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Design to Disassemble - Paper stuck in Sticks | Paperbox
Alexandra Cornelius B.A. (Arch.)
Dipl. Ing. [FH] Mark R. A. Schrinner
SoSe 2011




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INHALTSVERZEICHNIS


Bambus                        6
Glasbausteine                 7
Paper Tube                    8
Fazit                         9

Faltwerke                     11
Wellpappe                     12
Profile                       13
Fazit                         14

Brainstorming                 16
Systemwürfel | Systemknoten   17
Faltwerke | Stecksysteme      18
Monolitisch | Zweischalig     19
Fazit                         20

Natürliche Klebstoffe         22
Zellulose Dämmstoffe          23

Modulsysteme                  25
Modul + Erschließungskern     28
Steckmodul                    29
Fazit                         30

Wabensandwichplatte           32
Modul im Raster               33
Die Wohnbox                   36

BeeBoard                      39
Natürlicher Kunststoff        40




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BAMBUS

- Wächst natürlich in Asien, Amerika und Australien

- Eine immergrüne Pflanze, robust und verkraftet
kurzzeitig Temperaturen bis −20 °C.

- Zellen enthalten eine große Menge Lignin (wie in
Bäumen) und sind entsprechend hart. Deswegen sind
große Wuchshöhen erreichbar (max. 38m bei 80cm
Halmumfang)

- Einige Arten gehören zu den am schnellsten wach-
senden Pflanzen der Welt (bis zu 1m/Tag bei entspre-
chenden Bedingungen). Geerntet wird nach etwa 3
Jahren, wenn die Stängel ausreichend verholzt sind.

- Weltweit bedeckt Bambus eine Fläche von ca. 37
Millionen Hektar, davon etwa sechs Millionen in China
und neun Millionen in Indien. Je Hektar können 10 bis
15 Tonnen Biomasse pro Jahr nachhaltig gewonnen
werden.

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 und
so gar noch zäher
- kann fast überall wachsen
- viele Einsatzmöglichkeiten
- standthafter in Erdbebenregionen, als konventionelle
Baumaterialien

Nachteile:
- 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 Insekten
resitent gemacht werden
6
GLASBAUSTEINE

- Glasbausteine oder Glassteine sind quaderförmige
Bauteile, die zur Herstellung lichtdurchlässiger und
nichttragender Wände im Innen- und Außenbereich
dienen
- Glasvollsteine sind zu 100% recyclebar
- vielfältig einsetzbar, sowohl als Bausystem, aber auch
alsGestaltungselement

Anwendungsmöglichkeiten:
Baustoff (Baumaterial für Möbelbau, Innen- und
Außenarchitektur), recycelt wiederverwendbar (Glas)

Vorteile:
- leicht verfügbar, wegen ständiger Herstellung
- recycelbar zu 100 %
- viele Einsatzmöglichkeiten
- Abrissprodukt (Häuser der 60/70er Jahre)
- nicht transparent

Nachteile:
- hoher Energieaufwand bei der Herstellung
- ansich kein tragendes Element
- zerbrechliche
- nicht transparent

Zielsetzung:
- Entwicklung eines Materialsystems
- Tragsystem
- aus Altglas recyclen
- Verbindungspunkte
- Potential



                                                           7
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 stand

Anwendungsmöglichkeiten:
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 transparent

Nachteile:
- feuchteempfindlich
- als konstruktives Baumaterial müssen entsprechend
Durchmesser erreicht werden.
8
FAZIT

Nach Betrachtung der drei verschiedenen Material-
systeme kamen wir zu dem Entschluss, dass sowohl
Bambus, als auch Glasbausteine zu viele Probleme bei
der Entwicklung eines Bausystems mitsich bringen
würden.

Beim Bambus lag die Schwierigkeit darin, dass man die
Pflanze ersteinmal anpflanzen müsste und auch dann
nur aufwendig verarbeiten müsste, um zum Beispiel
eine Art Brettschichtholz zu bekommen. Man könnte
die 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 nämlich
vermörtelt. 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, aber
auch viel Potenzial im Bereich des nachhaltigen Bau-
ens in sich trägt. Papier ist ein städniges Abfallpro-
dukt und wird zu 100% recyclet.
                                                         9
10
FALTWERKE

Durch das Falten erhält das Papier mehr Festigkeit
und wird tragffähiger.
Durch das Ausformen der Dreiecke entstehen die ver-
schiedenen Formen.
Eigene Faltstudien haben gezeigt, dass Falten sehr
komplex und auch aufwendig ist um gewünschte For-
men zu erreichen. Schwierig ist auch das Nachvoll-
ziehen einzelner Faltstrukturen und sich der daraus
ergebenen Festigkeit.
                                                      11
WELLPAPPE

Wellpappenrohpapier besteht zu etwa 80 Prozent aus
Recyclingmaterialien wie Altpapier, Kartons und ge-
brauchter Wellpappe. 20 Prozent sind aus sogenann-
ten Frischfasern. Sie werden in der Papierfabrik aus
Bruch- und Durchforstungsholz gewonnen, das bei
der Pflege nachhaltig bewirtschafteter Wälder anfällt.

Leim aus der Natur
Der Leim, der die äußeren Deckbahnen und die in-
nere Wellenbahn miteinander verbindet, besteht aus
Stärke – auch ein Naturprodukt, das aus Mais, Weizen
oder Kartoffeln gewonnen wird.
12
PROFILE

Feuchteschutz am Bsp.: Winkelkanten
Winkelkantenschutz dieser Ausführung ist für den
Einsatz unter Feuchtigkeitseinwirkung bestens geeig-
net.

Beispiele für die Anwendung:
- Lagerung im Freien, beispielsweise bei Baustoffen
- Spezielle Papiersorten und Klebstoffe sorgen für die
Feuchtigkeitsbeständigkeit.




