TerraTimber stellt eine innovative Methode für das digitale Upcycling von Altholz vor, um kreislauffähige Bausysteme zu schaffen, die eine nachhaltige Umwandlung von wiedergewonnenen Materialien in Strukturelemente ermöglichen.

Dieser Ansatz nutzt computergestützte Werkzeuge und Augmented Reality (AR)-Fertigungsprozesse, um die Komplexität verschiedener, nicht standardisierter Altholzmaterialien zu bewältigen. Ausgehend von der Erstellung digitaler Bestandsaufnahmen durch Bildverarbeitung werden die Holzstücke dann rechnerisch zu großen Strukturelementen zusammengesetzt, die schließlich mit Nägeln aus Holz und mit Hilfe von AR zusammengefügt werden. Der Lehm wird zur Realisierung eines hybriden Materialsystems integriert, das den Bau nachhaltiger Deckenplatten aus natürlichen und recycelbaren Materialien ermöglicht.

Die Gesamtstruktur ist ein Beispiel für einen Auszug eines mehrstöckigen Gebäudes, das nach den Grundsätzen des „Design for Disassembly“ entworfen wurde und ein ineinandergreifendes, metallfreies Verbundsystem für das primäre Pfosten-Riegel-Gerüst verwendet.

TerraTimber zeigt, wie die Wiederverwendung von Abfällen aus Gebäudeabbrüchen und Rückständen industrielle Praktiken verändern kann, indem sie von einem linearen zu einem zirkulären Wirtschaftsmodell übergeht, während sie Abfall als wertvolle Ressource im Bauwesen betrachtet.

Holz-Lehm-Hybrid-Bausystem

Das Herzstück des Demonstrators ist ein Deckenplattensystem, das aus einem Holz-Lehm-Hybrid besteht. Dieses Konzept nutzt die einzigartige Anordnung von unregelmäßigen Holzresten, um eine raue Oberfläche zu schaffen, die, wenn sie mit Lehm gefüllt wird, eine metallfreie strukturelle Schubverbindung zwischen den beiden Materialien bildet. Der Lehm kann als ökologischer und wiederverwertbarer Betonersatz betrachtet werden, der sowohl die Tragfähigkeit des hybriden Baumaterials erhöht, als auch thermische Masse in das Bauteil einbringt und einen guten Schall- und Brandschutz gewährleistet.

Digitales Upcycling: Computergestütztes Design und Augmented Reality für das Upcycling von Holzabfällen nutzen

Digitale Techniken und computergestütztes Design erweisen sich dank ihrer Fähigkeit, mit der Komplexität und Variabilität von Abfallmaterialien umzugehen, als entscheidende Werkzeuge für den Übergang zum Kreislaufbau. Diese Forschungsarbeit stellt einen speziell zugeschnittenen Ansatz vor, um die Komplexität von Holzabfällen zu bewältigen. Sie beschreibt einen gemeinsam entwickelten Arbeitsablauf, der die Digitalisierung von Materialien, die iterative rechnergestützte Konstruktion für die Zusammenstellung von Holzabfällen, das strukturelle Design und den Transfer von digitalen Modellen in die physische Fertigung umfasst.

Dieser „Digitale Upcycling“-Ansatz, bei dem digitale Methoden im Vordergrund stehen, um kleine Abfallmaterialien in große Konstruktionselemente umzuwandeln, verkörpert eine Bottom-up-Designstrategie, bei der die verfügbaren Ressourcen den Gestaltungsprozess leiten.

Professur Digital Design and Fabrication (DDF)

Tenure-Track Prof. Moritz Dörstelmann, Daniel Fischer, Vincent Witt, Erik Zanetti.

Professur Design of Structures (dos)

Prof. Dr.-Ing. Professor Riccardo La Magna, Tamara Haußer.

Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Architekturstudierenden der Fakultät für Architektur am KIT realisiert:

Jeremy Brachat, Tobias Dillmann, Alexander Geiser, Maximilian Gilbert, Tim Hahnemann, Annika Heesen, Niklas Carl Maximilian Hetzel, Moritz Karkossa, Yelda Kayihan, Emil Kasimir Leyens, Ian Lülfing, Oskar Philipp Müller, Domagoj Radic, Julia Rauch, Paula Schmidt, Fynn Schmidt-Rohr, Jonas Schückle, Rebecca Steinbach, Elissa Sukar, Sebastian Vix, Niklas Walter, Monika Weiß, Niklas Wittig.

Mit Unterstützung durch:

Bässler Holz- und Fensterbau GmbH 

Kuhmann & Dill Holzahandel GmbH

Raimund Beck KG

KME Karlsruhe Marketing und Event GmbH​