Mit 3D-Technik aus dem Schiffsbau werden neue Formen generiert

Die ondulierte Landschaft aus der digitalen Matrix

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BUGA Heilbronn 2019 Bundesgartenschauen
Abb. 1: Hier sind die schon 2018 sehr schön eingewachsenen Lunaria anua alba und Lunaria Corfu blue zu sehen, die einen großen Pflanzenkörper mit viel Blütenmasse darstellen. Foto: Nikolai Benner

Die BUGA Heilbronn 2019 ist auf innovativen Pfaden unterwegs: Hier wurde die Sommerinsel, Kernteil der Bundesgartenschau, als eine der ersten 3D-generierten und gebauten Parklandschaften gestaltet. Sie vereint Formen von Moränen, Dünen und Wüsten.

Auf einem Areal von etwa 70 x 500 Meter in der Form eines Parallelogramms fügen sich schräg an schräg organisch geformte Erdwellen aneinander, in denen sich die natürlichen Formen und die ephemeren Muster von Sandlandschaften vereinen. Das Modell des in 3D-generierten Geländes, das nach den Regeln der Natur geformt wurde, entstand als Datenmatrix im Kasseler Architekturbüro LOMA am Arbeitsplatz des Landschaftsarchitekten und Stadtplaners Wolfgang Schück mit Hilfe seiner Partner Petra Brunnhofer, Architektin und Ilija Vukorep, der an der BTU Cottbus eine Professur für digitale Entwurfsmethoden innehat.

3,5 Hektar experimentelle Landschaftsarchitektur

Wo heute das BUGA-Gelände mit der Sommerinsel liegt,- zwischen dem kanalisierten Neckar und einem Seitenarm des Flusses - befanden sich einst Hafenbecken sowie Industrie-und Bahnanlagen. Später wurden die Hafenbecken verfüllt, und der Rangierbahnhof verschwand. Indes wurden die Hafenbecken teilweise wieder geöffnet. Sie erhielten eine Verbindung zum Seitenarm des Neckars und füllten sich wieder mit Wasser. Die Sommerinsel selbst liegt jetzt zwischen zwei früheren Hafenbecken, die heute die Namen Stadtsee und Karlsee tragen. Dort soll, wenn die BUGA zu Ende geht, Wohnbebauung mit aufgelockerten Blockrändern entstehen.

LOMA architecture landscape urbanism wurde 2016 mit Entwurf und Bau der Sommerinsel beauftragt. Am Anfang war die vorgesehene Fläche eine terra incognita. Die Sommerinsel diente zur Lagerung von riesigen Erdmieten. Mit Baggern, Ladern und Kippern war der dort vom Neckar angeschwemmte, stark tonige Alluvialboden, der eher zum Arrangement einer Mondlandschaft denn als Basis einer Gartenschau taugt, technisch zu großen Depots aneinandergereiht worden. Mit dem Traum von einer Sommerinsel hatte die Baustelle nichts gemein.

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Wie generiert sich Landschaft?

Der sogenannte "Null-Ort" entpuppte sich jedoch bald als Inspirationsquelle, die technischen Erdaufschüttungen als Grundlage des Designs. Die Frage: "Wie generiert sich Landschaft selbst?" wurde mit Bildern der sanft vom Gletscher geformten Moränenlandschaften des Voralpenlandes und Dünenformationen an der Nordsee diskutiert. Wie formen Wind und Wasser, schiebende Gletscher und schmelzendes Eis die Haut unserer Erde und ist es möglich die natürliche Wellenbildung im Boden durch generatives Design nachzubilden? Die Überlegungen dazu führten zu Begrifflichkeiten wie "fluids", "turbidite systems" und "ripple-marks". In frühen naturwissenschaftlichen Werken aus dem 17. Jahrhundert versuchten Kartographen, die oberbayerische Moränenlandschaft nach zu zeichnen, um sie zu verstehen. Wie kommen wir der Natur als Landschaftsbildnerin auf die Schliche? Diese Frage hat die Planer im Landschaftsarchitekturbüro LOMA gereizt. Es wurde versucht, die Linien eines Sandstrandes mit der Hand zu ziehen, "aber das sah aus, wie wenn man dem lieben Gott ins Handwerk pfuscht, weil man es eben nicht so kann wie er".

3D-Software aus dem Bootsbau formt neue Landschaften. Da analoge Entwurfsmethoden keine adäquate Sprachannäherung an die Naturphänomene bringen konnten, und die permanente Veränderung des Designprozesses nur schwerlich fortzuschreiben war, wurden die ersten Zeichnungen von Moränen, Dünen und Sandwellen mit Hilfe von Rhino3D, Aufsatz Grasshopper, in den Computer eingegeben. Diese Software wussten zunächst Boots-und Yachtbauer zu nutzen, um dynamisch optimierte Bootskörper zu konstruieren. Dann entdeckte die Autoindustrie die Software, um ihren Fahrzeugen im Computer zu einer organischeren, fließenderen Form zu verhelfen.

