Alle Ziele dieses ersten Jahres des BioLumCity-Projekts wurden erfolgreich erreicht: 3D-Prototypen mit biolumineszierenden Bakterien, die in die Architektur integriert wurden (Paneele, Möbel und Lampen), und ein Erfolg bei der Leuchtkraft, der nach mehreren Experimenten mit Medien und bei der Bakterienauswahl erzielt wurde. Dies geschah durch einen Aufbau von Vibrio fischeri mit Variationen, um die besten Bedingungen für die Effizienz zu prüfen. Die Anwendung von Vibrio fischeri auf digital entworfenen und in 3D hergestellten biorezeptiven Paneelen und Prototypen in verschiedenen Maßstäben (Stadt und Haus) war ebenfalls erfolgreich, einschließlich der entsprechenden Effizienzüberprüfung, nach einer intensiven Studie zur Perfektionierung von Design und Herstellung. Man kann also sagen, dass die endgültigen Versionen der biorezeptiven Paneele und Prototypen in verschiedenen Maßstäben (Stadt und Haus: siehe Fotos der Paneele und Lampen) heute als vollendet gelten und die beste Version in Bezug auf die maximal mögliche Biolumineszenz von Vibrio fischeri, sowohl in Bezug auf die Intensität als auch die Dauer, erreicht wurde. Das System konnte seine Leuchtwirkung fast 20 Tage lang aufrechterhalten, mit einer ausreichenden Intensität, um Räume und Plätze ohne künstliches Licht für den menschlichen Gebrauch zu markieren. Genauer gesagt haben wir in den letzten Monaten einen Klon von Vibrio fischeri erzeugt, der aus mehreren Selektionen der am stärksten biolumineszierenden Kolonien stammt, zusammen mit der Meeresbrühe unter optimalen Bedingungen. Nun möchten wir sein Genom sequenzieren, um zu verstehen, ob es eine Mutation gibt, die den Grund für diese Zunahme der Biolumineszenz erklären könnte. Bei dem Stamm, mit dem wir arbeiten, handelt es sich um eine positive Selektion auf Biolumineszenz, die wir in unserem Labor ausgehend von dem ursprünglichen Vibrio fischeri-Stamm ES114 durchgeführt haben.

In diesem Zwischenbericht werden die Fortschritte des BioLumCity-Projekts vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf der Etablierung eines biolumineszenten Systems in Chlamydomonas und der Entwicklung eines Co-Kultursystems für Mikroalgen und mikrobielle Partner. Ein neuartiges MoInClo (Modular Intron Cloning) System wurde entwickelt, um den effizienten Aufbau von Luciferase-Genen mit optimierter Intron-Integration für Chlamydomonas reinhardtii zu erleichtern. Diese Methode rationalisiert die MoClo-basierte Genassemblierung und ermöglicht eine präzise Kontrolle der Intron-Positionierung zur Verbesserung der Genexpression. Mit diesem Ansatz wurden die NanoLuc- und Luz-Luciferasen erfolgreich mit synthetischen Introns integriert und in MoClo-Module der Stufe 0 kloniert. Die Klonierungseffizienz wurde durch Restriktionsverdau und Sanger-Sequenzierung bestätigt, was eine hohe Genauigkeit bei der Assemblierung von intronhaltigen Genen belegt. Nach erfolgreicher Genassemblierung wurde nnLuz_v4, eine optimierte Pilz-Luciferase, in Chlamydomonas exprimiert und mit NanoLuc als Reporter fusioniert. Das Screening der Transformanten ergab eine starke Biolumineszenz mit einer spektralen Emission bei 540 nm, die mit der bekannten Pilz-Biolumineszenz übereinstimmt. Die Enzymaktivität war bis zu einer Stunde lang stabil, was die funktionelle Integration in den Stoffwechsel der Mikroalgen bestätigt. Dank der Unterstützung der Fritz und Trude Fortmann Stiftung konnten wir diese Ergebnisse am 7. März 2025 in Frontiers in Plant Science veröffentlichen (https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2025.1544873/full). Es wurde auch ein Co-Kultur-System eingerichtet, um die mikrobiellen Interaktionen zwischen Chlamydomonas, E. coli und Pichia pastoris zu untersuchen. Die Wachstumsdynamik wurde unter verschiedenen Zellverhältnissen bewertet, wobei die Ko-Kultur die Bakterien- und Algenvermehrung im Vergleich zu Monokulturen verstärkte. OD600-Messungen deuteten auf eine signifikante Stimulation des Bakterienwachstums in Co-Kulturen hin, insbesondere bei höheren Verhältnissen (10:1), während die Chlorophyllakkumulationsmuster auf eine erhöhte Nährstoffkonkurrenz schließen lassen. Bei den Hefe-Algen-Interaktionen zeigte C. vulgaris eine bessere Kompatibilität mit P. pastoris als C. reinhardtii, was durch höhere Zellzahlen und Lumineszenzausstoß in der Ko-Kultur angezeigt wurde. Trotz der Dominanz der Hefe aufgrund einer kürzeren Verdopplungszeit zeigten beide Algenarten ein stabiles Wachstum in HSM-Y-Medium, einem neu formulierten Hefe-Algen-Kokulturmedium. Dieser Fortschritt zeigt die erfolgreiche Implementierung von MoInClo für die Intron-vermittelte Luziferase-Expression in Chlamydomonas und das Potenzial von Co-Kultur-Systemen zur Steigerung des mikrobiellen Wachstums. Zukünftige Arbeiten werden die Biolumineszenzwege in Mikroalgen optimieren und die Co-Kulturbedingungen verfeinern, um die Lumineszenzstabilität für biotechnologische Anwendungen zu verbessern.

