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Hochschule Düsseldorf
University of Applied Sciences
Fachbereiche Architektur & Design
Peter Behrens School of Arts
​​​​​​​​​​​​​​​​​​​Als integraler Bestandteil des Neubaus der Hochschule Düsseldorf hat über einen
 Zeitraum von drei Jahren ein Team aus Studierenden und Beschäftigten des
Fachbereichs Architektur (PBSA) eine 16 Meter hohe Betonstütze gestaltet, die
alle Etagen des Gebäudes durchdringt und bereits beim Betreten des Foyers als charakteristisches Element auf die Nutzung durch die PBSA verweisen wird.
Seit 2013 wurden in von Prof. Oliver Kruse initiierten Masterkursen zum Thema
Kunst am Bau wesentliche gestalterische Konzepte hierfür entwickelt.
Das architektonische Projekt wurde gemeinsam mit Prof. Moritz Fleischmann,
Dozent für Architekturinformatik und Franz Klein-Wiele, dem Leiter der Werkstatt
für Prototypen und Modellbau, mit Hilfe modernster Computertechnologien,
robotischer Fertigungstechniken und interdisziplinärerer Forschung realisiert.​
In dem Zusammenhang​ auch interessant:

​​Prof. Oliver Kruse (Wahrnehmungs- und Gestaltungslehre, PBSA​)
Prof. Moritz Fleischmann (Architekturinformatik​, PBSA)
Franz Klein-Wiele (Werkstattleiter der Modellbau und Prototypenwerkstatt​, PBSA)​
Vera Lossau (​Research Assistant - Wahrnehmungs- und Gestaltungslehre, PBSA)

Weitere Informatinen zum Projekt finden Sie unter www.tricolumn.de

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​Gestaltung

Als integraler Bestandteil des Neubaus der PBSA wurde eine 16m hohe, tragende Betonstütze, die alle Etagen des Neubaus der HSD durchdringt, von Stundenten der Peter Behrens School of Arts (PBSA) gestaltet und realisiert. Von 2013 – 2016 wurden in von Prof. Oliver Kruse initiierten, semesterübergreifenden Masterkursen zum Thema Kunst am Bau, wesentliche gestalterische Konzepte entwickelt und die organisatorischen Grundsteine für das Projekt geleg​t.​ Die Herausfoderung der Form zeigte sich in den ersten Über-legungen zur CNC-gestützten Realisierung. Die Säulenform wies konvexe polyedrischen Körper auf, führ die bisher keine traditionelle Schalungsmethode entwickelt wurde. 
Während spezielle Formen wie konische Netze eine gleichmäßige Verschiebung ohne Typologieveränderung zulassen, erzeugt ein konvexer polyedrischer Körper mehrere Überschneidungen, die im Gegenzug keinen eindeutigen Scheitelpunkt der betroffenen Flächen aufweisen und somit keine sinnvolle Schnittlinien der einzelnen Schalungsbretter erkennbar definieren.​

 


Architekturinformatik


Motiviert von der Herausforderung Dreiecksnetze zur Fertigung einer Flächenschalung konvexer polyedrischer Körper zu optimieren, um diese CNC-gestützt realisieren zu können, konstruierten Thilo Rörig (Institut für Mathematik, TU Berlin) und Prof. Moritz Fleischman mit Research Assistent Nick Westendorf und dem Studententeam Farbrication ein Werkzeug, das konstante Flächenparallel-verschiebungen ermöglicht.​​Dieses enthält den Ansatz, den Scheitelpunkt der Ur-sprungsform in mehrere Scheitelpunkte bei einer Flächenparallelverschiebung auf-zuteilen, um die Holzschalung aus planaren Flächen konstruieren zu können. Vereinfacht beschrieben wird hierzu die Winkel-halbierende der jeweils tangierenden Flächen des Ursprungskörpers ermittelt
und als Ebene entlang der Schnittlinie aufgezogen. Wiederholt man dies an den des Scheitelpunktes zugehörenden Flächen, erhält man durch die konstruierten Ebenen neue Schnittpunkte, in die der Ursprung-scheitelpunkt geteilt wird. Die Verbindungs-linien der Punktbezüge ergeben die Schnitt-kannten der planaren aufgedickten Körper, deren Geometrie die Schalungsbretter darstellt.



