Undula Fassade

Die Undula Fassade präsentiert ein 3D‑gedrucktes Tragwerk aus Zementmörtel, bestehend aus geschwungenen, segmentierten Säulen, die sowohl das globale als auch das druckschichtweise strukturelle Gleichgewicht erfüllen. Das Projekt verwendet einen ganzheitlichen strukturellen Entwurfsansatz, der statische, materialbezogene und fertigungsbedingte Aspekte in einem einzigen rechnergestützten Design-Workflow integriert. Eine erweiterte Formulierung des Combinatorial Equilibrium Modeling (CEM) wird eingesetzt, um ein globales Netzwerk im statischen Gleichgewicht zu erzeugen. Dieses Netzwerk wird in diskrete Elemente unterteilt, wodurch die Einführung nichtplanarer Druckschichten ermöglicht wird, die die lokale Kraftübertragung und die Geometrie der Fugen präzise steuern und gleichzeitig während der Fertigung das schichtweise Gleichgewicht sicherstellen.

Die realisierte Fassade besteht aus zwei 12 Meter langen Abschnitten mit jeweils 24 Säulen, deren Höhen zwischen 4,60 m und 6,65 m bzw. 4,50 m und 6,55 m variieren. Um Fertigungs- und Montageanforderungen zu erfüllen, wird das globale Netzwerk in 240 einzelne Trommelsegmente unterteilt, die jeweils mittels robotergestütztem Extrusions-3D-Druck produziert werden. Das Fertigungssetup umfasst Beschleuniger sowie eine eingebettete Filamentbewehrung, um die Frühfestigkeit und Zugtragfähigkeit des Zementmörtels zu erhöhen. Alle Elemente werden über nicht-planare Trockenfugen in Kombination mit lokaler Vorspannung montiert, wodurch herkömmliche Schalungen vollständig entfallen.

Die erfolgreiche Produktion und Montage der Undula Fassade validieren den vorgeschlagenen Entwurfsansatz und demonstrieren zugleich die strukturelle Leistungsfähigkeit des Tragwerks. Als Machbarkeitsstudie zeigt die Undula Fassade das Potenzial gleichgewichtsorientierter Entwurfsmethoden für den 3D-Druck im Kontext ressourceneffizienter und strukturell optimierter architektonischer Systeme.

Planung und Umsetzung
Frederic Chovghi (TUM Structural Design), Martin Staudinger (STS | UniQum)

Forschung, architektonisches Konzept & Tragwerksplanung
Frederic Chovghi (TUM Structural Design), Sebastian Dietrich (TUM Structural Design), Jesus Daniel Meza Zeron (TUM Structural Design), Prof. Dr. Pierluigi D'Acunto (TUM Structural Design)

Wissenschaftliche Betreuung
Prof. Dr. Pierluigi D'Acunto (TUM Structural Design)

Fertigung & Montage
Martin Staudinger (STS | UniQum), Johann Staudinger (STS | UniQum), Alexander Göschl (STS | UniQum), Team UniQum, Team STS

Kamera, Schnitt & Dokumentation
Lisa Ableitner (TUM Structural Design), Andre Chovghi (TUM Structural Design), Frederic Chovghi (TUM Structural Design)