Shifting Flows – Ice Formwork
Shifting Flows
Ice Formwork
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Das Projekt zeigt auf, wie mittels der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft ein Produkt, das bisher als Abfall galt, zu einer neuen Ressource werden kann. Ausgangsprodukt ist das Eis, das beim täglichen Unterhalt einer Eisbahn anfällt. Dank der am Lehrstuhl für Digitale Gebäudetechnologien der ETH Zürich entwickelten Technologie kann das Eis als Schalungsmaterial beim Giessen von Beton wiederverwendet werden.
Jede moderne Stadt verfügt über ein sehr komplexes Netz zur Energieverteilung. Würde man den Energiefluss von einer Stromquelle bis hin zum Endverbraucher zurückverfolgen, stellte man fest, dass die Hälfte der Energie durch eine ineffiziente Infrastruktur verschwendet wird.
Energieverschwendung ist nicht so sichtbar wie Materialverschwendung; daher ist das öffentliche Bewusstsein dafür noch gering. Manchmal nimmt die Energieverschwendung jedoch physische Formen an, wie bei einer Eishalle: Um die perfekte Oberflächenqualität einer Eisbahn zu erhalten, wird deren gesamte Fläche von 1800 Quadratmetern dreimal am Tag neu geschliffen. Bei jeder Erneuerung entsteht rund ein Kubikmeter Eisabfall, was einem Energieabfall von 500 kWh entspricht – genug, um 25 Haushalte einen Tag lang zu versorgen.
Das Projekt «Shifting Flows» zeigt, wie mithilfe der Kreislaufwirtschaft Abfallströme umgelenkt werden können, um mit weniger Ressourcen mehr sozialen Wert zu schaffen. Die an der ETH Zürich entwickelte Eisschalungstechnologie wird genutzt, um eine komplexe Designinstallation zu kreieren. Die aus Beton gegossenen Kuben weisen eine einzigartige poröse Struktur auf, die sich stellenweise fast auflöst und Durchblicke ermöglicht. Erzeugt wurden diese Leerräume durch das beim Giessen verwendete Eis, das später geschmolzen ist. Die Installation ermöglicht die gestalterische Erkundung der Qualitäten und Wirkungen, die mit der Verwendung von weggeworfenem Eis als Schalungsmaterial erzeugt werden können. Im alten botanischen Garten wird das experimentelle Resultat des unter Laborbedingungen entwickelten Verfahrens erstmals in einem städtischen Umfeld präsentiert.
Projektteam: Vasily Sitnikov, Eleni Kitani, Ming-Yang Wang
Support: Digital Building Technologies ETH Zurich, HOLCIM Switzerland
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The project shows how, by means of the principles of the circular economy, a product that was previously considered waste can become a new resource. The starting product is the ice that is produced during the daily maintenance of an ice rink. Thanks to the technology developed at the Chair of Digital Building Technologies at ETH Zurich, the ice can be reused as formwork material when pouring concrete.
Every modern city has a highly complex energy distribution network. If one were to trace the flow of energy from a power source to the end consumer, it would become apparent that half of the energy is wasted due to inefficient infrastructure.
While energy waste is not as visible as material waste, resulting public awareness remains low. However, at times, energy waste takes physical forms, as in the case of ice rinks. To maintain the pristine surface quality of an ice rink, the entire 1800-square-meter area is resurfaced three times a day. Each resurfacing generates approximately one cubic meter of ice waste, equivalent to 500 kWh of energy waste – enough to power 25 households for a day.
The "Shifting Flows" project demonstrates how circular economy principles can redirect waste streams to generate more social value with fewer resources. Leveraging ice formwork technology developed at ETH Zurich, a complex design installation is created. Concrete cubes are cast, exhibiting a unique porous structure that partially dissolves, allowing for glimpses through the installation. These voids are formed by using discarded ice as the formwork material, which later melts. The installation enables an exploration of the design qualities and effects that arise from utilizing discarded ice in the formwork process. For the first time in an urban environment, the experimental outcome of this laboratory-developed method is presented in the old botanical garden.
