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Quelle: АrсhDаilу

Designherausforderungen mit Technologie meistern: Museum der Zukunft in Dubai

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Mit einer Höhe von 78 Metern ist das Museum of the Future (MOTF) weit davon entfernt, die berühmte Skyline von Dubai mit Wolkenkratzern wie dem unvergleichlichen Burj Khalifa – dem höchsten Turm der Welt – zu erreichen. Mit seiner kühnen Form und der markanten Fassade, die von mehr als 14.000 Metern arabischer Kalligrafie beleuchtet wird, schafft es es jedoch, seinen Platz unter den berühmtesten Gebäuden der Stadt einzunehmen. Das preisgekrönte Projekt von Killa Design und Buro Happold, das von vielen als „das schönste Gebäude der Welt“ bezeichnet wird, wurde im Februar 2022 im Finanzviertel von Dubai eröffnet. Auf einer bebauten Gesamtfläche von 30.000 qm beherbergt es Ausstellungsflächen für innovative Ideologien, Dienstleistungen und Produkte sowie Theaterräume, ein Labor und ein Forschungszentrum.

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MOTF symbolisiert das arabische Erbe und den zukünftigen Fortschritt und besteht aus drei Hauptteilen: einem grünen Hügel, dem Gebäude und der Leere. Der grüne Hügel repräsentiert die Erde – mit ihren Wurzeln –, Zeit und Geschichte. Es dient auch dazu, das Museum unauffällig über die angrenzende U-Bahn-Linie zu erheben und einen erhöhten Park zu schaffen. Ebenso symbolisiert die torusförmige Struktur die Fähigkeit der Menschheit, innovativ zu sein und die Grenzen moderner Technik und Konstruktion zu verschieben. Die elliptische Leere hingegen ist ein Ausdruck des „Unbekannten“, das die Schöpfer von heute inspirieren möchte, sich der ungeschriebenen Zukunft der Menschheit zu stellen.

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Mit seiner Größe, seiner auffälligen Form und seinem äußerst komplizierten Design ist das architektonische und technische Wunderwerk eines der fortschrittlichsten Bauwerke, das je gebaut wurde. Infolgedessen forderte es eine Reihe bahnbrechender Technologien, um komplexe Designherausforderungen anzugehen und die Vision zum Leben zu erwecken. Um mehr über diese Technologien zu erfahren, sprachen wir mit Shaun Killa und Pippa Tucker von Killa Design, dem Architekturbüro hinter dem monumentalen Gebäude.

Das Museum der Zukunft war eines der anregendsten Projekte, die ich je entworfen habe, da es ein äußerst öffentliches Kulturgebäude ist, das in seiner Form einzigartig und in seiner Ausführung technisch komplex ist. – Shaun Killa, Mitbegründer von Killa Design und Chefarchitekt von MOTF

Herausforderungen hinter dem revolutionären Design

Viele der Herausforderungen, denen Architekten und Ingenieure gegenüberstanden, ergaben sich aus der Komplexität des Gitters und der Fassade. Um sie zu überwinden, erforderte der Designprozess eine Kombination aus fortschrittlichen Materialien und den neuesten Technologien in 3D-Modellierungssoftware, kollaborativem Design und parametrischer Konstruktion. Diese digitalen Tools waren letztendlich ausschlaggebend für den Erfolg des Projekts, das sonst nicht möglich gewesen wäre.

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Wie Shaun und Pippa uns mitteilten, war eines der am schwierigsten zu konstruierenden Merkmale die gebogene Fassade des Gebäudes, die aus 1.024 glasfaserverstärkten Kunststoff- und Edelstahlplatten bestand. Durch die Integration der eingegossenen arabischen Kalligrafie in ausgeprägte 3D-Formen spielen die geschnitzten Paneele eine grundlegende Rolle. Tagsüber fungieren sie als Fenster, die natürliches Licht durch den säulenfreien Innenraum werfen; nachts beleuchten sie die Stadt mit LED-Beleuchtung. Und mit einer Tiefe von 1,3 Metern sind die Fenster breit genug, damit die Besucher in einem permanenten Ausstellungsraum stehen können. Das Team musste jedoch mehrere Komplexitäten überwinden, um dieses Endergebnis zu erzielen.

Eine große Herausforderung bei der Gestaltung des Museums der Zukunft war die Integration der Kalligrafiefenster in die parametrisch optimierte Torusform, einschließlich der Vermeidung der Stahldiagrid-Strukturknoten durch die Kalligrafie, deren Gestaltung insgesamt über ein Jahr in Anspruch nahm. – Shaun Killa, Mitbegründer von Killa Design und Chefarchitekt von MOTF

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Weitere bedeutende Herausforderungen im Zusammenhang mit der Ausführung waren die „Koordinierung von mehr als 1.000 einzigartigen Strukturknoten und ihren Basisverbindungen sowie die Vermeidung von Kollisionen mit sekundären Stützstahlarbeiten, Ausstattung und MEP (Mechanik, Elektrik und Sanitär)“.