                                                         13
FAZIT

Die Möglichkeit ein Bausystem aus einer Faltung zu
entwickeln haben wir verworfen, da dies zu zu vielen
Problemen führen würde.
Aufällig war, dass sich Papier als Material schon ziem-
lich schwer falten ließ. Daraus schließen wir, dass sich
das wirkliche Falten nur auf Papier beschränkt und in
Pappe schon nicht mehr ausführbar wäre. Mit Pap-
pe müssten die einzelnen Teile einzeln ausgeschnitten
und zusammen gefügt werden, was dem Grundcha-
rakter des Faltens nicht mehr entsprechen würde.

Mit der Wellpappe wurde zunächst ein zweischaliges
System 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 Möglichkeit
gesehen, diese in ein potenzielles Bausystem zu integ-
rieren, da uns bislang die Idee zum System fehlt.

14
15
BRAINSTORMING

Wir haben uns für ein System aus Papier entschieden.
Aber was kann man mit Papier alles machen? Was
Werkstoffe aus Papier gibt es? Da wir mit unseren
bisherigen Recherchen zu keinem zufriedenstellenden
Ergebnis 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. Diese
teilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einem
neuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht ein
monolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff -
Storyboard]

Wabensandwichplatte:
Gestapelte Wabensandwichplatten zusammengefügt
zu 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 komplett
aus 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 Festigkeit
erreichen können.

Faltwerke | Abwicklungen:
Faltwerk:
Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält dieses
Festigkeit. Abgewickelt können dies Faltsysteme gut
dargestellt werden, sind leicht und transportabel. Vor
Ort können sie dann zusammengefaltet und zusam-
mengefügt werden.
16
Systemwürfel | Systemknoten:

Würfel:
Ein zwölfseitiger Würfel aus Sechsecken und komplett
aus Pappe. Dieser Anschlusspunkt bietet viele Ver-
bindungsmöglickeiten und ist sehr variabel. Abgelei-
tet wurde dieses Prinzip aus der Natur. Über einen
Blasenversuch wurden zusammengesetzte Mehrecke
konstuiert.




Abwicklung des zwölfseitigen Würfels


Anwendung:
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, welches
sich sowohl öffnen als auch geschlossen darstellen
kann.




                                                          17
FALTWERKE

Faltwerke | Abwicklungen:
Faltwerk:
Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält dieses
Festigkeit. Abgewickelt können diese Faltsysteme gut
dargestellt werden, sind leicht und transportabel. Vor
Ort können sie dann zusammengefaltet werden und
zusammengefügt werden.




STECKSYSTEME

Stecksysteme:
Schlitz -Stecksysteme:
Einfache Stecksysteme aus Pappe bieten einen schnel-
len Auf- und Abbau der einzelnen Systeme. Es en-
stehen komplexe Raumgebilde die eine hohe Festigkeit
erreichen können.
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MONOLITISCH

Monolitische Systeme:
Papierziegel:
Ein Wandsystem aus weggeworfenen Büchern. Diese
teilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einem
neuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht ein
monolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff -
Storyboard]

Wellpappe:
Gestapelte Wellpappe zusammengefügt zu einem mo-
nolitischem Wandaufbau. Leichte Verarbeitung und ein
leichter Baustoff. [RO&AD ARCHITEKTEN - Innenaus-
bau]


ZWEISCHALIG

Zweischalige Systeme:
Durch Trennung der Funktionen ensteht eine zwei-
schalige Konstruktion. Eine Schale trägt und eine z.B.:
dämmt oder schützt vor Witterung.
                                                          19
FAZIT

Die Systemwürfel empfanden wir als ein sehr span-
nendes räumliches Gebilde, allerdings untauglich zur
Bildung eines Bausystems. Die Würfel insich sind
sehr stabil, allerdings keimt da das Problem der Fü-
gung wieder auf.

Beim Stecksystem war das Problem die Dichte.
Ineinanderstecken und somit verschiedene Pappen
aneinanderfügen wäre kein Problem aber auch recht
ungenau und es ergäben sich Wärmebrücken.

Faltwerke haben wir nocheinmal betrachtet, sind
aber auch weiterhin auf keine geeignete Lösung, auch
nicht in Form von , Wandpaneelen gekommen.
20
21
NATÜRLICHE KLEBSTOFFE

Gummibärchen:
Papier auf Papier oder Karton klebt der Sparfuchs
mit 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, vom
geben und im Wasserbad auf etwas über dreißig oder           Herd nehmen und die Mischung hineingießen während
vierzig 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 Wasser
wellig wird. Die Klebkraft ist sehr hoch. Die Gelatine,      vollkommen aufgequollen ist. Die Zugabe von einem
aus denen die Gummibärchen bestehen, schrumpft               Esslöffel Glycerin in den abgekühlten Kleber macht
beim Trocknen. Es wird eine äußerst innige Verkle-           ihn etwas cremiger, er wird besser verstreichbar. Bei
bung 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, Glycerin
und verhindert damit beim Kleben von Papier ein zu
starkes Feuchtwerden des Papiers das sich dadurch            Die Stärke mit dem Zucker mischen und in den 30 ml
wellen würde. Zwei äußerst kräftige Kleber lassen            Wasser einrühren. Die 150 ml Wasser bei schwacher
sich 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 geworden
Maisstärke:                                                  ist, vom Herd nehmen und während des Abkühlens
Maisstärke (Mondamin, Maizena oder ähnliches)                ab und zu umrühren. In die Klebermasse kann etwas
                                                             Glycerin eingerührt werden. Beim Kleben von Papieren
40 g Stärke, 30 g Zucker, 30 ml Wasser, 100 ml Was-          kommt es zur Bildung von Wellen.
ser, Glycerin
22
FAZIT

Die 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/kg
Maisstärke               2,60 Euro/kg
Weizenstärke             2,06 Euro/kg

