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All images copyright: Martina Cirese. Free to use in academic publications and by ETH Zurich when photographer is mentioned. For all commercial and non-academic publications please contact the photographer: Martina Cirese, cirese.martina@gmail.com
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Gradual Assemblies, Rome, 2018
A Summer Pavilion for the Istituto Svizzero
Gradual Assemblies wurde im Rahmen des Master of Advanced Studies in Architecture and Digital Fabrication Programmes an der ETH Zürich entworfen und gebaut. Es resultierte aus einer 10-wöchigen Gruppenarbeit, welche von Studentinnen und Studenten zusammen mit Forschenden von Gramazio Kohler Research entwickelt und ausgeführt wurde. Auf Einladung des Istituto Svizzero di Roma war die Aufgabe der Entwurf einer Pergola Struktur, welche auf der südlichen Terrasse im Garten der Villa Maraini Sonnenschutz vor der römischen Sommerhitze bietet.

Fokus des Projektes war die Entwicklung einer neuen Holzbaumethode, wobei kurze Balken räumlich positioniert und durch Holzdübel fixiert werden. Dieser komplexe Prozess nutzt das volle Potential für kooperative multi-roboterbasierte Fabrikationsprozesse im Robotic Fabrication Laboratory an der ETH Zürich. Das einzigartige Setup, bestehend aus zwei deckenmontierten Roboterarmen an einem Portalsystem, erlaubt die simultane räumliche Positionierung und Platzierung eines Balkens durch einen Roboterarm, während der zweite die präzise inklinierten Bohrungen für die Dübel vornimmt. Das hygroskopische Verhalten von Holz wird genutzt, um durch ein Vortrocknen im Ofen das manuelle Einfügen der Dübel zu erleichtern. Sobald die Holzdübel Feuchtigkeit aufnehmen maximiert die volumetrische Ausdehnung des Holzes die Leibungskraft zwischen Dübel und Balken und macht so zusätzliche Verbindungsmittel wie Leim, Nägel, oder Schrauben, überflüssig.

Die Studierenden benutzten ein integriertes algorithmisches Modell, welches auf einer Network Datenstruktur basiert. Dabei konnten die iterative Entwicklung des Entwurfes und dessen geometrisch-generatives System, die statische Überprüfung der Stabilität der Struktur, sowie die Sequenz und Kontrolle der roboterbasierten Fabrikation in einem umfassenden Modell entwickelt und überprüft werden. Für das Projekt in Rom bedeutete dies die Kontrolle von 700 Balken und die Berechnung der Position und des Insertionspfades für die 2700 räumlich orientierten Holzdübel. Die gesamte Struktur wurde dabei in 22 individuellen Modulen in 19 Tagen im Robotic Fabrication Laboratory produziert, welche dann nach Rom transportiert und in einer Woche assembliert wurden.

Credits:
Gramazio Kohler Research, ETH Zurich

Mitarbeiter: Hannes Mayer (Programmdirektor), David Jenny (Projektleitung), Augusto Gandia, Matthias Helmreich, Andreas Thoma
Studenten: Sahar Barzani, Fernando Cena, Georgia Chousou, Alexander Enz, Moon Young Jeong, Frank Lin, Matteo Lomaglio, Ioanna Mitroupolou, Haruna Okawa, Rafael Pastrana, Francisco Regalado, Jetana Ruangjun, Jun Su, Nizar Taha, Yao Wang, Zong-Ru Wu, Angela Yoo
Beratung Tragwerk: Dr. Mario Rinke, Andrea Biancardi (Chair of Structural Design, Prof. Dr. Joseph Schwartz, ETH Zürich)
Koordination Istituto Svizzero: Adrian Brändli, Samuel Gross, Anna Schulz Seyring, Orazio Battaglia
Support: Mike Lyrenmann and Philippe Fleischmann (Robotic Fabrication Laboratory), Thomas Schnider (IfB), Dr. Robert Jockwer (IBK), Nägeli Holzbau AG, Schiliger Holz
Sponsoren: Gruner AG Basel, Schilliger Holz
Copyright 2016, Gramazio Kohler Research, ETH Zurich, Switzerland
Gramazio Kohler Research
Professur für Architektur und Digitale Fabrikation
ETH Zürich HIB E 43
Stefano-Franscini Platz 1 / CH-8093 Zürich

+41 44 633 49 06