Innovative Gestaltungsprinzipien

Um all diese Komplexitäten anzugehen, übernahm das Projekt zahlreiche innovative Konstruktionsprinzipien in Bezug auf Bautechnologien und Materialien. Dazu gehörte beispielsweise die Entwicklung parametrischer Designwerkzeuge mit Wachstumsalgorithmen, „um die Effizienz des primären Tragwerksdiagrids, der Fassade und der Verglasungselemente digital zu optimieren“. Die Software umfasste Revit mit Dynamo und Rhino mit Grasshopper. Ebenso war die Verwendung von BIM während des Prozesses von zentraler Bedeutung, um ein präzises digitales Modell mit multidisziplinärer Zusammenarbeit zu erstellen. Es wurde auch verwendet, um alle Zeichnungen und für die Kollisionserkennung in der virtuellen Realität, Durchbiegungstoleranzen und Echtzeit-Bausequenzen vor Ort zu erstellen.

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Tekla Structures, eine von Trimble entwickelte strukturelle BIM-Software, wurde unter Berücksichtigung der unkonventionellen Geometrie des Museums und der riesigen Datenmengen eingesetzt. Neben der Bereitstellung leistungsstarker 3D-Modellierungsfunktionen wurde die Technologie ausgiebig genutzt, um Konflikte mit anderen Gewerken wie MEP, Dachdecker- und Fassadenbauern zu identifizieren. Darüber hinaus verbesserte und vereinfachte die Lösung Designdetails, ermöglichte reibungslosere Arbeitsabläufe und erfüllte die komplizierten Schnittstellenanforderungen während der Design-, Herstellungs- und Koordinierungsphasen des Projekts. Es ermöglichte auch verschiedenen Akteuren, Routinen zu erforschen und zu entwickeln, um die Modellierung und Detaillierung in kurzer Zeit genau durchzuführen. Insgesamt führte der innovative Einsatz jedes digitalen Designtools zu einer maximalen Optimierung.

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Das computergestützte Design für das Museum der Zukunft war einzigartig in Bezug auf seine Algorithmen und das Scripting, das erforderlich war, um eine optimierte Form und ein strukturelles System zu entwerfen. – Killa-Design

High-Tech-Verfahren wie Luftfahrtsoftware und automatisierte Roboterarme waren besonders erforderlich, um die kalligrafischen Tafeln zusammenzusetzen, die das Äußere bedecken. Zunächst wurde eine 3D-Modellierungssoftware verwendet, um die Kalligrafie auf der Gebäudeoberfläche zu platzieren und sicherzustellen, dass die 1.000 Stahldiagrid-Knoten in der Mitte der Fenster vermieden wurden. Für ihre Konstruktion umfasste der Prozess „CNC-Robotertechnologie und modernste Form- und Verarbeitungssysteme, deren Herstellung einen 16-stufigen Prozess erforderte“. Und um die Paneele genau in der Struktur zu platzieren – und ihre dynamische Bewegung ohne jegliche Verzerrung sicherzustellen – verwendete das Team mehrschichtige Laserpositionierungssysteme, die auch für die präzise Platzierung des Stahldiagrids verwendet wurden.

Technologie zugunsten von Wohlbefinden und Nachhaltigkeit

Wie Shaun Killa behauptet, war Nachhaltigkeit die Hauptmotivation beim Design, die auch durch fortschrittliche Technologien angegangen wurde: „Das Bestreben war, das Design, die Fertigung und seine Betriebsmittel unter Verwendung höchst innovativer Technologien so nachhaltig wie möglich zu gestalten.“ Dies umfasste die Entwicklung eines 3D-Energiemodells, Niedrigenergie- und Wassersparlösungen, Rückgewinnungsstrategien für Energie und Wasser, passives Solardesign, Luftqualitätsfiltersysteme und integrierte erneuerbare Energien von einem nahe gelegenen Solarpark auf den Dächern von Parkhäusern. Insgesamt trug dies zu einer Reduzierung des Wasserverbrauchs um 45 % und einer Gesamtenergieeinsparung von 25 % bei. Das Ergebnis ist ein kohlenstoffarmes Gebäude mit LEED-Platinum-Zertifizierung, das als Vorbild für alle zukünftigen Gebäude in den Vereinigten Arabischen Emiraten dienen soll.

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Das Museum der Zukunft ist ein architektonisches und technisches Meisterwerk, das einen bahnbrechenden Ansatz für das verfolgt, was es bedeutet, ein Museum zu sein. Zweifellos liegt ein großer Teil des Erfolgs in der multidisziplinären Zusammenarbeit und dem innovativen Einsatz neuester Technologien; von Robotik bis parametrisches Design, von CNC bis Luftfahrtsoftware. Das ikonische Wahrzeichen verschiebt die Grenzen der Innovation und ebnet den Weg in eine vielversprechende Zukunft, in der Technologie zugunsten von Kreativität, Wohlbefinden und Nachhaltigkeit Teil der gebauten Umwelt wird.

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Quelle: АrсhDаilу

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