ARTC II
Der Bausektor gehört zu den größten CO₂-Emittenten und Materialverbrauchern weltweit und steht daher vor der dringenden Aufgabe, nachhaltiger zu werden. Dieses Projekt greift drei zentrale Strategien auf, um diesem Ziel näherzukommen: Materialeffizienz, die Verwendung erneuerbarer Materialien sowie die Wiederverwendung von Baustoffen. In ihrer Kombination können Ressourcen geschont, CO₂-speichernde Materialien integriert und neue zirkuläre Wertschöpfungsketten aufgebaut werden – insbesondere für Baustoffe, die bisher meist deponiert werden.
Das Vorhaben baut auf dem DFG-Forschungsprojekt „Additive robotische Fabrikationstechniken für den Holzbau“ auf. Dort wurden materialeffiziente, computergestützte Entwurfsmethoden mit robotischer Fertigung verknüpft. Ein Schwerpunkt lag auf der Entwicklung eines leichten Hohlbausystems, bei dem kurze Holzbalken in statisch optimierter Anordnung zwischen zwei dünnen Plattenlagen verbaut wurden – im Gegensatz zu konventionellen Deckensystemen. Zudem wurden alternative Verbindungsmethoden erforscht, die ohne Leim auskommen: robotisch platzierte Buchenholzdübel in variabler Ausrichtung, die sowohl Scher- als auch Zugkräften standhalten. Diese ermöglichen eine spätere Trennung und Wiederverwendung der Bauteile, im Gegensatz zu geklebten CLT-Systemen.
Das neue Projekt legt den Fokus auf die Wiederverwendung von Altholz, das durch jüngste gesetzliche Änderungen in Deutschland zunehmend verfügbar ist, da die Subventionierung der energetischen Verwertung abgeschafft wurde. Die Herausforderung liegt darin, dass Altholz in variierenden Größen und Qualitäten vorliegt und sich daher bisher kaum in industrielle Prozesse integrieren ließ.
Die im Vorgängerprojekt entwickelten Entwurfs- und Fertigungsmethoden bieten hier eine geeignete Grundlage. Da das Hohlbausystem modular und nicht auf standardisierte Bauteilgrößen beschränkt ist, können auch unregelmäßige Elemente verwendet werden. Selbst die Deck- und Bodenplatten lassen sich aus vielen kleinen Fragmenten zusammensetzen, ohne die strukturelle Integrität zu verlieren.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuen technologischen Workflows, der folgende Elemente kombiniert:
robotische Analyse und Klassifizierung gebrauchter Materialien,
deren automatisierte Aufbereitung und
die Fertigung variabler Bauteile mithilfe rechnergestützter Entwurfsmethoden.
Damit sollen Altholzelemente zu funktionalen Bauteilen für typische mehrgeschossige Holzbauten zusammengefügt werden. Abschließend werden Methoden der strukturellen Analyse und Optimierung eingesetzt, um materialeffiziente Lösungen zu entwickeln. Die Verbindungstechniken werden so weiterentwickelt, dass sie sich flexibel an unregelmäßige Materialien und variable Fertigungsprozesse anpassen lassen.