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Design to Disassemble - Paper stuck in Sticks | PaperboxAlexandra Cornelius B.A. (Arch.)Dipl. Ing. [FH] Mark R. A. Schrinn...
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INHALTSVERZEICHNISBambus                        6Glasbausteine                 7Paper Tube                    8Fazit      ...
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BAMBUS- Wächst natürlich in Asien, Amerika und Australien- Eine immergrüne Pflanze, robust und verkraftetkurzzeitig Temper...
GLASBAUSTEINE- Glasbausteine oder Glassteine sind quaderförmigeBauteile, die zur Herstellung lichtdurchlässiger undnichttr...
PAPER TUBE- Abfallprodukt in der Verpackungs - und Papierindus-trie- zu 100% recycelbar (z.B.: der Japanische EXPO Pavil-l...
FAZITNach Betrachtung der drei verschiedenen Material-systeme kamen wir zu dem Entschluss, dass sowohlBambus, als auch Gla...
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FALTWERKEDurch das Falten erhält das Papier mehr Festigkeitund wird tragffähiger.Durch das Ausformen der Dreiecke entstehe...
WELLPAPPEWellpappenrohpapier besteht zu etwa 80 Prozent ausRecyclingmaterialien wie Altpapier, Kartons und ge-brauchter We...
PROFILEFeuchteschutz am Bsp.: WinkelkantenWinkelkantenschutz dieser Ausführung ist für denEinsatz unter Feuchtigkeitseinwi...
FAZITDie Möglichkeit ein Bausystem aus einer Faltung zuentwickeln haben wir verworfen, da dies zu zu vielenProblemen führe...
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BRAINSTORMINGWir haben uns für ein System aus Papier entschieden.Aber was kann man mit Papier alles machen? WasWerkstoffe ...
Systemwürfel | Systemknoten:Würfel:Ein zwölfseitiger Würfel aus Sechsecken und komplettaus Pappe. Dieser Anschlusspunkt bi...
FALTWERKEFaltwerke | Abwicklungen:Faltwerk:Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält diesesFestigkeit. Abgewickelt kön...
MONOLITISCHMonolitische Systeme:Papierziegel:Ein Wandsystem aus weggeworfenen Büchern. Dieseteilweise ausgeschnittenen Büc...
FAZITDie Systemwürfel empfanden wir als ein sehr span-nendes räumliches Gebilde, allerdings untauglich zurBildung eines Ba...
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NATÜRLICHE KLEBSTOFFEGummibärchen:Papier auf Papier oder Karton klebt der Sparfuchsmit Gummibärchen.Einfach ein paar Gummi...
FAZITDie Gummibärchen ergeben zwar eine sehr gute Ver-bindung zwischen dem Papier, allerdings ist ein Gum-mibärchen aufwen...
WABENSANDWICHPLATTEAls Sandwichplatte mit Wabenkern (abgekürzt auchWabenplatte) wird eine dreischichtige Verbundkonst-rukt...
ZELLULOSE DÄMMSTOFF1. RohstoffRohstoffeingangskontrolle - Reines Tageszeitungspa-pier.2. SchredderIm Schredder werden die ...
PAPERFOAMSCA-Packaging stellt ein vollständig recyclefähigesVerpackungsmaterial her, dass Paperfoam heißt.Herstellung:Pape...
MODULSYSTEMEAufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kannauch auf te...
Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo28
Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo                                           29
VARIANTE 1:MODUL + ERSCHLIESSUNGSKERNÄhnlich wie bei dem Nakagin Capsule Tower könntedas einzelne Modul (5m x 5m) beliebig...
Ansicht                                                             20                                                    ...
FAZITIm Bereich des Holzrahmenbaus funktionieren solcheTragsysteme sehr gut. Das Problem hierbei ist dasStecken unter Verw...
VARIANTE 2:MODUL IM RASTERDa die bisherige Strategie mit zu vielen Problemen be-haftet ist, haben wir uns dazu entschieden...
Aluminium:     Das Grundgerüst bildet eine Aluminiumkonstruktion.     Das Stützraster ist 5,5m x 5,5m und versorgt das    ...
RIEGELDurch das Raster ist der Grundriss sehr flexibel. Dieeinfachste Form ist ein Riegel.PLÄTZE | URBAN SPACEDas Raster l...
DIE WOHNBOX                   Grundriss Box    Die Box ist 4,5m x 4,5m groß.                                    Die Hülle ...
Gemeinschaftsraum                        Technikraum                                          Grundriss Raster +a         ...
FAZITDas Konzept der Wohnbox finden wir sehr gut, aller-dings ist die Box noch zu klein, um dem Studentenein komfortables ...
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BeeBoard (Expansionswabenplatte);heute Hexacomb                                                     Besin International			...
NATÜRLICHER KUNSTSTOFFModerne Technologie ermöglicht die Produktion vonKunststoffen aus Pflanzen der heimischen Landwirt-s...
BLOCKHEIZKRAFTWERKEin Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebauteAnlage zur Gewinnung elektrischer Energie und W...
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Paper stuck   in  Sticks           45
Bei Paper stuck in Sticks | Paperbox handelt es sich     um ein temporäres Studentenwohnheim. Münster ist     eine große S...
Lageplan unmaßstäblich                   47
Das Gebäude erschließt sich vom Horstmarer Land-     weg. Es besteht in diesem Entwurf aus 102 Boxen,     die unterschiedl...
Grundriss Erdgeschoss unmaßstäblich                                49
Grundriss Regelgeschoss unmaßstäblich50
Grundriss Obergeschoss unmaßstäblich                                 51
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Schnitt aa unmaßstäblichAnsicht Ost unmaßstäblich                      53
Ansicht Süd unmaßstäblich54
Versorgungsschema               Abwasser           Regenwassernutzungsanlage        (Sammlung zum Abpumpen)               ...
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STUDENTISCHE WOHNBOXAufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kannauc...
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BADEZIMMERBUBBLEDas Badezimmer soll dem Konzept der Recyclebarkeitund Austauschbarkeit auf der Low-Cost-Ebene folgen.Dazu ...