Alberto T. Estévez, iBAG-UIC Barcelona / Jae-Seong Yang, CRAG (UAB) Barcelona

Barcelona, Juli-Januar 2025

Ein Forschungsprojekt am Lehrstuhl für Baukonstruktion und Baustoffkunde der TU München unter der Leitung von Prof. Dipl.-Ing. Florian Musso.

Grundlage 

Ausgangspunkt für das Forschungsvorhaben sind die Überlegungen, dass laut UNESCO fast die Hälfte der Weltbevölkerung in Gebieten leben, in denen es mindestens in einem Monat pro Jahr zu wenig Wasser gibt. Derzeit betrifft der Wassermangel etwa 3,6 Milliarden Menschen. Eine Lösung diese Wasserknappheit zu bewältigen, ist Meerwasser zu entsalzen. Schon heute arbeiten auf der Welt rund 19.000 Entsalzungsanlagen, die Trinkwasser aus Meerwasser gewinnen und das entzogene Salz ins Meer zurückführen. Allein in den Vereinigten Arabischen Emiraten sind das ungefähr 120 Millionen Tonnen Salz pro Jahr. Dieser erhöhte Salzgehalt im Meer bedroht Fischbestände, Korallen und Wasserpflanzen.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken, sollen die Möglichkeiten untersucht werden, Salz als neues Baumaterial für architektonische Anwendungen einzusetzen. Meersalz ist bei Raumtemperatur porös, löst sich im Wasser auf und speichert dreimal mehr thermische Energie als Wasser. Da eine direkte Anwendung des Materials nicht möglich ist, soll eine Kombination mit anderen Bindemitteln die Eigenschaften des Baustoffes beeinflussen.

Der entstandene Salzmaterialverbund bietet neue Erfahrungen bei der Wahrnehmung des Materials durch Riechen, Sehen, Hören, Schmecken und Fühlen. Die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Materials in Kombination mit verbindungsfähigen Werkstoffen bietet das Potenzial für einen druckfesten Materialverbund, der klimaregulierende Funktionen übernehmen kann. So können Salz basierte Bauelemente für Wände entstehen, obwohl Salz normalerweise als bauschädlicher Stoff gilt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll dazu vor allem die genaue Mischung solcher Werkstoffe konzipiert und geplant werden.

Neue Möglichkeiten für die Sinneswahrnehmung

Salzblöcke sollen dabei nicht nur den konstruktiven Hauptbestandteil darstellen, sondern auch die sinnliche Wahrnehmung des Menschen beeinflussen. Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Wahrnehmungssinne sollen die Eigenschaften durch Demonstratoren im Maßstab 1:1 untersucht werden:

– Riechen: Hier wird der Einfluss des Salzes auf die Qualität der Raumluft untersucht. Die zunehmende Luftfeuchte hat einen negativen Einfluss auf das Geruchsempfinden. Hinzukommt, dass bereits in der Medizin salzhaltige Luft zur Therapie von Atemwegserkrankungen eingesetzt wird. Mit dem Salzblock sollen die Luftfeuchtigkeit und das Geruchsempfinden verbessert werden.

- Sehen: Durch Lichtreflexion, Farbe und Oberflächenstruktur des Materials soll der Sehkomfort in einem Raum analysiert werden.

