First-time functional

Aus Idee wird gebaute Realität

Ein Entwurf, eine Skizze oder eine räumliche Vorstellung genügt als Ausgangspunkt.

Daraus wird ein vollständig umsetzbares System entwickelt – von der ersten Idee über die konstruktive Formulierung bis zur fertigungsgerechten Umsetzung.

Gestaltung, Konstruktion, Fertigung und Montage werden als durchgängige Projektlogik verstanden. Jede Aufgabenstellung wird in ihrer eigenen Struktur analysiert und als spezifische Sonderlösung aufgebaut – abgestimmt auf reale Fertigungsbedingungen und die Möglichkeiten der ausführenden Gewerke.

Der Ansatz richtet sich an Projekte, die keine Standardlösung suchen, sondern eine konsequent entwickelte, technisch und gestalterisch integrierte Umsetzung.

Projekt

Globus als 'Fliegendes Möbel'

Design für einen begehbaren Globus in einer Ausstellung

Quelle: © KOCMOC Exhibitions, Leipzig; Andreas Matthes

Für eine Ausstellung mit besonderem Erlebnischarakter wurde ein begehbarer nicht fest verbauter Globus benötigt. Die Präsentation sollte in einem sich im Umbau befindlichen Gebäude realisiert werden, dessen Sanierungsprozess noch nicht abgeschlossen war – die Raumstruktur war in Teilen offen.

Gestalterische Intention als räumlich-visuelles Zielbild.

Entwurf

Entwurf des Projekterstellers als Ausgangspunkt

Quelle: © KOCMOC Exhibitions, Leipzig

Entwürfe sind formulierte Ideen und bedürfen keiner bestimmten Form der Publikation.
Jede Idee kann mitgeteilt werden.

Designzeichnung

Designzeichnung – Erstellung durch den Designer

Die Designzeichnung beschreibt die strukturelle und technische Umsetzung der im Entwurf vorgesehenen Nutzung sowie der angestrebten visuellen Erscheinung.

Quelle: © KaeM, Designzeichnung

Die Designzeichnung ist der erste Schritt der architektonisch-technischen Übersetzung des Entwurfs. Erstmals werden darin Angaben zur Orientierung innerhalb des Globus gemacht – unter Rückgriff auf das geografische Koordinatensystem. Die Zeichnung dient als Grundlage für die Ausarbeitung eines Design-Briefs.

Schnittstelle zwischen Idee und technischer Struktur.

Design-Brief

Designbrief – Erstellung durch den Designer

Der auf der Designzeichnung basierende Brief ist ein zentrales Dokument, das alle wesentlichen Anforderungen und Zielsetzungen des Projekts zusammenfasst.

Der Designbrief bildet die Grundlage für sämtliche nachfolgenden Gestaltungs-, Planungs- und Entwicklungsprozesse.

Neben funktionalen und ästhetischen Anforderungen legt der Brief auch technische Spezifikationen, zeitliche Meilensteine, den Kostenrahmen sowie den geplanten Projektablauf fest.

Darüber hinaus definiert er klare Kommunikationsstrukturen und Abstimmungsprozesse zwischen allen Projektbeteiligten. Als verbindliches Referenzdokument bestimmt der Brief, welche Ergebnisse inhaltlich, qualitativ, technisch und wirtschaftlich zu erreichen sind. Alle Umsetzungsprozesse orientieren sich an diesen Vorgaben; spätere Anpassungen und Entscheidungen erfolgen stets im Rückgriff auf die im Brief formulierten Ziele, Rahmenbedingungen und Kommunikationswege.

Ausführende Gewerke werden frühzeitig analysiert und in die Systementwicklung integriert.

Kommunikation

Im Projekt wurde entschieden, auf ein elektronisch unterstütztes Projektmanagementsystem zu verzichten. Stattdessen setzten wir auf den direkten Austausch per E-Mail sowie auf verbindliche Zeichnungen, die von uns (strategischen Designern) erstellt wurden. Diese Zeichnungen wurden in einer Cloud abgelegt, sodass alle relevanten Projektbeteiligten jederzeit darauf zugreifen konnten. Diese Methode ermöglicht eine schnelle und flexible Kommunikation zwischen Entwurfsverfasser und Designer und Ausführenden. Durch die Nutzung der Cloud können alle Dokumente zentral verwaltet und bei Bedarf aktualisiert werden.