Details Stellrahmengerüst aus vorgefertigten Bauteilen                         4         4    Maßstab 1:20    Grundlage: S...
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  1. 1. 1
  2. 2. Design to Disassemble - Paper stuck in Sticks | PaperboxAlexandra Cornelius B.A. (Arch.)Dipl. Ing. [FH] Mark R. A. SchrinnerSoSe 20112
  3. 3. 3
  4. 4. INHALTSVERZEICHNISBambus 6Glasbausteine 7Paper Tube 8Fazit 9Faltwerke 11Wellpappe 12Profile 13Fazit 14Brainstorming 16Systemwürfel | Systemknoten 17Faltwerke | Stecksysteme 18Monolitisch | Zweischalig 19Fazit 20Natürliche Klebstoffe 22Zellulose Dämmstoffe 23Modulsysteme 25Modul + Erschließungskern 28Steckmodul 29Fazit 30Wabensandwichplatte 32Modul im Raster 33Die Wohnbox 36BeeBoard 39Natürlicher Kunststoff 404
  5. 5. 5
  6. 6. BAMBUS- Wächst natürlich in Asien, Amerika und Australien- Eine immergrüne Pflanze, robust und verkraftetkurzzeitig Temperaturen bis −20 °C.- Zellen enthalten eine große Menge Lignin (wie inBäumen) und sind entsprechend hart. Deswegen sindgroße Wuchshöhen erreichbar (max. 38m bei 80cmHalmumfang)- Einige Arten gehören zu den am schnellsten wach-senden Pflanzen der Welt (bis zu 1m/Tag bei entspre-chenden Bedingungen). Geerntet wird nach etwa 3Jahren, wenn die Stängel ausreichend verholzt sind.- Weltweit bedeckt Bambus eine Fläche von ca. 37Millionen Hektar, davon etwa sechs Millionen in Chinaund neun Millionen in Indien. Je Hektar können 10 bis15 Tonnen Biomasse pro Jahr nachhaltig gewonnenwerden.Anwendungsmöglichkeiten:Baustoff (Baumaterial für Möbel- und Hausbau), Nah-rungsmittel, Produktion von Textilien und Biowerk-stoffen, Kosemtik und Pflegeprodukte (Bambusmilch),Brennstoff (Bambuspellts oder Bambus-Holzkohle)Vorteile:- leicht verfügbar- schnell wachsend- durch die Hohlräume leicht und elastisch- ist Hartholz in vielen Eigenschaften ebenbürtig undso gar noch zäher- kann fast überall wachsen- viele Einsatzmöglichkeiten- standthafter in Erdbebenregionen, als konventionelleBaumaterialienNachteile:- Feuchteempfindlich- lange Aushärtungszeit bevor geerntet werden kann- Rissbildung (kann durch zeitaufwendige und schonen-de Trocknung minimiert werden)- als konstruktives Baumaterial müssen entsprechen-de Durchmesser erreicht werden- muss vor der Verwendung gegen Pilze und Insektenresitent gemacht werden6
  7. 7. GLASBAUSTEINE- Glasbausteine oder Glassteine sind quaderförmigeBauteile, die zur Herstellung lichtdurchlässiger undnichttragender Wände im Innen- und Außenbereichdienen- Glasvollsteine sind zu 100% recyclebar- vielfältig einsetzbar, sowohl als Bausystem, aber auchalsGestaltungselementAnwendungsmöglichkeiten:Baustoff (Baumaterial für Möbelbau, Innen- undAußenarchitektur), recycelt wiederverwendbar (Glas)Vorteile:- leicht verfügbar, wegen ständiger Herstellung- recycelbar zu 100 %- viele Einsatzmöglichkeiten- Abrissprodukt (Häuser der 60/70er Jahre)- nicht transparentNachteile:- hoher Energieaufwand bei der Herstellung- ansich kein tragendes Element- zerbrechliche- nicht transparentZielsetzung:- Entwicklung eines Materialsystems- Tragsystem- aus Altglas recyclen- Verbindungspunkte- Potential 7
  8. 8. PAPER TUBE- Abfallprodukt in der Verpackungs - und Papierindus-trie- zu 100% recycelbar (z.B.: der Japanische EXPO Pavil-lion 2000 von Shigeru Ban)- rückbaufähiges Material welches sich leicht verar-beiten lässt und verschiedenste Verbindungsmöglich-keiten zulässt- wiederstandsfähig und hält hohen Lasten standAnwendungsmöglichkeiten:Verpackungsindustrie, Papierinstustrie (Aufbewarung),Baustoff (Baumaterial für Möbel- und Hausbau),recycelt wiederverwendbar (Papier)Vorteile:- leicht verfügbar, wegen ständiger Herstellung- recycelbar zu 100 %- viele Einsatzmöglichkeiten- Abrissprodukt (Häuser der 60/70er Jahre)- nicht transparentNachteile:- feuchteempfindlich- als konstruktives Baumaterial müssen entsprechendDurchmesser erreicht werden.8
  9. 9. FAZITNach Betrachtung der drei verschiedenen Material-systeme kamen wir zu dem Entschluss, dass sowohlBambus, als auch Glasbausteine zu viele Probleme beider Entwicklung eines Bausystems mitsich bringenwürden.Beim Bambus lag die Schwierigkeit darin, dass man diePflanze ersteinmal anpflanzen müsste und auch dannnur aufwendig verarbeiten müsste, um zum Beispieleine Art Brettschichtholz zu bekommen. Man könntedie Stangen als Rohmateriall verwenden, ist dann al-lerdings in der Flexibilität eingeschränkt.Glasbausteine sind ein interessanter Werkstoff, aller-dings kamen Zweifel auf, ob man diese so fügen kann,dass man sie auch wieder problemlos voneinander lö-sen kann. In der Regel werden Glasbausteine nämlichvermörtelt. Auch gibt es Probleme beim Wärme-schutz und Schallschutz.Zuletzt haben wir uns für den Werkstoff Paper ent-schieden, da dieser einerseits sehr leicht ist, aberauch viel Potenzial im Bereich des nachhaltigen Bau-ens in sich trägt. Papier ist ein städniges Abfallpro-dukt und wird zu 100% recyclet. 9
