zum Inhalt springen
Powered by

Ein Baumhaus der besonderen Art

Architekten an der Uni Stuttgart schauen der Natur nicht nur konstruktive und funktionelle Prinzipien ab. Sie wollen das Pflanzenwachstum auch direkt für bauliche Zwecke nutzen, Grünräume schaffen im wahrsten Wortsinn. Das erste größere Bauwerk, ein Turm aus Weiden, wächst bereits heran und weitere sollen folgen.

An der Uni Stuttgart hat die architektonische Auseinandersetzung mit biologischen Strukturen Tradition. So arbeiteten von 1984 bis 1995 der Pflanzenphysiologe Prof. Dr. Ulrich Kull und der Architekt Frei Otto gemeinsam im Sonderforschungsbereich 230 an „Natürlichen Konstruktionen“. Diese Tradition griff Ferdinand Ludwig in seiner Promotion wieder auf, wenn auch in anderem Zusammenhang. Ludwig studierte an der Uni Stuttgart Architektur und interessierte sich schon im Grundstudium für lebende Konstruktionen, für Pflanzen, die der Mensch nach seinen Bau-Vorstellungen gestaltete.

Ferdinand Ludwig aus der Arbeitsgruppe "Baubotanik" an der Uni Stuttgart © privat

„Es gibt eigentlich aus allen Jahrhunderten Beispiele. So wurden im Mittelalter Tanzböden um einen Baum herum gebaut, indem Äste horizontal so gezüchtet wurden, dass darauf ein Holzboden als Tanzplattform gezimmert werden konnte", erklärt Ludwig.

Das Thema faszinierte ihn so sehr, dass er sich der Forschungsgruppe „Baubotanik" am Institut für Grundlagen der modernen Architektur und Entwerfen (IGMA) unter Leitung von Prof. Dr. Gerd de Bruyn anschloss. Das IGMA hat sich ausdrücklich interdisziplinären Kooperationen verschrieben. Hier sollen die Grenzen der Architektur überschritten und Technik, Natur- und Geisteswissenschaften miteinander verknüpft werden. Über seinen Mentor de Bruyn kam Ludwig in Kontakt mit Prof. Dr. Thomas Speck an der Uni Freiburg, der sich mit Bionik beschäftigt. Einem Fachgebiet, bei dem die Natur unter anderem als Vorbild für technische Konstruktionen dient. „Er wurde botanischer Ko-Betreuer meiner Doktorarbeit und wir haben gemeinsam biomechanische Eigenschaften pflanzlicher Äste, Triebe und Stämme untersucht", sagt Ludwig.

Raum schaffen mit Formgehölzen

Ein Schwerpunkt seiner Doktorarbeit ist die Konstruktion und der Bau eines dreistöckigen Turms aus lebenden Silberweiden (Salix alba). Er ist neun Meter hoch und hat eine Grundfläche von rund acht Quadratmetern. Zurzeit besteht er noch hauptsächlich aus einem Stahlrohrgerüst, das als Stützhilfe und zur Formgebung dient. Ein paar hundert Weidenpflanzen wurden in Pflanzkörben bis zu einer Trieblänge von zwei Metern vorgezogen und auf allen Stockwerken verteilt.

Der Pflanzenturm entstand in Kooperation mit Cornelius Hackenbraucht (Neue Kunst am Ried). © Ferdinand Ludwig, Uni Stuttgart

Nun dürfen sie nicht einfach nach Gusto wachsen, sondern müssen sich dem Gestaltungswillen von Ludwig und seinen Kollegen beugen. Dabei nutzen die Baubotaniker altes Wissen. Sie haben ausgehend von traditionellen Pfropfmethoden ein Verfahren entwickelt, um die noch zarten Äste und Stämme miteinander zu verbinden.
Die Einzelpflanzen sollen zu einem einzigen Organismus verwachsen und ein tragfähiges Fachwerk bilden. Ist es nach einigen Jahren stark genug, soll es von dem temporären Stahlgerüst befreit werden. Parallel zur Vernetzung über alle Stockwerke sollen die im Erdgeschoss platzierten Pflanzen ein starkes Wurzelsystem ausbilden, das die ganze Konstruktion fest im Boden verankert. Um das zu ermöglichen, musste auf ein massives Fundament für das Gerüst verzichtet werden. Aber wie sollte das Stahlgerüst dann verankert werden? - Schließlich muss es einige Tonnen Pflanzkübel und sein Eigengewicht tragen. Ludwig löste das Problem mithilfe von Schraubfundamenten. „Wir haben konische Rohre der Firma Krinner verwendet, an denen außen eine Metallspirale angeschweißt ist, mit der sie tief in den Boden gebohrt werden", erklärt Ludwig.