Maisstärke, als auch Weizenstärke werden fast gleich
hergestellt und bieten die gleichen Eigenschaften. Auf-
grund des günstigereren Kilopreises entscheiden wir
uns für Weizenstärke.
                                                          23
WABENSANDWICHPLATTE

Als Sandwichplatte mit Wabenkern (abgekürzt auch
Wabenplatte) wird eine dreischichtige Verbundkonst-
ruktion in Sandwichbauweise bezeichnet, die aus zwei
tragenden Deckhäuten und einem Stützkern in Wa-
benform besteht.
Der Stützkern kann aus Pappe, harzgetränktem Pa-
pier, Faserkunststoff oder dünnen Aluminiumfolien
hergestellt werden. Die Deckhäute können aus Pappe,
Kunststoff, Faserverbundwerkstoffen oder Metallblech
bestehen. Verschiedene Materialkombinationen zwi-
schen Stützkern und Deckhäuten sind möglich; Stütz-
kern und Häute werden üblicherweise verklebt.

24
ZELLULOSE DÄMMSTOFF

1. Rohstoff
Rohstoffeingangskontrolle - Reines Tageszeitungspa-
pier.

2. Schredder
Im Schredder werden die Zeitungen vorzerkleinert.
Dabei sorgt ein Elektromagnet dafür, dass Kleinteile
wie zB Büroklammern ausgeschieden werden.

3. Feinmühle
Hier zeichnet sich die finnische Technologie besonders
aus. Denn es ist bekannt, dass die Größe einer Zel-
lulosefaser und ihr Vermögen Luft zu speichern das
spätere Setzungsverhalten und die Wärmeleitfähig-
keit wesentlich beeinflussen.

4. Zusätze
Das 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 deutlich
Borate zugesetzt. Thermofloc setzt sich insgesamt        brandverzögernde Eigenschaft. Zum einen verhindert
aus 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 Brandfall
füllt. Nun ist der Thermofloc Zellulosedämmstoff be-     schnell entstehende Kohleschicht an der Oberfläche
reit, als ökologisch sinnvoller Dämmstoff in Decken,     bewirkt wie beim Holz eine schützende Barriere.
Dachschrägen und Wände eingeblasen zu werden.




                                                                                                             25
PAPERFOAM

SCA-Packaging stellt ein vollständig recyclefähiges
Verpackungsmaterial 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 geprägt
werden.
In unserem Projekt könnte das Paperfoam Anwendung
finden für die Herstellung eines Wandsystems. Da-
durch das es in viele verschiedene Formen gegossen
werden kann, ist es auch für ein kompliziertes Er-
scheinungsbild geeignet. Auch Filigranesystemlösun-
gen lassen sich damit herstellen, da es so flexibel ist.




26
MODULSYSTEME

Aufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-
terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kann
auch auf temporäres Wohnen hinauslaufen.
Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent-
schlossen ein Modulsystem aus Holz und Papier| Pappe
zu entwickeln. Das Holz bildet die Tragstruktur und
das Papier (z.B. als Faserguss-Wandpaneele) schließt
die Struktur.
Denkbar wäre ein Grundmodul von 5m x 5m für einen
Wohnraum oder sogar 6m x 6m, denn die Konstruk-
tionsfläche muss ja auch noch berücksichtigt werden.
                                                 27
Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo

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Beispielprojekt: Nakagin Capsule Tower, Tokyo

                                           29
VARIANTE 1:
MODUL + ERSCHLIESSUNGSKERN

Ähnlich wie bei dem Nakagin Capsule Tower könnte
das einzelne Modul (5m x 5m) beliebig oft kombiniert
werden und dann um einen Erschließungskern gereiht
werden. Das Modul kann vertikal und horizontal ange-
passt werden.
30
Ansicht


                                                             20




                                                       30
                                                                         Grundriss

STECKMODUL
Es gibt zwei Möglichkeiten das Modul zu konzipieren.
Entweder legt man Wert auf die Recyclefähigkeit des
Systems 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 Decke
des 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
FAZIT

Im Bereich des Holzrahmenbaus funktionieren solche
Tragsysteme sehr gut. Das Problem hierbei ist das
Stecken unter Verwendung des recht instabilen Pa-
piers.

Die Steckverbindungen sind noch nicht dicht, man
bräuchte eine zusätzliche Aussteifung und der Auf-
wand steht in keinem Vergleich zum Endergebnis. Die
Box an sich soll einfach und kompromisslos sein und
dieser einfache Charakter verlangt auch nach einer
simpelen Baukonstruktion.

Monolitische Systeme erscheinen in ihrer Form zu-
nächst recht einfach, allerdings lässt sich aus ihnen
schnell ein Wandaufbau herstellen, der auch noch
recht tragfähig ist.
32
VARIANTE 2:
MODUL IM RASTER

Da 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 wie
ein Umzugskarton, den Standort wechseln. So nimmt
der Student anstatt vieler kleiner Kartons nur sei-
nen Wohnkarton an den Unistandort mit. Die Box kann
personalisiert werden, sodass die Box von außen zwar
gleich aussieht, von innen aber völlig unterschiedlich
ist.
                                                     33
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
RIEGEL
Durch das Raster ist der Grundriss sehr flexibel. Die
einfachste Form ist ein Riegel.




PLÄTZE | URBAN SPACE
Das Raster lässt auch andere Formen zu, die vorallen
im sozialen Bereich durch die Bildung vpn Plätzen und
Höfen die Kommunikation und Interaktion der Bewoh-
ner fördern würden.




HÖHEN
Ebenfalls ist das Raster in der Höhenentwicklung fle-
xibel. Denkbar wären ein - dreigeschossige Teile, die
dem ganzen eine Struktur und auch eine optische Zo-
nierung geben.




