Die Idee
Inspiriert von der Ausstellungshalle der Landesgartenschau 2014 in Schwäbisch Gmünd (ICD/ITKE, Universität Stuttgart): eine selbsttragende Plattenschale aus 243 einzigartigen Buchen-Sperrholzplatten, verbunden durch 7.600 robotisch gefräste Fingerzinken-Verbindungen — nur 50 mm dünn, dem Skelett eines Seeigels nachempfunden.
Die Besonderheit dieser Simulation: Statt Vorfertigung in einer Fabrikhalle steht der Roboter direkt auf der Baustelle. Rohplatten werden angeliefert, vor Ort per CNC gefräst und Platte für Platte montiert — die Baustelle wird zur Fabrik. Kein Schwertransport, keine Kranlogistik für überdimensionierte Module.
Warum „FullerHome“?
Der Name ehrt Richard Buckminster Fuller(1895–1983), der die geodätische Kuppel in den späten 1940er-Jahren populär machte. Fullers Obsession war „mehr mit weniger erreichen“: Eine Kugel umschließt das größte Volumen mit der geringsten Oberfläche, und ein geodätisches Gitter verteilt Lasten so gleichmäßig, dass die Struktur weder Stützen noch Balken noch tragende Innenwände braucht. Seine Vision ging über die Geometrie hinaus — er stellte sich massenproduzierte, per Flugzeug lieferbare Häuser vor (das Dymaxion House), Jahrzehnte bevor jemand von Vorfertigung oder Serienbau sprach. Ein Roboter, der vor Ort aus einem Flachpaket von Platten eine Kuppel montiert, kommt Fullers ursprünglicher Idee wohl näher als die meisten zu seinen Lebzeiten gebauten Dinge.
Wo Kuppeln glänzen
~30% weniger Hüllfläche pro m³ als ein Quader — weniger Material, weniger Wärmeverlust. Aerodynamisch bei Sturm und Schnee. Stützenfreie Spannweite, ideal für offene Grundrisse, Werkstätten, Gewächshäuser, Veranstaltungs- und Gemeinschaftsräume. Die stärkste Struktur pro Kilogramm Material, die wir zu bauen wissen.
Wo sie an Grenzen stoßen
Gekrümmte Wände widersprechen dem rechtwinkligen Alltag: Möbel, Küchen, Standardfenster und -türen setzen alle rechte Winkel voraus. Jede Platte ist einzigartig — es gibt keine Standardteile (genau das Problem, das robotische Fertigung löst). Innenraumaufteilung verschenkt die offene Spannweite, die Akustik kann lebhaft sein, und der Wiederverkaufsmarkt ist konservativ.
Der Sweet Spot
Kuppeln ergeben dort am meisten Sinn, wo ihre Stärken zählen und ihre Schwächen nicht ins Gewicht fallen: Park-Unterstände, Besucher- und Tourismusbüros, Gemeinschaftsräume, netzunabhängige Bauten und Katastrophenhilfe — kleine bis mittlere öffentliche Gebäude mit einer offenen Funktion, nicht raumaufgeteilte Grundrisse. Genau deshalb bildet diese Simulation einen Unterstand, ein Büro und eine Bibliothek ab statt eines Privathauses.
Wie die Simulation funktioniert
Parametrisches Design
Typologie + Budget erzeugen deterministisch das Gebäude: Goldberg-Geometrie (Sechs-/Fünfecke als Dual eines geodätischen Ikosaeders), Verglasungsanteil, Tür, Stückliste und Kosten. Gleiche Eingabe → gleiches Gebäude.
Bausequenz
Eine Platte wird nur platziert, wenn sie das Fundament oder bereits gebaute Nachbarn berührt — Ring für Ring, von unten nach oben, genau wie es die statische Logik einer Schale verlangt. Keine schwebenden Teile, mathematisch validiert.
Roboter-Kinematik
Kettenfahrzeug-Roboter in realistischem Maßstab (~3,5 m Reichweite), inverse Kinematik in Echtzeit. Da sein Arm die Schale nicht von einem Standort aus abdecken kann, positioniert er sich um: Pro Platte fährt er zum zentralen Depot, greift, fräst per CNC, fährt dann zur nächstgelegenen Arbeitsstation und platziert. Ist die Schale fertig, fährt er durch die Türöffnung hinaus.
