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Bauwissen: Kinetische Architektur
In diesen Häusern bewegen sich Türen, Fenster oder Wände wie von Zauberhand: Fünf Beispiele, wie ausgeklügelte Technik einen Bau bereichert
Eric Reinholdt
5. August 2014
Kinetisch heißt vor allem eins: beweglich. Kinetik findet Anwendung in der Architektur, wenn sich Teile eines Gebäudes bewegen lassen, beispielsweise um sich an die Bedingungen der Jahreszeit oder des Lichteinfalls anzupassen, um den Bedürfnissen der Bewohner entgegenzukommen – oder einfach so, weil’s Spaß macht.
Die Ursprünge kinetischer Architektur lassen sich bis ins Mittelalter zurückverfolgen: Eine Zugbrücke ist eine multifunktionale, kinetische Außenwand, die bei Bedarf einen Graben überbrückt oder als Tor dient. Die russischen Futuristen und Konstruktivisten beschäftigten sich am Anfang des 20. Jahrhunderts intensiv mit Kinetik. Ihre Entwürfe beruhten oft auf hochgradig mechanisierten, modernen und industriell gefertigten Konstruktionen, die glatte Bewegungsabläufe ermöglichen sollten.
Heute entdecken Architekten Kinetik wieder neu. Sie können deren Möglichkeiten jetzt noch besser ausreizen, da mittlerweile Materialien verfügbar sind, mit denen sich sowohl alte als auch ganz neue Technologien viel besser verwirklichen lassen. So tun sich plötzlich lebende, mit Pflanzen bestückte Wände auf, Fenster passen ihre Größe dem Stand des Sonnenlichts an, und ein Tor, das einer Flugzeughalle alle Ehre machen würde, lässt Luft und Sonne herein – um nur einige Beispiele zu nennen.
Auch wenn hier ganz verschiedene Techniken zum Einsatz kommen: All diese Anwendungen kinetischer Prinzipien erzeugen eindrucksvolle räumliche Wirkungen. Und einige der Konstruktionen sind so perfekt auf menschliche Bedürfnisse zugeschnitten, dass man sich ihrem Reiz nur schwer entziehen kann. Am besten gefallen mir kinetische Lösungen immer dann, wenn sie mit einfachen, vorgefertigten Elementen eine besonders elegante Wirkung erzielen. Schauen wir uns einige Beispiele für zeitgenössische kinetische Architektur an.
Die Ursprünge kinetischer Architektur lassen sich bis ins Mittelalter zurückverfolgen: Eine Zugbrücke ist eine multifunktionale, kinetische Außenwand, die bei Bedarf einen Graben überbrückt oder als Tor dient. Die russischen Futuristen und Konstruktivisten beschäftigten sich am Anfang des 20. Jahrhunderts intensiv mit Kinetik. Ihre Entwürfe beruhten oft auf hochgradig mechanisierten, modernen und industriell gefertigten Konstruktionen, die glatte Bewegungsabläufe ermöglichen sollten.
Heute entdecken Architekten Kinetik wieder neu. Sie können deren Möglichkeiten jetzt noch besser ausreizen, da mittlerweile Materialien verfügbar sind, mit denen sich sowohl alte als auch ganz neue Technologien viel besser verwirklichen lassen. So tun sich plötzlich lebende, mit Pflanzen bestückte Wände auf, Fenster passen ihre Größe dem Stand des Sonnenlichts an, und ein Tor, das einer Flugzeughalle alle Ehre machen würde, lässt Luft und Sonne herein – um nur einige Beispiele zu nennen.
Auch wenn hier ganz verschiedene Techniken zum Einsatz kommen: All diese Anwendungen kinetischer Prinzipien erzeugen eindrucksvolle räumliche Wirkungen. Und einige der Konstruktionen sind so perfekt auf menschliche Bedürfnisse zugeschnitten, dass man sich ihrem Reiz nur schwer entziehen kann. Am besten gefallen mir kinetische Lösungen immer dann, wenn sie mit einfachen, vorgefertigten Elementen eine besonders elegante Wirkung erzielen. Schauen wir uns einige Beispiele für zeitgenössische kinetische Architektur an.