                                                        35
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
Gemeinschaftsraum




                        Technikraum




                                          Grundriss Raster +



a                                     a




                                                     Schnitt a-a

                                                               37
FAZIT

Das Konzept der Wohnbox finden wir sehr gut, aller-
dings ist die Box noch zu klein, um dem Studenten
ein 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, scheint
in 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 nicht
überzeugend in das Konzept passt.
38
39
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
NATÜRLICHER KUNSTSTOFF

Moderne Technologie ermöglicht die Produktion von
Kunststoffen aus Pflanzen der heimischen Landwirt-
schaft, wie Kartoffeln, Mais oder Getreide. Die auf die-
se Weise gewonnenen Werkstoffe sind herkömmlichen
Kunststoffen sehr ähnlich und lassen sich mit den sel-
ben Technologien und Maschinen verarbeiten. Ist NaKu,
Natürlicher Kunststoff über längere Zeit (mehrere
Wochen bis Monate) Wind und Wetter oder Bakterien
ausgesetzt, so verrottet er. Auf diese Weise können
Produkte aus natürlichem Kunststoff nach Gebrauch
mit dem Hausmüll entsorgt oder auch kompostiert
werden.

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) werden
unsere Sackerln spröde und porös. Sie würden zerfal-
len, wie es ja auch am Ende des Produktlebenszyklus
sein soll.

Spritzgussverfahren
Mit dem entsprechenden Know-how lassen sich Na-
türliche Kunststoffe auch im Spritzgußverfahren
verarbeiten. Auf diese Weise können wir fast alle
komplexeren 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 mit
Natürlichem Kunststoff produzieren.




                                                           41
BLOCKHEIZKRAFTWERK

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute
Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme,
die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben
wird, 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 Heizen
und zur Warmwasserbereitung verwendet.
Vorteile:
Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der her-
kömmlichen Kombination von lokaler Heizung und zentra-
lem Kraftwerk resultiert daraus, dass die Abwärme der
Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung genutzt
wird. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei,
abhängig von der Anlagengröße, zwischen 25 % und 50
%. Durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme wird die
eingesetzte 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. Biogas
entsteht in einem Biomasseheizkraftwerk bei der Ver-
brennung von Biomasse wie Pflanzen, Hackschnitzel oder
Holzpellets.




                                                               Aus Wirtschaftlichkeitsuntersuchung Einfamilienhaus

                                                               Wohnfl. 190 m², 5 Personen-Haushalt, Bauj. 1999

                                                               BHKW mit 5,3 kW el. Leistung




42
43
44
Paper
 stuck
   in
  Sticks


           45
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
Lageplan unmaßstäblich

                   47
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
Grundriss Erdgeschoss unmaßstäblich

                                49
Grundriss Regelgeschoss unmaßstäblich

50
Grundriss Obergeschoss unmaßstäblich

                                 51
Schnitt aa unmaßstäblich




     Ansicht Nord unmaßstäblich

52
Schnitt aa unmaßstäblich




Ansicht Ost unmaßstäblich

                      53
Ansicht Süd unmaßstäblich

54
Versorgungsschema




               Abwasser           Regenwassernutzungsanlage
        (Sammlung zum Abpumpen)




                                              Ansicht West unmaßstäblich

                                                                     55
56
STUDENTISCHE WOHNBOX
Aufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un-
terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kann
auch auf temporäres Wohnen hinauslaufen.
Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent-
schlossen eine Wohnbox aus Wabensandwichplatten
entschieden.

Die Box hat die Maße 5,50 x 8,00 x 4,00 m. Die Decke
und 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 werden
kann. 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 einen
Schmalseite ist die Tür und die andere öffnet sich in
einem bodentiefen Fenster.
                                                        57
bb                              bb




                            aa
 bb                              bb




                            aa




      Grundriss Box 1|100
                            aa




      Schnitt bb 1|100                Schnitt aa 1|100




58    Ansicht 1|100                   Ansicht 1|100
BADEZIMMERBUBBLE
Das Badezimmer soll dem Konzept der Recyclebarkeit
und Austauschbarkeit auf der Low-Cost-Ebene folgen.
Dazu haben wir uns entschieden das Badezimmer
aus Naturkunststoff gießen zu lassen. Es wird dann                                  Recycling
so aussehen, dass alle Amaturen und Einbauten, wie
Waschbecken auch aus dem Paperfoam gegossen
werden und in die Wand schlüssig übergehen. Das er-
gibt eine „Badezimmerbubble“, die unabhängig von der                                                               Pappe
Wohnbox in selbige eingestellt werden kann.               Box

Der Naturkunststoff beginnt mit dem Verrottungs-
prozess spätestens nach 36 Monaten. Bei ständiger
Aussetzung mit Feuchte sind kürzere Haltbarkeiten
wahrscheinlich. Da es sich hierbei um ein temporäres
Projekt handelt sind diese Zeiträume aber dennoch                                  Wabenpappe
legitim und das Produkt passt perfekt ins Konzept

NATÜRLICHE KLEBSTOFFE                                                        Lebenszyklus Wabensandwichplatte
Um die Wabensandwichplatten aufeinanderzustapeln
werden 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
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 mm




8          8                                          8           8       11       11


                                                 12          12
                            17              17




                            15              15                                     4         4
                                                                      6        6
6         6                                           6           6
                       7            7
                                                                                                      2
                                                                          3        3
                                                                                        1        1




    60
4            4                         4         drehbare Halbkupplung (an diagonaler
                                                              Gerüststange befestigt) als Verbindung
                                                              zwischen Stellrahmen und Diagonale;
                                                              für Rohre mit Ø: 42,4 mm

2                                                   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      15
2

                                                                                           12          12
                 13           13



                                                                       6            6                   61
9                        9           18




8                        8
         3




                 2                   4



                             3
                                     15   2
                     6           6
             7

                                     1




    62
12
        13



                                                6

    5




                                  13

                                       3
                 13                        4

                          5
                                                    12
                      3                    15
2
             6                6