  10. 10. 10
  11. 11. FALTWERKEDurch das Falten erhält das Papier mehr Festigkeitund wird tragffähiger.Durch das Ausformen der Dreiecke entstehen die ver-schiedenen Formen.Eigene Faltstudien haben gezeigt, dass Falten sehrkomplex und auch aufwendig ist um gewünschte For-men zu erreichen. Schwierig ist auch das Nachvoll-ziehen einzelner Faltstrukturen und sich der darausergebenen Festigkeit. 11
  12. 12. WELLPAPPEWellpappenrohpapier besteht zu etwa 80 Prozent ausRecyclingmaterialien wie Altpapier, Kartons und ge-brauchter Wellpappe. 20 Prozent sind aus sogenann-ten Frischfasern. Sie werden in der Papierfabrik ausBruch- und Durchforstungsholz gewonnen, das beider Pflege nachhaltig bewirtschafteter Wälder anfällt.Leim aus der NaturDer Leim, der die äußeren Deckbahnen und die in-nere Wellenbahn miteinander verbindet, besteht ausStärke – auch ein Naturprodukt, das aus Mais, Weizenoder Kartoffeln gewonnen wird.12
  13. 13. PROFILEFeuchteschutz am Bsp.: WinkelkantenWinkelkantenschutz dieser Ausführung ist für denEinsatz unter Feuchtigkeitseinwirkung bestens geeig-net.Beispiele für die Anwendung:- Lagerung im Freien, beispielsweise bei Baustoffen- Spezielle Papiersorten und Klebstoffe sorgen für dieFeuchtigkeitsbeständigkeit. 13
  14. 14. FAZITDie Möglichkeit ein Bausystem aus einer Faltung zuentwickeln haben wir verworfen, da dies zu zu vielenProblemen führen würde.Aufällig war, dass sich Papier als Material schon ziem-lich schwer falten ließ. Daraus schließen wir, dass sichdas wirkliche Falten nur auf Papier beschränkt und inPappe schon nicht mehr ausführbar wäre. Mit Pap-pe müssten die einzelnen Teile einzeln ausgeschnittenund zusammen gefügt werden, was dem Grundcha-rakter des Faltens nicht mehr entsprechen würde.Mit der Wellpappe wurde zunächst ein zweischaligesSystem angedacht. Da aber bislang die Anschlussmög-lichkeiten und die Fügungen fehlen, wird auch dies zu-nächst verworfen.Bei den Profilen haben wir noch nicht die Möglichkeitgesehen, diese in ein potenzielles Bausystem zu integ-rieren, da uns bislang die Idee zum System fehlt.14
  15. 15. 15
  16. 16. BRAINSTORMINGWir haben uns für ein System aus Papier entschieden.Aber was kann man mit Papier alles machen? WasWerkstoffe aus Papier gibt es? Da wir mit unserenbisherigen Recherchen zu keinem zufriedenstellendenErgebnis gekommen sind, an das man anknüpfen könn-te, haben wir Ideen gesammelt und uns bereits beste-hende Systeme aus Papier angeguckt.Monolitische Systeme:Papierziegel:Ein Wandsystem aus weggeworfenen Büchern. Dieseteilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einemneuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht einmonolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff -Storyboard]Wabensandwichplatte:Gestapelte Wabensandwichplatten zusammengefügtzu einem monolitischem Wandaufbau. Leichte Verar-beitung und ein leichter Baustoff. [RO&AD ARCHITEK-TEN - Innenausbau]Zweischalige Systeme:Durch Trennung der Funktionen ensteht eine zwei-schalige Konstruktion. Eine Schale trägt und eine z.B.:dämmt oder schützt vor der Witterung.Systemwürfel | Systemknoten:Würfel:ein zwölfseitiger Würfel aus sechsecken und komplettaus Pappe. Dieser Anschlusspunkt bietet viele Verbin-dungsmöglickeiten und ist sehr variabel. [Chriss Bosse- Digital Origami]Stecksysteme:Schlitz -Stecksysteme:Einfache Stecksysteme aus Pappe bieten eine schnel-len Auf- und Abbau der einzelnen Systeme. Es en-stehen komplexe Raumgebilde die eine hohe Festigkeiterreichen können.Faltwerke | Abwicklungen:Faltwerk:Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält diesesFestigkeit. Abgewickelt können dies Faltsysteme gutdargestellt werden, sind leicht und transportabel. VorOrt können sie dann zusammengefaltet und zusam-mengefügt werden.16
  17. 17. Systemwürfel | Systemknoten:Würfel:Ein zwölfseitiger Würfel aus Sechsecken und komplettaus Pappe. Dieser Anschlusspunkt bietet viele Ver-bindungsmöglickeiten und ist sehr variabel. Abgelei-tet wurde dieses Prinzip aus der Natur. Über einenBlasenversuch wurden zusammengesetzte Mehreckekonstuiert.Abwicklung des zwölfseitigen WürfelsAnwendung:Bis jetzt nur in Rauminstallationen umgesetzt, als Bei-spiel wird an der Stelle das Uniprojekt von Chriss Bos-se - Digital Origami gezeigt.Ebenfalls bietet der Knotenpunkt eine gute Ausgangs-situation für ein zweischaliges Wandsystem, welchessich sowohl öffnen als auch geschlossen darstellenkann. 17
  18. 18. FALTWERKEFaltwerke | Abwicklungen:Faltwerk:Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält diesesFestigkeit. Abgewickelt können diese Faltsysteme gutdargestellt werden, sind leicht und transportabel. VorOrt können sie dann zusammengefaltet werden undzusammengefügt werden.STECKSYSTEMEStecksysteme:Schlitz -Stecksysteme:Einfache Stecksysteme aus Pappe bieten einen schnel-len Auf- und Abbau der einzelnen Systeme. Es en-stehen komplexe Raumgebilde die eine hohe Festigkeiterreichen können.18