- Hören: Die Fähigkeit des neuen Materialverbunds zur Schallabsorption soll untersucht werden.

- Schmecken: Die Toxizität des Materials wird überprüft und es soll herausgefunden werden, ob Salzblöcke sich auch für eine Umgebung mit Kindern eignen.

- Fühlen: Die thermische Behaglichkeit des Materials wird durch die Analyse der Oberflächentemperatur erforscht.

Forschungsprojekt am Institut für Baukonstruktion, Lehrstuhl 2, Fakultät für Architektur und Stadtplanung, Uni Stuttgart unter Leitung von Prof. Martin Ostermann

Schaum ist eine Vielzahl von aneinanderhaftenden gasförmigen Bläschen, die von festen oder flüssigen Wänden eingeschlossen sind. Schaum hat keine Kanten, mehr noch keine festen Umrisse, keine beschreibbare Form. Er ist vergänglich, unbeständig, porös, löst sich auf. Schaum gibt auf Druck nach, ist leicht und weich. Seine Struktur ist richtungslos, er ist frei formbar und bearbeitbar. Das Berühren von Schaum wird als unangenehm empfunden. Er reagiert unvorhersehbar, reflektiert Schall in alle Richtungen, dämpft und dämmt.

Während herkömmliche Baumaterialien wie Stein, Beton, lackiertes Holz, Putz etc. sich fast ausschließlich kalt anfühlen, strahlen geschäumte Oberflächen Wärme aus. Die Energie kommt vom menschlichen Körper und reflektiert auf diesen zurück.

Ausgehend von diesen grundlegenden Unterschieden zu den herkömmlichen Baustoffen und unter Berücksichtigung der spezifischen  Eigenschaften von Schaum ist es Ziel des Projekts, die sensorische Wirkung des Materials Schaum zu untersuchen und auf die sinnliche Wahrnehmung hin zu schärfen.

Bei dem Ausgangsmaterial handelt es sich um einen biobasierten, industriell kompostierbaren Hartschaum, der zurzeit in der Verpackungsindustrie zum Einsatz kommt. Dieser neuartige Hartschaum ist cradle-to-cradle (EPEA, 2015) zertifiziert und 100% CO2-neutral. Er ist völlig unschädlich und lässt sich wie gewöhnlicher Hartschaum verarbeiten.

Vom Schäumen über Erhitzen zum Schneiden werden die Möglichkeiten der Materialherstellung und -verarbeitung erkundet. Ziel ist es modulare Systemteile zu entwickeln, die sich zu einer raumbildenden Struktur zusammenfügen lassen. Besondere Aufmerksamkeit erfordert dabei die Entwicklung von Details zur Fügung des Materials, die trotz seiner Weichheit eine sichere Verbindung ermöglichen.

Nicht nur das Material, sondern auch die dreidimensionale Verarbeitung und Oberflächengestaltung versprechen vielfältige akustische, haptische und visuelle Erfahrungsebenen.

Die hierdurch erarbeiteten Lösungen sollen „cradle-to-cradle“ sein, d.h. alle Verbindungen sind wieder lösbar, um die Wiederverwendung der Materialien zu ermöglichen.

Christiane Sauer, formade 2018/19

Im Rahmen des Forschungsvorhabens TXXL-Upscaling Textiles wurden die Potentiale der textilen Verfahrenstechnik Grobwirken für funktionale architektonische Innenraum-Elemente anhand von Materialstudien und Demonstratoren getestet. Das Grobwirken stellt eine Sonderform der Wirktechnik dar, mit der garnartige Elemente bis zu einem Durchmesser von 30 mm Materialstärke verarbeitet werden können. Es lassen sich flexible Flächen mit einer Stärke von bis zu 3 cm und einer Breite von 1 Meter in freien Längen von der Rolle herstellen. So kann diese textile Technologie in einem Maßstab, der architektonischen Werkstoffen entspricht, eingesetzt werden. Grobwirken wurde bislang meist im Bereich der technischen Anwendungen z.B. für Geotextilien in der Böschungssicherung eingesetzt. Die Herausforderung dieses Projektes war, Gestaltungsansätze zu entwickeln, die zusätzlich zu den technischen Eigenschaften auch gestalterische Ansprüche erfüllen. Im Verlauf der Testreihen wurde insbesondere auf nachhaltige und kostengünstige Konzepte für Raum-Akustik und Raum-Klimatisierung abgezielt und entsprechende Materialien wie Recyclingfasern oder Phase-Change Materialien (PCM) dahingehend untersucht. Alle Demonstratoren binden die Komponenten ausschließlich durch textile Konstruktion, durch die sich die einzelnen Elemente nach ihrem Lebenszyklus wieder sehr einfach lösen und in die Ausgangsmaterialien trennen lassen. Dies ist gegenüber herkömmlichen baulichen Elementen, bei denen funktionale Komponenten z.B. durch eine bindende Matrix oder durch Laminierung fest eingebunden sind, ein großer Vorteil.

