte Decke, bestehend aus 48 000 Holzlatten, zusammengefügt zu 168 Trägern, die miteinander ein kunstvoll gewelltes Ganzes von 2300 Quadratmetern Fläche ergeben. Die Programmierung besteht im Festlegen von Regeln, erklärte Gramazio: zum Beispiel, in welchem Abstand die Nägel einzuschlagen sind, damit an jedem Punkt die nötige Festigkeit besteht. Wollte man das herkömmlich zeichnen, brauchte es so viel Papier, dass das gar nicht machbar wäre, führte Gramazios Kollege Matthias Kohler aus.

Der Vorteil der neuen Methode: Änderungen – zum Beispiel ein zusätzliches Dachfenster – lassen sich bis zum Schluss vornehmen. Einhergehende Veränderungen im Deckenmuster und daraus resultierende neue Anforderungen für die Vernagelung errechnet der Computer. Speziell an dem Prozess ist gemäss Gramazio auch, dass das Material – in diesem Fall Holz – bereits fester Bestandteil des Planungsprozesses ist. Diese Herangehensweise werde zu ganz neuen Ausdrucksformen in der Architektur führen, ist er überzeugt.


Endfertigung durch Roboter

Die Decke besteht aus einer oberen und einer unteren Schicht mit Zwischenstreben. Die Endfertigung erfolgte durch Roboter. Das Zusammennageln und Zurechtsägen der Latten zu Trägern entsprach dem Prinzip des 3-D-Drucks, erklärte Kohler. Das Arch_Tec_Lab verkörpert somit in idealer Weise, wofür es sich einsetzt: digitales Bauen. Dieses verspricht, die Lücke zwischen den digitalen Technologien und dem physischen Konstruktionsprozess zu schliessen, wie das ETH-Departement für Architektur auf seiner Website schreibt. Die Technik fügt sich auch in den nationalen Forschungsschwerpunkt Digitale Fabrikation ein.

Das Gebäude wurde über einer Tiefgarage errichtet. Es gibt somit auch ein gutes Beispiel für verdichtetes Bauen ab. Als geistiger Vater des Projektes gilt Sacha Menz, Vorsteher des Instituts für Technologie in der Architektur. Er betonte, dass der Bau auch für «eine intensivere interdisziplinäre Zusammenarbeit innerhalb des Instituts» stehe. Indem sechs der im Institut vereinten Professuren am Bau beteiligt waren, wurde bereits die nötige Vorarbeit geleistet. Versteht sich von selbst, dass der sechsjährige Bau- und Planungsprozess weitgehend digital vollzogen wurde.

Einige Besonderheiten

Das Ziel lautete, aufzuzeigen, wie die Digitalisierung zu einer ressourcenschonenden, emissionsfreien und verdichteten Bauweise beitragen kann. Menz verwies diesbezüglich auf einige Besonderheiten des Gebäudes. Zum Beispiel ist es sehr leicht. Bei herkömmlichen Hochbauten werden meist mehr als 400 Kilogramm Material pro Kubikmeter verbaut, hier waren es nur 240.

Der Raumverbrauch für die Gebäudetechnik ist gegenüber herkömmlichen Bauten um ein Drittel minimiert. So gibt es keine Lüftungsrohre. Die Luft strömt über einen Hohlrahm im Boden zu, durch welchen auch alle Kabel verlaufen. Die Entlüftung erfolgt schlicht dadurch, dass die Gebäudehülle nicht hermetisch abgedichtet ist. Platzsparend und kommunikationsfördernd wirkt, dass es keine Einzelbüros gibt, dafür Gemeinschaftsflächen für Gruppen. Im Hinblick auf spätere Umnutzungen ist der Bau flexibel, da er allein über Stützen in der Fassade getragen wird. Stahlkonstruktionen bilden Galerien im Obergeschoss. Punkto Energieversorgung ist das Gebäude eingebunden in das ausgeklügelte Gesamtsystem der ETH Hönggerberg mit Wärmetauschern und Erdspeichern.

Das untere Geschoss steht für Experimente bereit. Ein deckenmontiertes Portalsystem mit vier kooperierenden Industrierobotern ermöglicht die grossmassstäbliche Ausführung von Bauaufgaben, wie es in der Medienmitteilung heisst. Initiiert und geplant wurde die Anlage von Gramazio/Kohler, realisiert wurde sie in Zusammenarbeit mit den Firmen ABB und Güdel. Die Decke hatte man extern fertigen lassen. Mit der nun fertigen Anlage liessen sich noch komplexere Aufgaben meistern, sagte Kohler. Dazu tragen Messgeräte bei, die eine präzise Festlegung von Fixpunkten im Raum ermöglichen.