Faltbare Wände
Diese Schriftstellerklause ist ein Musterbeispiel für kinetische Außenverkleidungen. Das Haus, ein Entwurf des Architekten Tom Kundig, steht auf einer Insel vor der Küste des US-Bundesstaats Washington. Mit seinen drei ausklappbaren Terrassenflächen nimmt es Kontakt zur Umgebung auf, wodurch es im geöffneten Zustand einem Glaskasten ähnelt. Sind die Decks an Stahlseilen eingezogen, schließen sie die Glasfronten und verleihen dem Haus eher etwas von einem Schiffscontainer. Auf diese Weise entsteht im Nu eine völlig andere Arbeitsatmosphäre – mal geschlossen und geschützt, mal zum Außenraum hin geöffnet.
Diese Schriftstellerklause ist ein Musterbeispiel für kinetische Außenverkleidungen. Das Haus, ein Entwurf des Architekten Tom Kundig, steht auf einer Insel vor der Küste des US-Bundesstaats Washington. Mit seinen drei ausklappbaren Terrassenflächen nimmt es Kontakt zur Umgebung auf, wodurch es im geöffneten Zustand einem Glaskasten ähnelt. Sind die Decks an Stahlseilen eingezogen, schließen sie die Glasfronten und verleihen dem Haus eher etwas von einem Schiffscontainer. Auf diese Weise entsteht im Nu eine völlig andere Arbeitsatmosphäre – mal geschlossen und geschützt, mal zum Außenraum hin geöffnet.
Mit hochgezogenen Wänden verwandelt sich das Haus in eine Festung. Derart in sich gekehrt werden die Tragbalken für die Terrassen zum einzigen Schmuck. In diesem Zustand erinnert es an schlichte Scheunenarchitekturen. Nur die in den Rasen eingelassenen Auflagebalken lassen erkennen, wo die Veranda sich befand. Die robuste Außenhülle schützt das Haus, solange die Bewohner abwesend sind.
Die eindrucksvolle Verwandlung beruht auf einfachen physikalischen Prinzipien. Mithilfe von Stahlseile und hydraulischen Winden senken sich drei der vier Hauswände ab und werden zu Terrassen. Die große, nach Süden ausgerichtete Veranda lässt sich unabhängig von den beiden flankierenden Flächen bewegen. So ergeben sich verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Sind die beiden Seitenflächen hochgeklappt, hat das Haus nur eine einzige Glasfront, wodurch sich der Blick auf die Landschaft fokussiert.
Mit rund drei Metern erreichen die Wände eine beträchtliche Höhe, die sie aber in ihrer Funktion als Terrassen brauchen, um eine ausreichende Fläche zu bieten. Außerdem geben sie dem Gebäude so etwas Raumgreifendes und markieren seinen Platz in der Weite der Landschaft. Die kinetischen Wände verändern das Raumgefühl enorm. Aus rund 50 Quadratmetern Wohnfläche werden bei offenen Wänden gefühlte 500 Quadratmeter – sind die Wände geschlossen, kommt man sich eher vor, als bewohne man fünf Quadratmeter. Eine solche Wahrnehmungsverschiebung lässt sich mit anderen Mitteln kaum erreichen.
Einsatzmöglichkeiten: Eher selten. Diese Form kinetischer Gestaltung ist so einzigartig, dass sie nicht oft anzutreffen ist. Ihre massenhafte Verbreitung ist kaum zu erwarten, denn abgesehen von dem stolzen Preis wäre der Reiz des Neuen schnell verflogen.
Einsatzmöglichkeiten: Eher selten. Diese Form kinetischer Gestaltung ist so einzigartig, dass sie nicht oft anzutreffen ist. Ihre massenhafte Verbreitung ist kaum zu erwarten, denn abgesehen von dem stolzen Preis wäre der Reiz des Neuen schnell verflogen.