    5
                                                          11

                                  13            6




                                                     63
8    Diagonale Gerüststange;
     einseitig mit einer drehbarer Halbkupplung,
     einseitig mit einer Lochung ausgeführt;
     feuerverzinkt;
     Rohrprofile Ø: 42,4 mm

9    Brückengeländer und Absturzsicherung als
     Gitterrost
     ausgeführt;
     feuerverzinkt;
     Maße: 2,00 m x 0,90 m x 0,02 m

10   Gewindefußplatte aus Stahl;
     feuerverzinkt;
     Maximaler Spindelweg: 0,45 m
     Grundplatte 0,15 m x 0,15 m;
     Gewinderohr Ø: 38,0 mm;




                                                   10   11




64
5


                             6


      2
 1




 18           18




                   14



10


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  • 1. 1
  • 2. Design to Disassemble - Paper stuck in Sticks | Paperbox Alexandra Cornelius B.A. (Arch.) Dipl. Ing. [FH] Mark R. A. Schrinner SoSe 2011 2
  • 3. 3
  • 4. INHALTSVERZEICHNIS Bambus 6 Glasbausteine 7 Paper Tube 8 Fazit 9 Faltwerke 11 Wellpappe 12 Profile 13 Fazit 14 Brainstorming 16 Systemwürfel | Systemknoten 17 Faltwerke | Stecksysteme 18 Monolitisch | Zweischalig 19 Fazit 20 Natürliche Klebstoffe 22 Zellulose Dämmstoffe 23 Modulsysteme 25 Modul + Erschließungskern 28 Steckmodul 29 Fazit 30 Wabensandwichplatte 32 Modul im Raster 33 Die Wohnbox 36 BeeBoard 39 Natürlicher Kunststoff 40 4
  • 5. 5
  • 6. BAMBUS - Wächst natürlich in Asien, Amerika und Australien - Eine immergrüne Pflanze, robust und verkraftet kurzzeitig Temperaturen bis −20 °C. - Zellen enthalten eine große Menge Lignin (wie in Bäumen) und sind entsprechend hart. Deswegen sind große Wuchshöhen erreichbar (max. 38m bei 80cm Halmumfang) - Einige Arten gehören zu den am schnellsten wach- senden Pflanzen der Welt (bis zu 1m/Tag bei entspre- chenden Bedingungen). Geerntet wird nach etwa 3 Jahren, wenn die Stängel ausreichend verholzt sind. - Weltweit bedeckt Bambus eine Fläche von ca. 37 Millionen Hektar, davon etwa sechs Millionen in China und neun Millionen in Indien. Je Hektar können 10 bis 15 Tonnen Biomasse pro Jahr nachhaltig gewonnen werden. 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 und so gar noch zäher - kann fast überall wachsen - viele Einsatzmöglichkeiten - standthafter in Erdbebenregionen, als konventionelle Baumaterialien Nachteile: - 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 Insekten resitent gemacht werden 6
  • 7. GLASBAUSTEINE - Glasbausteine oder Glassteine sind quaderförmige Bauteile, die zur Herstellung lichtdurchlässiger und nichttragender Wände im Innen- und Außenbereich dienen - Glasvollsteine sind zu 100% recyclebar - vielfältig einsetzbar, sowohl als Bausystem, aber auch alsGestaltungselement Anwendungsmöglichkeiten: Baustoff (Baumaterial für Möbelbau, Innen- und Außenarchitektur), recycelt wiederverwendbar (Glas) Vorteile: - leicht verfügbar, wegen ständiger Herstellung - recycelbar zu 100 % - viele Einsatzmöglichkeiten - Abrissprodukt (Häuser der 60/70er Jahre) - nicht transparent Nachteile: - hoher Energieaufwand bei der Herstellung - ansich kein tragendes Element - zerbrechliche - nicht transparent Zielsetzung: - Entwicklung eines Materialsystems - Tragsystem - aus Altglas recyclen - Verbindungspunkte - Potential 7
  • 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 stand Anwendungsmöglichkeiten: 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 transparent Nachteile: - feuchteempfindlich - als konstruktives Baumaterial müssen entsprechend Durchmesser erreicht werden. 8
  • 9. FAZIT Nach Betrachtung der drei verschiedenen Material- systeme kamen wir zu dem Entschluss, dass sowohl Bambus, als auch Glasbausteine zu viele Probleme bei der Entwicklung eines Bausystems mitsich bringen würden. Beim Bambus lag die Schwierigkeit darin, dass man die Pflanze ersteinmal anpflanzen müsste und auch dann nur aufwendig verarbeiten müsste, um zum Beispiel eine Art Brettschichtholz zu bekommen. Man könnte die 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 nämlich vermörtelt. 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, aber auch 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
  • 11. FALTWERKE Durch das Falten erhält das Papier mehr Festigkeit und wird tragffähiger. Durch das Ausformen der Dreiecke entstehen die ver- schiedenen Formen. Eigene Faltstudien haben gezeigt, dass Falten sehr komplex und auch aufwendig ist um gewünschte For- men zu erreichen. Schwierig ist auch das Nachvoll- ziehen einzelner Faltstrukturen und sich der daraus ergebenen Festigkeit. 11
  • 12. WELLPAPPE Wellpappenrohpapier besteht zu etwa 80 Prozent aus Recyclingmaterialien wie Altpapier, Kartons und ge- brauchter Wellpappe. 20 Prozent sind aus sogenann- ten Frischfasern. Sie werden in der Papierfabrik aus Bruch- und Durchforstungsholz gewonnen, das bei der Pflege nachhaltig bewirtschafteter Wälder anfällt. Leim aus der Natur Der Leim, der die äußeren Deckbahnen und die in- nere Wellenbahn miteinander verbindet, besteht aus Stärke – auch ein Naturprodukt, das aus Mais, Weizen oder Kartoffeln gewonnen wird. 12
