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DIE AUSGANGSLAGE HAT SICH VERÄNDERT!

Lange Zeit hat sich die Innenarchitektur an die geradlinigen Baukör-per angelehnt, deren architektonische Stilrichtungen gerade auch vom Fortschritt der zur Verfügung stehenden Verarbeitungstechniken, Materialien, Farben und Oberflächenstrukturen beeinflusst wurden. Doch seit einigen Jahren brechen einzelne Architekten aus dieser Ge-setzmäßigkeit aus und entwickeln eine über die funktional geradlinige Innenarchitektur hinausreichende neue Dimension. Angestoßen durch skulpturale Entwürfe der in London ansässigen Architektin Zaha Hadid und der experimentierfreudigen Wiesbadener Innenarchitekten-gruppe 3DeLuxe wurden der Architekturwelt neue Impulse gegeben (Abb. 1). Diese gilt es nun, durch entsprechende Technologien und Materialien in die Praxis umzusetzen, was für den zeitgenössischen Innenausbau eine gewaltige Herausforderung darstellt.

DIE PHILOSOPHIE DES DIGITAL WORKFLOWS IST EIN MUSS

Moderne Freiformflächen aus Computerdesign sollen, so direkt wie möglich, ohne „Handarbeit“ und die damit verbundenen Toleranzen in den Innenausbau bzw. den Baukörper umgesetzt werden. Diese

15 INNENARCHITEKTUR VON MORGEN SCHON HEUTE UMGESETZT.

ERFAHRUNGEN UND EMPFEHLUNGEN

FÜR DEN UMGANG MIT INNOVATIVEN MATERIALIEN

Martin Funck

1Cocoon Club, Frankfurt am Main, 3DeLuxe, Transdisciplinary Design

neue Bearbeitungsform folgt der Theorie des Digitalen Workflows, welche auf den drei Elementen „Computer Aided Design” CAD –„Computer Aided Fabrication” CAF – „Computer Aided Installation” CAI beruht. An der Umsetzung dieses Ziels arbeiten Architekten und Designer gemeinsam mit führenden Verarbeitungsbetrieben in Europa.

DIE HEUTE SCHON VERFÜGBAREN MATERIALIEN FÜR DEN

INNENAUSBAU MIT FREIFORMFLÄCHEN IM VERGLEICH

Skulpturale, organische oder biomorphe Entwürfe aus Freiformflä-chen setzen geeignete und verfügbare Materialien voraus. Hier zei-gen sich schnell Grenzen in Umsetzbarkeit, Haltbarkeit, Qualität und Baukosten. Die im Innenausbau üblichen Materialien Gipskarton, Flie-sen, Marmor, Granit oder Holzwerkstoffe und Schichtstoffe können die Anforderung an Freiformen nur sehr begrenzt erfüllen.Bewertet man andere in Frage kommende Materialien, so kommt man zu folgendem Ergebnis: Sichtbeton kann im Innenraum nur mit Einschränkung zur Anwendung kommen, da es als „kaltes“ Material empfunden wird. Leder ist sehr empfindlich, die Nähte sind sichtbar, es ist schwierig zu verarbeiten und nicht reparierbar. Holzoberflächen mit Lack sind sehr aufwändig herstellbar, sehr empfindlich, nahezu nicht reparierbar. Glasfaserverstärkter Kunststoff GFK besitzt eine kratzempfindliche Oberfläche, ist nicht reparierbar, besitzt einen billi-gen bzw. hohlen Klang und hat langfristige Polyesterausdünstungen. Der Mineralwerkstoff hingegen ermöglicht fugenfreie Freiformflä-chen, ist porenlos, homogen und durchgefärbt. Seine Oberfläche ist, da es ein massives Material ist, jederzeit wieder herstellbar. Eventu-elle Schäden sind reparierbar.