  19. 19. MONOLITISCHMonolitische Systeme:Papierziegel:Ein Wandsystem aus weggeworfenen Büchern. Dieseteilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einemneuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht einmonolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff -Storyboard]Wellpappe:Gestapelte Wellpappe zusammengefügt zu einem mo-nolitischem Wandaufbau. Leichte Verarbeitung und einleichter Baustoff. [RO&AD ARCHITEKTEN - Innenaus-bau]ZWEISCHALIGZweischalige Systeme:Durch Trennung der Funktionen ensteht eine zwei-schalige Konstruktion. Eine Schale trägt und eine z.B.:dämmt oder schützt vor Witterung. 19
  20. 20. FAZITDie Systemwürfel empfanden wir als ein sehr span-nendes räumliches Gebilde, allerdings untauglich zurBildung eines Bausystems. Die Würfel insich sindsehr stabil, allerdings keimt da das Problem der Fü-gung wieder auf.Beim Stecksystem war das Problem die Dichte.Ineinanderstecken und somit verschiedene Pappenaneinanderfügen wäre kein Problem aber auch rechtungenau und es ergäben sich Wärmebrücken.Faltwerke haben wir nocheinmal betrachtet, sindaber auch weiterhin auf keine geeignete Lösung, auchnicht in Form von , Wandpaneelen gekommen.20
  21. 21. 21
  22. 22. NATÜRLICHE KLEBSTOFFEGummibärchen:Papier auf Papier oder Karton klebt der Sparfuchsmit Gummibärchen.Einfach ein paar Gummibärchen in ein Glas mit etwas Die Stärke mit dem Zucker mischen und in 30ml Was-Wasser (etwa ein Esslöffel auf fünf Gummibärchen) ser lösen. Die 100 ml Wasser zum Sieden bringen, vomgeben und im Wasserbad auf etwas über dreißig oder Herd nehmen und die Mischung hineingießen währendvierzig Grad erwärmen (Wichtig: erwärmen, nicht er- kräftig gerührt wird. Es bildet sich sofort eine Gel-hitzen!). Die aufgelösten Gummibären lassen sich pri- artige, transparente Substanz, die kräftig durchge-ma mit dem Pinsel verstreichen, ohne dass das Papier rührt werden muss, bis die Stärke im heißen Wasserwellig wird. Die Klebkraft ist sehr hoch. Die Gelatine, vollkommen aufgequollen ist. Die Zugabe von einemaus denen die Gummibärchen bestehen, schrumpft Esslöffel Glycerin in den abgekühlten Kleber machtbeim Trocknen. Es wird eine äußerst innige Verkle- ihn etwas cremiger, er wird besser verstreichbar. Beibung erreicht. diesem Kleber kann es bei Papier und Karton zu Wel- lenbildung kommen.Stärkekleber:Sachinformation: Weizenstärke:Stärke ist ein Speicherkohlenhydrat vieler Pflanzen Handelsname z.B. „Weizenin“(Getreidepflanzen,Reis, Kartoffeln, Mais etc.). Stärkekle-ber wird durch das Glycerin geschmeidiger gemacht. 40 g Stärke, 30 g Zucker, 30 ml Wasser, 150 ml Was-Der Zucker hat die Eigenschaft Wasser anzusaugen ser, Glycerinund verhindert damit beim Kleben von Papier ein zustarkes Feuchtwerden des Papiers das sich dadurch Die Stärke mit dem Zucker mischen und in den 30 mlwellen würde. Zwei äußerst kräftige Kleber lassen Wasser einrühren. Die 150 ml Wasser bei schwachersich aus Stärkepulver herstellen (Mondamin, Maizena, Hitzezufuhr zum Sieden bringen und das Stärke-Zu-Weizenin). cker- Gemisch hineingießen, dabei gut rühren. Wenn die Masse vollständig transparent pastös gewordenMaisstärke: ist, vom Herd nehmen und während des AbkühlensMaisstärke (Mondamin, Maizena oder ähnliches) ab und zu umrühren. In die Klebermasse kann etwas Glycerin eingerührt werden. Beim Kleben von Papieren40 g Stärke, 30 g Zucker, 30 ml Wasser, 100 ml Was- kommt es zur Bildung von Wellen.ser, Glycerin22
  23. 23. FAZITDie Gummibärchen ergeben zwar eine sehr gute Ver-bindung zwischen dem Papier, allerdings ist ein Gum-mibärchen aufwendiger herzustellen als Stärkekleber.Auch ist diese Variante teurer, als der Stärkekleber.Zum Vergleich:Gummibärchen 3,50 Euro/kgMaisstärke 2,60 Euro/kgWeizenstärke 2,06 Euro/kgMaisstärke, als auch Weizenstärke werden fast gleichhergestellt und bieten die gleichen Eigenschaften. Auf-grund des günstigereren Kilopreises entscheiden wiruns für Weizenstärke. 23
  24. 24. WABENSANDWICHPLATTEAls Sandwichplatte mit Wabenkern (abgekürzt auchWabenplatte) wird eine dreischichtige Verbundkonst-ruktion in Sandwichbauweise bezeichnet, die aus zweitragenden Deckhäuten und einem Stützkern in Wa-benform besteht.Der Stützkern kann aus Pappe, harzgetränktem Pa-pier, Faserkunststoff oder dünnen Aluminiumfolienhergestellt werden. Die Deckhäute können aus Pappe,Kunststoff, Faserverbundwerkstoffen oder Metallblechbestehen. Verschiedene Materialkombinationen zwi-schen Stützkern und Deckhäuten sind möglich; Stütz-kern und Häute werden üblicherweise verklebt.24