Drehbare Wandelemente
Mit ihren ausladenden Dimensionen passen sich diese massiven drehbaren Fassadenelemente dem großzügigen Ausblick dahinter an. Sie sind fast zweieinhalb Meter breit und doppelt so hoch. Öffnen und schließen lassen sie sich über ein motorisiertes Getriebe, ähnlich wie bei einem sogenannten Obentürschließer. Die großen Ausmaße und die schiere Masse der Türen setzen ein interessantes Gegengewicht zur Leichtigkeit, die ihre Verglasung erzeugt.
Während sie also transparent sind und den Bezug zur Landschaft herstellen, haben die Rahmen der sich drehenden Panels ein visuelles Gewicht. Ein Gewicht, das nicht zuletzt der motorisierte Schließmechanismus unterstreicht – wenn er einsetzt, wird unmittelbar klar, wie schwer die Scheiben tatsächlich sind. Sobald sie offen stehen, kann man außerdem sehen, wie stark die Profile sind. Ein Eindruck, den man bei festen Wandelementen nur äußerst selten gewinnen kann. Eine Drehtür, die sich so deutlich bemerkbar macht, gibt auch der Verbindung zwischen Innen- und Außenräumen eine entsprechende Bedeutung.
Mit ihren ausladenden Dimensionen passen sich diese massiven drehbaren Fassadenelemente dem großzügigen Ausblick dahinter an. Sie sind fast zweieinhalb Meter breit und doppelt so hoch. Öffnen und schließen lassen sie sich über ein motorisiertes Getriebe, ähnlich wie bei einem sogenannten Obentürschließer. Die großen Ausmaße und die schiere Masse der Türen setzen ein interessantes Gegengewicht zur Leichtigkeit, die ihre Verglasung erzeugt.
Während sie also transparent sind und den Bezug zur Landschaft herstellen, haben die Rahmen der sich drehenden Panels ein visuelles Gewicht. Ein Gewicht, das nicht zuletzt der motorisierte Schließmechanismus unterstreicht – wenn er einsetzt, wird unmittelbar klar, wie schwer die Scheiben tatsächlich sind. Sobald sie offen stehen, kann man außerdem sehen, wie stark die Profile sind. Ein Eindruck, den man bei festen Wandelementen nur äußerst selten gewinnen kann. Eine Drehtür, die sich so deutlich bemerkbar macht, gibt auch der Verbindung zwischen Innen- und Außenräumen eine entsprechende Bedeutung.
Der pavillonartige Raum sorgt für einen gewissen Industrial-Look, zu dem die drehbaren Elemente mit ihrer wuchtigen Erscheinung und der sichtbaren Schließmechanik gut passen. Die Funktionsweise von Maschinen folgt einer natürlichen Ordnung. Nach diesem Muster ergibt sich die Maschinen-Ästhetik des Raums aus der regelmäßigen Konstruktion, den Kreuzverstrebungen und der Höhe der verglasten Wände. Der Blick folgt dem Mittelpfosten zum Motor, der zwischen den Angelpunkten der beiden Türen deren symmetrische Anordnung unterstreicht. Dass beide Elemente durch diesen zentralen Motor gesteuert werden, fördert den Eindruck schlichter Eleganz.
Einsatzmöglichkeiten: Fast überall. Drehbare Wandelemente können so vielfältige Formen annehmen, dass man sie in nahezu jedes Architektursystem integrieren kann. Schließlich funktionieren sie ganz ähnlich wie Türen. Es müssen nicht komplett verglaste Fronten sein – spielen Sie mit verschiedenen Transparenzgraden für mehr Sichtschutz.
Einsatzmöglichkeiten: Fast überall. Drehbare Wandelemente können so vielfältige Formen annehmen, dass man sie in nahezu jedes Architektursystem integrieren kann. Schließlich funktionieren sie ganz ähnlich wie Türen. Es müssen nicht komplett verglaste Fronten sein – spielen Sie mit verschiedenen Transparenzgraden für mehr Sichtschutz.