  • 13. PROFILE Feuchteschutz am Bsp.: Winkelkanten Winkelkantenschutz dieser Ausführung ist für den Einsatz unter Feuchtigkeitseinwirkung bestens geeig- net. Beispiele für die Anwendung: - Lagerung im Freien, beispielsweise bei Baustoffen - Spezielle Papiersorten und Klebstoffe sorgen für die Feuchtigkeitsbeständigkeit. 13
  • 14. FAZIT Die Möglichkeit ein Bausystem aus einer Faltung zu entwickeln haben wir verworfen, da dies zu zu vielen Problemen führen würde. Aufällig war, dass sich Papier als Material schon ziem- lich schwer falten ließ. Daraus schließen wir, dass sich das wirkliche Falten nur auf Papier beschränkt und in Pappe schon nicht mehr ausführbar wäre. Mit Pap- pe müssten die einzelnen Teile einzeln ausgeschnitten und zusammen gefügt werden, was dem Grundcha- rakter des Faltens nicht mehr entsprechen würde. Mit der Wellpappe wurde zunächst ein zweischaliges System 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 Möglichkeit gesehen, diese in ein potenzielles Bausystem zu integ- rieren, da uns bislang die Idee zum System fehlt. 14
  • 15. 15
  • 16. BRAINSTORMING Wir haben uns für ein System aus Papier entschieden. Aber was kann man mit Papier alles machen? Was Werkstoffe aus Papier gibt es? Da wir mit unseren bisherigen Recherchen zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis 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. Diese teilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einem neuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht ein monolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff - Storyboard] Wabensandwichplatte: Gestapelte Wabensandwichplatten zusammengefügt zu 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 komplett aus 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 Festigkeit erreichen können. Faltwerke | Abwicklungen: Faltwerk: Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält dieses Festigkeit. Abgewickelt können dies Faltsysteme gut dargestellt werden, sind leicht und transportabel. Vor Ort können sie dann zusammengefaltet und zusam- mengefügt werden. 16
  • 17. Systemwürfel | Systemknoten: Würfel: Ein zwölfseitiger Würfel aus Sechsecken und komplett aus Pappe. Dieser Anschlusspunkt bietet viele Ver- bindungsmöglickeiten und ist sehr variabel. Abgelei- tet wurde dieses Prinzip aus der Natur. Über einen Blasenversuch wurden zusammengesetzte Mehrecke konstuiert. Abwicklung des zwölfseitigen Würfels Anwendung: 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, welches sich sowohl öffnen als auch geschlossen darstellen kann. 17
  • 18. FALTWERKE Faltwerke | Abwicklungen: Faltwerk: Durch das Falten von Pappe oder Papier erhält dieses Festigkeit. Abgewickelt können diese Faltsysteme gut dargestellt werden, sind leicht und transportabel. Vor Ort können sie dann zusammengefaltet werden und zusammengefügt werden. STECKSYSTEME Stecksysteme: Schlitz -Stecksysteme: Einfache Stecksysteme aus Pappe bieten einen schnel- len Auf- und Abbau der einzelnen Systeme. Es en- stehen komplexe Raumgebilde die eine hohe Festigkeit erreichen können. 18
  • 19. MONOLITISCH Monolitische Systeme: Papierziegel: Ein Wandsystem aus weggeworfenen Büchern. Diese teilweise ausgeschnittenen Bücher werden zu einem neuen Konstruktionsmaterial. Dadurch entsteht ein monolitisches Mauerwerk aus Papier. [Jan van Hoff - Storyboard] Wellpappe: Gestapelte Wellpappe zusammengefügt zu einem mo- nolitischem Wandaufbau. Leichte Verarbeitung und ein leichter Baustoff. [RO&AD ARCHITEKTEN - Innenaus- bau] ZWEISCHALIG Zweischalige Systeme: Durch Trennung der Funktionen ensteht eine zwei- schalige Konstruktion. Eine Schale trägt und eine z.B.: dämmt oder schützt vor Witterung. 19
  • 20. FAZIT Die Systemwürfel empfanden wir als ein sehr span- nendes räumliches Gebilde, allerdings untauglich zur Bildung eines Bausystems. Die Würfel insich sind sehr stabil, allerdings keimt da das Problem der Fü- gung wieder auf. Beim Stecksystem war das Problem die Dichte. Ineinanderstecken und somit verschiedene Pappen aneinanderfügen wäre kein Problem aber auch recht ungenau und es ergäben sich Wärmebrücken. Faltwerke haben wir nocheinmal betrachtet, sind aber auch weiterhin auf keine geeignete Lösung, auch nicht in Form von , Wandpaneelen gekommen. 20
  • 21. 21
  • 22. NATÜRLICHE KLEBSTOFFE Gummibärchen: Papier auf Papier oder Karton klebt der Sparfuchs mit 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, vom geben und im Wasserbad auf etwas über dreißig oder Herd nehmen und die Mischung hineingießen während vierzig 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 Wasser wellig wird. Die Klebkraft ist sehr hoch. Die Gelatine, vollkommen aufgequollen ist. Die Zugabe von einem aus denen die Gummibärchen bestehen, schrumpft Esslöffel Glycerin in den abgekühlten Kleber macht beim Trocknen. Es wird eine äußerst innige Verkle- ihn etwas cremiger, er wird besser verstreichbar. Bei bung 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, Glycerin und verhindert damit beim Kleben von Papier ein zu starkes Feuchtwerden des Papiers das sich dadurch Die Stärke mit dem Zucker mischen und in den 30 ml wellen würde. Zwei äußerst kräftige Kleber lassen Wasser einrühren. Die 150 ml Wasser bei schwacher sich 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 geworden Maisstärke: ist, vom Herd nehmen und während des Abkühlens Maisstärke (Mondamin, Maizena oder ähnliches) ab und zu umrühren. In die Klebermasse kann etwas Glycerin eingerührt werden. Beim Kleben von Papieren 40 g Stärke, 30 g Zucker, 30 ml Wasser, 100 ml Was- kommt es zur Bildung von Wellen. ser, Glycerin 22
