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Hauchdünn geschalt

Future Tree in Esslingen im Kanton Zürich

Eine luftige, ausladende Krone über einem soliden Stamm mit rauer Sichtbetonoberfläche – der Future Tree im Außenbereich der Erweiterung des Hauptsitzes des Unternehmens Basler & Hofmann im schweizerischen Esslingen lässt das Vorbild aus der Natur zweifelsfrei erkennen. Weniger offensichtlich ist die präzise digitale Planung und robotergesteuerte Ausführung des Bauwerks, das an zwei Seiten an das Bürogebäude anschließt und zur Straße hin auskragt.

Das Projekt entstand unter Federführung von Gramazio Kohler Research in Zusammenarbeit mit der Professur für Physikalische Chemie von Baumaterialien an der ETH Zürich.

Bild: Joris Burger / Gramazio Kohler Research, ETH Zürich

Die Krone des Future Trees ist ein Hebelstabwerk aus 380 Holzelementen, dessen Geometrie sich vom Tragverhalten ableitet.

Bild: Axel Crettenand / Gramazio Kohler Research, ETH Zürich

Die Struktur besteht aus acetyliertem Kiefernholz, Vollgewindeschrauben sowie Spannkabeln.

Bild: Axel Crettenand / Gramazio Kohler Research, ETH Zürich

Das Projekt entstand unter Federführung von Gramazio Kohler Research in Zusammenarbeit mit der Professur für Physikalische Chemie von Baumaterialien an der ETH Zürich. Die Krone des Future Trees ist ein Hebelstabwerk aus 380 Holzelementen, dessen Geometrie sich vom Tragverhalten ableitet. Die Struktur besteht aus acetyliertem Kiefernholz, Vollgewindeschrauben sowie Spannkabeln. Gefertigt und zusammengesetzt wurden die Holzelemente mit einem Industrieroboter.

Der Stamm aus Sichtbeton hingegen wurde mithilfe einer nur 1,5 Millimeter starken Schalung erstellt. Das zugrunde liegende System nennt sich „Eggshell“ und wurde von Gramazio Kohler Research entwickelt. Die Schalung druckte ein sechsachsiger Roboterarm mit vertikaler Linearachse in einem kontinuierlichen Prozess nach dem Prinzip des Fused Deposition Modeling (FDM).

Anschließend ließ man die Bewehrung inklusive Abwasserrohr einbringen und einen fließfähigen, schnell aushärtenden Beton im schichtweisen Gießverfahren einfüllen. Durch das Verhalten des Betons blieb der hydrostatische Druck auf die dünnwandige Schalung gering; auch die feine rhombische Oberflächenstruktur trug zur Stabilisierung bei. Nach der Aushärtung des Betons wurde die Schalung mithilfe von Heißluftpistolen abgelöst.

Die innovative Art der Schalungsherstellung zeigt, wie sich nicht standardisierte, statisch optimierte Betonkonstruktionen effizient verwirklichen lassen – bei gleichzeitiger Integration von Standardbewehrung und einer Reduktion von Schalungsabfällen.

Entwicklung: Gramazio Kohler Research in Zusammenarbeit mit der Professur für Physikalische Chemie von Baumaterialien, beide ETH Zürich