Eigentümliche Gerätschaften
Tom Kundig, der Architekt des Schriftsteller-Häuschens am Anfang dieses Ideenbuchs, bezeichnet die mechanischen Elemente, mit denen seine kinetischen Konstruktionen sich bedienen lassen, als „Gizmos“. Der Begriff steht im Englischen für Gegenstände, die neben ihrer technischen auch eine spielerische Funktion haben. Das trifft auch auf die Geräte zu, die er zur Steuerung der großen beweglichen Teile in seinen Entwürfen einsetzt. Sie sind mehr als nur Mittel zum Zweck. Über das Bewegen großer Fassadenelemente hinaus werden sie zu integralen Bestandteilen der Räume. Jedes Mal, wenn wir eine einfache Maschine bedienen (vor allem, wenn sie eine so ungewöhnliche Bestimmung hat), prägt sich diese Erfahrung in uns ein. Die Maschine wird auf sehr reale Weise ein Teil unserer Bewegungsabläufe.
Tom Kundig, der Architekt des Schriftsteller-Häuschens am Anfang dieses Ideenbuchs, bezeichnet die mechanischen Elemente, mit denen seine kinetischen Konstruktionen sich bedienen lassen, als „Gizmos“. Der Begriff steht im Englischen für Gegenstände, die neben ihrer technischen auch eine spielerische Funktion haben. Das trifft auch auf die Geräte zu, die er zur Steuerung der großen beweglichen Teile in seinen Entwürfen einsetzt. Sie sind mehr als nur Mittel zum Zweck. Über das Bewegen großer Fassadenelemente hinaus werden sie zu integralen Bestandteilen der Räume. Jedes Mal, wenn wir eine einfache Maschine bedienen (vor allem, wenn sie eine so ungewöhnliche Bestimmung hat), prägt sich diese Erfahrung in uns ein. Die Maschine wird auf sehr reale Weise ein Teil unserer Bewegungsabläufe.
Hier wurde ein Gebäudeteil renoviert, der während der industriellen Revolution entstanden ist – einer Zeit, in der unsere maschinelle Umwelt buchstäblich zusammengeschmiedet wurde. Das dazu passende „Gizmo“ bietet den vollen Komfort einer ausgereiften Mechanik. Über ein Zahnradgetriebe lässt sich mit einem Minimum an Kraftaufwand ein massives Fenster einfach hochklappen. Kinetische Wände lassen die Unterschiede zwischen verschiedenen Gebäudekomponenten verschwimmen. Wände werden zu Dachebenen, Fenster verwandeln sich in einen Sonnenschutz. Diese ungewohnte Mehrdeutigkeit ist es, die immer wieder für Überraschungen sorgt – zum Beispiel, wenn eine Glasfront sich plötzlich um die eigene Achse dreht und zum Dach wird.
Auch wenn das Fenster geschlossen bleibt, hat die Hebelmechanik ihren ganz eigenen Reiz – als Skulptur, deren funktional-ästhetisches Innenleben offen und ständig sichtbar ist. Das Doppelgestänge, an dem die Mechanik befestigt ist, wird durch bogenförmige Streben stabilisiert. Sie korrespondieren mit der großen Bogenkonstruktion um den Angelpunkt.
Einsatzmöglichkeiten: Sehr speziell. Geld darf dabei keine Rolle spielen. Mechanische Spezialkonstruktionen haben ihren Preis, denn der Aufwand bei Entwurf, Herstellung und Montage ist groß.
Einsatzmöglichkeiten: Sehr speziell. Geld darf dabei keine Rolle spielen. Mechanische Spezialkonstruktionen haben ihren Preis, denn der Aufwand bei Entwurf, Herstellung und Montage ist groß.
