11 apr. 2018
2 minuten
Digitalisering heeft zijn beslag gekregen in houtconstructies: hele elementen worden door computers gefabriceerd. Machines maken de onderdelen op maat, maar in de meeste gevallen moeten ze nog met de hand worden samengevoegd tot een frame. Onder auspiciën van het National Center of Competence in Research (NCCR) Digital Fabrication hebben onderzoekers van ETH Zürich een nieuwe digitale houtconstructiemethode ontwikkeld die het scala aan mogelijkheden van traditionele houtskeletbouw uitbreidt met geometrisch complexe modules.
De methode Spatial Timber Assemblies wordt voor het eerst gebruikt bij DFAB House op de onderzoeks- en innovatiebouwplaats in het Zwitserse Dübendorf. Het is tevens het eerste grootschalige project waarbij bouwrobots worden gebruikt die de universiteit heeft ontwikkeld in samenwerking met Erne AG Holzbau.
De robot neemt een houten balk en begeleidt hem terwijl hij op maat gezaagd wordt. Daarna boort een tweede robot de gaten voor de verbindingen. Bij de laatste stap werken de twee robots samen en positioneren ze de balken op basis van het computerontwerp. Om botsingen te voorkomen, hebben de onderzoekers een algoritme ontwikkeld dat de bewegingsbaan van de robots voortdurend berekent. Helaas moeten de balken nog wel handmatig worden bevestigd.
In totaal worden zes geometrisch unieke houtconstructies voor het eerst op deze manier geprefabriceerd. Vrachtwagens transporteren ze vervolgens naar de bouwplaats van DFAB House. De complexe houtconstructie blijft zichtbaar.
Kloof ontwerp, planning en uitvoering gedicht
Om de balken te zagen en te rangschikken gebruiken de robots een computergestuurd ontwerpmodel. De methode gebruikt verschillende parameters om een geometrie te maken die bestaat uit in totaal 487 houten balken. Dat Spatial Timber Assemblies wordt gebruikt voor digitale fabricage en daarnaast voor ontwerp en planning biedt een groot voordeel, aldus Matthias Kohler, hoogleraar Architectuur en Digitale fabricage aan ETH Zürich en projectleider van het DFAB House. "Bij een verandering kan het computermodel voortdurend worden aangepast om aan de nieuwe vereisten te voldoen. Dit dicht de kloof tussen ontwerp, planning en uitvoering." Bovendien leidt Spatial Timber Assemblies volgens de bedenkers tot materiaalbesparingen en nieuwe creatieve mogelijkheden.
Samenwerking met Erne AG Holzbau heeft al geleid tot bouw door robots van een houten dak voor Arch Tech Lab op de ETH Hönggerberg-campus. De expertise van het bedrijf in houtconstructies zal volgens Kohler nog een extra bijdrage leveren aan het ETH-onderzoek. "Digitale fabricage is afhankelijk van de enorme expertise die vereist is voor vakmanschap. Omgekeerd kan digitalisering het vakmanschap verbeteren en nieuwe kansen bieden." Bij DFAB House worden verschillende digitale bouwprocessen ingezet.
Anderen lazen ook