  25. 25. ZELLULOSE DÄMMSTOFF1. RohstoffRohstoffeingangskontrolle - Reines Tageszeitungspa-pier.2. SchredderIm Schredder werden die Zeitungen vorzerkleinert.Dabei sorgt ein Elektromagnet dafür, dass Kleinteilewie zB Büroklammern ausgeschieden werden.3. FeinmühleHier zeichnet sich die finnische Technologie besondersaus. Denn es ist bekannt, dass die Größe einer Zel-lulosefaser und ihr Vermögen Luft zu speichern dasspätere Setzungsverhalten und die Wärmeleitfähig-keit wesentlich beeinflussen.4. ZusätzeDas Ergebnis der speziellen Behandlung in der Fein- Brandschutz:mühle sind watteähnliche Zellulosefasern. Zur Brand- Der Laie befürchtet bei der Titulierung „normal ent-hemmung und zum Schutz der Holzkonstruktionen flammbar“ zu Unrecht, dass dieser Stoff„gut brennt“.vor Fäulnis und Ungeziefer werden nun sogenannte Im Brandfall hat climacell ® als B2-Stoff eine deutlichBorate zugesetzt. Thermofloc setzt sich insgesamt brandverzögernde Eigenschaft. Zum einen verhindertaus ca. 90% Zeitungspapier und 10% harmlosen und der Sauerstoffmangel in dem festen Dämmstoffgefü-nicht verdunstenden Borsalzen zusammen. ge ein unkontrolliertes Ausbreiten des Feuers, zum anderen wird das in der Cellulose (Kohlenhydrat) ge-5. Verpackung bundene Wasser freigesetzt und bewirkt somit ei-Das fertige Produkt wird in PE-Säcke zu je 14kg ge- nen Kühl- und Löscheffekt. Die ebenfalls im Brandfallfüllt. Nun ist der Thermofloc Zellulosedämmstoff be- schnell entstehende Kohleschicht an der Oberflächereit, als ökologisch sinnvoller Dämmstoff in Decken, bewirkt wie beim Holz eine schützende Barriere.Dachschrägen und Wände eingeblasen zu werden. 25
  26. 26. PAPERFOAMSCA-Packaging stellt ein vollständig recyclefähigesVerpackungsmaterial her, dass Paperfoam heißt.Herstellung:Paperfoam wird aus Kartoffelstärke mit einem Zu-satzstoff aus Zellulosefaser hergestellt.Es wird in einem einstufigen Druckgussverfahren her-gestellt und kann in einer Vielzahl von Farben und For-men verwendet werden. Außerdem kann es geprägtwerden.In unserem Projekt könnte das Paperfoam Anwendungfinden für die Herstellung eines Wandsystems. Da-durch das es in viele verschiedene Formen gegossenwerden kann, ist es auch für ein kompliziertes Er-scheinungsbild geeignet. Auch Filigranesystemlösun-gen lassen sich damit herstellen, da es so flexibel ist.26
  27. 27. MODULSYSTEMEAufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kannauch auf temporäres Wohnen hinauslaufen.Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent-schlossen ein Modulsystem aus Holz und Papier| Pappezu entwickeln. Das Holz bildet die Tragstruktur unddas Papier (z.B. als Faserguss-Wandpaneele) schließtdie Struktur.Denkbar wäre ein Grundmodul von 5m x 5m für einenWohnraum oder sogar 6m x 6m, denn die Konstruk-tionsfläche muss ja auch noch berücksichtigt werden. 27
  28. 28. Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo28
  29. 29. Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo 29
  30. 30. VARIANTE 1:MODUL + ERSCHLIESSUNGSKERNÄhnlich wie bei dem Nakagin Capsule Tower könntedas einzelne Modul (5m x 5m) beliebig oft kombiniertwerden und dann um einen Erschließungskern gereihtwerden. Das Modul kann vertikal und horizontal ange-passt werden.30
  31. 31. Ansicht 20 30 GrundrissSTECKMODULEs gibt zwei Möglichkeiten das Modul zu konzipieren.Entweder legt man Wert auf die Recyclefähigkeit desSystems als Ganzes oder auf die Rückbaubarkeit.Zunächst haben wir ein rückbaubares System in Be-tracht gezogen, welches aus einem Stecksystem be-steht. Dabei werden in das aus Holz bestehende Trag-system Fasergusspaneele eingeschoben. Die Deckedes Moduls, als auch die Bodenplatte könnten aus ei-ner aus Pappe gesteckten „Kassettendecke“ bestehen,die ebenfalls in die Tragstruktur gesteckt wird. Steckverbindung 30 20 20 Eckverbindung Raster 31
  32. 32. FAZITIm Bereich des Holzrahmenbaus funktionieren solcheTragsysteme sehr gut. Das Problem hierbei ist dasStecken unter Verwendung des recht instabilen Pa-piers.Die Steckverbindungen sind noch nicht dicht, manbräuchte eine zusätzliche Aussteifung und der Auf-wand steht in keinem Vergleich zum Endergebnis. DieBox an sich soll einfach und kompromisslos sein unddieser einfache Charakter verlangt auch nach einersimpelen Baukonstruktion.Monolitische Systeme erscheinen in ihrer Form zu-nächst recht einfach, allerdings lässt sich aus ihnenschnell ein Wandaufbau herstellen, der auch nochrecht tragfähig ist.32
  33. 33. VARIANTE 2:MODUL IM RASTERDa die bisherige Strategie mit zu vielen Problemen be-haftet ist, haben wir uns dazu entschieden den Wand-aufbau aus einem monolitischen System zu fertigen.Dazu verwenden wir eine Wabensandwichplatte.Die Idee, die hinter dem Modul im Raster steckt ist die,dass der Student in einer Wohnbox, also dem Modul,wohnt. Dieses Modul kommt einem Karton im über-tragenen Sinne gleich. Der Karton kann, ähnlich wieein Umzugskarton, den Standort wechseln. So nimmtder Student anstatt vieler kleiner Kartons nur sei-nen Wohnkarton an den Unistandort mit. Die Box kannpersonalisiert werden, sodass die Box von außen zwargleich aussieht, von innen aber völlig unterschiedlichist. 33