Im Herstellungsprozess wurden faserartige Komponenten zunächst durch ein spezielles Verfahren zur Strangherstellung (Kemafil®) zu flexiblen, zentimeterstarken „Garnen“ verarbeitet und anschließend durch Grobwirken zu Flächen gebunden. Die umgesetzten Beispiele zeigen eine große Bandbreite an Möglichkeiten, auf einfache Weise funktional wirksame und flexible textile Halbzeuge herzustellen. Vorhangartige Bahnen, die vor Fenstern, Wänden oder frei hängend als raumbildende Elemente eingesetzt werden können, dienen zugleich als Akustik- oder Klimaelemente. Es entstehen leichte, flexible Module für den Innenraum, die sich „von der Rolle“ jeder gewünschten Länge und Geometrie anpassen, leicht transportierbar, gut verstaubar, kostengünstig und einfach zu montieren sind. Insbesondere wurden nachhaltige Materialkonzepte untersucht wie z.B. Recycling von Alttextil (Reißfasern), von Filzabschnitten aus der Textilindustrie oder auf nachwachsende Rohstoffe wie Hanfreste aus der Dämmstoffindustrie. Zur klimaregulierenden Funktionalisierung wurde mit paraffinbasiertem Phase-Change Material (PCM) gearbeitet, das Temperaturspitzen im Innenraum abpuffert und so z.B. vor Überhitzung oder Abkühlung durch große Glasflächen schützt. Hierfür wurden funktionalisierte, nicht-textile Elemente wie Schläuche oder Stäbe in Schussrichtung während des Wirkprozesses in das Material eingearbeitet.

Raumakustik: Pflanzenfasern oder Alttextilien werden bereits vielfach zu Schalldämmzwecken eingesetzt, allerdings nicht als flexible Vorhangelemente. Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden neue gestalterische Ansätze für eine Verarbeitung von ästhetisch minderwertig bewerteten Alttextilien, textilen Industrieresten oder Dämmstoffen entwickelt. Die Fasermaterialien werden hierbei wie angeliefert unmodifiziert übernommen. Ihre aufgrund der Faserstruktur dämmenden Eigenschaften bleiben erhalten und werden direkt zur akustischen Absorption genutzt. Es ergeben sich optisch und haptisch ansprechende Oberflächen, die ihren Ursprung nicht verstecken, sondern im Gegenteil als individuelles Gestaltungsmerkmal nutzen. Die textile Verarbeitung der entstandenen Demonstratoren überführt Recycling- bzw. Restmaterialien in einen hochwertigen gestalterischen Kontext. So entsteht ein Upcyclingkonzept, das das Ausgangsmaterial durch Überführen in einen neuen Anwendungsbereich aufwertet. Insbesondere zur Nachrüstung bestehender Räume eignen sich die gewirkten Bahnen, die leicht transportiert und montiert werden können. Darüber hinaus haben textile Flächen den Vorteil, dass sie als verschiebbare Elemente individuell an unterschiedliche Nutzungsszenarien oder akustische Ansprüche angepasst werden können und frei hängend zugleich zur räumlichen Gliederung dienen können. Die Textilien wurden gestalterisch so konzipiert, dass sie sich in ein Wohn- ebenso wie in Büro- oder Schulumfeld gleichermaßen gut einfügen. In Arbeits- und Lernumgebungen stellt gute Akustik einen entscheidenden Faktor für Wohlbefinden, Aufmerksamkeit und Nutzerkomfort dar. Die Ergebnisse zeigen dafür kostengünstige und ressourcenschonende, nachhaltige Lösungswege auf.