Hangar- und Industrie-Tore
Bei dieser Spielart einer kinetischen Fassade wurde ein Bauteil verwendet, das zu den Industriestandards gehört. Tore, die für Flugzeug-Hangars konzipiert werden, erfüllen spezielle Anforderungen: Sie haben eine große Spannweite und verwenden (mangels Befestigungsmöglichkeit) im Innenraum keinen Obentürschließer. Weil sich diese riesigen Wandöffnungen in sich selbst zusammenfalten und dann eine selbsttragende Konstruktion bilden, machen sie es möglich, eine Fassade auf Knopfdruck über zwei Stockwerke hinweg nach außen zu öffnen.
Bei dieser Spielart einer kinetischen Fassade wurde ein Bauteil verwendet, das zu den Industriestandards gehört. Tore, die für Flugzeug-Hangars konzipiert werden, erfüllen spezielle Anforderungen: Sie haben eine große Spannweite und verwenden (mangels Befestigungsmöglichkeit) im Innenraum keinen Obentürschließer. Weil sich diese riesigen Wandöffnungen in sich selbst zusammenfalten und dann eine selbsttragende Konstruktion bilden, machen sie es möglich, eine Fassade auf Knopfdruck über zwei Stockwerke hinweg nach außen zu öffnen.
Dieser zweigeschossige Erweiterungsbau bildet einen scharfen Kontrast zu seinem Hauptgebäude, einer 1880 erbauten Villa im italienischen Stil. Die gestalterische Idee für den Anbau lieferten klassische Orangerien – Gewächshäuser, in denen man im Winter Zitrusfrüchte kultivierte. Der Innenraum lebt von seiner Industrieästhetik, zu der auch ein drehbarer Kamin seinen Teil beiträgt. Eine High-Tech-Tür aus der Welt der Luftfahrt ist da eine naheliegende Ergänzung.
In geöffnetem Zustand hinterlässt die Tür nichts als freien Raum und bringt eine Außenwand komplett zum Verschwinden. Die Verbindung zwischen Außen und Innen zu verstärken, steht als zentrales Motiv hinter dem Architekturkonzept kinetischer Außenwände.
Bei diesem Projekt hilft eine bewegliche Fassade über Gestaltungshindernisse hinweg. Ursprünglich hatten sich die Besitzer im oberen Geschoss eine Veranda gewünscht, die an Küche und Wohnbereich anschließen sollte, aber verschiedene Hindernisse standen einer großen Lösung im Wege, und für die Veranda wäre nur wenig Platz übrig geblieben. Der Architekt verzichtete unter diesen Umständen ganz darauf. Die Fläche, die dafür vorhanden gewesen wäre, integrierte er stattdessen in die Innenräume. Für die Öffnung nach außen ließ er eine massive, verglaste Flugzeughallentür einsetzen, die jetzt als Fenster ihren Dienst versieht. Das Ergebnis: Ist das riesige Fenster nach oben eingeklappt, sind die Baumkronen zum Greifen nah. Auf diese Weise entsteht eine Innen- und Außen-„Veranda“, wie sie in dieser Größe sonst kaum möglich gewesen wäre. Wenn das Fenster geschlossen ist, bleibt die visuelle Verbindung zur Außenwelt bestehen, aber gleichzeitig verfügen die Besitzer über einen ganzjährig nutzbaren Wohnraum.
Hier schauen wir von unten auf das hochgeklappte Fenster. Die Architekten statteten die Wohnung mit einem beweglichen Bett aus, so dass man auch draußen schlafen kann. Ein offenes Garagentor verbindet das Spielzimmer der Kinder mit der Außenfläche. Durch die beweglichen Elemente lässt sich jedes dieser Zimmer im Handumdrehen in eine andere Stimmung versetzen, was zum ästhetischen Reichtum des Projektes beiträgt.
Einsatzmöglichkeiten: Orte, an denen nahtlose Übergänge zwischen Innen und Außen erwünscht sind.
Einsatzmöglichkeiten: Orte, an denen nahtlose Übergänge zwischen Innen und Außen erwünscht sind.
