Apolda, Timber Prototype House

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Natürlich digital

Die Digitalisierung gilt als Zukunftsversprechen und Innovationsfeld überhaupt, so auch für die Baubranche. Unter den Begriffen Building Information Modeling (BIM) und »Häuser drucken« werden hier die wichtigsten Handlungsfelder benannt: durchgängige, ganzheitliche digitale Planung und digitale Fertigung. In der Theorie logisch und nachvollziehbar, ist die praktische und alltagsnahe Umsetzung noch im Experimentierstadium. Insbesondere der damit verbundene, fundamentale planungs- und baukulturelle Wandel wird erst langsam deutlich.

Ein Forschungsteam rund um Prof. Achim Menges vom Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung an der Universität Stuttgart und den Architekten Dr. Hans Drexler von DGJ Architektur, ehemals Jade Hochschule Oldenburg, sind schon seit vielen Jahren an diesen Fragen interessiert und verbinden ihr Forschungsinteresse mit praktischer Umsetzung in prototypischen Gebäuden. So ergab sich 2015 der Kontakt zur IBA Thüringen für eine Kooperation bei einem Forschungsvorhaben des Bundes aus dem Programm Zukunft Bau des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raum-forschung. Ziel war die Entwicklung einer hochdämmenden Holzmassivbauweise anhand eines prototypischen Gebäudes unter Einbeziehung der Potenziale digitaler Planung und Produktion.

Das Innovationspotenzial des Projekts und die Berücksichtigung einer der zentralen, nachhaltigen Ressourcen des Freistaats — des Baustoffs Holz — überzeugten den IBA Fachbeirat.

Timber Prototype House Eingangsseite Foto: Thomas Müller — Die Eingangsseite des Timber Prototype House zeichnet sich durch die großzügigen Glasfronten aus. Durch die neuartige vertikale Blockbauweise konnte eine freie Gebäudeform umgesetzt werden.

Timber Prototype House Innenansicht — Das Timber Prototype House vor dem Eiermannbau ist vielfältig nutzbar, sei es als Ausstellungs- oder Besprechungsraum. Es ist Beispiel und Anregung für innovative Baukultur ›Made in Thüringen‹.

Timber Prototype House Innenraum Rückseite — Der integrative, computerbasierte Planungs- und Fertigungsansatz ermöglicht es, Wände und Decken sanft zu verdrehen. Dadurch kann das Verhältnis von Raum und Hüllfläche maximiert und der architektonische Ausdruck des einzigartigen Mikro-Gebäudes intensiviert werden.

Die Entwicklung des IBA Timber Prototype House begann. Sowohl durch die frühzeitige Kooperation mit ThüringenForst und dem Industriepartner Rettenmeier Holz als auch mit dem Umweltlabel Holz von Hier konnte das Ausgangsprodukt Holz aus regionaler Produktion zur Verfügung gestellt werden. Ein handelsüblicher Fichtenholzbalken mit Abmessungen von 10 mal 20 Zentimetern bildete das Grundbauteil für den weiteren Entwicklungsprozess.

In Voruntersuchungen wurde ein einfaches Grundprinzip für ein Bauteil entwickelt, das für Wand, Boden und Decke zugleich geeignet ist. Auf dieser Basis wurde ein vollständig digitales, parametrisches Modell erstellt, das sämtliche konstruktiven Grenzen und Möglichkeiten simulierbar machte. Der eigentliche Entwurfsprozess wurde nicht konventionell gezeichnet, sondern über digitale Parameter gesteuert. Im Ergebnis entstanden in kürzester Zeit eine Vielzahl digitaler Modelle, aus denen das Projektteam eine Auswahl traf.

Gleichzeitig existierte damit ein vollständiger Datensatz für die tatsächliche Fabrikation der Elemente. Anfänglich mit einem 7-Achsen-Industrieroboter, später auf einer 5-Achsen-CNC-Fräse wurden die über 400 im Detail unterschiedlichen Bauteile präzise vorgefertigt und durch ein studentisches Team anschließend legoartig zusammengefügt. Die Raummodule wurden in fünf röhrenartigen Teilen zum Eiermannbau nach Apolda transportiert und vor Ort zusammengesetzt.