Raumklima: Da gerade Fensterbereiche und große Glasflächen für zusätzlichen Wärmeeintrag im Gebäude sorgen, können neben einem effizienten außen liegendem Sonnenschutz durchaus auch klimapuffernde Vorhänge im Innenraum als einfach nachzurüstende Maßnahme der Klimatisierung geeignet sein. Im Rahmen von TXXL wurden klimatisch wirksame Phase-Change Materialien (PCM) als Stab oder Schlauch mit textiler Technologie eingearbeitet. Die entstandenen Flächenvorhänge können vor Fenstern oder auch frei im Raum hängend als Raumteiler eingesetzt werden. Die PCM Elemente speichern tagsüber Wärme und geben diese zeitverzögert bei Abkühlung nachts wieder an die Umgebung ab. Eine massenmäßige Einbindung von PCM-Material in Röhren oder Schläuche mit 1-2 cm Durchmesser hat den Vorteil, dass relevante Mengen des aktiven Materials eingebunden werden können. Gegenüber bereits existierenden PCM beschichteten Fasern, aus denen ebenfalls Textilien gefertigt werden können, ist eine signifikante Steigerung der Wirksamkeit durch die größere Masse des eingebrachten aktiven Materials erwartbar. Je nach klimatischer Anforderung und Raumgröße kann die Anordnung und Dichte der Stäbe bzw. Schläuche angepasst werden – dies bei gleichzeitiger Durchsicht und mit optischem Bezug zum Außenraum. Der sichtbare Phasenübergang von fest zu flüssig stellt zudem ein faszinierendes optisches Schauspiel dar. Eine Nachrüstung in bestehenden Gebäuden ist einfach möglich. Die technischen Elemente sind an Nutzungsänderungen oder individuelle Vorlieben anpassbar und können wie Flächenvorhänge einfach zur Seite geschoben oder leicht ab- oder umgehängt werden. Klimatechnik wird nicht mehr versteckt, sondern zu einem aktiven und gestaltbaren Element im Raum. Durch dieses Konzept der „Smart Material“ Klimatextilien ließe sich der Energieverbrauch durch herkömmliche Klimaanlagen reduzieren oder möglicherweise ganz ersetzen. Technische Messungen der Demonstratoren sollen im Rahmen künftiger Studien weitergehende anwendungsorientierte Erkenntnisse liefern.

Grobgewirke als funktionale Flächen

Das Forschungsprojekt „NAVAPA – Nachhaltige Verbundbauteile aus Papierwerkstoffen“ von Dr. Stephan Schütz von der Bauhaus-Universität Weimar ist durch das Stiftungskuratorium im Rahmen der ersten Ausschreibung 2016/17 „Kostengünstige Baustoffe und Konstruktionsweisen für den Wohnungsbau“ für eine Förderung durch die Fritz und Trude Fortmann-Stiftung ausgewählt worden. Die Arbeit verfolgt das Ziel, für bislang vorrangig in der Verpackungsindustrie eingesetzte Wabenplatten aus recyceltem Papier neue Anwendungsgebiete in der Architektur zu erschließen. So sollen mit gefalteten Wabenplatten ökologisch nachhaltig, materialsparend und energieeffizient produzierbare Wandelemente als kostengünstige und recyclingfähige Alternative zu konventionellen Metall-Ständerwänden für den Innenausbau entwickelt und untersucht werden.

Grundlage des Projekts sind bereits geleistete geometrische Untersuchungen zur Faltbarkeit von Wabenplatten sowie Tests mit gefalteten Stützen- und Trägergeometrien und einem realisierten Experimentalgebäude. Darauf aufbauend sollen nun ganzheitliche Wandelemente für den Innenbereich mit einer Kernstruktur aus gefalteten Wabenplatten und einer Beplankung mit beispielsweise Holztafeln oder Gipskartonplatten entstehen. Ziel ist die Kombination von Tragwerk und Beplankung in einem Bauteil und die Entwicklung eines Montagesystems mit einfach zu handhabenden Anschlussdetails. Die Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Metall-Ständerwänden wären ein hoher Grad an Vorfertigung und daraus resultierend eine signifikante Senkung von Arbeitsaufwand beim Innenausbau, außerdem eine positive ökologische Bilanz aufgrund des materialsparenden Aufbaus und der Verwendung von Recyclingpapier. Insgesamt sind geringe Kosten im Sinne der Ausschreibung bei gleichzeitig hoher Ausführungsqualität zu erwarten. 

Die durch die Fritz und Tride Fortmann-Stiftung bereitgestellten Fördergelder werden in der Projektdurchführung an der Universität Weimar für Materialbeschaffung, Testreihen und den Bau eines Experimentalgebäudes verwendet.

