Architektur und Natur:Eine Hausfassade wie eine Zellstruktur

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Nicht alle Architekten wollen mit solch unberechenbarem Material arbeiten. Aber auch sie wollen von der Natur lernen, wie aus einfachen Elementen raffinierte Ordnungsmuster entstehen. Deren Prinzipien wenden sie am Computer an, um neuartige Designs zu entwickeln.

Biologisch-inspirierte Architektur

Ein Entwurf des Büros "su11": Kaktuswurzeln und Reptilienhaut haben die Architekten inspiriert. Im Dach des Hauses, das aus speziell geformten Rippen aufgebaut wird, sind Solarzellen und Wasserauffangbehälter integriert.

(Foto: su11)

Eines der Architektenteams, das Mitte des Jahrzehnts diese Art Computerprogramme erstmals nutzte, ist "su11" in New York, gegründet von dem an der University of Pennsylvania lehrenden Ferda Kolatan und dem Schweizer Erich Schönenberger. Ihre Designs durchlaufen erst mal eine digitale Evolution nach den Mustern der Natur. Doch zugleich greifen die Architekten immer wieder in den Prozess ein, um die Struktur nach ihren ästhetischen Vorstellungen abzuändern.

Viele ihrer Designs erinnern an organische Formen: Eine Hausfassade gleicht einer Zellstruktur, Ladestationen für Elektroautos erinnern an eine Muschelkolonie und ein Dach für ein Partygelände vor einem Museum für moderne Kunst an ein buntes Walskelett.

Architekten haben immer wieder Elemente aus der Natur aufgenommen. Davon zeugen die stilisierten Blätter der korinthischen Säulen, pflanzliche Formen im Jugendstil oder die biomorphen Gebäude von Frei Otto, der in den siebziger Jahren das Dach des Münchner Olympiastadions mitgestaltete. "Das ist aber nur ein von außen an die Gebäude herangetragenes Naturverständnis", sagt Kolatan. "Mit unserer Software können wir heute die Entwürfe erstmals so entwickeln, dass sie im Kleinen wie Großen organisch gewachsen wirken."

Der Architektin Neri Oxman, Professorin am Media Lab des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, sind natürliche Formen allein nicht genug. Sie will direkt von den Mechanismen in der Natur lernen, um sie für Baumaterialien und Bautechniken einzusetzen. "Die Natur ist schließlich auch eine Art Architekt - warum sollten wir uns das nicht zunutze machen?"

Wissenschaftler versuchen schon seit Jahren in der sogenannten Bionik die Ingenieursleistungen der Natur auch technisch umzusetzen. Diesen Ansatz wollen nun auch vermehrt Architekten aufgreifen. Wäre es doch praktisch, man hätte multifunktionale Bauelemente, die etwa so stabil wie Pflanzenblätter sind, Wärme leiten und Wasser verdunsten lassen.

So hat Oxman ein Schalenmaterial entwickelt, das mit Hilfe einer Gitterstruktur die meisten belastenden Kräfte in einem Haus tragen könnte - ohne weitere Verstrebungen oder Stützen. In den zellförmigen Aussparungen des Gerüsts wiederum befindet sich transparentes Material, das Licht durchlässt und für Wärmeisolation sorgt.

In der klassischen Moderne war das noch ganz anders. In einem Hochhaus von Mies van der Rohe sorgt ein tragendes Stahlskelett für die Stabilität, während die Glasfassade für Licht und Isolierung zuständig ist. Oxmans neues Baumaterial gibt es bislang jedoch nur als schuhgroßen Prototypen - der Stand der Technik erlaubt es noch nicht, größere Stücke herzustellen. Aber in zehn, fünfzehn Jahren, hofft Oxman, können Bauelemente nicht nur in unterschiedlichen Formen, sondern auch aus unterschiedlichen Materialien und in variabler Festigkeit gegossen werden.

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