Fabrikation


Die „PBSA TRICOLUMN“ setzt sich aus vier Einzelelementen zusammen, die das Gebäude vom Erdgeschoss bis zum dritten Obergeschoss in einer Höhe von ca. 16 m durchdringen. Für den Aufbau der Säule werden vier Holzschalungen entwickelt, die anschließend vor Ort am Campus Derendorf mit Beton aufgefüllt werden. Die gesamte Schalung wird mit Hilfe modernster 5-Achs CNC Bearbeitungsmaschinen in den „Werkstätten für Modellbau und Prototypen“ der PBSA unter Leitung von Franz Klein-Wiele und Tobias Urton hergestellt.
Jede Schalung setzt sich aus vier Konstruktionselementen zusammen:
Einer inneren, formgebenden Schalung
Drängbretter, die senkrecht auf der inneren Schalung stehen und den Druck des Betons aufnehmen, Einer Verkleidung, die sowohl die Drängbretter als auch die innere Schalung beim Transport und Positionieren auf der Baustelle schützt, Eine von der Firma Peri gesponserten „Peri-Varioschalung“, die über die Schalung geschoben und mit Stahlankern ver-schlossen wird. Diese verhindert das Auseinanderbrechen der inneren Schalung und nimmt den Druck des Betons vollständig auf.​​​



Auszeichnungen


​​Gewürdigt wurde das Projekt bereits auf
der AAG 2016 (Advances in Architectural Geometry) in Zürich. Zudem erhielt das Projekt „Tricolumn“ den Ehrenpreis der „Düsseldorfer Jonges“.Neben dem technischen Aspekt der Arbeit, ist vor
allem die Nutzung im Schalungsbereich zu beachten. Während derzeit angesprochene komplexe Formen durch aufwändige
CNC-gefräste Negativschalungen realisiert werden, erzeugt die Schalung durch einzelne zusammensetzbare Panele vergleichbar deutlich weniger Abfall. Für diesen Herstellungsprozess geeignetes Material wie Holz zeichnet sich zudem durch seine geringen Kosten und seine Wiederverwendbarkeit aus. Die einzelnen Schalungsbretter bieten deutlich bessere Transportmöglichkeiten und ermöglichen größere Schalungsabschnitte als die herkömmlichen Verfahren. Ein neuer Prozess, der hohes Potenzial für zukünftige Arbeiten in der Architektur verspricht. Die fertige Säule kann im Gebäude 6 auf dem Campus der HSD besichtigt werden.​







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Credits zum Projekt ´TRICOLUMN​​´



Kunst am Bau 2016  (HSD)
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Prof. Oliver Kruse 
(Gestaltungslehre, PBSA)
Prof. Moritz Fleischmann 
(Architekturinformatik, PBSA)
Franz Klein-Wiele 
(Werkstatt Modellbau & Prototypen, PBSA)


Scientific Development

Dr. Thilo Rörig 
(Institut für Mathematik, TU BERLIN)


Research Assistants

Nick Westendorf 
(Architekturinformatik, PBSA)
Vera Lossau 
(Gestaltungslehre, PBSA)

​Fabrication

Tobias Urton 
(Werkstatt Modellbau & Prototypen, PBSA),
Lennart Efsing, Lisa Kentner, Christoph Laubuhr, Lisa Ocampo, Alexander Polomka, Dominika Richartz, Marc Schneider, Lea Schumschal, Karina Voß, Nick Westendorf

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Construction & Assembly

Norman Kamp, Annika Grimm, Max Grütering, Pia Heidrich, Lisa Hoffmann, Teresa Hohn, Annika Köster, Thorsten Kreuter-Heitmann, Stephan Lauer, Tim Nowak, Anastasia Papadopoulou, Wei Peng, Mike Ruttkowski, Svenja Wenzel, Anita Widera, Wei Xu, Yongqi Zhang​

Design Development

WS14/15 – WS15/16: Jenni Bäusch, Jan Bieschin, Gina Böhmer Julia Brod, Nina Dempke, Julia Deventer, Andrej Ekkert, Karina Golikova , Till Grützner, Nils Hahn, Franziska Hauck, Martin Herrmann, Charlotte Irmer, Michelle Kapousouzoglou, Anna Kinnigkeit, Anna Knop, Michael Lommes, Samira Lorenz, Marius Maier, Thomas Meissner, Grete Miländer, Elena Miegel, Christian Monning, Nadia Niebel, Anastasia Pätkau, Nicole Paniewski, Dajana Piechulek, Lea Priske, Aline Putze, Kirsten Reher, Juna Ryang, Ines Schauberger, Saskia Schulten, Maike Schulz, Jennifer Schulz, Matthias Stromberg, Silke Wanders, Marvin Wetekam, Martirosyan Zarui

​Support

Beton Marketing West GmbH, Bächer Bergmann GmbH, BLB NRW, Drees & Sommer, MBN Bau Aktiengesellschaft
Nickel & Partner Architekten, PERI GmbH,
VaryLAB


​In collaboration with

SFB Transregio 109: Discretization in Geometry and Dynamics


Funding

PERI GmbH, MBN Bau Aktiengesellschaft
Holcim GmbH, SPAX International GmbH & Co. KG, Beton Marketing West GmbH, HiFF Hochschulinterne Forschungsförderung der HSD
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