Forschungsprojekt „NAVAPA – Nachhaltige Verbundbauteile aus Papierwerkstoffen“
Bauhaus-Universität Weimar
Professur Entwerfen und Tragwerkskonstruktion, Prof. Rainer Gumpp / Dr.-Ing. Stephan Schütz
Durchführungszeitraum: 2017–2018

Jaime Alonso Lobato Cardoso
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
und Prof. Dr. Román Alfonso Castillo Diaz
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

Prof. Dr. Pinar Yoldas
University of California San Diego 

Malu Lücking 
Biodesign, Budapest
mit Juni Neyenhuys
mujō lab OHG

In Vertretung von Prof. Mette Ramsgaard Thomsen, Det Kongelige Danske Kunstakademi, nahmen teil:

Dr. Aurelie Mossé 
L'École nationale supérieure des Arts Décoratifs (EnsAD) 
und Daniel Suárez, 
Humboldt-Universität zu Berlin

Claudio Flores und Danilo Flores
Gründer von Mimotype Technologies GmbH, Berlin

Prof. DDr. Alberto T. Estévez
Universitat Internacional de Catalunya, iBAG (UIC)

Dr. Jae-Seong Yang
Universitat Autónoma de Barcelona, CRAG (UAB)

und

Dr. Yomna K. Abdallah
Universitat Internacional de Catalunya, iBAG (UlC)

Prof. Dr. Nico Dissmeyer 
Universität Osnabrück

Einige der vorgestellten Forschungsarbeiten befinden sich bereits an der Schwelle zur Anwendung und binden die biolumineszenten Eigenschaften unterschiedlicher Organismen als mögliche Quelle in die Erzeugung von Licht ein. Dabei spielten in den Projekten Pilze, Algen und Bakterien elementare Rollen. Ziel eines der vorgestellten Projekte ist beispielsweise die Schaffung eines Mehrzweck-, Multifunktions- und Multiskalensystems zur Aktivierung von Nachhaltigkeit und Schönheit, das in Kunst, Architektur und Design eingesetzt werden soll in Verbindung mit biolumineszierenden genetisch veränderten Organismen. Ein Ziel ist es auch, das neue Licht der biolumineszenten Quellen zu Optimieren und in architektonische wie künstlerische Kontexte zu übertragen, um im Labor Variable und Ergebnisse bewerten und weiterentwickeln zu können.

Es wurden viele offene Forschungsfragen behandelt – und unterschiedlich beantwortet – zum Beispiel die, welche Organismen vielversprechend für die weitere Forschung sind, wie diese weiterzuentwickeln sind, wie die Leuchteigenschaft beeinflusst und gesteigert werden kann, oder in welche Materialien diese Organismen einzubinden sind. Die Integration von biolumineszierenden Organismen in Textilien war einer der vorgestellten Ansätze, um biolumineszierende Kulturen langfristig zu erhalten und in die Architektur zu integrieren. Die vielen vorgestellten, visuell oftmals reizvoll erscheinenden Umsetzungsversuche, ergaben ein erstes kohärentes Bild, wie diese Forschung eines Tages im Alltag sichtbar und integrierbar werden kann.

Den ersten Beitrag lieferte die in Barcelona ansässige Genetic Architectures Research Group mit dem Architekten Alberto T. Estévez sowie den beiden Wissenschaftlern Jae-Seong Yang (Computational und Synthetische Biologie) und Yomna K. Abdallah (Architektin, Computational Designerin, Mikrobiologin). Der zweite Beitrag kam von der Biodesignerin Malu Lücking und der Designerin und Illustratorin Juni Neyenhuys. Die folgende Präsentation wurde von einer in Kopenhagen ansässigen Arbeitsgruppe gehalten, die unter der Leitung der Architektin Mette Ramsgaard Thomsen steht, die das Zentrum für IT und Architektur (CITA) an der Königlich Dänischen Akademie der Schönen Künste leitet. Aurélie Mosse stellte den Forschungsansatz der Gruppe vor. Sie lehrt und forscht im Bereich Design und ist eine Co-Leiterin der Forschungsgruppe Soft Matters des EnsAD Lab, einem international bekannten französischen Forschungslabor für Kunst und Design an der Ecole Nationale Supérieure des Arts Décoratifs (EnsAD) in Paris. Begleitet wurde sie von Daniel Suárez, einem in Berlin ansässigen Architekten, der sich mit der Erforschung innovativer Materialien, Designschnittstellen und technologischen Prozessen für die Architekturproduktion im Kontext des Exzellenzclusters der Humboldt-Universität zu Berlin Matters of Activity beschäftigt. Der anschließende Vortrag wurde von Claudio Flores gehalten, dem Gründer und CEO des Berliner Start-up-Unternehmens Mimotype Technologies. Es folgte ein Vortrag des in Mexiko-Stadt ansässigen Informatikers und Künstlers Jaime Alonso Lobato Cardoso von der Forschungsgruppe Kunst, Wissenschaft und Komplexität des Zentrums für Komplexitätswissenschaften an der Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) im Tandem mit dem Molekularbiologen Román Alfonso Castillo Díaz, der ebenfalls an der UNAM am Institut für Molekularbiologie und Biotechnologie tätig ist. Anschließend stellte die in San Diego lebende Künstlerin und Architektin Pinar Yoldas ihr Projekt über spekulative Ökologie vor und gab einen Einblick in das von ihr an der University of California San Diego gegründete BioArchitecture Lab. Es folgte der die Reihe der Vorträge abschließende Beitrag des Biochemikers Nico Dissmeyer, der an der Universität Osnabrück, Fachbereich Biologie/Chemie, Abteilung Pflanzenphysiologie & Proteinmetabolismus-Labor tätig ist.