MINERALWERKSTOFFE, DIE LÖSUNG FÜR FREIFORM-

FLÄCHEN IM INNENAUSBAU

Daraus folgt, dass diese Werkstoffklasse nahezu ideale Möglichkeiten schafft, Freiformflächen in höchster Präzision und langfristiger Haltbar-keit fugenfrei auszuführen. Die Mineralwerkstoffe lassen sich in zwei Kategorien einteilen:Die polyestergebundenen, die zwar nicht thermisch verformbar sind, sich dafür aber gießen lassen, und die acrylgebundenen, die sich nicht gießen lassen, aber thermisch verformbar sind. Daraus ergibt sich, dass ausschließlich acrylgebundene Mineralwerkstoffe für den in diesem Beitrag angesprochenen Bereich der Gestaltung von Frei-formflächen geeignet sind. Gerade bei Ausschreibungen muss auf dieses Faktum geachtet werden!Folgende Markennamen fallen u.a. unter die acrylgebundenen Mine-ralwerkstoffe: LG HI-MACS® (Produkt und Marke von LG), CORIAN® (Produkt und Marke von DuPont, STARON® (Produkt und Marke von Samsung) etc.

161Innenarchitektur von morgen

Mineralwerkstoff selbst besteht aus etwa 2/3 Aluminiumhydroxid und in dem Fall der acrylgebundenen Mineralwerkstoffe aus 1/3 PMMA (Acryl). Sie werden in Plattenstärken von 6 mm, 9 mm und 12 mm gefer-tigt und haben üblicherweise Abmessungen von 3680 mm/2490 mm× 760 mm. Ihre Farbskala reicht von Unifarben (weiß bis schwarz) über Sand- bzw. Granittexturen in verschiedenen Tönungen, wird den Mo-detrends angepasst und unterscheidet sich herstellerbedingt.Die Herstellergarantie für diese Mineralwerkstoffe reicht bis zu 15 Jahre! Im Allgemeinen erfolgt die Lieferkette über die Großindustrie-unternehmen der Markenhersteller, den Großhandel und den Verar-beiter bzw. den Tischler oder über die Großindustrieunternehmen der Markenhersteller und direkt durch diese akkreditierte und spezia-lisierte Großverarbeiter.

VORAUSSETZUNGEN FÜR DIE HERSTELLUNG VON

FREIFORMFLÄCHEN AUS MINERALWERKSTOFF

Die Anforderungen an Architekten und Designer

Voraussetzung für einen reibungslosen Bearbeitungsprozess ist der komplett abgeschlossene Designprozess und ein durchgängiges Computermodell im IGS-Datenformat. Dies stellt höchste Anforde-rungen an die planenden Architekten und Designer, denn die Kom-plexität des Designs, aber auch aller Funktionen muss umfassend durchdacht sein. Gegebenenfalls notwendig werdende Design-änderungen der Freiformen lassen sich nur durch hohe Kosten im nachfolgenden Fertigungsprozess einbringen, da alle Formen zu-sammenhängen und damit nur im Ganzen zu betrachten und zu än-dern sind. Aufwändige Neuanfertigungen von Formen werden die Folge sein.Darüber hinaus sind in dem Designprozess bereits die technischen Merkmale, Materialeigenschaften und Rahmenbedingungen ab-zuklären: So z.B. die Verformkriterien des Mineralwerkstoffes wie Mindestradien, die von Materialstärke, Produkt, Farbe, Erfahrung und Technologie des Verarbeitungsbetriebes abhängig sind. Darüber hinaus müssen auch die Toleranzen in Betracht gezogen werden, die ebenfalls von Materialstärke und Produkt, aber auch von der Kom-plexität der Freiformfläche, Erfahrung und Technologie des Verarbei-tungsbetriebes abhängen. Nicht zuletzt ist die Kenntnis der notwen-digen statischen Verhältnisse der Unterkonstruktion wie Abhängung, Gewicht, etc. erforderlich.Die Erfahrung lehrt, dass für Projekte mit Freiformflächen in Mineral-werkstoffbauweise der „Joint Design- Engineering Process“, welcher eine frühzeitige Integration des Engineering- bzw. Verarbeitungsbe-triebes voraussetzt, unbedingt empfehlenswert ist. In einer gemein-samen Entwicklung des Projektes werden Schnittstellen bereits im Entstehen entschärft und das gesamte Projekt auch unter dem Aspekt von „Value-Engineering“ optimiert!