Flexible Kommunikationsstruktur ohne zwingende Systembindung.

Die Kommunikation zwischen Designer und Ausführenden konzentrierte sich vor allem auf die Machbarkeit der in den Designzeichnungen beschriebenen Lösungen. Der Designer vermittelte den Ausführenden die Details und die Vision des Entwurfs, stellte sicher, dass die Anforderungen verstanden wurden, und klärte mögliche technische Herausforderungen. Dabei spielte der Austausch eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass die Designs unter realen Bedingungen umsetzbar sind und die gewünschten Ergebnisse erzielen. Eventuelle Anpassungen oder Optimierungen wurden gemeinsam besprochen, um die perfekte Balance zwischen Design und technischer Ausführung zu finden.

Die Kommunikation zwischen Entwurfsverfasser und Strategischem Designer umfasst die Umsetzung des Entwurfs und die detaillierte Ausarbeitung der visuellen und funktionalen Anforderungen. Der Auftraggeber bringt seine Ideen und Wünsche ein, während der strategische Designer diese in konkrete Designzeichnungen übersetzt, die als Grundlage für die spätere Umsetzung dienen. Hierbei wird sichergestellt, dass die Entwurfsideen sowohl inhaltlich als auch technisch korrekt und realisierbar sind.

Schnittstellenmanagement • Kommunikationsstruktur

Ausführungsplanug

Die Ausführungsplanung überführt den Design-Brief in eine fertigungsgerechte Struktur.

Werkplanung

Die Werkplanung ist Teil der Ausführungsplanung und vertieft diese auf Bauteil- und Detailebene.

Der Designer übersetzt hier das Gesamtkonzept in konkrete, umsetzbare Lösungen und klärt alle konstruktiven Zusammenhänge.

Werkstattzeichnungen

Werkstattzeichnungen sind ausführungsnahe Darstellungen, die die Herstellung und Montage präzise festlegen.

Sie werden im Rahmen des Projekts durch den Designer entwickelt und sichern die eindeutige Umsetzung aller Details.

Montageplanung

Die Werkstatt- und Montageplanung beschreibt, wie das Projekt realisiert wird. Sie definiert Fertigungs- und Montageprozesse sowie die Abfolge der Umsetzung.

Auch diese Leistung wird durch den Designer gesteuert und integriert – Planung und Ausführung greifen nahtlos ineinander.

Ausführungszeichnung

Ausführungszeichnungen sind Bestandteil der Ausführungsplanung. Sie enthalten alle erforderlichen Angaben für die Realisierung – von Konstruktion bis Maß.

Sie machen die gestalterischen und technischen Entscheidungen des Designers verbindlich.

Dokumentation

Die Ausführungsunterlagen bündeln alle für die Umsetzung notwendigen Informationen.
Da Planung und Umsetzung in einer Hand liegen, werden diese Unterlagen vollständig durch den Designer entwickelt, koordiniert und verantwortet.

Projektspezifische Nachweise, insbesondere zu Materialien und Systemen, werden integraler Bestandteil des Planungs- und Umsetzungsprozesses.
Sie werden durch den Designer definiert, geprüft und in die Gesamtleistung eingebunden.

Design der Konstruktion

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Quelle: © KaeM, Darstellungen in Phase 3

Der begehbare Globus wird als doppelschalige belegte Konstruktion realisiert und besteht aus vorgefertigten Modulen, die vor Ort montiert werden können. Diese Bauweise ermöglicht eine effiziente Fertigung, erleichtert den Transport und gewährleistet eine präzise Montage. Die Tragstruktur wird aus kalt gebogenen Rechteck- und Rundrohren gefertigt. Die Metallteile erhalten eine Lackierung, die langlebig und nach der Montage ausbesserbar ist – ideal für den Einsatz im öffentlichen Raum.