Der die verschiedenen Ansätze zusammenbindende Einführungsvortrag von Prof. Dr. Ingeborg Reichle zu Beginn der Veranstaltung und die Projektvorstellungen regten höchst lebendige Diskussionen zwischen allen Teilnehmenden an. Die durch Prof. Dr. Susanne Hauser und Prof. Dr. Ingeborg Reichle moderierte, ausführliche Fachdiskussion führte zu einem im hohen Maße professionellen, engagierten und spannenden Austausch, der Schlüsselfragen der künftigen Forschungen identifizierte. Ergänzt wurden die Möglichkeiten zum Austausch an diesem Tag durch vielfältige Gelegenheiten zu informellen Gesprächen, bei denen sich die eingeladenen Experten und Expertinnen untereinander vernetzten.

Aufgrund der detaillierten Projekt-Darstellung aller teilnehmenden Forscherinnen und Wissenschaftler freut sich der Vorstand der Fritz und Trude Fortmann-Stiftung nunmehr zwei der Projekte über einen Zeitraum von zwei Jahren mit einer Fördersumme von je 150.000 EUR unterstützen zu können. Die wissenschaftliche Arbeit wird von den Forschenden dokumentiert und die Ergebnisse ihrer Arbeit werden nach Abschluss veröffentlicht, so dass sie der internationalen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung stehen werden.

Die Fritz und Trude Fortmann Stiftung ermöglichte die Beteiligung der TU Berlin, Lehrstuhl für Entwerfen und Konstruieren – Massivbau, an der Ausstellung.

Das MAXXI, das Nationalmuseum für Kunst und Architektur des 21. Jahrhundert in Rom, zeigt in einer Dauerausstellung Beispiele für herausragende Architektur und Ingenieurskunst aus dem 20. und 21. Jahrhundert. Wechselausstellungen beschäftigen sich mit Zukunftsfragen, neuesten Trends in der Architektur und Ingenieurkunst, neueste wissenschaftliche Erkenntnisse und innovative Forschung werden vorgestellt.

In einer Doppelausstellung mit dem Titel TECHNOSCAPE 2022/2023 ging es um das Verhältnis zwischen Technik, Kreativität und sozialem Bewusstsein. Der Lehrstuhl für Entwerfen und Konstruieren – Massivbau der TU Berlin zeigte seine neuesten Forschungen auf dem Gebiet der Betontechnologie. Ziel der langjährigen Forschung ist die Bereitstellung von qualitativ hochwertigem Wohnraum und Infrastruktur für eine ständig wachsende Bevölkerung auf diesem Planeten, während gleichzeitig so wenig Energie und Ressourcen wie möglich verbraucht werden. Zurzeit werden an der TU Berlin zwei sehr unterschiedliche Ansätze für die strukturelle Effizienz untersucht. Zum einen wurde ein Beton entwickelt, die leichter ist als die bisherige Definition von Leichtbeton und als INFRALIGHTWEIGHT CONCRETE bezeichnet wird. Die Dämmeigenschaften sind so gut, dass auf eine zusätzliche Dämmschicht verzichtet werden kann. So sind wieder reine Konstruktionen aus nur einem Material möglich, die tragend und wärmedämmend zugleich sind. Zum anderen gibt es intensive Untersuchungen zu Schalen und anderen Leichtbauteilen aus PRESTRESSED CFRP-REINFORCED CONCRETE. Carbonfasern als Bewehrungsmaterial ermöglichen besonders dünne Betonelemente, da Carbon nicht korrodiert und hierfür keine zusätzliche Betonschutzschicht wie die Stahlbewehrung benötigt. So sind dünne Elemente mit nur vier bis fünf Zentimetern Dicke oder sogar weniger möglich. Wenn die Kohlenstoffbewehrung im Inneren des Betonelements vorgespannt wird, können noch bessere statische Leistungen und noch größere Spannweiten bzw. dünnere Querschnitte erreicht werden.

