Büro Saig: CoDeFa Forschungsdemonstrator

Office Saig ist ein temporäres modulares Gebäude in Stein. Seine individuellen Holzfassaden stechen in einem lokalen industriellen Kontext hervor. Sie wurden parametrisch entworfen und mit Robotern hergestellt und zeigen eine Logik, die traditionelle Techniken mit neuen Technologien verbindet.

Ausgangslage

Office Saig befindet sich im Industriegebiet von Stein Säckingen, direkt vor dem Hauptsitz der Erne AG Holzbau. Der temporäre Bau besteht aus fünf Modulen mit einer Breite von 3,45 m und einer Länge von 13 m, in denen die Sitzungsräume des Unternehmens Platz finden. Obwohl das Gebäude von Produktionshallen umgeben ist, befindet es sich in Gehdistanz zum historischen Zentrum von Bad Säckingen und der berühmten Rhein Holzbrücke - der längsten gedeckten Holzbrücke Europas aus dem 13. Jhdt. Dieses handwerkliche Meisterwerk inspiriert immer wieder Generationen von Schreinern aus der Region.

Entwurfsidee

In der Vergangenheit waren Fassaden handwerklich hoch entwickelte Bauelemente, bei denen die Zimmerleute kreativ auf das verfügbare Material, die Technik und die Anforderungen des örtlichen Klimas reagierten. Leider ging diese sensible Herangehensweise in der Zeit der Industrialisierung verloren, was zu standardisierten und uninspirierten Lösungen führte, die heute das urbane Bild in den Randgebieten der Städte prägen. Unsere Idee war es, die architektonische Qualität von Standardgebäuden durch die Einführung individueller, hochwertiger und gleichzeitig leistbarer Fassaden aufzuwerten. Zu diesem Zweck arbeiteten wir mit Vertretern verschiedener Disziplinen zusammen - Architekten, Ingenieure, Zimmerleute und Maschinenbauer. Bei der Erne AG Holzbau haben wir mehrere Innovationen eingeführt, die zu einem neuen Design-to-Production-Prozess geführt haben, der es den Architekten ermöglicht, einzigartige Fassadenlösungen zu schaffen. Das Office Saig wurde als Case Study für diese Idee verwendet. Seine vier individuellen Fassaden interpretieren drei traditionelle Lösungen neu. Die Vorder- und Rückfassade, die die typischste Balkenfassade der Region darstellen, bilden einen Rahmen, der zwei Seitenfassaden umfasst - Schindeln im Westen und eine Boden-Decken Fassade im Osten. Dank parametrischer Planungstools und massgeschneiderter Roboterfertigung weisen sie dynamische Muster und eine hohe Präzision auf, die mit manuellen Entwurfs- und Produktionsmitteln nicht möglich wären.

Projektierung

Das Büro Saig und seine Fassaden wurden unabhängig voneinander und mit verschiedenen Designtools entwickelt. Das Bürogebäude wurde mit der prototypischen Software 1-Tag-Adapto geplant, die ein intuitives Design der modularen Konstruktionen ermöglicht, die für eine automatisierte Produktion vorbereitet sind. Als temporäres Gebäude, das weitervermietet wird, lag der Schwerpunkt des Entwurfs auf der Flexibilität der Planung.
Die Fassaden sind als separate Elemente geplant, die leicht ausgetauscht werden können, um dem Zweck und dem Kontext des Gebäudes am besten zu dienen. Sie wurden mit einem kundenspezifischen parametrischen Designtool entworfen. Dieses Tool kann eine Vielzahl von Fassadenvarianten generieren und gibt direkte Rückmeldung über die geschätzte Zeit und die Kosten der Produktion. Es berücksichtigt die Einschränkungen bei der Herstellung, Firmenstandards und Materialeigenschaften von Holz. Es ermöglicht Architekten maximale Designflexibilität und Ingenieuren eine schnelle Produktion. Das Tool wird bei gemeinsamen Workshops zwischen Architekten, Herstellern und Ingenieuren als Diskussionsgrundlage und für schnelle Anpassungen an die ästhetischen Vorlieben des Designers und die finanziellen Möglichkeiten des Kunden verwendet.
Während des Projekts analysierten wir die traditionellen Holzfassaden. Danach, nach dem Prinzip «Design through Making», erstellten wir mehrere Mockups, die zum endgültigen Fassadendesign führten.

Realisierung

Das modulare Gebäude wurde auf einer bestehenden automatisierten Produktionslinie der Erne AG Holzbau vorgefertigt und anschliessend manuell montiert. Die Fassaden wurden ebenfalls vorgefertigt, jedoch mit einer innovativen Multi-Roboter-Montage, die für die Zwecke der CoDeFa-Forschung entwickelt wurde. Dieses System basiert auf der sogenannten Mixed Fabrication, die automatisierte und manuelle Fertigung intelligent kombiniert. Dabei arbeiteten 2 KUKA-Roboter kollaborativ an der Montage der einzelnen Elemente auf dem Custom Frame. Dies gewährleistet Präzision, Effizienz und Schnelligkeit der Konstruktion. Die Vorbereitung der Elemente für die Roboterproduktion, die Oberflächenbehandlung und die Montage der vorgefertigten Paneele am Gebäude wurden jedoch von den Zimmerleuten von Erne manuell ausgeführt. Dies erhöhte die Qualität und senkte die Produktionskosten. Die gemischte Fertigung bereicherte die industrielle Produktion, die oft mit kostengünstigen und standardisierten Lösungen in Verbindung gebracht wird, um neue Werte wie Handwerk und Individualität. Die Fassaden des Büros Saig wären mit den üblichen manuellen Fertigungstechniken nicht zu realisieren gewesen. Die entwickelten Berechnungs- und Fertigungsmethoden brachten Flexibilität, Effizienz und Erschwinglichkeit in die Produktion von massgeschneiderten Bauelementen. Diese Qualität unterscheidet das entwickelte System von individualisierten, teuren Fassadenlösungen, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.

Besonderheiten

Die Fassaden des Büros Saig waren ein Forschungs Demonstrator der angewandten Forschung 'CoDeFa' (Collaborative Design of Prefabricated Façade Systems), zwischen der Hochschule für Gestaltung und Kunst FHNW und der Erne AG Holzbau, mitfinanziert von Innosuisse und durchgeführt zwischen 02.2020 und 12.2021