  • 23. FAZIT Die 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/kg Maisstärke 2,60 Euro/kg Weizenstärke 2,06 Euro/kg Maisstärke, als auch Weizenstärke werden fast gleich hergestellt und bieten die gleichen Eigenschaften. Auf- grund des günstigereren Kilopreises entscheiden wir uns für Weizenstärke. 23
  • 24. WABENSANDWICHPLATTE Als Sandwichplatte mit Wabenkern (abgekürzt auch Wabenplatte) wird eine dreischichtige Verbundkonst- ruktion in Sandwichbauweise bezeichnet, die aus zwei tragenden Deckhäuten und einem Stützkern in Wa- benform besteht. Der Stützkern kann aus Pappe, harzgetränktem Pa- pier, Faserkunststoff oder dünnen Aluminiumfolien hergestellt werden. Die Deckhäute können aus Pappe, Kunststoff, Faserverbundwerkstoffen oder Metallblech bestehen. Verschiedene Materialkombinationen zwi- schen Stützkern und Deckhäuten sind möglich; Stütz- kern und Häute werden üblicherweise verklebt. 24
  • 25. ZELLULOSE DÄMMSTOFF 1. Rohstoff Rohstoffeingangskontrolle - Reines Tageszeitungspa- pier. 2. Schredder Im Schredder werden die Zeitungen vorzerkleinert. Dabei sorgt ein Elektromagnet dafür, dass Kleinteile wie zB Büroklammern ausgeschieden werden. 3. Feinmühle Hier zeichnet sich die finnische Technologie besonders aus. Denn es ist bekannt, dass die Größe einer Zel- lulosefaser und ihr Vermögen Luft zu speichern das spätere Setzungsverhalten und die Wärmeleitfähig- keit wesentlich beeinflussen. 4. Zusätze Das 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 deutlich Borate zugesetzt. Thermofloc setzt sich insgesamt brandverzögernde Eigenschaft. Zum einen verhindert aus 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 Brandfall füllt. Nun ist der Thermofloc Zellulosedämmstoff be- schnell entstehende Kohleschicht an der Oberfläche reit, als ökologisch sinnvoller Dämmstoff in Decken, bewirkt wie beim Holz eine schützende Barriere. Dachschrägen und Wände eingeblasen zu werden. 25
  • 26. PAPERFOAM SCA-Packaging stellt ein vollständig recyclefähiges Verpackungsmaterial 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 geprägt werden. In unserem Projekt könnte das Paperfoam Anwendung finden für die Herstellung eines Wandsystems. Da- durch das es in viele verschiedene Formen gegossen werden kann, ist es auch für ein kompliziertes Er- scheinungsbild geeignet. Auch Filigranesystemlösun- gen lassen sich damit herstellen, da es so flexibel ist. 26
  • 27. MODULSYSTEME Aufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un- terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kann auch auf temporäres Wohnen hinauslaufen. Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent- schlossen ein Modulsystem aus Holz und Papier| Pappe zu entwickeln. Das Holz bildet die Tragstruktur und das Papier (z.B. als Faserguss-Wandpaneele) schließt die Struktur. Denkbar wäre ein Grundmodul von 5m x 5m für einen Wohnraum oder sogar 6m x 6m, denn die Konstruk- tionsfläche muss ja auch noch berücksichtigt werden. 27
  • 30. VARIANTE 1: MODUL + ERSCHLIESSUNGSKERN Ähnlich wie bei dem Nakagin Capsule Tower könnte das einzelne Modul (5m x 5m) beliebig oft kombiniert werden und dann um einen Erschließungskern gereiht werden. Das Modul kann vertikal und horizontal ange- passt werden. 30
  • 31. Ansicht 20 30 Grundriss STECKMODUL Es gibt zwei Möglichkeiten das Modul zu konzipieren. Entweder legt man Wert auf die Recyclefähigkeit des Systems 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 Decke des 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. FAZIT Im Bereich des Holzrahmenbaus funktionieren solche Tragsysteme sehr gut. Das Problem hierbei ist das Stecken unter Verwendung des recht instabilen Pa- piers. Die Steckverbindungen sind noch nicht dicht, man bräuchte eine zusätzliche Aussteifung und der Auf- wand steht in keinem Vergleich zum Endergebnis. Die Box an sich soll einfach und kompromisslos sein und dieser einfache Charakter verlangt auch nach einer simpelen Baukonstruktion. Monolitische Systeme erscheinen in ihrer Form zu- nächst recht einfach, allerdings lässt sich aus ihnen schnell ein Wandaufbau herstellen, der auch noch recht tragfähig ist. 32
  • 33. VARIANTE 2: MODUL IM RASTER Da 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 wie ein Umzugskarton, den Standort wechseln. So nimmt der Student anstatt vieler kleiner Kartons nur sei- nen Wohnkarton an den Unistandort mit. Die Box kann personalisiert werden, sodass die Box von außen zwar gleich aussieht, von innen aber völlig unterschiedlich ist. 33
  • 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. RIEGEL Durch das Raster ist der Grundriss sehr flexibel. Die einfachste Form ist ein Riegel. PLÄTZE | URBAN SPACE Das Raster lässt auch andere Formen zu, die vorallen im sozialen Bereich durch die Bildung vpn Plätzen und Höfen die Kommunikation und Interaktion der Bewoh- ner fördern würden. HÖHEN Ebenfalls ist das Raster in der Höhenentwicklung fle- xibel. Denkbar wären ein - dreigeschossige Teile, die dem ganzen eine Struktur und auch eine optische Zo- nierung geben. 35
  • 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. Gemeinschaftsraum Technikraum Grundriss Raster + a a Schnitt a-a 37