In der Ausstellung zeigte die TU einige Modelle von Wohngebäuden aus Infraleichtbeton sowie Bauteilprototypen aus vorgespanntem Carbonbeton, die im Rahmen von Forschungsprojekten entstanden sind.

Die Präsentation der Ausstellung im DAZ wurde gefördert durch die Fritz und Trude Fortmann-Stiftung

Ausstellungsthema

Krise und Sorgetragen – das sind die beiden Pole des Ausstellungstitels „Critical Care“. Im Englischen steht der Begriff „critical care“ auch für Intensivstation. Jedenfalls fügt sich die vom Architekturzentrum Wien konzipierte Ausstellung gut in das Jahresthema des BDA „Reparatur und Sorge“ ein.

Die Erde also in der Notaufnahme. Menschengemachte ökologische und soziale Katastrophen drohen den Planeten unbewohnbar zu machen. Die Lage ist kritisch, und dominiert von den Interessen des Kapitals sind Architektur und Urbanismus in die Krise verstrickt.

Doch es geht auch anders, wie die Ausstellung „Critical Care“ anhand von 21 aktuellen internationalen Beispielen zeigt. Darunter: erdbebensichere und nachhaltige Dorfentwicklung in China, Überschwemmungsschutz durch traditionelle CO2-arme Bautechniken in Pakistan und Bangladesch, die vielfältige Umnutzung modernistischer Bauten in Brasilien und Europa, ein ökologischer Community Land Trust in Puerto Rico, die Revitalisierung historischer Bewässerungssysteme in Spanien sowie neue Konzepte für öffentliche Räume und durchmischte Stadtquartiere in Wien, London und Nairobi.

Die Ausstellung „Critical Care“ ist ein Plädoyer für eine neue Haltung: für Architektur und Urbanismus des Sorgetragens. Sie beweist, dass die Architektur dazu beitragen kann, den Planeten wiederzubeleben. Die Reparatur der Zukunft hat begonnen.

Informationen

Die Ausstellung des Architekturzentrums Wien wurde kuratiert von Angelika Fitz und Elke Krasny
Ausstellungsarchitektur: the next ENTERprise
Ausstellungsgrafik: Alexander Schuh

Ausstellungseröffnung: 7. Februar 2020, 19 Uhr

Es sprachen:
Angelika Fitz, Direktorin des Az W 
Susanne Wartzeck, Präsidentin des BDA
Matthias Böttger, künstlerischer Leiter des DAZ

Y-Table Talk: 24. Februar 2020, 19 Uhr

mit Kuratorin Elke Krasny, Matthias Böttger und Gästen

Themen und Beteiligte:

Sorgetragen für Wasser, Grund und Boden:

URBANA / Kashef Mahboob Chowdhury
CICLICA und CAVAA
Fideicomiso de la Tierra del Caño Martín Peña CLT
Estudio Teddy Cruz + Fonna Forman
Colectivo 720

Sorgetragen für Reparatur:

de vylder vinck taillieu
Paulo Mendes da Rocha und MMBB Architekten
Lacaton & Vassal mit Frédéric Druot und Christophe Hutin
ZUsammenKUNFT Berlin

Sorgetragen für Fertigkeiten und Kenntnisse:

Rural Urban Framework
Yasmeen Lari / Heritage Foundation of Pakistan
EAHR, Emergency Architecture & Human Rights
Anupama Kundoo

Sorgetragen für den öffentlichen Raum:

muf architecture/art
City administration in Barcelona
StudioVlayStreeruwitz

Mischung: Nordbahnhof

Sorgetragen für Produktion:

atelier d'architecture autogérée
Kounkuey Design Initiative
Anna Heringer
Xu Tiantian / DnA_Design and Architecture

Publikation:

Anlässlich der Ausstellung erschien bei MIT Press „Critical Care. Architecture and Urbanism for a Broken Planet“, herausgegeben von Angelika Fitz, Elke Krasny und dem Architekturzentrum Wien. Das Buch enthält alle 21 Case Studies sowie 12 Essays von internationalen Autoren/innen zu den Themen Arbeit, Ökonomie und Ökologie in der Architektur.