Forschung & Entwicklung Forschungsschwerpunkt Gestaltung

Digital Craft

Der Fokus des Projekts liegt auf der Erforschung von Potenzialen der digitalen Planung und der Fertigung im Holzbau und die Entwicklung neuer Fügetechniken und Prozessketten für das Bauen mit Holz. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Realisierung eines digital geplanten und gefertigten, ganzheitlichen Holzbausystems für kleine bis mittelgroße Gebäude. Grundlage der Forschung ist die Weiterentwicklung eines Holzbaustecksystems zu einem höheren Reifegrad. In einem mehrstufigen Prozess wird anhand von Prototypen im Modell und 1:1 Maßstab ein Bausystem entwickelt, das ohne zusätzliche Verbindungsmittel auskommt und nahezu werkzeugfrei und einfach montiert werden kann.

Alle architektonisch relevanten Elemente (Primärkonstruktion, Wandaufbau, Fassade, Öffnungen) werden digital geplant, gefertigt und in einem geschlossenen System in Form eines kleinen prototypischen Hauses im Maßstab 1:1 realisiert, analysiert und dokumentiert.

Hierbei sind drei wesentliche Aspekte des zu entwickelnden Bausystems hervorzuheben:

Das Bauen mit nachwachsenden und recycelten Baumaterialien, um einen Beitrag zur Erreichung der nationalen und internationalen Klimaziele zu leisten.
Die Entwicklung komplexer, digitaler Holzverbindungen, die eine intuitive und einfache Montage (Selbstbau) und Demontage (sortenreiner Rückbau) auch ohne spezialisierte Fachkräfte ermöglichen.
Die Erforschung digitaler Prozessketten im Bauwesen (Möglichkeiten individueller Konfiguration und automatisierter Fertigung) zur Kosten- und Zeitoptimierung.

Bestand umbauen / erweitern

Das Bausystem kann für freistehende Architekturen und besonders für Nachverdichtungen in Form von Erweiterungen oder Aufstockungen von Bestand im urbanen Raum angewendet werden. Durch präzise Vorfabrikation und den Einsatz integrierter Fügetechniken sowie vorab programmierter Bauteile können Bauprozesse vereinfacht und Kosten gesenkt werden.

Planungsprozess / Konfiguration

Das Bausystem basiert auf einem digitalen und parametrischen Gittermodell, das in seiner Form frei konfigurierbar ist (Grundriss, Kubatur, Dachform, Fensterposition und -größe). Nach Abschluss der Entwurfsplanung werden alle Bauteile automatisch generiert und direkt digital gefertigt. Es entsteht eine neue, geschlossene Prozesskette. Die klassischen Leistungsphasen entfallen in diesem System.

Digitale Fertigung

Mit dem integrativen Einsatz computerbasierter Werkzeuge in der Planung und Fertigung (Abbundmaschine, CNC-Fräse, Laserschneider, 3D-Drucker) verschwimmen die Grenzen zwischen den klassischen Bereichen Entwurf, Gestaltung und Fertigung zunehmend. Es kommt zu einer engen Verknüpfung der Prozesse. Digitale Werkzeuge bieten neue Möglichkeiten, komplexe Material-, Verarbeitungs- und Benutzerinformationen direkt in Entwicklungs- und Gestaltungsprozesse zu integrieren.

Bau / Montage

Der Hausprototyp basiert auf einem digital gefertigten Holzstecksystem und kann von wenigen Personen innerhalb kurzer Zeit ohne Werkzeug und ohne zusätzliche Verbindungsmittel wie Schrauben oder Nägel gebaut werden. Grundlage der Holzkonstruktion ist ein gesteckter Knotenpunkt, der verbunden und auch wieder gelöst werden kann, so dass ein sortenreiner Rückbau oder eine Erweiterung möglich sind.