  • 38. FAZIT Das Konzept der Wohnbox finden wir sehr gut, aller- dings ist die Box noch zu klein, um dem Studenten ein 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, scheint in 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 nicht überzeugend in das Konzept passt. 38
  • 39. 39
  • 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. NATÜRLICHER KUNSTSTOFF Moderne Technologie ermöglicht die Produktion von Kunststoffen aus Pflanzen der heimischen Landwirt- schaft, wie Kartoffeln, Mais oder Getreide. Die auf die- se Weise gewonnenen Werkstoffe sind herkömmlichen Kunststoffen sehr ähnlich und lassen sich mit den sel- ben Technologien und Maschinen verarbeiten. Ist NaKu, Natürlicher Kunststoff über längere Zeit (mehrere Wochen bis Monate) Wind und Wetter oder Bakterien ausgesetzt, so verrottet er. Auf diese Weise können Produkte aus natürlichem Kunststoff nach Gebrauch mit dem Hausmüll entsorgt oder auch kompostiert werden. 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) werden unsere Sackerln spröde und porös. Sie würden zerfal- len, wie es ja auch am Ende des Produktlebenszyklus sein soll. Spritzgussverfahren Mit dem entsprechenden Know-how lassen sich Na- türliche Kunststoffe auch im Spritzgußverfahren verarbeiten. Auf diese Weise können wir fast alle komplexeren 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 mit Natürlichem Kunststoff produzieren. 41
  • 42. BLOCKHEIZKRAFTWERK Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird, 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 Heizen und zur Warmwasserbereitung verwendet. Vorteile: Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der her- kömmlichen Kombination von lokaler Heizung und zentra- lem Kraftwerk resultiert daraus, dass die Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung genutzt wird. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei, abhängig von der Anlagengröße, zwischen 25 % und 50 %. Durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme wird die eingesetzte 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. Biogas entsteht in einem Biomasseheizkraftwerk bei der Ver- brennung von Biomasse wie Pflanzen, Hackschnitzel oder Holzpellets. Aus Wirtschaftlichkeitsuntersuchung Einfamilienhaus Wohnfl. 190 m², 5 Personen-Haushalt, Bauj. 1999 BHKW mit 5,3 kW el. Leistung 42
  • 43. 43
  • 44. 44
  • 45. Paper stuck in Sticks 45
  • 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
  • 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
  • 52. Schnitt aa unmaßstäblich Ansicht Nord unmaßstäblich 52
  • 53. Schnitt aa unmaßstäblich Ansicht Ost unmaßstäblich 53
  • 55. Versorgungsschema Abwasser Regenwassernutzungsanlage (Sammlung zum Abpumpen) Ansicht West unmaßstäblich 55
  • 56. 56
  • 57. STUDENTISCHE WOHNBOX Aufgabe ist es mit dem erforschten Bausystem Un- terkünfte für Studenten zu realisieren. Dieses kann auch auf temporäres Wohnen hinauslaufen. Wir haben uns nach gründlicher Recherche dazu ent- schlossen eine Wohnbox aus Wabensandwichplatten entschieden. Die Box hat die Maße 5,50 x 8,00 x 4,00 m. Die Decke und 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 werden kann. 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 einen Schmalseite ist die Tür und die andere öffnet sich in einem bodentiefen Fenster. 57
  • 58. bb bb aa bb bb aa Grundriss Box 1|100 aa Schnitt bb 1|100 Schnitt aa 1|100 58 Ansicht 1|100 Ansicht 1|100
  • 59. BADEZIMMERBUBBLE Das Badezimmer soll dem Konzept der Recyclebarkeit und Austauschbarkeit auf der Low-Cost-Ebene folgen. Dazu haben wir uns entschieden das Badezimmer aus Naturkunststoff gießen zu lassen. Es wird dann Recycling so aussehen, dass alle Amaturen und Einbauten, wie Waschbecken auch aus dem Paperfoam gegossen werden und in die Wand schlüssig übergehen. Das er- gibt eine „Badezimmerbubble“, die unabhängig von der Pappe Wohnbox in selbige eingestellt werden kann. Box Der Naturkunststoff beginnt mit dem Verrottungs- prozess spätestens nach 36 Monaten. Bei ständiger Aussetzung mit Feuchte sind kürzere Haltbarkeiten wahrscheinlich. Da es sich hierbei um ein temporäres Projekt handelt sind diese Zeiträume aber dennoch Wabenpappe legitim und das Produkt passt perfekt ins Konzept NATÜRLICHE KLEBSTOFFE Lebenszyklus Wabensandwichplatte Um die Wabensandwichplatten aufeinanderzustapeln werden 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. 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 mm 8 8 8 8 11 11 12 12 17 17 15 15 4 4 6 6 6 6 6 6 7 7 2 3 3 1 1 60
  • 61. 4 4 4 drehbare Halbkupplung (an diagonaler Gerüststange befestigt) als Verbindung zwischen Stellrahmen und Diagonale; für Rohre mit Ø: 42,4 mm 2 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 15 2 12 12 13 13 6 6 61
  • 62. 9 9 18 8 8 3 2 4 3 15 2 6 6 7 1 62
  • 63. 12 13 6 5 13 3 13 4 5 12 3 15 2 6 6 5 11 13 6 63
  • 64. 8 Diagonale Gerüststange; einseitig mit einer drehbarer Halbkupplung, einseitig mit einer Lochung ausgeführt; feuerverzinkt; Rohrprofile Ø: 42,4 mm 9 Brückengeländer und Absturzsicherung als Gitterrost ausgeführt; feuerverzinkt; Maße: 2,00 m x 0,90 m x 0,02 m 10 Gewindefußplatte aus Stahl; feuerverzinkt; Maximaler Spindelweg: 0,45 m Grundplatte 0,15 m x 0,15 m; Gewinderohr Ø: 38,0 mm; 10 11 64
  • 65. 5 6 2 1 18 18 14 10 65
  • 66. 66
  • 67. 67