Genau betrachtet: Wie reagiert der pflanzliche Stoffwechsel?

Um vorhersagen zu können, wann der Pflanzenturm selbsttragend ist, hat Ludwig zahlreiche Berechnungen vorgenommen, etwa zur Biomassevermehrung: „Wir gehen von etwa acht bis zehn Jahren Wachstum aus, das sind jedoch nur Schätzungen. Wie genau das Wachstum verläuft, wollen wir jetzt in weiteren Forschungsarbeiten herausfinden.“ Eine ebenso entscheidende wie spannende Frage ist, wie sich die pflanzlichen Stoff-Flüsse entwickeln. Das will Ludwig langfristig in Kooperation mit Botanikern untersuchen.

Parallelverwachsung an einer einjährigen Platane © Ferdinand Ludwig, Uni Stuttgart

Relativ neu ist seine Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Manfred Küppers, dem Leiter der Arbeitsgruppe Ökophysiologie an der Uni Hohenheim. Gemeinsam haben die Forscher einen Förderantrag bei der Landesstiftung gestellt, um die nötigen finanziellen Mittel für eine umfassende pflanzenphysiologische Analyse zu bekommen. Wie laufen die Stoff-Flüsse, wie kann man sie überhaupt messen in dem komplexen Flechtwerk und wie kann man sie steuern? Diesen Fragen soll in einem dreijährigen Forschungsprojekt nachgegangen werden - vorausgesetzt, der Antrag wird genehmigt, die Entscheidung darüber steht voraussichtlich im April 2010 an.

Ludwig hat jedoch noch weitere Projekte im Sinn. Ein lebendes Bauwerk soll in Zusammenarbeit mit dem Stuttgarter Architekten und Stadtplaner Daniel Schönle für die Landesgartenschau 2012 in Nagold entstehen, diesmal mit Platanen. „Sie sind robust, haben gute Verwachsungseigenschaften und sind ‚stadtfest', das heißt geeignet für den Einsatz im dicht bebauten Raum", erklärt Ludwig die Vorteile. Die Jungpflanzen für das noch nicht näher spezifizierte Bauwerk in Nagold sind schon gekauft, sie werden in einem Pflanzenbaubetrieb herangezüchtet. „Dazu kooperieren wir mit der Helix Pflanzen GmbH in Kornwestheim. Wir können nicht irgendwelche Pflanzen verwenden, sondern brauchen spezielle, schlanke und sehr vitale Exemplare, die wir gut biegen können", so Ludwig. Was für ein Bauwerk genau daraus entstehen soll, ist noch nicht klar, Ludwig hat es zunächst als räumliches Gebilde mit Terrassen angedacht, konkrete Pläne sollen in den nächsten Monaten entstehen.

Pflanzenbauten mit viel Entwicklungspotenzial

Ludwig ist kein Einzelkämpfer in Sachen Baubotanik, in zwei weiteren Doktorarbeiten am IGMA werden konstruktive beziehungsweise architekturtheoretische Aspekte von dreidimensionalen lebenden Bauwerken erforscht. Dabei haben die Baubotaniker keineswegs im Sinn, den traditionellen Bau durch lebende Konstruktionen zu ersetzen. Sie wollen das Bauwesen vielmehr bereichern, Grenzen erweitern. Mögliche Anwendungen sieht Ludwig primär an der Schnittstelle zwischen Gartenarchitektur und Architektur: „Wir wollen zum Beispiel Bauwerke mit besonders weiten, schattenspendenden Baumkronen schaffen, die unter anderem auch Feinstaub binden.“

Ludwig strebt eine andere Erlebbarkeit des Baumes an, er will dreidimensionale Grünraume in Parks und Anlagen schaffen. „Dort könnten sich zum Beispiel auf oberen Stockwerken Fußgänger und unten Radfahrer bewegen“, so eine der Visionen des Baubotanikers. Bei einem anderen Konzept will er die Schnittstelle enger fassen, pflanzliche Konstruktionen nutzen, um Balkone weiterzuführen und so einen fließenden Übergang zwischen Gebäude und Garten schaffen. „Wie bei Spalierobst, nur eben zusätzlich in der dritten Dimension“, erklärt der ideenreiche Forscher.

Seiten-Adresse: https://www.biooekonomie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/ein-baumhaus-der-besonderen-art