Baubionik

Baubionik o​der Architekturbionik beziehungsweise architektonische Bionik, d​ie auch a​ls „natürliches Bauen“ bezeichnet wird, i​st ein Teilbereich d​er Bionik.

Die Bionik i​st eine interdisziplinäre Wissenschaft, i​n der beispielsweise Biologen, Physiker u​nd andere Naturwissenschaftler m​it Ingenieuren, Architekten u​nd Designern zusammenarbeiten. Die Baubionik beschreibt d​as Übertragen v​on Phänomenen a​us der Natur a​uf technische Funktionen, d​ie für d​ie Architektur u​nd Funktionen e​ines Gebäudes relevant s​ein können.[1]

1970 w​urde an d​er Universität Stuttgart d​er Sonderforschungsbereich „weitgespannte Flächentragwerke“ eingerichtet, 1994 folgte d​er Sonderforschungsbereich „natürliche Konstruktionen“.[2] In d​er schulischen Bildung beschränkt s​ich die Architekturvermittlung zumeist a​uf den Kunstunterricht. Die Baubionik könnte a​uch im Fach Biologie o​der in Projektwochen behandelt werden.[3]

Vorbilder

Zur Bionik gehört das Gewinnen von Anregungen aus der Natur, die hierbei vielerlei Möglichkeiten liefert. Bei der Baubionik dienen zum Beispiel Spinnennetze als Vorbild für Seilkonstruktionen, Blattüberlagerungen als Vorbild für eine ideale Flächendeckung oder auch das Wabenprinzip für eine vorbildliche Flächennutzung.[4] Für Lüftungsflügel an Gebäuden haben sich Baubioniker einen natürlichen Bewegungsmechanismus zunutze gemacht, sodass sie für die Bewegung weder Energie noch Elektronik brauchen. „Das Material ersetzt die Maschine“ sagt der in Stuttgart lehrende Architekt Achim Menges.[5] In Rom stellten Architekten eine Hochhauskonstruktion in Analogie zur Rosettenpflanze vor, die individuelle Wohneinheiten ineinander schachtelt, sodass sich die Wohnungen im Sommer gegenseitig Schatten geben, während sie sich im Winter möglichst wenig Sonne wegnehmen.[6] ein weiteres Vorbild ist der Lotusblüteneffekt. Die Oberfläche der Lotusblüte besteht aus feinsten Härchen, die dicht beieinander stehen und die Blüte vor Schmutz schützen. Im Bauwesen werden derart sich selbst reinigende Oberflächen an Fassaden, Dächern, Glasflächen und an Zeltkonstruktionen genutzt.[7]

Architekten und Bionik

Die Baubionik bietet für Bauingenieure, Architekten und Designer die Möglichkeit neue Ideen zu finden. Dies hat zur Folge, dass diese Berufsgruppen nicht nur auf technische Konzepte zurückgreifen, sondern sich auch an natürlichen Vorbildern orientieren können. Jedoch sind letztendlich nur Teile des Bauwerkes bionisch (biologisch inspiriert), da die technischen Verfahren in der Regel mit den aus der Natur entnommenen Kenntnissen verbunden werden. Dennoch wird ein Gebäude als bionisch bezeichnet, sofern die prägenden Bestandteile biologisch inspiriert sind. Dabei werden die Forschungsergebnisse aus der Natur von Bauingenieuren, Architekten und Designern als Grundlage genommen.

