Die Baumschale

Die Bauaufgabe bestand darin eine Ferienunterkunft auf Bali für eine australische Großfamilie zu entwerfen. Grundidee des Entwurfs ist eine Fruchtschale. Das Gebäude soll eine Schale imitieren in deren Mitte eine Frucht liegt, welche in Form der Baumkrone symbolisch für die „Frucht des Lebens“ steht. Im Vordergrund steht der Wunsch, im Einklang mit der Natur zu leben. Dieser Wunsch spiegelt sich in der Wahl der verwendeten Materialien wider. Außerdem wird durch die Offenheit des Gebäudes der Bezug von außen nach innen und somit der Kontakt zur umliegenden Natur verstärkt. Dies soll ein besseres Bewusstsein der Menschen gegenüber ihrer Umgebung schaffen. Das Zentrum selbst ist ein Aufenthaltsbereich für die Bewohner und Besucher der „Baumschale“. Dort ist man dem Baum und somit der Natur am nächsten.

Grundstruktur

Das erste Raster soll an die Jahresringe des Baumes erinnern und diese nachahmen. Dies erreiche ich durch eine sich wiederholend versetzende Ellipse um den Mittelpunkt des Baumes. Das zweite Raster bildet Achsen, die alle in demselben Mittelpunkt ihren gemeinsamen Schnittpunkt haben. Diese beiden Raster bilden die Grundstruktur des kompletten Entwurfs und ziehen sich über das ganze Grundstück hinweg, sowohl im Gebäude als auch in der Außenanlage.

Auf den Ellipsen befinden sich die Stützen für die Bodenplatte und das schalenförmige Dach. Bei der Dachstruktur versetzen sich die Jahresringe und die Achsen exponentiell in die Höhe je weiter sie sich vom Baum in der Mitte entfernen. Hierdurch entsteht die prägnante Schalenform des Gebäudes, die bei ihren Betrachtern eine kognitive Dissonanz erzeugen soll: von außen nämlich wirkt der Komplex mit einer Höhe von 12m enorm groß und schwer, wobei es in der Mitte mit einer Höhe von 3,5m sehr
niedrig und übersichtlich ist.
Um den enormen Zugkräften durch Wind entgegenzuwirken, habe ich eine zusätzliche Befestigung am Dach eingeplant. Diese am Boden eingespannten und sich nach oben hinbiegenden Bambusstützen, die an gemeinsamen Punkten am Dach zusammengeknotet werden, erzeugen ein gotisches Erscheinungsbild im Innenleben des Gebäudes. Im Grundriss sollen diese Stützen an Korallen erinnern, die sich an den vertikalen Stützen „festhalten“.

Der Gesamtkomplex wird über zwei Rampen erschlossen. Eine zeigt in Richtung Osten, also Richtung Strand und Meer, wobei die andere Richtung Westen und in das Landesinnere gerichtet ist. Die Außenanlage soll darauf reagieren und im Osten luftiger und leichter bepflanzt werden, um die Blicke der Strandbesucher zu fangen. Richtung Westen wird die Bepflanzung dichter und kräftiger, um vor Lärm und vor der Abendsonne zu schützen.

Das Gebäude selber besteht aus acht Modulen, die durch Zwischenfassaden, welche die markante schalenförmige Dachform in Richtung Boden hin fortführen, voneinander getrennt sind. Die Erschließung der einzelnen Module erfolgt also über die zum Baum zeigende Seite. Durch diese Gesamtanordnung steht der Baum in einem starken Zentrum und alles um diesen herum richtet sich auf ihn.


Baumaterialien

Die ganze Skelettkonstruktion samt Bodenbelag besteht aus Bambus. Dieser gehört zur Familie der Süßgräser und ist die am schnellsten wachsende Pflanze weltweit. Außerdem bindet er beim Wachsen CO2 und hat einen besseren Primärenergiefaktor als Holz. Durch seine Leichtigkeit und Flexibilität wird er gerne als Baumaterial in Erdbebengebieten, welche häufig in tropischen Gegenden vorkommen, verwendet. Zusätzlich hat Bambus ein ausgedehntes, unterirdisches Wurzelgeflecht, welches Wasser speichert und vor
Bodenerosion durch Regen, Überschwemmungen und Abrutschungen schützt.

