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Äste und vor allem Astgabeln gelten in der Holzbranche gewöhnlich als Abfall; sie werden allenfalls für die Produktion von Pellets oder Gartenmulch verwertet. Für architektonische Zwecke bevorzugt man in der Regel gradwüchsiges Holz und verarbeitet es zu Schnittholz oder Holzwerkstoffen. Da Laubholz selten diesen Kriterien genügt, dient vor allem Nadelholz als Rohstoff für den Bau.
Auf dem Waldcampus Hooke Park der traditionsreichen Londoner Architectural Association in der englischen Grafschaft Dorset wird seit einigen Jahren ausgelotet, wie man lokales Laubholz direkt ab Baum in seiner natürlich gewachsenen Form für tragende Bauteile einsetzen kann. Neben Nachhaltigkeitsüberlegungen spielt hier vor allem auch die Tatsache eine Rolle, dass Bäume mit ihren V-förmigen Astgabeln eine Faserstruktur aufweisen, die maximale Traglast bei bestmöglicher Abtragung von Spannungen garantiert, wie sie beispielsweise bei Wind auf den Baum einwirken. Jüngste Untersuchungen von Duncan Slater am englischen Myerscough College haben gezeigt, dass sich die Fasern an der Gabelung nicht verzweigen, sondern fest ineinander verzahnen.
Verschränkung der Fasern der Astgabel einer Eiche nach Entfernung der Rinde. Foto: Dr. D. Slater
In Hooke Park hat man zunächst ein digitales Verzeichnis des Baumbestandes angelegt, in dem die vorhandenen Bäume hinsichtlich verschiedener Kriterien erfasst wurden. Solche Baumverzeichnisse haben in England eine lange Tradition, seit dem 17. Jahrhundert führte man sie für den Schiffbau, für den natürlich gewachsenes, krummes Holz aufgrund seiner Stabilität für bestimmte Bauteile ideal war. Um den Ertrag erhöhen zu können, ersann man Techniken, um die Wuchsanomalien künstlich und in grosser Menge zu produzieren.
Illustration zur Zucht von Laubholz für den Schiffbau aus Patrick Matthew: On Naval Timber and Arboriculture. London 1831, S. 27. Foto: Library of Congress
In Hooke Park bedient sich ein Computerprogramm je nach Eingabe der gewünschten architektonischen Struktur aus dem erstellten digitalen Baum-Bauteillager und wählt diejenigen Astgabeln aus, die sich formal und hinsichtlich ihrer Tragkraft für den Entwurf eignen. Nach der Ernte werden die ausgewählten Astgabeln mittels 3-D-Scans erfasst und statisch berechnet, woraufhin der Entwurf darauf abgestimmt und optimiert sowie der genaue Zuschnitt der Bauteile berechnet wird. Roboter richten die Astgabeln daraufhin zu fertig montierbaren Bauteilen zu.
Roboter auf dem Campus Hooke Park beim Zurichten einer Astgabel. Foto: Architectural Association, London
2016 schufen fünf Studenten des Design&Make-Programms der AA in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Arup nach diesem Prinzip einen Pionierbau, die sogenannte Wood Chip Barn, eine Hütte, die als Holzschnitzel-Lager für die Energieproduktion auf dem Campus dient: Das 25 m lange und 10 m breite Satteldach der Hütte ruht auf einem Astgabel-Tragwerk, das nur durch Holzverbindungen zusammenhält und aus Laubholz des umliegenden Waldes gefertigt wurde.
Wood Chip Barn, Hooke Park, Dorset. Foto: AA Archives, photographer Valerie Bennett
Dass dieser Ansatz nicht nur in seiner Ästhetik, sondern auch in seinem Prinzip die Forderungen der klassischen Architekturtheorie eines Vitruv, der Architekt solle die Natur zum Vorbild nehmen, erfüllt und fast noch übertrifft, ist dabei vielleicht mehr als nur Zufall…
Die Vitruvianische Urhütte, visualisiert von Charles Eisen für das Frontispiz von Marc-Antoine Laugiers Essai sur l’architecture, Paris 1755. Foto: E-Pics, ETH-Bibliothek, Public Domain
Das Projekt Wood Chip Barn wird derzeit zusammen mit weiteren aktuellen und zukunftsweisenden Architekturen aus Laubholz im ETH Material Hub auf dem Hönggerberg im Rahmen der Ausstellung Potential Laubholz – Neue Wege im Holzbau, kuratiert von Udo Thönnissen, ausgestellt.
Verwendete Quellen:
www.dezeen.com/2016/02/23/architectural-association-students-london-robotically-fabricated-barn-dorset-woodland/ (Stand 11.11.2022).
Christophe Drenou, David Restrepo & Duncan Slater: Demystifying Tree-Forks: Vices and Virtues of Forks in Arboriculture. In: Journal of Botany Research, 2020, Bd. 3, Nr. 1, S. 100–113.
Matthew, Patrick: On Naval Timber and Arboriculture: with Critical Notes on Authors who have Recently Treated the Subject of Planting. London 1831.
Günther, Hubertus: Das Astwerk und die Theorie der Renaissance von der Entstehung der Architektur. In: Michèle-Caroline Heck, Fréderique Lemerle, Yves Pauwels (Hrsg.): Théorie des arts et création artistique dans l’Europe du Nord du XVIe au début du XVIII siècle. Actes du colloque international organisé les 14 et 16 décembre 2000 à l’Université Charles-de-Gaulle – Lille 3 par le Centre de Recherches en Histoire de l’Art pour l’Europe du Nord (ARTES), Lille 2002, S. 13–32.