Das europäische Forschungsprojekt „RAW – Computation for a new age of Resource AWare architecture“ entwickelt digitale Methoden, um biobasierte Materialien präzise zu erfassen, zu bewerten und für den nachhaltigen Einsatz im Bauwesen nutzbar zu machen. Ziel ist es, den Übergang zu einer ressourcenschonenden, kreislauffähigen Architektur zu ermöglichen, also Bauweisen, die Materialvariabilität nicht als Problem, sondern als Gestaltungspotenzial begreifen.
RAW entwickelt neue Materialsysteme und Fertigungsstrategien für drei biobasierte Ressourcenströme (sog. „Tracks“): Reclaimed Timber, Fast Growing Fibres und Biopolymers. Während im Timber-Track die Wiederverwendung von Holz im Vordergrund steht, befassen sich die anderen Bereiche mit schnell wachsenden Naturfasern (zB. Hanf und Flachs) und Biopolymer-Verbundwerkstoffen aus Reststoffen der Landwirtschaft. Alle drei Materiallinien sind in einer gemeinsamen digitalen Infrastruktur verbunden, die Materialcharakterisierung, Entwurf und Fertigung integriert, im sogenannten non-prescriptive resource-driven design model.
Digitale Modelle für den Holzbau
Wood K plus ist unter der Leitung von Johannes Huber federführend im Timber-Track tätig. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Validierung zerstörungsfreier Prüf- und Bewertungsmethoden für Altholz. Diese sollen ermöglichen, Holz aus Rück- oder Umbauten zuverlässig zu charakterisieren und gezielt in neue Bauanwendungen einzusetzen – ein entscheidender Schritt für echte Kreislaufwirtschaft im Holzbau. Ein zentrales Element dieser Arbeit ist der Aufbau eines digitalen Modells, das physische Materialeigenschaften mit rechnerischen Simulationen verknüpft. Die zweite Abbildung zeigt diesen Modelling Approach: Ausgangspunkt ist die CT-gestützte Erfassung einzelner Holzbalken, in der innere Strukturen und Dichteverteilungen sichtbar werden. Anschließend werden Äste, Faserverläufe und das räumliche Feld des Steifigkeitstensors extrahiert und in einem umfassenden Body of Properties gespeichert – einem digitalen Abbild der mechanischen Materialeigenschaften. Darauf aufbauend werden zwei Modellierungsansätze weiterentwickelt:
- ein Finite-Elemente-Modell, das das Materialverhalten in Biege- und Schwingungsversuchen simuliert, und
- ein Kontinuumsmodell auf Basis eines regelmäßigen Gitters, das mithilfe der Bernoulli-Euler-Balkentheorie den Verlauf der Biegesteifigkeit berechnet.
Beide Verfahren liefern Steifigkeitsprofile entlang des Holzbalkens, die mit experimentellen Messungen (Biegeversuche, Ultraschall, Eigenfrequenzanalysen, optische Messungen) verglichen und validiert werden. Diese Modelle ermöglichen es, Altholz künftig gezielt nach tatsächlichen Eigenschaften einzusetzen und nicht nach pauschalen oder visuellen Kriterien.
Perspektive: Materialintelligenz für nachhaltige Architektur
Durch digitale Materialmodelle wird eine präzisere und ressourceneffizientere Nutzung biobasierter Materialien möglich, da spezifische Materialeigenschaften jedes Elements berücksichtigt werden. Das reduziert den Materialeinsatz, bindet erneut CO₂ in wiederverwendeten Bauteilen und eröffnet zugleich neue architektonische Ausdrucksformen, die die natürliche Vielfalt des Materials sichtbar machen. Für Wood K plus bietet RAW die Gelegenheit, Expertise in Holzanalytik, Datenmodellierung und Werkstoffcharakterisierung auf europäischer Ebene einzubringen und weiterzuentwickeln. In den kommenden Projektphasen werden die Modelle weiter verfeinert, durch umfassende Messreihen validiert und in reale Demonstratoren überführt, mit dem Ziel, digitale Materialintelligenz zu einem festen Bestandteil nachhaltiger Architektur zu machen.
Projektlaufzeit: 2024-2027, gefördert durch Horizon Europe, EIC Pathfinder Challenge.
Website: https://www.rawproject.eu/
Partner: Royal Danish Academy – Centre for Information Technology and Architecture (CITA), Universtität Stuttgart, Technical University of Denmark (DTU), Universität Innsbruck, Luleå University of Technology (LTU), Omtre AS, Leiden University, Tallinn University of Technology (TalTech).
Referenzen: Huber, J. A. J., Broman, O et al. (2022). A method for generating finite element models of wood boards from X-ray computed tomography scans. Comput. Struct., 260, 106702, 10.1016/j.compstruc.2021.106702 .
Huber, J. A. J., Svilans, T. et al. (2025). Non-Destructive Evaluation of Reclaimed Timber Using Visual Grading, Dynamic Excitation, Mechanical Testing, and X-ray CT-Based Modelling. Preprint: 10.5281/zenodo.17704806