162Martin Funck

Die Anforderungen an den Verarbeitungsbetrieb

Der Verarbeiter hat seine umfassende Expertise nachzuweisen, die nicht nur die Bewertung des Entwurfskonzeptes und die qualifizierte Beratung des Architekten oder Designers umfasst, sondern auch die Fähigkeit zur erfolgreichen, komplexen elektronischen Bearbeitung und Aufteilung von Freiformflächen für die notwendigen Verarbei-tungsschritte. Die darauf folgende praktische 3D-Verformung setzt einen Verarbeitungsbetrieb voraus, der neben umfassenden geräte-technischen besonders auch die ingenieurstechnischen Vorausset-zungen einbringen kann. Dies kann weltweit nur durch sehr wenige Großverarbeitungsbetriebe erbracht werden.Es ist unbedingt empfehlenswert, die vor der eigentlichen Auftrags-vergabe zu erbringende ingenieurstechnische Beratung, die zur Ver-fügungstellung von notwendigem Verformungs-„Know-how“ und die gemeinsame Projektentwicklung als Ingenieur- und Beratungs-leistung zu vergüten oder aber sicherzustellen, dass das Projekt zwi-schen Bauherrschaft, Architekten/Designern und Verarbeitungsbe-trieb von Anfang bis Ende gemeinsam und offen realisiert wird.

Anforderungen an den Materialhersteller von Mineralwerkstoff

Die Beratung durch die jeweiligen Materialhersteller bezieht sich grundsätzlich nur auf das Produkt, Farben und Dekore, Materialstär-ken. Weiterführende Fragen über die Komplexität und Grenzen der Verformung von Freiformflächen, die statischen Auswirkungen, Pro-jektberatung, Fragen zur Projektabwicklung, Garantie- und Haftungs-fragen wie auch Aussagen zu Kosten werden und können vom Mate-rialhersteller nicht beantwortet werden. Da die Materialstoffhersteller sich auf Laborversuche stützen, sind ihre Angaben im Bezug auf kom-plexe 3D-Freiformflächen nicht oder nur sehr begrenzt aussagefähig.

BESCHREIBUNG DES LÖSUNGSWEGES ANHAND

DES PROJEKTES HOTEL PUERTA AMERICA, MADRID

An der Avenida America in Madrid wurde von der spanischen Hotel-kette Silken ein 5-Sterne-Hotel errichtet, welches schon von seinem Äußeren her auf sich aufmerksam macht. Jean Nouvel hat die Fassademit PVC-Folien in den verschiedenen Regenbogenfarben überzogen, die er mit überdimensionalen Schriftzügen versehen hat. Auch das Innere überrascht, denn die Namen der 19 beauftragten Architekten und Designer hören sich wie das Who is Who der Architekteninterna-tionale an.Vor allem die zwölf Schlafetagen überraschen, denn jede einzelne wurde einer anderen Architektenpersönlichkeit anvertraut. Auf sie-ben Etagen kam Mineralwerkstoff zum Einsatz, welcher von der Firma Rosskopf & Partner verarbeitet wurde. Beispielhaft soll am 1. OG, welches von Zaha Hadid entworfen wurde, sowohl die Methode, Arbeitsschritte als auch das Endprodukt beschrieben werden.

163Innenarchitektur von morgen

2Das 3D-Modell des Architekten wird elektronisch für den Formenbau in Segmente aufgeteilt

1. Allgemeine Projektinformation

Schon zum Projektstart wurden grundlegende strategische Fragen zwischen allen Projektbeteiligten, den Bauherrn, Architekten und aus-führenden Firmen umfassend geklärt.

2. Projektgespräch mit dem Architekten

Es hat sich bewährt, in einem intensiven Diskurs mit dem Architekten dessen Architekturphilosophie im Allgemeinen und seine Entwurf-strategie im Besonderen zu hinterfragen.Darüber hinaus wurden bereits zu diesem Zeitpunkt die grundle-genden technischen Grenzen festgelegt und über eventuelle Alter-nativen Einvernehmen erzielt, um kosten- und umweltbewusst, aber auch risikominimiert das Projekt planen und umsetzen zu können.In dieser Vorgehensweise lag das Erfolgsgeheimnis, denn schon vor der ersten Abgabe einer Kostenschätzung bzw. des Angebotes konnten frühzeitig technische Hürden, die Kostenrisiken in sich ber-gen könnten, aus dem Weg geräumt.

3. Kostenschätzung und Angebot

Aufgrund der vorliegenden Informationen wurde die Kosten-schätzung bzw. das Angebot erarbeitet, Muster und Modelle gebaut und auch bereits mögliche Kosteneinsparungspotenziale vorberei-tet.Denn gut ausgearbeitete Angebote mit Freiformflächen werden in der Regel verschiedenste Optimierungsansätze beinhalten bzw. auch Risiken aufzeigen.Diese sind in einem der Abgabe des Angebotes folgenden Prozess, der auch „Joint Design-Engineering Process“ genannt wird, im Detail zu besprechen und zu klären.

