Fassade neu denken

Erfrischend. Überraschend. Fiktional. Zeitlos. Metallverliebt. All das sind Attribute, die auf vorwärtsdenkende Spengler ebenso zutreffen wie auf Felix Brunold. Als Geschäftsführer, der im schweizerischen Staufen ansässigen VektorNode Design AG, hat er sich voll und ganz der Gestaltung kreativer Metallfassaden verschrieben. Was er dazu mitbringt? Einen Abschluss als Bachelor of Arts und ein Studium für Industrial Design an der Zürcher Hochschule der Künste. Außerdem studierte Brunold Maschinenbau an der ETH Zürich. Früh knüpfte er Kontakte in die Spenglerwelt – arbeitete bereits während des Studiums eng mit entsprechenden Fachbetrieben zusammen. Und vielleicht verbindet die Aussage „der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt“ den Industriedesigner auf besondere Weise mit moderner Spenglertechnik. Wie dem auch sei – der auf die Anwendung einer besonderen Computertechnik spezialisierte Brunold macht aktuell mit herausragenden Fassadendesigns von sich reden.

Es wird kompliziert, bevor es einfach werden kann!

„Wenn es um die Umsetzung komplexer Ideen geht, kommen herkömm­liche CAD Programme schnell an ihre Grenzen“, ist Brunold überzeugt. Der 27-jährige Fassadenprofi schätzt daher Computational Design (CD) als effektive Möglichkeit, extrem komplexe oder zeitintensive Ideen zur Produktion zu bringen. Computationalwasbitteschön? Es ist Zeit sich einen Überblick zu verschaffen – sich über Begriffe wie parametrisches, generatives Design und Topologieoptimierung zu informieren. Dazu bedarf es grundlegender Neugierde und speziell im Hinblick auf die hier vorgestellten Ergebnisse auch ein kleines bisschen Verrücktheit. Es lohnt also weiterzulesen und sich mit dem Themenfeld des Computational Design (CD) zu beschäftigen. „CD eröffnet uns interessante Möglichkeiten bei der Gestaltung innovativer Fassaden“, ist Brunold überzeugt und ergänzt: „Obwohl die Fachwelt weiterhin auf eine verbindliche CD-Terminologie bzw. -Taxonomie wartet, lohnt sich der Ausflug in die Welt neuer Planungsmethoden.“

Bild: VektorNode Design AG

Ganz allgemein gesehen ist CD ein Überbegriff für verschiedene Methoden, die Rechenleistung und Daten zur Erstellung von Designlösungen nutzen. Während mit klassischen CAD-Programmen Designlösungen manuell und relativ linear entwickelt werden, wächst die Rolle des Designers mit dem Einsatz von CD. Er ist nicht nur Gestalter, sondern auch Logistiker, Kurator und Entdecker. Entsprechende Designlösungen sind fließend und können sich schnell ändern. Eines der Ziele von CD-Anwendern ist es, die Geometrie fertiger CAD-Entwürfe mit erweiterten Berechnungsmethoden und festgelegten Entwurfszielen zu optimieren oder zu ändern. Ein weiterer und wichtiger CD-Bestandteil ist das Parametrische Design (PD) – eine Methode die häufig in der Architektur angewendet wird. Entsprechende Beispiele sind die Entwürfe von Zaha
Hadid Architects mit ihren organisch anmutenden Formen. Ergänzend dazu kommt mit dem Generativen Design (GD) eine dritte Arbeitsweise hinzu. Bei der GD-Technik ändern Designer zahlreiche Parameter individuell. Dabei definiert der Designer vorwiegend Designziele, um sie dann numerisch testen zu können (Fitnessfunktionen). Zum Beispiel wird so geprüft, wie viel Material das entsprechende Design erfordert. Durch Verändern gegebener Parameter erstellt ein generativer Algorithmus automatisiert neue Design-Iterationen. Bei diesem Vorgang wird versucht, basierend auf der Fitness des generierten Designs, bestmöglich zu optimieren bzw. Material oder Anzahl der benötigten Fassadenbauteile und Baugruppen zu reduzieren.

Der Vollständigkeit wegen sollte in diesem Zusammenhang auch die Topologieoptimierung genannt werden. Sie ist bestens dazu geeignet, einer vorhandenen Geometrie die Masse zu entziehen bzw. das Gewicht eines Bauteils oder Gesamtdesigns zu reduzieren, ohne die entsprechende strukturelle Integrität zu schwächen. „Bei diesem Prozess wird zunächst die Geometrie bewertet, um anschließend Material dort zu reduzieren, wo es nicht benötigt wird“, sagt Brunold, dessen Ambitionen und Arbeitsschwerpunkte besonders im Zusammenspiel mit Handwerkerbetrieben aus den Bereichen Spenglertechnik, Metallbau und Fassadenbau wirken. Brunold bietet mit dem Team der VektorNode Design AG die Möglichkeit, komplexe und kreative Metallfassaden zu realisieren. „Was bislang mit Architekturbüros wie Zaha Hadid oder Herzog & de Meuron in Verbindung gebracht wurde, kann jetzt auch von innovativen Spenglern genutzt werden“, ist Brunold überzeugt.