Beweglicher Sonnenschutz
Da der Vorgängerbau auf diesem Grundstück in Kalifornien abgebrannt war, sollte der Feuerschutz für den Neubau oberste Priorität genießen. Die Architekten erhoben die Gestaltung mit mehreren feuerbeständigen Materialschichten zum Designkonzept. So entstand eine schützende, in jeder Hinsicht solide Hülle, die dennoch leicht wirkt.
Da der Vorgängerbau auf diesem Grundstück in Kalifornien abgebrannt war, sollte der Feuerschutz für den Neubau oberste Priorität genießen. Die Architekten erhoben die Gestaltung mit mehreren feuerbeständigen Materialschichten zum Designkonzept. So entstand eine schützende, in jeder Hinsicht solide Hülle, die dennoch leicht wirkt.
Für ein Wohnhaus sind diese Schutz-Screens mit ihren gut drei mal sieben Metern Kantenlänge recht groß, über kleine Motoren lassen sie sich aber einfach steuern. Die Position, die sie dabei jeweils in einer vertikalen, fassadenseitig montierten Schiene und einer horizontalen, an überstehenden Dachbalken befestigten Schiene einnehmen, bestimmt ihre Ausrichtung zur Sonne. Hier sind die beiden hinteren Elemente komplett hochgezogen, das vordere befindet sich auf halber Höhe. Die kalifornische Wüstensonne dringt durch kleine Löcher in den Flächen nur noch als diffuses Licht ins Innere und verliert dadurch ihre Härte. Im Winter wiederum, wenn die Sonne in niedrigem Winkel einfällt, lenken die Screens das Licht nach innen.
In geschlossenem Zustand bildet das durchlöcherte Aluminium eine sichere Schutzhülle, die das Haus auch gegen Funkenflug abschottet. Ein starker Kontrast zu der offenen Architektur, die sich dahinter verbirgt.
Die Aluminiumwände, die hier eine Reihe von Schlafzimmern flankieren, haben ihren eigenen kinetischen Aufbau. Sie sind doppelt gefaltet und ebenfalls mit Löchern versehen. Sie strukturieren nicht nur die geradlinig verlaufende Gebäudefront, sondern verändern auch das in die Räume einfallende Sonnenlicht. Darüber hinaus spenden sie draußen Schatten. Ist ein Schlafzimmer nicht in Benutzung, kann es mit einem Aluminium-Screen verschlossen werden. Die Elemente lassen trotz ihrer robusten Erscheinung bei Bedarf Licht und Luft ins Gebäude – dafür sorgt auch hier die feingliedrige Perforierung.
Einsatzmöglichkeiten: Von allen vorgestellten Anwendungen ist diese am anpassungsfähigsten, sie eignet sich deshalb für eine breite Auswahl an Projekten. Die beweglichen Elemente können nicht nur vor Sonne schützen, sondern auch vor Einbrüchen oder Störungen der Privatsphäre. Mit ihnen lässt sich das Tageslicht in Innenräumen steuern oder Wind abblocken, und sie schützen freistehende Skulpturen. Anders als andere Lösungen sind diese Schutzschirme vielseitig einsetzbar. Auch ein einzelnes Gebäude oder Grundstück verträgt viele von ihnen, ohne überladen zu wirken. Von den vorgestellten Bauteilen sind sie außerdem die preiswertesten.
Einsatzmöglichkeiten: Von allen vorgestellten Anwendungen ist diese am anpassungsfähigsten, sie eignet sich deshalb für eine breite Auswahl an Projekten. Die beweglichen Elemente können nicht nur vor Sonne schützen, sondern auch vor Einbrüchen oder Störungen der Privatsphäre. Mit ihnen lässt sich das Tageslicht in Innenräumen steuern oder Wind abblocken, und sie schützen freistehende Skulpturen. Anders als andere Lösungen sind diese Schutzschirme vielseitig einsetzbar. Auch ein einzelnes Gebäude oder Grundstück verträgt viele von ihnen, ohne überladen zu wirken. Von den vorgestellten Bauteilen sind sie außerdem die preiswertesten.
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