Modulares Tragsystem in 30°-Schritten

Quelle: © KaeM, Darstellungen in Phase 3

Die Tragkonstruktion des Globus ist modular aufgebaut: Sie besteht aus Segmenten, die sich in 30°-Schritten entlang des Äquators gliedern. Diese Module folgen einer vertikalen Teilung des Globus entlang der Längsgrade und bilden die statische Basis für die doppelschalige Hülle. Die Schalen sind ebenfalls in 30° x 30° große Segmente unterteilt – entsprechend den geografischen Breiten- und Längengraden.
Diese Segmentierung orientiert sich einerseits an der gestalterischen Logik des geografischen Koordinatensystems, andererseits an technischen Rahmenbedingungen: Die maximale Größe der Module richtet sich nach der verfügbaren Druckbreite für den Foliendruck und den formtechnischen Grenzen des Tiefziehverfahrens, mit dem die Kunststoffschalen gefertigt werden. Das gewählte Raster gewährleistet sowohl eine produktionsgerechte Fertigung als auch eine präzise Montage vor Ort.

Materialwahl und technische Anforderungen

Die Materialauswahl berücksichtigt die speziellen Anforderungen an Möbel im öffentlichen Raum. Dazu zählen unter anderem passiver Brandschutz (PFP), Oberflächenbeständigkeit, einfache Reinigung und hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung. Zugleich werden die technischen und qualitativen Möglichkeiten der beteiligten Fertigungsbetriebe in die Planung einbezogen, um eine wirtschaftliche und realisierbare Umsetzung sicherzustellen.

Gewicht und Bodenverankerung

Sowohl das Einzelgewicht der Module als auch das Gesamtgewicht der Konstruktion werden bei der Planung berücksichtigt. Die Bodenverankerung der Metallkonstruktion erfolgt entsprechend statischer Anforderungen und wird so ausgeführt, dass sie langfristige Stabilität mit der Möglichkeit zur Demontage verbindet.

Folienbeschichtung der Außenhülle

Die konvexen Kunststoffaußenschalen des Globus werden mit Foliendruck versehen, der kartografische Inhalte abbildet. Eine besondere Herausforderung stellt die niedrige Oberflächenspannung des Kunststoffs dar, die die Haftung der Folie beeinträchtigen kann. Dieses Problem wird durch gezielte Materialwahl und entsprechende Vorbehandlung der Oberflächen gelöst.

Innenraumgestaltung und Einbauten

Der Innenraum des Globus bietet Raum für verschiedene Einbauten, abhängig vom Nutzungskonzept – interaktive Medienelemente oder Informationsdisplays. Diese Komponenten sind integraler Bestandteil der Planung und werden funktional und gestalterisch in das Gesamtkonzept eingebunden

Kostenplanung und Budgetierung

Auf Grundlage des Design-Briefs wird eine erste Kostenvorschau erstellt, die als Ausgangspunkt für die wirtschaftliche Projektplanung dient. In einem nächsten Schritt werden Angebote der beteiligten Firmen eingeholt – etwa für Metallbau, Kunststoffverarbeitung, Oberflächenbehandlung oder Foliendruck. Diese Angaben bilden die Basis für eine detaillierte Kostenaufstellung.

Zur strukturierten Erfassung aller Aufwände wird eine projektspezifische Kalkulationstabelle entwickelt, die genau auf die Anforderungen des begehbaren Globus zugeschnitten ist. Sie enthält Positionen zu Materialkosten, Stundenaufwand, Oberflächen- und Bauteilgrößen, Gewichten sowie weiteren projektrelevanten Faktoren. Dadurch entsteht eine transparente und präzise Übersicht über die zu erwartenden Kosten.

Gleichzeitig werden im Rahmen der Planung gezielte Maßnahmen zur Kostenoptimierung ergriffen: Fertigungsprozesse und Materialeinsätze werden abgestimmt und, wo sinnvoll, vereinheitlicht. Ziel ist es, wirtschaftliche Lösungen zu entwickeln, ohne die gestalterische oder funktionale Qualität des Projekts zu beeinträchtigen.