Als Sicht- und Wetterschutz dienen geflochtene Palmenblätter, die an den Bambussen mit Naturfasern befestigt werden. Durch diese Palmenblätter soll der Shape der Außenfassade nach innen übertragen werden. Vor dem Festbinden werden diese mit Wachs überzogen, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen und somit langlebiger zu halten. Diese können nach Belieben ausgetauscht oder entfernt werden, um den Bewohnern ein individuelles Gestalten der Fassade, je nach Nutzung der Module, zu
ermöglichen und um sich an das gerade vorhandene Wetter anzupassen.

Für die Abdeckung des Daches sind Membranmodule aus ePTFE Fasern geplant, die mit einer Randund Lochverstärkung versehen sind und durch Naturfasern miteinander und mit der Dachstruktur verbunden sind. Dies ermöglicht ein leichtes Austauschen beschädigter Dachmodule und benötigt keine zusätzliche Dachunterkonstruktion, z.B. durch Aluminiumprofile. Als Energieerzeugung können PVModule an die Membran angebracht werden, um lokal Elektrogeräte mit Strom zu versorgen. Dadurch wird nachhaltig Strom erzeugt und kurze Versorgungswege werden gewährleistet.

Als Türen dienen Vorhänge aus Bambusleinen, die die Innenbereiche der Module von den Außenbereichen trennen. Da diese an der zum Baum zeigende Seite montiert werden, hat man ständig den Baum im Blick, wenn die Vorhänge geöffnet sind. Im Innenbereich können vom Dach Naturnetze (siehe Schnitt A-A) abgehängt werden, die wie Trauben vom Dach auf den Boden hängen. Diese Netze sollen die Bewohner vor Wettereinflüssen und Belästigung von Moskitos schützen.


Verschattungskonzepz

Es gibt drei Verschattungselemente. Angefangen mit der Außenanlage, die eine Neugestaltung ist und viel Platz für alle möglichen Arten an Naherholung und Nutzpflanzen bietet. Hauptsächlich soll dort Bambus angepflanzt werden, der nicht nur für die Instandhaltung des Gebäudes zur Verfügung steht, sondern auch das Gebäude vor der Morgen- und Abendsonne schützt. Bambus kann zusätzlich durch Wasserverdunstung auf seinen Blättern die Lufttemperatur verringern und somit die Umgebung vor Wärme schützen.

Als zweite Verschattung dient das Gebäude selbst. Da der Abstand von Ost nach West größer ist als der von Nord nach Süd, ergeben sich bei der Morgen- und Abendsonne wesentlich größere Verschattungsflächen am Gebäude. Des Weiteren wird durch die Schalenform des Daches und der dadurch hohen Außenkante ein größerer Bereich vor der Sonne geschützt.

Das dritte Verschattungselement ist der große Baum im Zentrum. Dieser verschattet seinen umliegenden Platz sowie die Aufenthaltsbereiche während der Mittagszeit. Zusätzlich schützt er das Gebäude vor der Morgen- und Abendsonne.

Regenwassermanagement

Eine zusätzliche Komponente der Baumschale ist ein künstlich angelegter Fluss, der sich um den Baum herum in der Mitte der Anlage und unterhalb der Abtropfkante des Daches befindet. Im Eingangsbereich steht der Fluss zwischen den Ankömmlingen und dem Baum, weswegen man erst um den Fluss und somit um den Baum herumgehen muss, bis man über die Terrasse entweder zum Zentrum oder in die nahe gelegenen Module gelangt. Der Fluss soll aber nicht nur die Bewohner und Besucher durch die Anlage leiten, sondern vor allem das Regenwasser von der ca. 1000m² großen Dachfläche sammeln und aufbereiten.

Durch eine geringe Neigung von 2% in Fließrichtung, der Verwendung von Schutzgittern, Filteranlagen und Axialpumpen mit anschließenden Rückstauklappen wird der Fluss in Bewegung gesetzt, vom groben Schmutz gereinigt und stehendes Wasser wird vermieden. Vom Fluss aus gelangt das Regenwasser in Wasserspeicher unterhalb der Bodenlatte, in denen das überschüssige Wasser erst sauber gefiltert und anschließend gesammelt wird. Notüberläufe an den Seitenwänden schützen den Fluss vor dem Überlaufen durch tropische Regenfälle.