ParaFa: Sieht komplizierter aus als es ist

Mit der Umsetzung des Projekts ParaFa gibt der Fachbetrieb Carl Meier Sohn AG ein hervorragendes Beispiel des Zusammenspiels von parametrischem Design und Spenglerarbeit. Brunolds Expertise war bei der Projektumsetzung von besonderer Bedeutung. Die parametrisch gestaltete Fassade befindet sich in Zürich und war für den Wettbewerb der Goldenen Spenglerarbeit nominiert. Konkret handelt es sich um zwei korrespondierende Titanzinkfassaden mit 14 064 Einzelteilen. VektorNode war für das Design und die technische Umsetzung des Projekts verantwortlich – entwickelte einen Algorithmus zur Erfüllung folgender Aufgaben:

Bild: VektorNode Design AG

Bild: VektorNode Design AG

Für die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts waren natürlich die Fachkenntnisse in den Bereichen Bauspenglerei, Metall- und Fassadenbau überaus entscheidend. Dazu Brunold: „Das Computational Design diente als unterstützendes Werkzeug und trug entscheidend dazu bei, die Fachkompetenzen und Kreativität optimal zu nutzen und zu erweitern. Durch den Einsatz von Algorithmen wurde eine komplizierte und aufwendige Designidee realisierbar. Unterstützt durch das Fachwissen der Bauspengler ermöglichte das Computational Design die effiziente Planung unzähliger Fassadenelemente, die wir als Parafen bezeichnen.“

Bild: VektorNode Design AG

Sachkompetenz und Prozessoptimierung

Das Züricher Fassadenprojekt beweist, wie Prozesse vom Designprozess über die Materialbeschaffung bis hin zur Fertigung und Montage effizienter gestaltet werden können. Durch die automatisierten Prozesse eines Algorithmus werden Logistik und Produktionsplanung verbessert und eine effizientere Projektabwicklung erreicht. Wichtig dabei ist: Die Fertigung und Installation der Fassadenelemente blieben zu jedem Zeitpunkt in den erfahrenen Händen der Fachkräfte. „Durch die Integration von Sachverstand und Computational Design entstehen innovative, ästhetisch ansprechende Metallfassaden“, schwärmt Brunold und weiter: „Das Projekt ParaFa zeigt, wie die Zusammenarbeit von Fachleuten und fortschrittlicher Technologie neue Möglichkeiten in Bezug auf Komplexität und Realisierung eröffnet.

Design trifft Robotik

Ein weiteres Fassadenschmuckstück ist das Projekt PiFa, das in Zusammenarbeit mit der Carl Meier Sohn AG und der Erne Holzbau AG entstand. PiFa beschäftigt sich mit der Gestaltung und Umsetzung einer Fassade, bei der U-förmige Ausschnitte generiert und anschließend mithilfe eines Roboters in unterschiedliche Winkel gebogen wurden. Der besondere Effekt entsteht durch die variierenden Winkel, die ein Spiel von Licht und Schatten an der Metallfassade erzeugen. Auch hier war VektorNode für das Design und die technische Umsetzung verantwortlich. Mit der Entwicklung eines projektspezifischen Algorithmus gelang es,

Jetzt neue Flexibilität mit Computational Design erleben

Bild: Carl Meier Sohn AG / VDSS

Bild: VektorNode Design AG

Von VektorNode durchgeführte Projekte zeigen, wie Computational Design schnelle und praktikable Designiterationen ermöglicht. Das Team um Felix Brunold bietet die Möglichkeit, gemeinsam mit den Kunden in kurzer Zeit neue Formen zu entwickeln und anzupassen. Algorithmen helfen dabei, Designideen zügig zu visualisieren und zu verfeinern, wodurch der kreative Prozess fließender und effizienter verläuft. Genau darüber referiert Felix Brunold in der BAUMETALL Zukunftswerkstatt Metallfassade am 14. September 2024 im Europäisches Klempner- und Kupferschmiedemuseum in Karlstadt am Main.

Die Zukunftswerkstatt Metallfassade ist eine Vortragsveranstaltung, die Architekturvisionen aber auch technische Anforderungen und entsprechende Erfahrungen thematisiert.

Weitere umfangreiche Informationen zum Thema Metallfassade erhalten Abonnenten in jeder BAUMETALL-Ausgabe. Sie sind noch kein Abonnent? Jetzt kostenfreies Probe-Abo abschließen!