Project team: Vasily Sitnikov, Eleni Kitani, Ming-Yang Wang
Support: Digital Building Technologies ETH Zurich, HOLCIM Switzerland
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Curators’ Comment
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Eis schmilzt. Dieses Prinzip transferieren Eleni Kitani und Vasily Sitnikov von der ETH Zürich in ein Betongussverfahren, das im Ergebnis durchlässige poröse Volumen generiert. Was in herkömmlichen Schalungs- und Formverfahren nicht möglich ist, kann das Material Eis leisten. Durch die unterschiedlichen Zustände lässt sich Eis formen und durch Temperaturerhöhung zum Verschwinden bringen. Die daraus resultierende Materialästhetik und Eigenschaften werden in diesem Forschungsprojekt untersucht und ein mögliches Potential evaluiert. Ein Material, das konstruktiven Halt bieten kann, nicht nur im Bauwesen, sondern auch in Bezug zu einer Biodiversität im urbanen Kontext. (Andreas Saxer)
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Ice melts. Eleni Kitani and Vasily Sitnikov from ETH Zurich apply this principle to a concrete casting process, resulting in the generation of permeable porous volumes. What is impossible in traditional formwork and shaping methods can be achieved using ice as a material. Ice can be shaped due to its various states and can be made to disappear by raising the temperature. The resulting material aesthetics and properties are explored in this research project, evaluating potential uses. This material, capable of providing structural support, has potential not only in construction but also in creating urban biodiversity. (Andreas Saxer)
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Fragebogen..Questionary
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Wie sieht Euer Arbeitsplatz aus?
Wir arbeiten im SubZero-Labor, einem gekühlten Raum, in dem wir Prozesse der Eiskristallbildung erforschen. Es ist Teil des Robotic Fabrication Lab, einer Next-Generation-Werkstatt für die Erforschung von Methoden des digitalen Bauens an der ETH Zürich.
Welches sind Eure wichtigsten Arbeitswerkzeuge?
Bleistift und Papier sind nach wie vor unschlagbar. Nach dem Zeichnen kommen computergestützte Designwerkzeuge und maschinelle Ausführungsmethoden für das Design.
Welche Themen beschäftigen Euch in Eurer Arbeit?
Form und Funktionalität, Materialität und der Übergang zwischen materiellen Zuständen, positiver und negativer Raum.
Wenn nicht Design: was würdet Ihr sonst machen?
Wir sind Architekt:innen und unsere Arbeit erstreckt sich über ein breites Spektrum, von sozialen bis hin zu technologischen Bereichen.
Welche Veränderungen erlebt Ihr in der Designwelt?
Nachhaltigkeit hat bei jedem Designprojekt höchste Priorität und das wirkt sich zunehmend auf die Designwelt aus. Zusätzlich verändern digitale Technologien aktiv die Art und Weise, wie wir in der Welt agieren, wie wir denken und arbeiten.
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What does your workplace look like?
We work at SubZero lab, a refrigerated room where we explore processes of ice formation. It is part of the Robotic Fabrication Lab, a next generation workshop for research in methods of digital construction at ETH Zürich.
What are your most important working tools?
Pencil and paper are unbeatable to this day. After the drawing come computational design tools and numerically controlled machines for the design execution.
What topics do you deal with in your work?
Form and functionality, materiality and the transition between material states, positive and negative space..
If not design: what else would you do?
We are architects and our work has a large span, from social to technological realms.
What changes are you currently experiencing in the design world?
Sustainability is the highest priority for any design project and that is increasingly affecting the design world. Besides that, digital technologies are actively changing the way we operate in the world, the ways we think and work.
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Über..About
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Vasily Sitnikov ist Architekt und erforscht Technologien für die nachhaltige Produktion von architektonischem Design. Lena Kitani ist ebenfalls Architektin und Forscherin mit Erfahrung in den Bereichen Architektur, digitale Fabrikation, Objektdesign und Landschaftsarchitektur. Seit 2021 forschen die beiden gemeinsam an der Weiterentwicklung von Eis-Schalungen am Lehrstuhl für Digitale Gebäudetechnologien der ETH Zürich.
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Vasily Sitnikov is an architect researching technologies for sustainable production of architectural design. Lena Kitani is also an architect and researcher with experience in architecture, digital fabrication, object design and landscape architecture. Since 2021, the two have been conducting joint research on the further development of ice formwork at the Chair of Digital Building Technologies at ETH Zurich.
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