Under de senaste decennierna har nya ekologiska krav drivit utvecklingen av byggnadstekniker, material och system för fastighetsautomation.
– Men kraven hanteras fortfarande som isolerade komponenter, integrerade i traditionella byggkoncept, säger professor Jan Knippers, en av flera tyska föredragshållare på Sustainable Days.
Han efterlyser därför ett holistiskt och tvärvetenskapligt synsätt.
– Det förutsätter ett effektivt forskningsutbyte mellan olika discipliner, menar Jan Knippers. Biologi är av särskilt intresse för arkitekter och byggnadsingenjörer eftersom det kan visa vägen till nya tekniska och metodmässiga strategier för ekologiskt byggande.
På Sustainable Days kommer Jan Knippers att berätta om sin banbrytande forskning kring biomimetiska strukturer. Biomimetik är en teknik som efterliknar förebilder i biologiskt liv i naturen. Kardborreband är ett exempel på en tillämpning som hämtat sin inspiration från växtriket. Andra exempel är geckoödlans förmåga att kunna klättra på ett flertal olika typer av underlag eller bombarderbaggen med en egen tryckkammare, innehållande en kemiskt aktiv substans som används som försvar mot angripare.
Naturens morfologier
– Jag kommer att prata om grundläggande skillnader mellan hur strukturer i naturen och teknologin är utformade och konstruerade, berättar Jan Knippers. Jämförelsen mellan design- principer i naturen och arkitekturen kan leda till ett nytt förhållningssätt för en hållbar arkitektur. Forskningen fokuserar på hur naturens morfologier kan överföras till arkitekturen med hjälp av mjukvarubaserad design och tillverkning. Morfologi är läran om formens utveckling och beskriver dess variation och formutryck med utgångspunkt i geografin (lokala förutsättningar), topografi och tidsepok.
Robottillverkad paviljong
Jan Knippers och hans forskarteam har varit involverade i många futuristiska
byggprojekt. ICD/ITKE Research Pavilion i Stuttgart är ett av dem. Den är helt och hållet robottillverkad och består av kol- och glasfiberkomposit. Paviljongen kräver, trots en spännvidd på åtta meter, bara en skaltjocklek på fyra millimeter, tack vare materialets enorma hållfasthet.
– Det är ett tvärvetenskapligt projekt, som involverat arkitekter, biologer och ingenjörer på forskarnivå, och som undersökt sambandet mellan biomimetiska designstrategier och nya processer för robotproduktion, berättar Jan Knippers. Forskningen fokuserade på materialet och morfologiska principer hos leddjur (exoskelett) för att kunna hitta nya sätt att använda kompositmaterial för byggnation. Kärnan i projektet är ta fram en innovativ och robotstyrd tillverkningsprocess för byggindustrin, baserad på trådlindning av kol- och glasfiber med tillhörande simulerings- och konstruktionsprocesser.
Jan Knippers leder Institutet för byggstrukturer och Strukturell design (ITKE) vid universitetet i Stuttgart, skolan för arkitektur och Urban Design. Det ger hans företag, Knippers Helbig, en värdefull tillgång till avancerade materialtestanläggningar och till de senaste forskningsrönen när det gäller byggmaterial och design.