  34. 34. Aluminium: Das Grundgerüst bildet eine Aluminiumkonstruktion. Das Stützraster ist 5,5m x 5,5m und versorgt das ganze System mit allem Notwendigen. Aluminium ist durch seine Selbstpassivierung korrosi- onsfester als Eisen und erfordert daher weniger Kor- rosionsschutzmaßnahmen. Papier | Pappe: Die Wohnboxen der Studenten sind überwiegend aus Pappe gefertigt und zu 100% rückbaubar und reyc- lebar. Hauptbestandteil sind Wabensandwichplatten, die zu Modulsteinen gefertigt sind und mit Stärkekleber ver- klebt werden. Die Größen der Module sind in ihrer Größe variabel. Wegen der erhöhten Festigkeit wurde eine Steingröße von 22 x 15 x 10 cm gewählt. Eingestellte BOXEN: Die vorgefertigten Module können in jedem Fach belie- big durch einen Kran platziert werden. Jeder Student hat somit seine eigene personalisierte BOX, die er an jeden Wohn- | Studienort mitnehmen und vor Ort wie- der an ein Versorgungssystem anschließen kann. Kunststoff: Um vor Witterungsbedingungen zu schützen, erhält die komplette Konstruktion mit den Boxen eine Außen- hülle. Diese besteht aus transluzentem Plexiglas und lässt sich nach Belieben vor jedem Fach hochklappen. Die Klappfunktion lässt Frischluft zu und ermöglicht das Einstellen und Entfernen der Boxen.34
  35. 35. RIEGELDurch das Raster ist der Grundriss sehr flexibel. Dieeinfachste Form ist ein Riegel.PLÄTZE | URBAN SPACEDas Raster lässt auch andere Formen zu, die vorallenim sozialen Bereich durch die Bildung vpn Plätzen undHöfen die Kommunikation und Interaktion der Bewoh-ner fördern würden.HÖHENEbenfalls ist das Raster in der Höhenentwicklung fle-xibel. Denkbar wären ein - dreigeschossige Teile, diedem ganzen eine Struktur und auch eine optische Zo-nierung geben. 35
  36. 36. DIE WOHNBOX Grundriss Box Die Box ist 4,5m x 4,5m groß. Die Hülle besteht aus Wabensandwichplatten, die wie ein Mauerwerk verbaut werden. Der Pappziegel hat die Maße 22 x 15 x 10cm, sind in ihrer Größe aber variable. Aus Gründen der Steifigkeit haben wir eine kleine Pappziegelgröße angenommen. Da die Box aber ansich nicht sehr groß ist, und nur sich selber tragen muss, sind auch größere Formate denkbar. Wandaufbau: 1. Wabensandwichplatte 15cm 2. Wellpappe 1cm 3. Zellulosedämmung 15cm 4. Wellpappe 1cm 5. Wellpappe 1cm (6. Kunststoffplatte 5mm als Badauskleidung) _______________ 33,5 cm U-Wert Außenwand: 0,19 W/m²K Versorgung: In dem Raster gibt es eine feste Andockstation, die an die Box angesteckt wird. In der Andockstation befinden sich die Anschlüsse für Wasser, Energie und Heizung. Das Gegenstück zu der Station ist die Wand zwischen Bad und Küche, sodass Energie und Wasser zentral in Andockstation mit Gegenstück den Raum geführt werden.36
  37. 37. Gemeinschaftsraum Technikraum Grundriss Raster +a a Schnitt a-a 37
  38. 38. FAZITDas Konzept der Wohnbox finden wir sehr gut, aller-dings ist die Box noch zu klein, um dem Studentenein komfortables Wohnen zu bieten. Aufgrund der Be-schaffenheit der Box wollen wir das Konzept noch ge-nauer definieren und in eine gröbere Richtung gehen.Die Box aus einem leichten, recyclefähigen Material,die leicht auszutauschen und zu erneuern ist, scheintin einem festen Raster fehl am Platz zu sein.Das Konzept verlangt nach einer einfacheren und rau-eren Konstruktion.Im gleichen Atemzug verwerfen wir auch die Andock-wand, die zwar praktisch ist, allerdings auch nichtüberzeugend in das Konzept passt.38
  39. 39. 39
  40. 40. BeeBoard (Expansionswabenplatte);heute Hexacomb Besin International Hersteller: Je nach Dicke/Zellweite/Deckschicht: Rohdichte: 15,6 kg/m3 … 267 kg/m3 6 bis 100 mm Plattendicke: Plattenformat 3600 (max. 6000) mm L1500 mm Plattenformat (LxB): BeeBoard ist eine Sandwichkonstruktion aus BeeCore- Technische Beschreibung: Papier-Expansionswaben (unterschiedliche Zellgrößen, 8–40 mm Zellweite) die mit unterschiedlichen Papierdecks (300–600 g/m3) laminiert werden können (Leimauftrag jeweils ges. 160 g/m3). Das Material besteht zu 100 % aus Altpapier. Bemerkungen: BeeCore® ist mit unterschiedlichen Zellgrößen und dazugehörenden Kompressionsstärken und in drei verschiedenen Sorten lieferbar: Endlos – nicht expan- diert, individuelle Stücke – nicht expandiert und expandierte Formate nach Maß. Recycling-Papier als Basis, wiederverwertbar und kompostierbar. bevorzugte bisherige Verpackungsindustrie Einsatzbereiche:40