Ein zentraler Bestandteil der Kalkulation ist die laufende Kostenkontrolle während der Fertigung. Die tatsächlichen Aufwände werden permanent erfasst. So lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen.

Insgesamt bietet die Kalkulation eine belastbare und flexible Grundlage für Entscheidungen – vom Entwurf bis zur finalen Ausführung.

Kostenplanung und technische Entwicklung verlaufen parallel und werden kontinuierlich aufeinander abgestimmt.

Kollisionsprüfung

Die Kollisionsprüfung in der Planungs- und Entwurfsphase ist ein zentraler Schritt, um mögliche räumliche Konflikte zwischen verschiedenen Bauteilen oder Elementen frühzeitig zu erkennen – noch bevor die eigentliche Ausführung beginnt.

Quelle: © KaeM, Darstellungen in Phase 3

In diesem konkreten Fall betrifft sie die Einbringung eines großen, begehbaren Möbelstücks in einen architektonisch definierten Raum. Ziel der Prüfung ist es, sicherzustellen, dass das Möbelstück physisch und funktional in den vorgesehenen Raum passt, ohne spätere Probleme bei Lieferung, Montage oder Nutzung zu verursachen.

Teilschritte

Überprüfung der Passgenauigkeit

Zunächst wird die Ausführungszeichnung des Möbelstücks (mit genauen Maßen, Höhen, Breiten und Tiefen) mit der Architektenzeichnung des Raums (mit Wänden, Türen, Fenstern und anderen fixen Elementen) abgeglichen. Ziel ist es, sicherzustellen, dass das Möbelstück in den Raum passt und keine Kollisionen mit bestehenden Raumstrukturen (z. B. Wände, Türen oder Fenster) auftreten.

Simulation der Einbringung

Es wird geprüft, ob das Möbelstück durch Zugangspunkte (z. B. Türen, Durchgänge) ins Zimmer transportiert werden kann. Hierbei werden die Zugangsdimensionen und die Möbelabmessungen verglichen, um sicherzustellen, dass das Möbelstück nicht durch Engstellen oder Hindernisse blockiert wird.

Räumliche Interaktionen

Weiterhin wird die Bewegungsfreiheit im Raum während der Aufstellung des Möbelstücks betrachtet.

Softwaregestützte Prüfung

CAD-Software wird genutzt, um eine digitale Kollisionsprüfung durchzuführen. Hierbei werden die 3D-Modelle des Raums und des Möbelstücks miteinander abgeglichen, um visuelle oder technische Konflikte zu identifizieren.

Vor-Ort-Termin

Ergänzend zur digitalen Planung wurde ein Vor-Ort-Termin durchgeführt, bei dem die tatsächlichen baulichen Gegebenheiten genau geprüft wurden. Dabei wurden Raummaße, Zugangssituationen, Bodenbeschaffenheit sowie eventuelle Einschränkungen (z. B. Türbreiten, Raumhöhen oder vorhandene Installationen) mit der Planung abgeglichen.

Metallbau – Schlosserei

Die Fertigung erfolgt auf Basis
vollständiger Werkstatt- und Produktionsdaten.

Bereits bei der Erstellung des Briefes wurde festgelegt, dass für spezielle Fertigungsprozesse externe Produzenten und Werkstätten mit eingebunden werden. Als Auswahlkriterium stand hierbei das Preis-Leistungs-Verhältnis sowie Lieferzeiten und Lieferwege im Vordergrund. Eine Aufteilung der Zuarbeiten sollte nach der Leistungsfähigkeit der einzelnen Anbieter erfolgen. Letztendlich wurden zwei Metallbaubetriebe beauftragt.

Effiziente Einzelfertigung durch präzise Planungssystematik.