In der Landschaftsarchitektur wird dieses Werkzeug, vermutlich aus einer gewissen Zurückhaltung heraus, selten genutzt. Dabei ist das Konzept, Landschaftsparks dem natürlichen Vorbild nachzuformen, nicht neu. Zur Anlage des Parks von Wilhelmsthal bei Kassel, einer Rokoko-Anlage, die um 1750 angelegt wurde, sollen die Gärtner des Landgrafen zuvor in Oberbayern die Moränenlandschaft studiert haben, um die Hügellandschaft des Parks so gekonnt zu formen, wie es ihnen gelungen ist.

Ein Park in einer Datenwolke

Etwa 300 Jahre später hat man auf aktuelle technische Hilfsmittel Zugriff, um in der zeitgemäßen Schaffung eines Landschaftsparks zu einem organischen Ergebnis zu gelangen. Nach Regeln, die die Natur vorgab, ließ das LOMA-Team den Computer die vorgefundene und auf dem Areal unterschiedlich verteilte Erde mit Hilfe der 3D-Software zu einer bis zu 6 Meter hohen Moränen-, Dünen-und Sandlandschaft verformen. Der Designprozess konnte jedoch nicht nach dem Prinzip des "freien Entwerfens" weitergeführt werden, sondern war, in Abhängigkeit mit der Programmiersprache, streng regelbasiert. Diese anfänglich als Limitation (designing with constraints) empfundenen Vorgaben wurden im weiteren Planungs- und Bauprozess als nützlich und konsistent empfunden. Am Ende entstand kein zweidimensionaler Plan, sondern ein räumliches Netz mit Abermillionen Datenpunkten im virtuellen, dreidimensionalen Raum. Um diesen Wirklichkeit werden zu lassen, erwies sich Prof. Wigbert Riehl, Lehrstuhlinhaber für Landschaftsarchitektur und Technik an der Universität Kassel, als kongenialer Partner. Schon beim Bau des Landschaftsparks Duisburg-Nord hatte sich Riehl mit seinen Ansätzen zur experimentellen Bauweise einen Namen gemacht, und bereits 2007 hatten Riehl und Schück die parametrischen Methoden erstmals in Deutschland ins Studium der Landschaftsarchitektur eingeführt.

Die Sommerinsel, Landschaft für kleine und große Kinder

In den Baggern, die auf der Sommerinsel zum Einsatz kamen, waren Tablets und GPS-Steuerungen installiert, mit deren Hilfe die Baggerführer die virtuelle Landschaft realiter nachbauten. Die Umsetzung weitläufiger, komplexer Landschaften auf diese Weise hat es im Landschaftsbau bisher technologisch bedingt noch nicht gegeben. Bagger im Landschaftsbau arbeiten, im Gegensatz zu Maschinen in der Landwirtschaft, noch stark analog und nach Augenmaß. Die Sommerinsel aber wurde von den Baggerfahrern aus der Datenmatrix heraus generiert. Die Fahrer hatten Spaß am baukünstlerischen modellieren. Auf die in Wellen gelegte Landschaft wurden eine Rasentragschicht und Rollrasen aufgebracht. So ähnelt sie dem Alpenvorland mit sandigen Passagen - ein seltsames Vexierbild von grünen Moränen und sandigen Dünen stellt sich ein. Neue Medien erzeugen eben neue Bilder und werfen neue Fragen auf, bringen aber auch neue Möglichkeiten. Das Feuer des "parametric design" aber wird hoffentlich endgültig in der Welt der Landschaftsarchitektur angekommen sein.

Die Bundesgartenschau als Testfeld für neue technische Möglichkeiten

Derzeit sind Kettenbagger ab 25 Tonnen bereits in der Lage, große und komplexe landschaftliche Formationen umzusetzen. Die Datensätze aus dem Entwurfsbüro wurden dazu in ein digitales Geländemodell überführt und vom Baggerführer via Bildschirmsteuerung umgesetzt. Wo aber Großgeräte nicht mehr den gewünschten Präzisionsgrad in der Feinmodellierung erbringen konnten, wurde partiell auf kleine, analoge geführte Bagger zurückgegriffen. Augenmaß, Können und Sensitivität der Baggerführer standen im Wettstreit mit den digital gestützten Arbeitsmitteln. Gerade der GPS-gestützte, bauliche Feinschliff und die baukünstlerische Ausformulierung von Landschaftsbildern könnten für die Garten-und Landschaftsbaufirmen künftig einen Marktvorteil bedeuten.

