Fräsen und codieren

Freiformen, BIM-Hoffnung, Portalroboter: Drei Holzbauer berichten, wie die Digitalisierung ihre Planung verändert. Eine Reportage aus Hochparterres Themenheft «Digitales Holz».

Fotos: Stephan Rappo
In Zusammenarbeit mit Wüest Partner

Kai Strehlke schiebt das Tor zu einem Holzverschlag auf. Dahinter verbirgt sich seine Wunderkammer. Fotografieren verboten. Im Raum stehen Mock-ups von Bauprojekten, die zum Teil noch geheim sind und die der Holzbauer Blumer Lehmann vom sanktgallischen Gossau aus für die ganze Welt produziert: für Norman Foster in Thailand, für Shigeru Ban in Südkorea, für Marks Barfield in England. Die Träger biegen sich wie Grashalme, Eichenbretter verlaufen doppelt gekrümmt. Nichts ist Standard, alles eine Sonderanfertigung. Blumer Lehmann hat sich einen Namen gemacht im Bereich der Freiformen. Wer Holz zum Fliegen bringen will, fährt nach Gossau. Die Firma plant und fertigt die Gebäude weitgehend digital. Sie beschäftigt fünf Programmierer, allein zehn Personen bedienen die 5-Achs-Abbundanlage, die grösste CNC-Maschine am Platz. Trotzdem: «Das Mock-up ist wichtig», meint Strehlke, Leiter Digitale Prozesse. Im Massstab 1:1 sehen die Architekten, was technisch machbar ist, wo die Details nicht aufgehen, wie die Oberfläche beschaffen ist.

Die Planung läuft komplett im 3-D-Modell. Sogar die Beladung der Lastwagen knobelt der Holzbauer damit aus. Allerdings arbeiten laut Strehlke noch lange nicht alle Fachplaner dreidimensional. Komplexe Bauten plant Blumer Lehmann parametrisch. Statt jedes Detail von Hand zu zeichnen, wird eine Regel definiert, die der Computer durchdekliniert. «So spart man Zeit und vermeidet Fehler», so Strehlke. Um die Geometrie zu lösen, bedarf es einer Systematik. Welche Elemente können vereinfacht werden? Wo braucht es unbedingt hochfestes Holz? Wie viele verschiedene Krümmungen gibt es? Holz ist kein homogener Baustoff. Wer es zu so wilden Formen biegt, muss mit der Faser, mit dem Material arbeiten. Zudem müssen die Bauteile auf die Maschinen passen. «Die Anlagen werden immer grösser», sagt Strehlke. «Trotzdem kommen wir bei jedem Projekt ans Limit.»

Um solche Spezialaufträge zu stemmen, braucht es ein gutes Netzwerk. Die Firmen müssen Know-how und Software aufeinander abstimmen und viel Geld in ihren Maschinenpark investieren. Und es setzt Vertrauen voraus – in die Menschen und in die Zusammenarbeit. Manchmal tauscht Blumer Lehmann sogar die Mitarbeiter mit dem Bauingenieur aus, um ein Projekt enger zu planen. «Die Schweiz läuft Gefahr, diesen Vorteil zu verlieren», so Strehlke. «In vielen Ländern ist Bauen leider ein Kampfgebiet.» Wenn Verträge vierhundert statt vier Seiten lang werden, plant man gegeneinander, nicht miteinander.

Die Kernkompetenz nicht vergessen

Der Holzbauer Renggli im luzernischen Schötz ist vorsichtiger, was die Roboterisierung angeht. Die Firma steuert die Abbundanlagen, die Plattenbearbeitung oder die Elementtische schon lange mit dem Computer an. Aber einen Roboter gibt es in der Werkhalle keinen. Renggli hat eine automatische Nagelmaschine getestet, kam aber zum Schluss, dass Kosten und Ertrag noch in keinem Verhältnis stehen. «Wir sind auf einen hohen Fertigungsgrad ausgerichtet», sagt Jeremias Burch, BIM-Manager Holzbau bei Renggli. Das Zusammenbauen von Fenstern, Zargen, Fassaden und Haustechnik sei aktuell noch zu komplex für die Robotik. «Da braucht es nach wie vor solides Handwerk.» Das grössere Potenzial der Digitalisierung sieht Burch in der Planung. «Momentan modellieren wir in vielen Fällen anhand von zweidimensionalen Plänen.» Doch die Erfahrung zeige, dass der Nutzen einer durchgängig digitalen Planung mit 3-D-Modell und anderen Hilfsmitteln gross sei. «Die Wege werden kürzer, die Planung transparenter, und die Qualität steigt.»