Zeichnungen für den Metallbau

Designzeichnungen stellen die visuelle und funktionale Grundlage des Projekts dar und vermitteln die gestalterischen sowie konstruktiven Ideen. Sie zeigen das gesamtarchitektonische Bild oder die technische Vision, die das Projekt erfüllen soll. Für die Fertigung von Metallteilen müssen diese Zeichnungen jedoch in technische Zeichnungen nach DIN-Normen überführt werden, da diese spezifische Anforderungen an Maße, Toleranzen, Materialien und Fertigungstechniken stellen. Dabei ist die Herauslösung von technischen Zeichnungen nach DIN-Normen aus den ursprünglichen Designzeichnungen ein essenzieller Schritt, um das Design für die Fertigung vorzubereiten.

CNC-Rollbiegen

Das Grundgerüst der Längen- und Breitenringe wurde aus kalt gebogenen Rechteck- bzw. Rundrohren gefertigt. Aufgrund der geometrischen Anforderungen und der notwendigen Maßgenauigkeit kam das CNC-Rollbiegen zum Einsatz – ein Verfahren, das gleichmäßige Radien und hohe Wiederholgenauigkeit bei komplexen Biegungen ermöglicht. Das Biegen erfolgte auf einer CNC-Rohrbiegemaschine, die eine präzise Umsetzung der definierten Krümmungen sicherstellt. Den Zuschlag für diese anspruchsvolle Arbeit erhielt eine spezialisierte Firma aus dem sächsischen Großenhain.

Laserschnitt

Für den präzisen Laserschnitt werden zunächst die Daten der jeweiligen Bauteile aus den Konstruktionszeichnungen selektiert und als DXF-Dateien ausgegeben. Anschließend werden diese Dateien sorgfältig geprüft, um eine fehlerfreie Umsetzung zu gewährleisten. Zur Unterstützung der Kommunikation und Dokumentation werden zusätzlich PDF-Dateien erstellt, die ergänzende Informationen zu den jeweiligen Bauteilen enthalten. Nach der Freigabe erfolgt die Übergabe der geprüften Dateien an den Metallbaubetrieb für die weitere Fertigung.

Lehren und Messanschläge

Die Fertigung der Tragkonstruktion des begehbaren Globus erfolgt als Einzelfertigung in einem Kleinbetrieb mit maximal zwei Arbeitskräften für das Projekt. Vor diesem Hintergrund wurde die Gestaltung der Tragstruktur bewusst so entwickelt, dass sie sich mit einfachen Mitteln und begrenzten personellen Ressourcen effizient und präzise umsetzen lässt.

Bereits in der Konstruktionsphase wurde großer Wert auf eine fertigungsgerechte Ausführung gelegt. Dabei spielten Fragen der Maßhaltigkeit, Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit eine zentrale Rolle. Um dies zu gewährleisten, wurden einfache Lehren und Messanschläge konzipiert, die das Anreißen, Positionieren und Ausrichten der Bauteile während der Fertigung unterstützen. Diese Hilfsmittel ermöglichen eine konsistente Qualität auch ohne komplexe Vorrichtungstechnik.

Für diese Lehren wurden zudem die notwendigen technischen Zeichnungen sowie die zugehörigen DXF-Dateien erstellt und dem Fertigungsbetrieb zur Verfügung gestellt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Lehren selbst ebenfalls präzise gefertigt und zuverlässig eingesetzt werden können.

Auch das Zusammenfügen der Einzelteile, insbesondere das Schweißen, wurde im Entwurf berücksichtigt. Die Konstruktion erlaubt es, die Bauteile mithilfe der Lehren einfach zu fixieren und mit hoher Passgenauigkeit zu verbinden. Temporäre Halterungen und einfache Vorrichtungen unterstützen diesen Prozess zusätzlich.

Durch diese vorausschauende Planung wird eine handwerklich saubere und reproduzierbare Fertigung ermöglicht – selbst unter eingeschränkten Bedingungen. Die Tragkonstruktion ist so gestaltet, dass sie sowohl den technischen Anforderungen des Projekts als auch den praktischen Gegebenheiten des ausführenden Betriebs entspricht.

Probeanschlag

Beim Probeanschlag wird das Grundgerüst des Globus zunächst in der Werkstatt vollständig aufgebaut. Dieser Zwischenschritt dient der frühzeitigen Qualitätskontrolle und ist entscheidend für den weiteren Projektverlauf.