  41. 41. NATÜRLICHER KUNSTSTOFFModerne Technologie ermöglicht die Produktion vonKunststoffen aus Pflanzen der heimischen Landwirt-schaft, wie Kartoffeln, Mais oder Getreide. Die auf die-se Weise gewonnenen Werkstoffe sind herkömmlichenKunststoffen sehr ähnlich und lassen sich mit den sel-ben Technologien und Maschinen verarbeiten. Ist NaKu,Natürlicher Kunststoff über längere Zeit (mehrereWochen bis Monate) Wind und Wetter oder Bakterienausgesetzt, so verrottet er. Auf diese Weise könnenProdukte aus natürlichem Kunststoff nach Gebrauchmit dem Hausmüll entsorgt oder auch kompostiertwerden.Haltbarkeit:In den ersten 12 Monaten sollte sich kaum etwas tun.Nach etwa 14 Monaten kann das Produkt an ca. 10-15% seiner Tragkraft verlieren. Nach ungefähr 36 Mo-naten (abhängig von den Lagerbedingungen) werdenunsere Sackerln spröde und porös. Sie würden zerfal-len, wie es ja auch am Ende des Produktlebenszyklussein soll.SpritzgussverfahrenMit dem entsprechenden Know-how lassen sich Na-türliche Kunststoffe auch im Spritzgußverfahrenverarbeiten. Auf diese Weise können wir fast allekomplexeren Bauteile herstellen, die derzeit aus her-kömmlichem Kunststoff gemacht werden.Langlebigere Bauteile mit einer langsameren Abbau-rate, welche hohe Anforderungen an das Umweltbe-wußtsein und Nachhaltigkeit haben, lassen sich mitNatürlichem Kunststoff produzieren. 41
  42. 42. BLOCKHEIZKRAFTWERKEin Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebauteAnlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme,die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betriebenwird, aber auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz einspei-sen kann. Sie setzt dazu das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung ein.Als Antrieb für den Stromerzeuger können Verbrennungs-motoren, d. h. Diesel- oder Gasmotoren, aber auch Gastur-binen verwendet werden.Anwendung:Ein Mini-BHKW kommt bei Mehrfamilienhäusern, sowie klei-nen Siedlungen zum Einsatz und produziert bis zu 50kW.Das BHKW erzeugt Strom. Die Abwärme wird zum Heizenund zur Warmwasserbereitung verwendet.Vorteile:Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der her-kömmlichen Kombination von lokaler Heizung und zentra-lem Kraftwerk resultiert daraus, dass die Abwärme derStromerzeugung direkt am Ort der Entstehung genutztwird. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei,abhängig von der Anlagengröße, zwischen 25 % und 50%. Durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme wird dieeingesetzte Primärenergie aber zu 80 % bis über 90 %genutzt. Blockheizkraftwerke können so bis zu 40 % Pri-märenergie einsparen.Antriebsmöglichkeiten:Es gibt eine Vielzahl an Antriebsmöglichkeiten. Die nachhal-tigste stellt dabei die Verwendung von Biogas dar. Biogasentsteht in einem Biomasseheizkraftwerk bei der Ver-brennung von Biomasse wie Pflanzen, Hackschnitzel oderHolzpellets. Aus Wirtschaftlichkeitsuntersuchung Einfamilienhaus Wohnfl. 190 m², 5 Personen-Haushalt, Bauj. 1999 BHKW mit 5,3 kW el. Leistung42
  43. 43. 43
  44. 44. 44
  45. 45. Paper stuck in Sticks 45
  46. 46. Bei Paper stuck in Sticks | Paperbox handelt es sich um ein temporäres Studentenwohnheim. Münster ist eine große Studentenstadt mit vielen übers ganze Stadtgebiet verteilten Hochschulstandorten. Im un- mittelbaren Umkreis vom Leonardo Campus und vom Fachhochschulzentrum befindet sich das Beispielgr- undstück. Um den wankenden Bedarf an Wohnheim- plätzen zu decken wurde dieses temporäre Gebäude entwickelt. Die Grundidee war, dass der Student, der in seine erste eigene Behausung zieht seinen Umzugskarton nimmt und in sein vermeintlich leeres Zimmer stellt. Diesen Gedanken haben wir soweit entwickelt, dass die Wohnbox selber diesen Umzugskarton sympolisieren soll. Das Wohnheim besteht aus zwei Komponenten, ein- mal dem Gerüstbau als Tragstruktur und zum an- deren Wohnboxen aus Wabensandwichplatten. Diese lassen sich schnell aufbauen, sind kostengünstig, ökoli- gisch verträglich und können durch ein autarkes Ver- sorgungssystem quasi überall zum Einsatz kommen. Beim Entwurf dieses Wohnheims wurde Wert darauf gelegt das “Cradle to Cradle”-Prinzip einzuhalten. So werden die Gerüstbaumodule und die Versorgung angemietet und können wieder an einer anderen “Baustelle” zum Einsatz kommen und die Wabensand- wichplatten nach ihrer Benutzung dem natürlichen Recyclingkreislauf hinzugeführt werden. Es wurden nur natürliche Klebstoffe und Kunststoffe eingesetzt und Verbindungen nur geschraubt. So wurden nur rückbaubare Verbindungen geschaffen. Das Gebäude besteht im Entwurf aus 90 Wohnboxen, Boxen für Fahrräder und Versorgung, einem Café und einer Hausmeisterbox. Da es sich um Modulbauweise handelt können aber beliebig viele Boxen zum Einsatz kommen. Das Gebäude kann auch niedrigere Formen annehmen, seine Länge verändern und sich somit fast jedem Standort optimal anpassen.46
  47. 47. Lageplan unmaßstäblich 47