Zusätzlicher Bestandteil der Anlage ist ein natürlich reinigendes System, welches Regenwasser zu Trinkwasser aufbereitet. Durch die Versickung des Regenwassers über mehrere Schichten hinweg kann in einem Brunnen Trinkwasser entnommen werden. Die Schichten bestehen aus Textilstoff, grobem Kies, feinem Kies, gewaschenem Sand, wieder Textilstoff, gewaschene Holzkohle, feinem Kies und zu guter Letzt wieder einem Textilstoff.

Des Weiteren soll das Regenwasser für die Bewässerung der riesigen neu geplanten Außenanlage dienen. Da der Bambus in der Regenzeit das Wasser unterirdisch speichert, um es in der Trockenzeit zu verwenden, soll mit dem gesammelten Regenwasser hauptsächlich die Hochbeete und alle anderen Nutzpflanzen bewässert werden.

Lüftungskonzept

Die Außenanlage schützt das Gebäude vor zu starken Wind, der wegen der Nähe zum Meer und dem Monsun vorkommt, lässt aber durch seine Offenheit genug Wind für ein natürliches Lüftungskonzept zu.

Der um 70cm aufgeständerte Boden soll eine Luftzirkulation unter der Bodenplatte gewährleisten und somit den Boden und die Innenbereiche vor Überhitzung von unten schützen. Der Abstand ist hoch genug für einen guten und kontinuierlichen Luftdurchzug, wodurch sich auch keine Tiere dort einnisten. Durch Öffnungen in der Bodenplatte, wodurch die Stützen für die Dachkonstruktion ragen, kann der Wind von unten in den Innenraum der Module gelangen.

Innerhalb dieser Module staut sich die warme Luft im höchsten Punkt und wird von dort - durch den Temperaturunterschied von der kälteren Luft unten zur der wärmeren Luft oben - über Öffnungen im oberen Bereich nach draußen befördert. Darüber hinaus wird die Luft durch den Fluss befeuchtet und abgekühlt, bevor es in das Rauminnere gelangt. Dadurch wird der Temperaturunterschied und somit der Luftdurchzug erhöht. Dies ermöglicht einen stetigen Luftzug, der den Innenbereich vor Überhitzung schützen soll.

Durch die Trennung der einzelnen Module voneinander wird der Wind außerdem nicht geblockt und es entstehen Luftwege, somit kann jede Außenfläche der Module durch den Wind gekühlt werden. Einen weiteren Luftkanal stellen die beiden Eingangsbereiche im Osten und Westen dar, wo sich der Wind ungehindert bewegen kann.

Lichtkonzept

Die Palmenblätter leiten tagsüber die Sonnenstrahlen mit ihrem geflochtenen Muster von außen nach innen durch und erzeugen damit ein Lichtspiel im Innenbereich. Nachts leuchten die Module in diesem Muster nach außen hin ihre Beobachter an.

Die Dachmembran ist zu 100% mit Fluorpolymer beschichtet, wodurch diese dauerhaft UV-beständig und schmutz- und wasserabweisend ist. Außerdem ist die Membran schwer entflammbar, schwach qualmend und nicht brennend abtropfend.

Mit einer Lichtdurchlässigkeit von 19% gibt die Membran tagsüber die ankommenden Sonnenstrahlen diffus in den Innenraum ab ohne dabei zu blenden. Durch eine Reflektion von 79% sollen überschüssige Sonnenstrahlen und somit Wärme vor dem Innenbereich abgewendet werden. Bei Überhitzung könnte eine zweite Membranschicht angebracht werden. Dadurch wird der Anteil der reflektierten Sonnenstrahlen erhöht und man könnte zusätzlich den Zwischenmembranbereich durchlüften. Alternativ könnten zudem Palmenblätter in diesem Beriech angeordnet werden, um als Sonnenschutz das Innenraumklima aufrecht zu erhalten.

Der Innenbereich selber könnte durch die Öffnungen in der Bodenplatte beleuchtet werden. Dies würde die dortigen Stützen die Unterseite der Membran von unten anstrahlen. Nachts dringt dieses Licht aus dem Innenbereich durch die Membran nach außen und strahlt den Baum an. Somit wird der Baum auch nachts in Szene gesetzt und als Mittelpunkt des Entwurfs bestärkt. Dazu könnten LED-Leisten an den Achsen der Dachstruktur angebracht werden, wodurch in der Nacht das Dachraster in den Himmel strahlt und die Beleuchtung des Baumes verstärkt wird.