Stahl im mehrgeschossigen Wohnungsbau
BSA Forschungsstipendium, 2008–2011

Exposé

Motivation
Die Motivation zum vorgeschlagenen Forschungsprojekt besitzt einen zunächst äusserst persönlichen Ausgangspunkt, der von der Faszination für Stahlkonstruktionen in einigen mir bekannten historischen Gebäuden ausgeht: beispielsweise dem Maison de Verre von Pierre Chareau (Paris), der Immeuble Clarté von Le Corbusier (Genf) sowie zahlreichen Entwürfen von Jean Prouvé. Ausgehend davon habe ich während des Architekturstudiums an der ETH Zürich Versuche unternommen, in Entwürfen die architektonischen Potentiale des Stahlbaus auszuloten. In einem Semester bei Prof. Peter Märkli entwickelte ich für die Aufstockung eines Wohnungsbaus eine mehrgeschossige Stahlstruktur, die nicht nur statischen Anforderungen gerecht wurde (Gewicht), sondern auch nach den Ausdruckmöglichkeiten solcher Strukturen fragte (offener Grundriss, Profilierung, Farbe; vgl. Portfolio). Nach dem Studium erhielt ich zusammen mit Kollegen bei einer ersten Auftragsarbeit die Möglichkeit, eine Stahl-Holz-Verbundstruktur zu erproben (derartige hybride Tragstrukturen sind mir einzig von Jean Prouvé bekannt). Während dieses Gebäude neben einem Gärtnereiteil lediglich eine einzige Wohnung umfasst, besteht eine nächste Herausforderung in der Frage, wie Stahlbau unter den gegenwärtigen Bedingungen im mehrgeschossigen Wohnungsbau zur Anwendung kommen kann. Es sind mir in der Schweiz keine solchen aktuellen Projekte bekannt, wohl nicht zuletzt deshalb, da zahlreiche ungelöste Fragen anstehen (im Sinne einer sichtbar gemachten Struktur wie beim Maison de Verre). Der Einsatz von Stahlstrukturen im Wohnungsbau erscheint auch deshalb interessant, da sich mittels Skelettstrukturen neue Entwurfsfelder hinsichtlich der Wohnformen und Grundrisstypologien eröffnen.

Ziele
Das Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprojektes besteht darin, die Problemfelder und Fragestellungen zum Stahlbau im mehrgeschossigen Wohnungsbau systematisch anzugehen und in konkreten prototypischen Entwürfen mögliche Lösungen vorzustellen; in diesem Sinne handelt es sich um den Vorschlag einer architektonisch-konstruktiven Forschung. Mit der Arbeit möchte ich ein neues Feld eröffnen, das für mich in Ergänzung zu den eher städtebaulichen bis landschaftsarchitektonischen Forschungsarbeiten steht, welche ich als Student an der ETH Zürich respektive als Assistent am ETH Studio Basel angegangen bin (vgl. Portfolio/Publikationen).

Problemstellungen
Die Problem- und Fragestellungen im Zusammenhang mit Stahlbau im mehrgeschossigen Wohnungsbau beinhalten zahlreiche Herausforderungen und mindestens zwei Dimensionen (immer unter der Annahme auch das Ausdruckpotential einer sichtbaren, offenen Struktur zu nutzen): eine bautechnisch-konstruktive sowie eine ästhetische-expressive. Auf der bautechnisch-konstruktiven Ebene ergeben sich Fragen zu Akustik, Thermik, Brandschutz und (wirtschaftlicher) Statik. Sie sollen im Rahmen der Forschung auf theoretischer (Literaturstudium, Studium von Beispielen) und auf «praktischer» (in Zusammenarbeit mit Stahlbauern, Bauphysikern und Ingenieuren) Ebene angegangen werden. Dabei sollen auch wirtschaftliche Überlegungen angestellt werden, da diesbezüglich im Wohnungsbau enge Rahmenbedingungen bestehen (Vorfabrikation/Bauzeit, Kombinationen mit anderen Materialien und Bautechniken). Das zweite Feld betreffend der architektonischen Ausdrucksmöglichkeiten des Stahlbaus kann nur bedingt «theoretisch» (Studium und Übersicht historischer und allfälliger aktueller Beispiele) bearbeitet werden. Weitreichende Aussagen sollen konkrete prototypische Entwürfe machen, die ausgehend von den bautechnisch-konstruktiven Erkenntnissen entwickelt werden. Auch hierzu werden wiederum Ingenieure und Spezialisten in die Arbeit involviert.

Forschungsplan
Die Dauer der Forschungsarbeit wird entsprechend den Vorgaben der Ausschreibung auf ein Jahr veranschlagt. Die Arbeit soll ein systematisches Vorgehen besitzen, wobei die ersten drei Monate dazu dienen, einen Überblick über die historische Entwicklung und Beispiele zu gewinnen. Weitere fünf Monate sind für die Lösungserarbeitung der bautechnisch-konstruktiven Fragen vorgesehen. In den verbleibenden vier Monaten werden die prototypischen Entwürfe entwickelt und visualisiert. Danach soll entschieden werden, in welcher Form die Erkenntnisse öffentlich gemacht werden können. Denkbar ist eine Publikation in einer Fachzeitschrift, allenfalls sogar in Buchform. Im Idealfall ergibt sich aufgrund bestehender Kontakte zu Stahlbauern die Realisierung eines Prototyps.
CMI, April 2008

Mitarbeit Planung und Ausführung
Ron Edelaar, Elli Mosayebi, Christian Inderbitzin, Architekt: Jonathan Roider, Praktikanten: Stephan Pfeiffer, Pascal Steiner, Andrea Grolimund

Bauherrschaft
Bund Schweizer Architekten

Beratende Architekten: Prof. Markus Peter, Rolf Mühlethaler, Prof. Christian Sumi, Jürg Graser, Beat Consoni, Andreas Buss
Beratende Ingenieure: Reto Bonomo, Iwan Besmer, Prof. Dr. Mario Fontana, Andrin Urech
Beratender Bauphysiker: Christoph Keller

Publikation
Stahlkonstruktionen im mehrgeschossigen Wohnungsbau, gta Verlag 2011
werk, bauen + wohnen, 11/2010
werk, bauen + wohnen, 3/2010
werk, bauen + wohnen, 9/2008