Fügekunst - Experimentelle Holzstrukturen

Im Laufe der Industrialisierung hat sich die Holzbaukultur grundlegend verändert. Viele traditionell handwerklich hergestellte Holzverbindungen sind weitestgehend durch standardisierte Stahlverbindungen ersetzt worden. Um die anisotrope Struktur des Holzes zu homogenisieren, wurden verschiedenste Holzwerkstoffe entwickelt und dadurch wesentliche charakteristischen Eigenschaften des Holzes eliminiert. Die Materialeigenschaften von Holz nutzen um von ihnen zu profitieren statt gegen sie anzukämpfen soll wesentliches Leitbild dieser Arbeit sein. Holz hat außer ökologischen Vorteilen ein signifikantes künstlerisches Potenzial. Es ist ein dynamisches, fast interaktives Material, das sich mit den Klimabedingungen verändert und vice versa die Umgebung beeinflusst. Darüber hinaus haben wir heutzutage die Möglichkeit mit Hilfe des Computers uns die Herausforderung zunutze zu machen, welche die Komplexität der jeweils individuell unterschiedlichen Werkstücke an eine Bearbeitung stellt. Das künstlerische Potential materialbedingter Unikate kann neu erschlossen werden. Seine Lebendigkeit und spezifische Qualität erzeugt eine produktive Spannung zwischen Gestaltern, Material und Nutzern. Viele traditionelle Konstruktionen wie etwa die japanischen Holzverbindungen, die aus der natürlichen Struktur des Holzes schöpfen, sind handwerklich aufwendig, teuer und daher heute unökonomisch. Im CAD/CAM und besonders im parametrischen Modellieren sehen wir jedoch geeignete Werkzeuge, diese Konstruktionen neu zu interpretieren und hier neue Wege für Möbelbau und Holzarchitektur zu eröffnen. Statt abstrakte Entwürfe zu produzieren und danach ein geeignetes Material für die Realisierung zu suchen, gehen wir von den spezifischen Eigenschaften des Holzes aus. Von dieser materialorientierten Designmethode erwarten wir uns eine neue Ästhetik der Holzverwendung, welche die konstruktive Logik des Materials mit einem zeitgemäßen kulturellen Ausdruck verbindet. Qualitäten traditioneller Handwerkskunst sollen durch avancierte Verfahren digitaler parametrischer Systeme und Maschinensteuerung erforscht und erschlossen werden und in Serien von Holzverbindungen und - Strukturen getestet werden. Neben theoretischer Forschung wird sich die Arbeit vor allem auf praktische Experimente stützen. Hierbei werden bekannte Holzverarbeitungsmethoden, wie Bugholz (Thonet), tragende gekrümmte Sperrholzflächen (Eames) und neue materialbasierte Ansätze des Avantgarde-Designs (IBOIS Lab der EPFL Lausanne, ETH Zürich und ICD Stuttgart) als Forschungsgrundlage herangezogen. Eine intensive Untersuchung der spezifischen Materialeigenschaften einerseits und der Analyse von Fügemethoden andererseits bildet die Grundlage unserer Forschung. In weiterer Folge werden mit Hilfe der gewonnenen Kenntnisse Entwurfssysteme und Geometrien entwickelt, die eine spezifische Materialintelligenz inne haben. Anhand von Experimenten an kleinmaßstäblichen Objekten über größere Strukturen bis hin zu nutzbaren architektonischen Räumen werden geometrische Phänomene vertieft untersucht wie etwa gekrümmte Schalen, dynamische flexible Systeme, sowie visuelle und physische Strukturen mit bestimmten Eigenschaften (transluzent, strukturiert, biegbar, bewegend, anpassbar, verändernd etc.) Ein interaktiver physischer Blog wird die Prozesse der Forschungsarbeit dokumentieren und die Schnittstelle für einen öffentlichen Austausch sein. In regelmäßigen Ausstellungen werden hier Versuchsergebnisse gepostet und eine Platform für Vorträge und Workshops geschaffen. Großmaßstäbliche Installationen zeigen Schlüsselmomente der Forschungsresultate an verschiedenen Orten in Europa und den USA.