  48. 48. Das Gebäude erschließt sich vom Horstmarer Land- weg. Es besteht in diesem Entwurf aus 102 Boxen, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen: 90 Wohnbox, Fahrradunterstand, Café, Hausmeister, Versorgung und Gemeinschaftsraum. Die Gründung und Erschließung erfolgt über Eisen- platten, wie sie auch im Straßenbau verwendet wer- den. Die Café-Sitzgelegenheiten werden von gemiete- ten Europaletten verkörpert. Zur Stabilität des Gerüstest wurden versetzt 5 Brücken angebracht, die gleichzeitig Kommunikations- plattform der Bewohner darstellen. Ebenfalls im Zwischenraum angebracht sind Gemein- schaftsboxen, die unterschiedlich von den Bewohnern bespielt werden können. Die Versorgung mit Strom und Wärme wird über ein angemietes BHKW gesichert. Grauwasser wird aufgefangen und wiederverwendet. So entsteht ein autarkes Gebilde, was den multifunktionalen Charak- ter verstärkt.48
  49. 49. Grundriss Erdgeschoss unmaßstäblich 49
  50. 50. Grundriss Regelgeschoss unmaßstäblich50
  51. 51. Grundriss Obergeschoss unmaßstäblich 51
  52. 52. Schnitt aa unmaßstäblich Ansicht Nord unmaßstäblich52
  53. 53. Schnitt aa unmaßstäblichAnsicht Ost unmaßstäblich 53
  54. 54. Ansicht Süd unmaßstäblich54
  55. 55. Versorgungsschema Abwasser Regenwassernutzungsanlage (Sammlung zum Abpumpen) Ansicht West unmaßstäblich 55
  56. 56. 56
  57. 57. STUDENTISCHE WOHNBOXAufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kannauch auf temporäres Wohnen hinauslaufen.Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent-schlossen eine Wohnbox aus Wabensandwichplattenentschieden.Die Box hat die Maße 5,50 x 8,00 x 4,00 m. Die Deckeund der Boden sind 40 cm dick und die Wände 60 cm.Im Boden befindet sich eine Ausparung für eine Mat-ratze, die tagsüber mit einer Platte abgedeckt werdenkann. Somit wird der Wohnraum vergrößert.Aus der Wand geschnitten sind Regale und ein aus-klappparer Tisch, so ragt nichts störend in den Raum.Die Box ist zu zwei Seiten geschlossen. In der einenSchmalseite ist die Tür und die andere öffnet sich ineinem bodentiefen Fenster. 57
  58. 58. bb bb aa bb bb aa Grundriss Box 1|100 aa Schnitt bb 1|100 Schnitt aa 1|10058 Ansicht 1|100 Ansicht 1|100
  59. 59. BADEZIMMERBUBBLEDas Badezimmer soll dem Konzept der Recyclebarkeitund Austauschbarkeit auf der Low-Cost-Ebene folgen.Dazu haben wir uns entschieden das Badezimmeraus Naturkunststoff gießen zu lassen. Es wird dann Recyclingso aussehen, dass alle Amaturen und Einbauten, wieWaschbecken auch aus dem Paperfoam gegossenwerden und in die Wand schlüssig übergehen. Das er-gibt eine „Badezimmerbubble“, die unabhängig von der PappeWohnbox in selbige eingestellt werden kann. BoxDer Naturkunststoff beginnt mit dem Verrottungs-prozess spätestens nach 36 Monaten. Bei ständigerAussetzung mit Feuchte sind kürzere Haltbarkeitenwahrscheinlich. Da es sich hierbei um ein temporäresProjekt handelt sind diese Zeiträume aber dennoch Wabenpappelegitim und das Produkt passt perfekt ins KonzeptNATÜRLICHE KLEBSTOFFE Lebenszyklus WabensandwichplatteUm die Wabensandwichplatten aufeinanderzustapelnwerden diese „gemauert“ und mit einem Weizenstär-kekleber ein Verbund hergestellt. Pflanzen Natürlicher Kunststoff Kompost Kunststofffassadenplatte Lebenszyklus natürlicher Kunststoff Rückgabe PAPERBOX Gerüstbau- unternehmen mieten Lebenszyklus Gerüst 59
  60. 60. Details Stellrahmengerüst aus vorgefertigten Bauteilen 4 4 Maßstab 1:20 Grundlage: Standart Feldlänge: 1,57 m 1 Stellrahmen aus Aluminium feuerverzinkt; 2 U-Profil zur Belageinhängung 3-teilig; Rohrprofile Ø: 48,3 x 3,2 mm; 3 3 Maße: 2,20 m x 1,50 m; flächenbezogenes Nutzgewicht 200 kg/m² 1 1 2 Durchgangsrahmen, 3-teilig; mit Rohrverbinder zum herausschrauben; Maße: 2,20 m x 1,50 m; Rohrprofile Ø: 48,3 x 3,2 mm 3 Diagonale Gerüststange mit drehbarer Halbkupplung für ein Standartfeld 1,57 m; feuerverzinkt, 18 18 Rohrprofile Ø: 42,4 mm8 8 8 8 11 11 12 12 17 17 15 15 4 4 6 66 6 6 6 7 7 2 3 3 1 1 60
  61. 61. 4 4 4 drehbare Halbkupplung (an diagonaler Gerüststange befestigt) als Verbindung zwischen Stellrahmen und Diagonale; für Rohre mit Ø: 42,4 mm2 5 Versorgungsleitung; 3 3 Rohr DN 100; Entlüftung oben 6 Fachwerkträger; Gitterträger aus Aluminium feuerverzinkt; U-Profil zur Belageinhängung 3-teilig; Rohrprofile Ø: 48,3 mm; befestigt mit einer Aufhängung für Gitter träger und gleichzeitig abgehängt mit zwei Diago nalen 18 18 7 Unterzug und Halterung der Brücken- und Dachkonstruktion aus Aluminium 5 5 12 12 3 3 12 12 16 16 4 4 4 46 6 3 3 6 6 13 13 15 152 12 12 13 13 6 6 61
  62. 62. 9 9 188 8 3 2 4 3 15 2 6 6 7 1 62
  63. 63. 12 13 6 5 13 3 13 4 5 12 3 152 6 6 5 11 13 6 63
  64. 64. 8 Diagonale Gerüststange; einseitig mit einer drehbarer Halbkupplung, einseitig mit einer Lochung ausgeführt; feuerverzinkt; Rohrprofile Ø: 42,4 mm9 Brückengeländer und Absturzsicherung als Gitterrost ausgeführt; feuerverzinkt; Maße: 2,00 m x 0,90 m x 0,02 m10 Gewindefußplatte aus Stahl; feuerverzinkt; Maximaler Spindelweg: 0,45 m Grundplatte 0,15 m x 0,15 m; Gewinderohr Ø: 38,0 mm; 10 1164
  65. 65. 5 6 2 1 18 18 1410 65
  66. 66. 66
  67. 67. 67

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