Konstruktiver Abfall: Studierende bauen Upcycling-Pavillon „Crush Up“

Pappe, Papier und alte Modelle: Mit „Crush Up“ präsentiert das „CoLab“ der Technischen Universität Berlin einen kuppelartigen Pavillon, der rein aus institutseigenen Abfallprodukten hergestellt ist. Entwickelt haben die Studierenden den Prototypen mithilfe digitaler Entwurfsmethoden und analoger Fertigungsverfahren.

Technische Universität Berlin

kl | 16.08.2022

Umweltschädliche Kohlenstoffdioxid-Emissionen werden zum Großteil von der Baubranche produziert. Um die zukünftigen Architekt*innen für dieses Thema zu sensibilisieren, hat sich die Lehre vieler Hochschulen zur Aufgabe gemacht, bereits im Studium neue Wege für eine nachhaltige und umweltbewusste Planung aufzuzeigen. An der Technischen Universität Berlin (TU Berlin) hat das „Collaborative Design Laboratory“ (CoLab) des Fachgebiets „Architekturdarstellung und Gestaltung“ unter der Leitung von Prof. Dr. Ignacio Borrego einen nachhaltigen Pavillon namens „Crush Up“ entworfen und umgesetzt. Mithilfe digitaler Methoden haben die Studierenden den modularen Kuppelbau geplant und schließlich mit tatkräftigem Einsatz realisiert. Der vollständig aus zerkleinerten Abfällen des Studienalltags bestehende Prototyp wurde erstmals am 22. Juli 2022 auf der Jahresausstellung des Instituts für Architektur (ifA) der TU Berlin präsentiert.

Ideen der Wiederverwertung

Berge an zerschnittener Graupappe, meterlange Skizzenrollen und hunderte Arbeitsmodelle: Im Architekturstudium fallen tagtäglich Unmengen an Abfallprodukten an. Auf dieser Grundlage ist die Vision entstanden, eigene Abfälle wiederzuverwenden und in eine Konstruktion zu übersetzen. In den ersten beiden Semestern des Projekt-Seminars haben die Studierenden Methoden eruiert, wie genau die Abfallprodukte recycelt werden könnten und welche Konstruktionsmöglichkeiten dafür bestehen. Der nächste Schritt bestand darin, eine geeignete Form zu finden. Aufgeteilt in fünf Gruppen, haben die Teilnehmer*innen Entwürfe für offene Kuppelbauten geliefert. Letztlich wurde eine der Arbeiten für die Umsetzung ausgewählt.

Mit digitalen Methoden zum modularen Kuppel-Entwurf

Um bestmöglich mit dem Material umgehen zu können, galt es die Kuppel-Konstruktion in Module zu unterteilen. Die komplexe Konfiguration der dadurch entstandenen freien Formen und gekrümmten Elemente übernahm hierbei der Rechner. Durch aktuelle parametrische 3D-Planungstools fällt es zunehmend leichter, auch komplexe Entwürfe, wie die modulare Ausführung von Schalen und Kuppeln, geometrisch präzise zu beschreiben und planbar abzubilden. Neben der statischen Planung war es wichtig, die Möglichkeiten für die analoge Umsetzung zu prüfen: Denn zu große Elemente ließen sich nicht in der Schalung mit den vorhandenen Werkstattpressen in Form bringen. In der Planung sind somit kleine Elemente mit unterschiedlicher Konfiguration entstanden, die entsprechend ihrer Position anzufertigen sind. Ein Modell aus dem 3D-Drucker stellt schließlich anhand unterschiedlicher Farben die jeweiligen Modultypen dar.

„Die Verwendung neuer digitaler Entwurfsmethoden in der Lehre ist notwendig. Dank ihnen lassen sich komplexe Formen entwickeln, die bereits berechnet und schließlich mit analogen Mitteln umgesetzt werden können.“ Prof. Dr. Ignacio Borrego

Raus aus dem Müllcontainer, rein in die Schalung

Im dritten Semester des Prozesses, haben die Studierenden mit dem Bau des Prototypen begonnen. Aber: Ohne Abfall, kein Baustoff. Egal ob altes Modell oder vergessener Plott – um an das Material zu gelangen, hat das Fachgebiet den Studio-Müll des gesamten Instituts angefordert. Zur Herstellung der Module muss der Papier- und Pappabfall zerkleinert und mit unter anderem Wasser und Kleister versetzt werden, der als organisches Bindemittel dient. Danach wird das Gemisch in eine Schalung aus Holz und Polyurethan gefüllt, mithilfe von Werkstattpressen eine Stunde unter Druck gesetzt und anschließend drei Wochen lang getrocknet. Mit diesem Verfahren konnten die Studierenden in Handarbeit 284 circa vier Kilogramm schwere Komponenten herstellen, von denen sie letztlich 210 in dem Prototypen verbaut haben. Mit der Entwicklung von „Crush Up“ haben die Lehrenden und Studierenden weiterhin das Ziel, das Potential bisher ungenutzter Ressourcen zu beleuchten, Upcycling-Strategien verstärkt zu verfolgen und angewandte Materialforschung zu betreiben.

„Wenn man etwas baut, hat man meist andere Schwierigkeiten als die Vision. Entweder ist etwas zu teuer oder hält beispielsweise einfach nicht. Auf diese Probleme treffen die Studierenden erst beim Bauen, nicht beim Zeichnen.“ Prof. Dr. Ignacio Borrego