Konstruktionsprüfung und Passgenauigkeit

Ziel des Probeanschlags ist die Überprüfung, ob alle Bauteile korrekt gefertigt und maßhaltig ausgeführt wurden. Dabei wird kontrolliert, ob sämtliche Verbindungen und Baukomponenten problemlos zusammengefügt werden können. Etwaige Passungenauigkeiten oder Fertigungsfehler lassen sich so frühzeitig erkennen und beheben.

Stabilität und Standsicherheit

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Prüfung der statischen Eigenschaften. Der Globus wird auf seine Stabilität und Standsicherheit getestet, um sicherzustellen, dass er den funktionalen Anforderungen im späteren Betrieb standhält.

Absicherung für Montage und Nutzung

Durch den Probeanschlag wird sichergestellt, dass die Konstruktion nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis den Anforderungen an Montage, Transport und Nutzung am endgültigen Standort entspricht. Mögliche Probleme können unter kontrollierten Bedingungen identifiziert und behoben werden – bevor sie im späteren Bauablauf zu Verzögerungen führen.

Belegung der Konstruktion mit Schalen

Die Schalen des begehbaren Globus werden im Tiefziehverfahren aus Kunststoff hergestellt. Im Entwicklungsprozess wurden zwei Varianten geprüft: eine konvexe oder eine konkave Ausführung der Schalen. Die Entscheidung fiel zugunsten der konvexen Form, da sich mit dieser Variante eine besonders wirtschaftliche Fertigung realisieren lässt: Für das Tiefziehen wird lediglich eine feste konvexe Form benötigt, während die Gegenform durch eine flexible Membran ersetzt werden kann. Dies reduziert den Werkzeugaufwand erheblich und vereinfacht die Herstellung.

Durch die Entscheidung für die konvexe Formgebung, den Einsatz einer Membran-Gegenform und die Entwicklung einer universellen Tiefziehform entsteht ein effizienter, kostenoptimierter und gestaltungsgenauer Herstellungsprozess für die Doppelhülle des begehbaren Globus.

Um den Produktionsprozess weiter zu standardisieren, wurde eine einheitliche Tiefziehform entwickelt, mit der alle Schalenmodule gefertigt werden können. Nach dem Tiefziehen werden die Schalen im Besäumvorgang auf ihr endgültiges Maß zugeschnitten. Dabei wurde in der Planung genau festgelegt, wie die einzelnen 30°-Segmente präzise zugeschnitten und in die Gesamtkonstruktion integriert werden können. Die Schnittführung gewährleistet eine saubere Passung an das Tragwerk und ermöglicht eine reproduzierbare Fertigung.

Transport und Montage

Konsequent auf Transportfähigkeit und Montageeffizienz ausgelegt.

Bereits bei der Planung der Tragkonstruktion des begehbaren Globus wurde großer Wert auf eine transportgerechte Modulaufteilung gelegt. Sowohl das Gewicht als auch die Größe der einzelnen Segmente wurden so dimensioniert, dass ein sicherer und effizienter Transport mit einem PKW-Anhänger möglich ist.

Die einzelnen Module weisen ein handhabbares Einzelgewicht auf, das auch ohne schweres Gerät bewegt und verladen werden kann. Ihre Geometrie wurde so ausgelegt, dass eine Verschränkbarkeit der Teile untereinander möglich ist. Das bedeutet, dass die Module beim Verladen platzsparend ineinandergreifen oder gestapelt werden können, was den benötigten Stauraum minimiert und die Transporteffizienz erhöht.

Zusammenfassend ist die Tragkonstruktion so konzipiert, dass sie sich problemlos in einem Standard-Transportanhänger für den PKW unterbringen lässt. Dies ermöglicht flexible Logistikprozesse, auch bei eingeschränkter Infrastruktur oder beengten Platzverhältnissen auf der Baustelle. Die transportgerechte Gestaltung ist ein wesentlicher Bestandteil des Gesamtkonzepts und trägt zur wirtschaftlichen und praxisnahen Umsetzung des Projekts bei.

Effizient gedacht. Einfach transportiert. Schnell montiert.