4. Beauftragung und Umsetzung im „Joint Design-Engineering“-

Prozess und Value-Engineering“-Prozess“

Nach der Beauftragung begann die eigentliche Arbeit des „Joint Design-Engineering“-Prozesses und des „Value-Engineering“-Pro-zesses.Beide Prozesse zusammen waren grundlegend für den Erfolg der Umsetzung von Freiformflächen im Innenausbau und deren Kosten-minimierung!Denn nach der abschließenden Freigabe des Designs durch Ar-chitekten und Bauherren und der Bereitstellung der IGS-Daten an den Verarbeitungsbetrieb kann nur noch kostenaufwändig geändert werden.Die IGS-Daten wurden durch den Verarbeitungsbetrieb in Teilflächen aufgeteilt, die der Materialspezifikation des jeweiligen Herstellers, dem Verformungsgrad und anderen verformungstechnischen Not-wendigkeiten und Erfahrungen entsprechen.Diese Daten von Teilflächen wurden dann für die 5-Achs-CNC-Fräs-

164Martin Funck

3Verformen

4Verkleben

5Schleifen

maschinen vorbereitet und zur Verfügung gestellt, um die notwen-digen Biegeformen zu erstellen (Abb. 2).Mithilfe der Formen und entsprechender Biegevorrichtungen, Pres-sen u.ä. wurden formatierte Mineralwerkstoffplatten thermisch ver-formt und damit zu 100 % der vom Architekten/Designer entwickelten Form angeglichen (Abb. 3).Diese Teilflächen wurden sodann ggf. zu größeren Modulen zusam-mengefügt und mit entsprechender Versteifung bzw. Unterkonstruk-tion versehen und auf die Baustelle verbracht.

165Innenarchitektur von morgen

6Entrée zu der von Zaha Hadid gestal-teten Hoteletage

5. Montage

Die nunmehr auf der Baustelle bereitgestellten Module wurden ent-sprechend der Baupläne zusammengestellt und nach dem jeweiligen Verfahren der Materialhersteller verklebt (Abb. 4). Danach wurde die Gesamtoberfläche von Mineralwerkstoff durch ein Schleifverfahren in der Gesamtheit hergestellt und damit die Montage der Module und der Freiformflächen abgeschlossen (Abb. 5).

AUSBLICK

In den vergangenen Jahren wurden mehrere auffallende und sehr grundsätzliche Arbeiten in der Innenarchitektur unter Nutzung von Freiformflächen aus Mineralwerkstoff ausgeführt.

Hier eine Auflistung von einigen herausragenden Beispielen:

7/8/9/10Die von Zaha Hadid entworfene Etage umfasst 28 Räume und zwei Suiten. Pro Raumtyp gibt es vier Versionen: einen linken und einen rechten Typ und deren gespiegelte Versionen

11Badezimmer

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Hotel Puerta America, Madrid, Spanien20051. OG 30 HotelzimmerZaha Hadid (Abb. 6–11)

Ordupgaard Museum, Kopenhagen, Dänemark20062 ThekenanlagenZaha Hadid (Abb. 12)

LEONARDO „Glas Cube“, Bad Driburg, Deutschland, 2007„Genetics“ und Möbel3DeLuxe (Abb. 13)

Wir stehen am Anfang einer Entwicklung, in der Freiformflächen in Ar-chitektur und Design eine neue Qualität darstellen.Sie sind erstmals durch „computer-aided design“ erstellbar und durch die Verwendung von Mineralwerkstoff in höchster Qualität und in einem guten Preis- Leistungsverhältnis umsetzbar.Diese Entwicklung steht am Beginn, erste Projekte sind höchst erfolg-reich abgeschlossen worden.Schon heute zeichnet sich ab, dass durch 3D-Laservermessung von Bauwerken bzw. Bauteilen und der Überlagerung der Ist-Gebäude-daten mit dem elektronischen 3D-Entwurf des Architekten der indus-trielle Vorfertigungsgrad von zu montierenden Modulen und Bau-teilen aus Mineralwerkstoff erheblich erhöht werden kann und damit auch die Qualität bei gleichzeitiger Senkung der Bau- bzw. Mon-tagekosten.

12Thekenanlage

13Leonardo „Glass Cube“

167Innenarchitektur von morgen