Bovenop het platte dak van het federale onderzoeksinstituut Empa in Zürich staat een paviljoen met een opvallend, dubbelgekromd betonnen schaaldak en gewelfde betonnen vloeren met ingewikkelde patronen die het krachtenspel door het materiaal volgen. Dit is HiLo, een onderzoeksunit waar in samenwerking met ETH Zurich innovaties op het gebied van constructie- en materiaaltechnieken worden getest. Het is er een in een reeks gebouwde onderzoeksunits, waarmee Empa de brug wil slaan tussen onderzoek naar duurzame technologieën en de markt.

HiLo staat voor High performance, Low waste; de projecten in dit demonstratiegebouw richten zich op het reduceren van materiaalgebruik door slimmere, slanke constructies te ontwerpen. Doel van dit project was om tot 70% aan materiaal te besparen. In het geval van beton betekent dit dat wordt gewerkt met op druk belaste constructies, waardoor (bijna) geen wapening nodig is en alleen daar waar nodig materiaal wordt ingezet, vanuit het adagium ‘kracht door geometrie’. Dit principe bouwt voort op de gotische bouwstijl met zijn boogconstructies en het werk van de Spaanse architect Gaudi, die ‘omgekeerde’ schaalmodellen maakte van hangende touwconstructies. Hier werken de onderzoekers met evolutionary structural optimization (ESO) en Thrust Network Analysis (TNA), een ontwerpmethode waarbij met behulp van computermodellen wordt bepaald waar materiaal nodig is om krachten op te vangen.