Als weitere Zukunftsvision wäre im Maschinenbau ein neuer Typ von Erdbaumaschinen möglich. Substrat-3D-Drucker könnten künftig komplexe Geometrien aufschichten oder programmierbare Erdfräsen die am Rechner generierten Modulationen in die Topographie 1:1 einschreiben. Zur Pflege der Rasenwellen wurde von der Firma KommTek ein ferngesteuerter Mähroboter mit Hybridantrieb entwickelt. Aufgrund der teilweise extremen Topographie arbeitet das leichte Mähwerk mit minimalem Bodendruck und über Raupenlaufwerke. Die Rasenwellen wurden von der Firma Benz mit aus Neckarwasser gespeisten Versenk-Getrieberegnern gewässert, der Wechselflor mit neu entwickelten wurzelfesten Tropfleitungen versehen. Hitzeschäden des extrem trockenen Sommers 2018 konnten so vermieden werden. Erkenntnisse wurden auch für den Garten- und Landschaftsbau gewonnen: die Ausstattung mittlerer und kleiner Firmen mit GPS-unterstützten Erdbaugeräten wäre eine Aufgabe der Zukunft.

Wechselflor und "Wilde Borte"

Die Substrate des Wechselflors sind weich geformt in die Landschaft integriert und werden mit sandiger Körnung überzogen. Der Wechselflor zeigt eine Palette von trockenheitsverträglichen, artifiziellen Züchtungen und steht im Kontrast zu den Wildpflanzen aus ariden Gebieten. Der Besucher durchschreitet diesen wilden Vorhang aus Königskerzen und wehrhaften Disteln am Rand der Sommerinsel, welche mit den Kulturpflanzen des Wechselflors in Kontrast und Dialog treten sollen. Zum Start im April betören aber erst einmal Zwiebelpflanzungen. Für die Sommerinsel wurde extra ein geschmeidig steuerbarer kleiner Pflanzmaschinen-Traktor bestellt, der es schafft, mit einem Einschnitt in die Grasnarbe 100 Zwiebeln pro Quadratmeter 10 Zentimeter tief einzusetzen. Dazu schneidet er das Erdreich auf und drückt die Narbe nach dem Einsatz der Zwiebeln wieder an. Mit den schon 2018 gepflanzten Zweijährigen, Lunaria anua alba und Lunaria Corfu blue soll gleich zu Beginn ein großer Pflanzenkörper mit viel Blütenmasse hergestellt sein.

Fazit: Mit der Sommerinsel ist ein 20.000 Quadratmeter großer Parkteil als begehbare Skulptur entstanden, der wie im Barock oder später im englischen Garten eine gebaute Inszenierung bietet. Die Sommerinsel ist nicht hierarchisch ausgerichtet. Es gibt keinen Eingang oder Ausgang. Außer Moränen, Dünen und Sand gibt es flache Passagen und Hänge zum Aufsteigen, ein grünes Meer von Wellen, um sich zu sonnen und zu treffen. Und einen Saum aus Wechselflor, der das Auge in Blüten fängt. Die Sommerinsel verführt Besucher, ihre individuelle Freiheit zu erspüren. Eine gute Zwischennutzung für 44 Hektar große BUGA Gelände, das entdeckt werden will.

  • Entwurf und Planung LP 2-5: LOMA architecture landscape urbanism Brunnhofer Vukorep Schück, Kassel. Mitarbeiter: Sabrina Campe, Franziska Marquardt, Hannah Hagedorn
  • Pflanzplanung, Wechselflor: LOMA architecture landscape urbanism
  • Ausschreibung und Objektüberwachung-LP 6-8: Riehl Bauermann+Partner Landschaftsarchitekten, Kassel; Mitarbeiter: Kerstin Barth, Jonas Otto
  • Grafiken: LOMA architecture landscape urbanism
  • Fotograf: Nikolai Benner
  • Ausführende Firmen: Bietigheimer, Tamm Mähroboter: Firma KommTek, Osterburken
  • Wassertechnik: Firma Benz, Göllheim/Pfalz
  • Faschinen: WeidenArt, Freising
  • Rollrasen: Juzeler, Stuttgart
  • Klimabäume: Baumschule LVE, Lorenz von Ehren, Hamburg Bernhard von Ehren, Kerstin Abicht
  • Geophyten: Firma Verver
  • Goch Stauden: Ehrhardt Staudengärtnerei, Weisendorf
  • Wechselflor, Gärtnereien: Becker, Rheinbrohl; BluGeSa, Beetzsee; Funk, Bad Friedrichshall; Haase, Bad Kreuznach; Huben, Ladenburg; Kühne, Dresden; Leiensetter, Heilbronn; Welzel, Straupitz; Wirth-Zickelbein, Seevetal; Zürn, Möckmühl
M. A. Sibylle Eßer
Autorin

Leitung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Deutsche Bundesgartenschau-Gesellschaft mbH (DBG)
Dipl.-Ing. Wolfgang Schück
Autor

Landschaftsarchitekt bei LOMA architecture.landscape.urbanism

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