Die Architektur-Bionik w​ird kritisch betrachtet, sofern Formen d​er Natur i​n Bauten nachgeahmt werden u​nd lediglich a​ls ästhetische Vorlagen dienen, w​ie Meeresmuscheln, Libellenflügel o​der Flügelblätter.[8] Dieser künstlerisch orientierten Bionik s​teht die evolutionäre Baubionik gegenüber, i​n der s​ich Bioniker a​uf den Optimierungscharakter d​er Evolution berufen, i​ndem sie optimale bautechnische Lösungen anstreben.[9]

Beispiele
Baumstützen im Stuttgarter Flughafen
  • Baumstützen: Das neue Terminal 1 des Stuttgarter Flughafens entstand 1986–1991 nach dem Entwurf von Meinhard von Gerkan mit 18 Baumstützen. Die Baumstützen tragen das abgetreppte Pultdach und lassen das Gebäude neben ihrer bionischen Funktion filigran und transparent erscheinen. Die Baumstützen sind nach dem Vorbild eines Waldes entstanden. Dieses konstruktive Element ist wie richtige Bäume verästelt und trägt somit die Flächenlast des Daches vom Stamm ausgehend über die Äste bis in die Zweige. Neben ihrer nach dem Vorbild der Natur empfundenen Funktion, der gleichmäßigen Flächenverteilung, gelten sie heutzutage auch als charakteristisches Merkmal des Stuttgarter Flughafens.[10]
  • Eastgate Centre: Im Eastgate Centre (Harare/Simbabwe) wurden Bürogebäude mit Lüftungselementen nach dem Prinzip von Termitenbauten errichtet. Das Gebäude kann fast ohne Heizung und Belüftungsanlage auf einer konstanten Innentemperatur gehalten werden. Dies funktioniert mit Hilfe von Luftschächten, die ein zusammenhängendes System, ähnlich wie im Termitenbau, bilden. Sobald dort erhitzte Luft aufsteigt, entsteht ein Unterdruck, der kältere Luft aus dem Zentrum des Baus nachzieht. Durch diese entstehenden Drücke, die entweder kältere oder wärmere Luft nachziehen, bleibt die Innentemperatur auch bei Schwankungen der Außentemperatur gleich.[11]

Literatur
  • Werner Nachtigall: Bau-Bionik: Natur – Analogien – Technik. Springer-Vieweg-Verlag, 2003, ISBN 978-3-540-88994-6.
  • Werner Nachtigall: Biologisches Design. Springer-Vieweg-Verlag, 2005, ISBN 3-540-22789-X.
  • Werner Nachtigall: Bionik: Lernen von der Natur. C.H.Beck, 2008, ISBN 978-3-406-53636-6.

Einzelnachweise
  1. eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche
  2. Leichtbau in Natur und Technik. In: Unikurier Nr. 100. Universität Stuttgart, 20. Dezember 2007, abgerufen am 15. November 2015.
  3. Martina Nadansky: Architektur in der kulturellen Bildung. Bundeszentrale für politische Bildung, 25. Juni 2012, abgerufen am 15. November 2015.
  4. Frank Kursawe: Natur als Vorbild für ökologische Technik? (PDF) S. 3 f, abgerufen am 15. November 2015.
  5. Michael Brüggemann: Wohnen im Pflanzenhalm. SZ.de, 27. November 2014, abgerufen am 15. November 2015.
  6. Baubionik. Stiftung für Bionik, archiviert vom Original am 26. Juni 2015; abgerufen am 15. November 2015.
  7. Technische Universität Darmstadt: Baubionik - Gebäude kommen in Bewegung. (php) Umweltjournal, 31. Oktober 2008, archiviert vom Original am 17. November 2015; abgerufen am 15. November 2015.
  8. Brigitte Schultz: Die Natur zu kopieren ist völlig sinnlos. (PDF) Bauwelt, 2011, abgerufen am 15. November 2015.
  9. Ingo Rechenberg: Vom Wesen, Wert und Werden der Bionik. (PDF) In: Vorlesung Bionik I im WS 2000/2001. TU Berlin, S. 2 f, archiviert vom Original am 23. September 2015; abgerufen am 15. November 2015.
  10. Terminal 3, Flughafen Stuttgart. (PDF) Max Bögl, 2004, archiviert vom Original am 4. April 2014; abgerufen am 3. März 2016.
  11. Abigail Doan: BIOMIMETIC ARCHITECTURE: Green Building in Zimbabwe Modeled After Termite Mounds. inhabitat, 2012, abgerufen am 3. März 2016.
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