Vom Stamm zum Tragwerk: Das Robotic Timber Studio
Robotik macht krumm gewachsene Laubhölzer nutzbar und statt zu Restholz werden sie in tragende Bauteile verwandelt. Zwei 1:1-Demonstratoren zeigen, wie daraus stahlfreie Konstruktionen entstehen.
Der Holzbau boomt – und setzt weiterhin überwiegend auf standardisierte Nadelhölzer. Da Monokulturen anfälliger für Trockenheit und Schädlinge sind, gelten Mischwälder mit Laubhölzern als widerstandsfähigere Alternative. Während Nadelholz industriell verwertet wird, bleiben Eiche, Buche und Robinie auf der Strecke. Zu krumm, zu unregelmäßig, zu schwierig für den Bau. Sie werden meist aussortiert und energetisch verwertet.
Am Institut für Baukonstruktion (IKON) der TU Braunschweig untersuchte das zweijährige Lehrforschungsprojekt „Robotic Timber Studio“, wie sich diese vermeintlichen „Fehler“ konstruktiv nutzen lassen. Studierende arbeiteten mit Forschenden, Tragwerksplanenden und Robotikexpert*innen daran, natürlich gewachsene Hölzer direkt in Entwurf und Fertigung einzubinden. Unter der Leitung von Prof. Helga Blocksdorf, Pia Brückner und Jonathan Heck entstanden dabei neue stahlfreie Tragwerke, die nicht trotz, sondern wegen ihrer Unregelmäßigkeiten funktionieren.
Wenn das Material den Entwurf vorgibt
Wie lassen sich Laubhölzer konstruktiv nutzen? Im ersten Semester näherten sich die Studierenden dieser Frage theoretisch: Sie untersuchten traditionelle Holzverbindungen, analysierten historische Konstruktionen aus unterschiedlichen Kontexten und überprüften, wie digitale Werkzeuge den Umgang mit dem Baustoff verändern können. Auf dieser Grundlage entwickelten sie im zweiten Semester eigene Tragwerkssysteme aus krummen Hölzern. Die Materialeigenschaften bestimmten den Entwurf und prägten die konstruktive Logik der Projekte. Im dritten Semester führten die Teilnehmenden ihre Konzepte bis zur Ausführungsplanung weiter. Sie programmierten den kollaborativen Roboter, entwickelten individuelle Verbindungen und überprüften die Konstruktionen im direkten Bauprozess. 2025 mündete die Arbeit in zwei Demonstratoren im Maßstab 1:1.
Ein Dach aus krummen Robinienstämmen
Der erste Demonstrator nutzte die Krümmung der Stämme. Für das „Crooked Timber Roof“ stellten die Niedersächsischen Landesforsten Robinienhölzer bereit, die ursprünglich zur thermischen Verwertung vorgesehen waren. Statt die krummen Teile auszusortieren, machten die Studierenden sie zum Ausgangspunkt: Sie scannten jeden Stamm dreidimensional und erfassten ihn in einer digitalen Materialbibliothek. Ein Algorithmus ordnete die Elemente dann nach Länge, Durchmesser und Krümmung innerhalb des Tragwerks an. Die Verbindungsgeometrie an den Kreuzungspunkten leitete sich aus der konkreten Lage der Bauteile ab – und die Fräsdaten für den kollaborativen Roboter wurden automatisch generiert. Die Konstruktion kommt vollständig ohne Stahl aus: Die Hölzer greifen über robotisch gefertigte Holz-Holz-Knoten ineinander und bilden ein reziprokes Tragwerk aus sich gegenseitig stützenden Elementen. Alle Verbindungen lassen sich wieder lösen, sodass man die Konstruktion zerstörungsfrei demontieren und erneut aufbauen kann.
Astgabeln als tragende Knoten
Während das Dach die Potenziale gekrümmter Stämme untersuchte, widmete sich der zweite Demonstrator „Gabelwerk“ den Verzweigungen des Baumes. Statt Astgabeln als Restholz auszusortieren, integrierten die Studierenden sie an den Knotenpunkten des Tragwerks. Dort treffen mehrere Bauteile aufeinander und leiten die Kräfte weiter. Diese konstruktive Logik entspricht der eigentlichen Aufgabe der Astgabel im Baum: Sie verbindet Stamm und Äste und verteilt die Lasten innerhalb der gewachsenen Struktur. Das Projekt überträgt dieses natürliche Prinzip auf einen Dreigurtträger und macht die Form des Baumes selbst zum konstruktiven Bestandteil des Tragwerks.
Der Entwurf beginnt im Wald
Für diesen materialgeleiteten Ansatz – bei dem digitale Analyse, parametrische Planung und robotische Fertigung direkt auf die Eigenschaften natürlich gewachsener Hölzer reagieren – erhielt das Projekt 2026 den studentischen Sonderpreis der DGNB Sustainability Challenge. Der Preis markiert, was das Projekt in vier Semestern gezeigt hat: Die Planung beginnt nicht mehr beim standardisierten Bauteil, sondern beim vorhandenen Stamm. Jede Abweichung wird zum Teil des Entwurfsprozesses und bestimmt die Konstruktion bis ins Detail – mitsamt ihren Eigenheiten, Krümmungen und Verzweigungen.