Mit dem Bau des neuen Firmensitzes hat die Firma Annen aus dem luxemburgischen Manternach sich selbst ein Monument geschaffen. Die zentrale Basis des Gebäudes ist ein Flächentragwek aus Plattenwerkstoff, der in dieser Form bisher einzigartig ist. Statt eine traditionelle Leimholzbauweise zu nutzen, liegt der neuen Werkhalle ein parametrischer Entwurf zugrunde. Konkret heißt das, dass die Strukturen nicht manuell gezeichnet, sondern durch die vorgegebenen Parameter in einer speziellen Software generiert wurden. Die mathematische Regelmäßigkeit wird dabei automatisch in eine gleichmäßige Geometrie umgesetzt.

Sämtliche Bauelemente werden zuerst digital konstruiert und in digitale Fertigungsinformationen umgewandelt. Anschließend übernimmt ein computergestützter Prozess die Produktion der einzelnen Komponenten, die am Ende passgenau zusammengesetzt und kodiert werden, um den anspruchsvollen Bauprozess abzubilden. "Digitale Methoden erlauben nicht nur eine hohe Präzision in der Fertigung, sondern ermöglichen auch komplexe Entwürfe praktisch und fertigungsorientiert zu realisieren", berichtet Peter Zock, verantwortlich für Konstruktion und parametrische Planung bei Annen.

Forschungsfeld Hochschule

In der Planungsphase des Gebäudes unterstützten Yves Weinand Architekten mit der Expertise im Holzbauingenieurwesen: Die Zweigstelle Bureau d’études Weinand in Lüttich, Belgien, kooperierte dazu eng mit Forschenden am Lehrstuhl für Holzkonstruktionen (IBOIS) an der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (kurz EPFL) in der Schweiz. Zunächst beschäftigten sich die Beteiligten mit der parametrischen Planung der Holzbauteile. Anschließend wurden Prototypen der Holzbogenkonstruktion in verschiedenen Größen gebaut, um Design, Montage und strukturelle Integrität zu testen. Besonders hervorzuheben ist ein Prototyp im Maßstab 1:1, der am IBOIS umfassend mechanisch getestet wurde: Durch die angewandten Belastungstests konnte die Praxistauglichkeit der Konstruktionen nachgewiesen und bestätigt werden.

Im Verlauf des gesamten Forschungsprozesses und der Prototyptests wurden am IBOIS zwei Doktorarbeiten zu Holz-Holz-Verbindungen geschrieben, die zur Weiterentwicklung dieser Bauweise beigetragen haben. Zudem hat Yves Weinand im Rahmen der Forschung das Buch "Design of integrally-attached timber plate structures" verfasst, welches die Methoden der parametrischen Modellierung für computergestütztes, architektonisches Design beschreibt.

Das Ergebnis der Forschung: Die innovative Bauweise ermöglicht Spannweiten von 53,5 m ohne zusätzliche Stützen. Mit eigenen Prototypen hat die Firma Annen ebenfalls strukturelle Integrität und Montage direkt vor Ort getestet. Auch weitere Bauteile, wie zwei Muster für die Bedachung wurden hier getestet. Fertigung und Montage auf der Baustelle in Manternach wurden vollständig in Eigenregie durch die Firma Annen durchgeführt. Charakteristisch für die Bauweise ist, dass jedes Bauteil einzigartig ist und gleichzeitig perfekt in das Gesamtgefüge integriert wird.

Umsetzung in die Praxis

Der Technologietransfer aus der Forschung des IBOIS in die Praxis ist überaus bedeutsam: Das Potenzial hinter den entwickelten Methoden eröffnet Möglichkeiten für eine robotergestützte Fertigung, die sowohl Präzision als auch Effizienz in der Umsetzung steigern kann. Die entwickelten Techniken sind dabei vielseitig einsetzbar: Sie eignen sich gleichermaßen für einzigartige architektonische Projekte mit individuellen Formen wie auch für standardisierte Anwendungen in der Industriearchitektur.