Auf dem NEST Gebäude der Empa und Eawag in Dübendorf bauen acht Professuren der ETH Zürich im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Digitale Fabrikation gemeinsam mit Wirtschaftspartnern das dreigeschossige DFAB HOUSE. Es handelt sich um das weltweit erste Haus, das weitgehend mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und auch gebaut wird.

Roboter, die Mauern bauen und 3D-Drucker, die ganze Schalungen für Geschossdecken drucken – die digitale Fabrikation in der Architektur hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) Digitale Fabrikation haben sich Architektinnen, Robotiker, Materialwissenschafterinnen, Statiker und Nachhaltigkeitsexpertinnen der ETH Zürich mit Wirtschaftspartnern zusammengetan, um gleich mehrere neuartige, digitale Bautechnologien vom Labor in die Praxis zu überführen. Gebaut wird auf NEST, dem modularen Forschungs- und Innovationsgebäude, welches die Empa und Eawag auf ihrem Campus in Dübendorf errichtet haben. Hier können Forschende neue Bau- und Energietechnologien unter realen Bedingungen testen. NEST bietet eine zentrale Support-Struktur mit drei offenen Plattformen, an die einzelne Bauprojekte – sogenannte Innovationsunits – andocken können. Vor Kurzem ist der Startschuss für die Bauarbeiten des DFAB HOUSE erfolgt.

Digital entworfen, geplant und gebaut
Das DFAB HOUSE ist insofern speziell, als es nicht nur digital entworfen und geplant, sondern auch weitgehend mit digitalen Prozessen gebaut wird. Mit diesem Pilotprojekt wollen die ETH-Professoren herausfinden, inwiefern digitale Technologien das Bauen nachhaltiger und effizienter machen und das gestalterische Potential erhöhen können. Die einzelnen Bauteile wurden auf Basis des Entwurfes digital aufeinander abgestimmt und werden nun direkt ab diesen Daten fabriziert. Eine konventionelle Ausführungsplanung entfällt. Ab Sommer 2018 soll das dreistöckige Gebäude mit einer Nutzfläche von 200 Quadratmetern Gastforschenden der Empa und Eawag sowie Partnern von NEST als Wohn- und Arbeitsort dienen.

Vier neue Bauverfahren im Praxistest
Gleich vier verschiedene Bauverfahren werden im Rahmen des DFAB HOUSE erstmals von der Forschung in die gebaute architektonische Anwendung überführt. Die Bauarbeiten starteten mit der so genannten «Mesh Mould»-Technologie, die Ende 2016 mit dem Swiss Technology Award ausgezeichnet wurde. Mit dieser wird eine doppeltgekrümmte, tragende Betonwand gebaut, welche die Architektur des offenen Wohn- und Arbeitsbereiches im Basisgeschoss prägen wird. Auf ihr wird ein sogenannter «Smart Slab» zu liegen kommen – eine statisch optimierte und funktional integrierte Geschossdecke, für deren Schalung Forschende grossformatigen 3D-Sanddruck nutzen.

Für die Fassade des Basisgeschosses kommt die Technologie «Smart Dynamic Casting» zum Einsatz. Das automatisierte, robotische Gleitschalungsverfahren kann massgeschneiderte Fassadenpfosten aus Beton fabrizieren. Die beiden oberen Stockwerke mit Einzelzimmern werden mittels «Spatial Timber Assemblies» als räumlich von kooperierenden Robotern zusammengefügter Holzbau im Robotic Fabrication Laboratory der ETH Zürich vorfabriziert.

Weitere Informationen in der Medienmitteilung der ETH Zürich und auf der Projektwebsite
Detaillierte Informationen zum Bauprozess, Zitate sowie Bild- und Videomaterial sind als Teil der ausführlichen Medienmitteilung der ETH Zürich verfügbar. Zudem ist gegenwärtig eine Projektwebsite für das DFAB HOUSE in Entwicklung. Diese wird in Kürze unter dem folgenden Link abrufbar sein: www.dfabhouse.ch. Bis dahin sind die wichtigsten Informationen auf der Website der Empa aufgeführt: https://www.empa.ch/web/nest/digital-fabrication

Leitende Forschende des NFS, die in das DFAB HOUSE involviert sind:
Prof. Matthias Kohler, Professur für Architektur und Digitale Fabrikation
Prof. Fabio Gramazio, Professur für Architektur und Digitale Fabrikation
Prof. Dr. Benjamin Dillenburger, Professur für Digitale Bautechnologien
Prof. Dr. Joseph Schwartz, Professur für Tragwerksentwurf
Prof. Dr. Robert Flatt, Institut für Baustoffe
Prof. Dr. Walter Kaufmann, Institut für Baustatik und Konstruktion
Prof. Dr. Guillaume Habert, Institut für Bau- und Infrastrukturmanagement
Prof. Dr. Jonas Buchli, Institut für Robotik und Intelligente Systeme

Bildrechte: NFS Digitale Fabrikation, 2017
Bildbeschrieb: Der Bauroboter «In situ Fabricator» baut mithilfe der «Mesh Mould»-Technologie ein Stahldrahtgitter im Forschungsgebäude NEST. Die «Mesh Mould»-Technologie kombiniert die beiden Funktionen Schalung und Bewehrung des Betons in einem Stahldrahtgitter. Die Fertigung einer Wand geschieht in einem einzigen von Robotern kontrollierten Prozess.