Ausgewählte Kapitel der Hängemodelle

HÄNGEMODELLE - Formfindung für Bauwerke auf Basis von physikalischen und digitalen Modellen

Die Wichtigkeit der Thematik Hängemodelle beruht für den Architekten auf der Notwendigkeit die Beziehung zwischen Kraft und Form zu verstehen. Die Methoden bieten ein einfaches Werkzeug zur Entwicklung von druckbelasteten Strukturen. Sie basieren auf dem bekannten Prinzip der Umkehrung und erfordern kein weiterführendes Wissen in algorithmischer Geometrie oder rechnerischen Methoden der Optimierung.
Das Seminar zielt darauf ab, sich sowohl der physikalischen als auch der digitalen Herangehensweise aus verschiedenen Perspektiven zu nähern. Die Technik der Verwendung von physikalischen Modellen zur Formfindung wurde vorrangig durch Antoni Gaudí´s Philosophie angeregt. Vorangehend wurden weniger komplexe Versuche von Heinrich Huebsch und Giovanni Poleni unternommen. Freiformschalendächer  basierend auf physikalischen Hängemodellen wurden ausgiebig vom Schweizer Ingenieur Heinz Isler ab 1954 verwendet, welcher den Weg bereitete für Schalenstrukturen mit minimaler Wandstärke. Das Seminar stellte die Methoden und Materialien vor, die von Gaudí, Isler, Tomlow und anderen genutzt wurden. Der Hauptfokus lag aber darauf,  von den heute verfügbaren Techniken und Materialien zu profitieren, sowie die Hängemodelle zu verfestigen und in umgedrehter Form präsentieren zu können.

Zusätzlich zu den physikalischen Werkzeugen behandelt das Seminar digitale Werkzeuge auf dem aktuellen Stand der Technik zur optimalen Formfindung mit Hilfe von Hängemodellen. Folgende verschiedene Methoden für digitale Hängemodelle wurden vorgestellt: Dynamische Entspannung, Partikel-Feder-Systeme, Finite Elemente, Querkraftdichte Methode und die Stützlinien-Netzwerk Analyse. Die Studenten im Seminar arbeiteten primär mit zwei verschiedenen digitalen Werkzeugen zur Modellierung von Freiformschalen. Das erste ist RhinoVAULT, welches ein Plug-in für die Software Rhinoceros ist und von der BLOCK Research Group entwickelt wurde. Es kann für die Gestaltung von effizienten Freiformschalen auf Basis der Stützlinien-Netzwerk Analyse verwendet werden. Das zweite ist Blender, eine Open-Source Software zur 3D-Modellierung und Animation. Die „Softbody-Funktion“ in Blender auf Basis der dynamischen Entspannung wurde erfolgreich zur Erstellung von Hängemodellen eingesetzt.

Die Studenten arbeiteten während des Seminars in kleinen Gruppen um ihre eigenen Hängemodell-Formen umzusetzen. Die kooperative Umgebung gab ihnen die Möglichkeit ihre eigenen Fähigkeiten auszuloten und Problemlösungsstrategien zu entwickeln. Berichte über den Arbeitsstand wurden von den Gruppen regelmäßig im Seminar vorgestellt. Der rege Erfahrungsaustausch förderte das kritische Denken und die Fähigkeit technische Informationen effizient zu kommunizieren.

Eine Zusammenfassung der Studienarbeiten finden Sie hier:

Report 2012
 

Lehrpersonen

Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger
Dr.-Ing. Tammam Bakeer 
Dipl.-Ing. Alexander Peinlt