Nachteile verortet Burch bei der Sicherheit. «Auch KMU sind anfällig für Cyber-Angriffe.» Zudem fordere die Umstellung die Menschen heraus. Renggli hat mehrere Personen eingestellt, die sich um BIM kümmern. Andere Mitarbeiter werden umgeschult. «Die Gefahr ist gross, sich im Detail zu verlieren», so Burch. Bei all den Versprechen der digitalen Werkzeuge sei es wichtig, die Kernkompetenz nicht zu vergessen: «Wir erstellen gute und nachhaltige Bauten, so wie es sich die Kunden wünschen.»

Der Holzbauer als Übersetzer

‹Woodflex 56› heisst die Maschine, die bei Erne Holzbau in Stein im Fricktal eine halbe Werkhalle besetzt. Das Ungetüm hat Thomas Wehrle, dem Leiter des Bereichs Spezialbau bei Erne, seit 2015 viel Arbeit abgenommen – und einiges an Kopfzerbrechen bereitet. «Wir haben den IT-Aufwand unterschätzt», sagt er. Die digitale Technik ist empfindlich, die Software ein Prototyp. Für das Provisorium einer Schule in Frankfurt am Main siehe Seite 31 verarbeitete der Roboter Vollholz. Es brauchte also grössere Sägen, stärkere Fräsen, ein dickeres Stromkabel. «Das wiederum zog eine ganze Reihe von Anpassungen bei Sicherheit und Software mit sich.»

Digitaler Holzbau heisst Vorfertigung. Erne arbeitet im Werk in drei Automatisierungsgraden: von Hand, halbautomatisch und mit dem Roboter. Jede Art von Fertigung braucht andere Daten: der Zimmermann einen Plan, die Maschine 3-D-Daten, der Roboter Codezeilen. «Alle Daten speisen wir aus demselben 3-D-Modell», sagt Wehrle. Doch so einfach ist das nicht. Die Programme der Architekten und Fachplaner kommunizieren alle in ihren eigenen Dialekten. Der Roboter versteht aber nur eine Sprache. «Wir Holzbauer funktionieren deshalb als Übersetzer.»

Seit einem Jahr arbeitet Erne zudem mit einem Einarmroboter, der kleiner und handlicher ist. «Damit können wir Dinge ausprobieren.» 2019 fertigte er ein Dach siehe Seite 24, das sich vielgliedrig auffächert. Der Roboter schnitt die Teile zu und positionierte sie im Raum. Verschraubt hat sie nach wie vor ein Mensch. Planen und Assemblieren sind die beiden Kernkompetenzen, auf die sich Erne spezialisiert hat. Die Digitalisierung rückt die Gewerke zusammen. Erne fertigt komplexe Elemente, die Dämmung, Elektrokabel oder Lüftungsrohre integrieren. Für Wehrle ist klar: «In Zukunft müssen die Unternehmen früher involviert werden.» Manchmal arbeitet der Holzbauer vor der Ausschreibung als Berater mit. So kann er die Konstruktion schon im Entwurf auf seine Bausysteme abstimmen.

Die Digitalisierung verunsichert viele. Doch zurücklehnen und abwarten hilft nicht. Wehrle berichtet von einem Bauherrn, der mit seinem Haus-und-Hof-Architekten brach, weil dieser nicht fit genug war für die digitale Planung. «Das ist die Schattenseite», sagt Wehrle. «Der digitale Zug hängt manche ab.»

 

Das Themenheft «Digitales Holz» erhalten Abonnenten von Hochparterre mit dem Januar-/Februarheft.

Dieser Beitrag stammt aus dem Themenheft «Digitales Holz», das Hochparterre und Wüest Partner herausgegeben haben, mit Unterstützung vom BAFU, WaltGalmarini, Blumer Lehmann, Erne Holzbau, Renggli, Lignum, Häring, Pensimo und Implenia.

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