Das Ziel des Projekts bestand darin, aus einer inhärent material-basierten architektonischen Entwurfsmethode erweiterte Formen einer zeitgenössischen Ausdrucksweise von Holzstrukturen abzuleiten, die viele Reaktionen auf wichtige Themen unserer Zeit einschließen. Ein Schwerpunkt lag auf der Untersuchung spezifischer Formen, die sich aus dem wieder aufleben lassen von traditionellen Verbindungstechniken ergeben können, und die mit einem Verständnis für das Material im Kontext einer digitalen Produktionskette einhergehen. Mit diesem material-orientierten Ansatz werden Strukturen nicht für eine bestimmte Nutzung entworfen, sondern eröffnen aufgrund ihrer spezifischen räumlichen und geometrischen Eigenschaften vielfältige Interpretationen und Möglichkeiten zur Nutzung. Das Team folgte dieser Zielsetzung in einem ergebnisoffenen Prozess entlang zweier Untersuchungsrichtungen in parallelen Projekten: Interlocking Spaces und Branch Formations. Bei Interlocking Spaces ging es darum, traditionelles Wissen über das Tischlereihandwerk wiederzubeleben und es mit Hilfe modernster digitaler Werkzeuge und Verarbeitungstechniken in den zeitgenössischen Diskurs zu übertragen. Das Team entwickelte ein präzises Stecksystem aus Holzbalken, mit dem ineinandergreifende und nicht hierarchische Konstruktionen gebaut werden können, die sich selbst stabilisieren, ohne zusätzlich erforderliche Metallverbinder. Die Entwicklung von Werkzeugen und Methoden führte zu verschiedenen experimentellen Realisierungen und digitalen Studien von Strukturen, die sowohl Differenzierung und Regelmäßigkeit, als auch Spezifität und Verallgemeinerung verhandelten. Darüber hinaus ermöglichten solch lösbare Verbindungen die Entwicklung eines anpassungsfähigen modularen Systems, das ein breites Spektrum an spekulativen Anwendungen in künstlerischen und architektonischen Kontexten bietet. Branch Formations war eine Untersuchung verschiedener Ansätze zur Aktivierung und Nutzung des Potenzials der bereits von Natur aus optimierten Form von gegabelten Baumästen als fertige strukturelle Knoten. 3D-gescannte Holzelemente wurden zu umfangreichen digitalen Katalogen zusammengestellt und zu komplexen digitalen Modellen zusammengesetzt. Es wurden verschiedene Werkzeuge und Methoden entwickelt, die eine kontrollierte und flexible Arbeit mit großen Mengen ähnlicher, jedoch einzigartiger und komplexer unregelmäßiger Teile ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Vielzahl von Möglichkeiten für eine neue Art von Designansatz, der auf einem vordefinierten Inventar komplexer Teile basiert und die Spannung zwischen Unregelmäßigkeit und Regelmäßigkeit, Zufall und Kontrolle, sowie dem Natürlichen und dem Künstlichen erforscht. Die entstehenden Formationen sind zutiefst von der materiellen Logik (des Holzes) geprägt, die mit einem Ordnungsprinzip überlagert wird. Es entsteht eine besondere räumliche Form, die als struktureller Rahmen für eine neue architektonische Typologie dienen könnte. Die Erkenntnisse und der entwickelte Arbeitsablauf könnten erhebliche Auswirkungen auf die Forschung und die Baupraxis im Zusammenhang mit der Wiederverwendung von existierenden Bauteilen haben. Durch das Erschließen von Handwerk als ergänzende Technik zu einer digitale Fertigung, insbesondere durch Experimente mit Augmented-Reality-Anwendungen, eröffneten sich in beiden Projekten neue Möglichkeiten für eine niedrigschwellige Kultur einer zugänglichen und demokratischen Herstellung, die modernste Technologie mit intuitiven Low-Tech-Methoden kombiniert.