Der Roboter: In-situ Fabricator
Die Maschine in dieser Simulation ist dem In-situ Fabricator nachempfunden, entwickelt an der ETH Zürich (NCCR Digital Fabrication): ein kettenfahrender, selbstnavigierender Baurobotor — ein Industriearm auf Raupenketten mit eigener Stromversorgung und Steuerung, gebaut, um direkt auf der Baustelle statt in einer Fabrik zu fertigen. Er bewies das Konzept in Projekten wie Mesh Mould und dem DFAB HOUSE, wo er tragende Wände in Originalgröße vor Ort baute.
Die Simulation funktioniert jetzt so wie die echte Maschine: Sie positioniert sich um— fährt zwischen einer Handvoll Arbeitsstationen innerhalb des Grundrisses hin und her, weil ihr Arm die gesamte Schale nicht von einem Standort aus erreichen kann. Zwei ehrliche Lücken bleiben: Der originale IF trägt etwa 40 kg bei 2,55 m Reichweite — unsere Buchenplatten wiegen 50–80 kg, ein realer Einsatz bräuchte also die nächste Traglastklasse (oder zwei Roboter, die sich die Last teilen). Und die teleskopierbare vertikale Hubsäule ist eine konzeptionelle Erweiterung. Beides sind ingenieurtechnische Schritte, keine Forschungsfragen — genau das lässt robotische Montage vor Ort greifbar nah erscheinen.
Simulation vs. Realität
Die Simulation zeigt die reine robotische Montagezeit. Ein ehrlicher Bauzeitenplan sieht anders aus:
| Phase | Simulation | Realistisch |
|---|---|---|
| Baugenehmigung | — | 3–12 Monate |
| Fundament + Erschließung | — | 3–4 Wochen (inkl. Aushärtung) |
| Schale (Fräsen ∥ Montage) | 1–3 Tage | 1–2 Wochen |
| Wetterhülle + Fenster | — | 1–2 Wochen |
| Innenausbau | 5–10 Wochen | 8–14 Wochen |
| Schlüsselfertig ab Baubeginn | ~6 Wochen | 4–6 Monate |
Größte offene Fragen für echtes Wohnen: Dämmung (eine 50 mm dünne Schale erfüllt keine energetischen Vorgaben — ein reales Gebäude braucht eine Dämmschicht plus Innenschale), Fugendichtigkeit, Brandschutz. Die ITKE-Halle war ein unbeheizter Ausstellungsraum.
Kostenmodell
Grobe Schätzungen zur Veranschaulichung des parametrischen Modells, Größenordnung 2026 — keine Angebote: gefertigte Brettsperrholz-Schale ≈ 420 €/m² inkl. Fräsen und Verbindern, Isolierverglasung ≈ 650 €/m², Innenausbau ≈ 1.400 €/m² (vgl. BKI-Baukostendaten), Erschließung 25.000 € pauschal, Robotereinsatz 35.000 €, Planung & Genehmigungen 8%. Der Versorgungskern bündelt Strom, Wasser und Abwasser in der Gebäudemitte — kurze Leitungswege, keine Rohre innerhalb der Schalenplatten.
Datenblatt
Alle Werte reagieren live auf den Gebäudetyp und das Budget, die auf der Simulationsseite eingestellt sind — ändere dort die Konfiguration, und das Datenblatt rechnet neu.
FullerHome “Fahrzeugunterstand”
Gebäude
- Typ
- Fahrzeugunterstand — Geodätischer Carport auf Stelzen
- Grundriss / Höhe
- 7 × 7 m / 5.3 m
- Nutzfläche
- 33 m²
- Schalenfläche
- 43 m²
Material
- Holzplatten (Buchen-Brettsperrholz, 50 mm)
- 30 Stk.
- Glasplatten (isoliert)
- 0 Stk.
- Schalengewicht
- 0.7 t
- Verbindungen
- vor Ort CNC-gefräst
Zeitplan
- Robotermontage (Simulation)
- 12 h ≈ 1 Tag
- Schale, realistisch
- 1–2 Wochen
- Fundament + Erschließung
- 3–4 Wochen
- Innenausbau
- ~2 Wochen
- Schlüsselfertig ab Baubeginn
- 4–6 Monate
Kosten
- Holzschale inkl. Bodenplatte
- €16,865
- Verglasung
- €0
- Fundament
- €6,869
- Innenausbau
- €19,300
- Erschließung / Versorgungskern
- €4,750
- Robotereinsatz
- €10,500
- Planung & Genehmigungen (8%)
- €4,663
- Gesamt
- €62,947
Grobe Schätzungen zur Veranschaulichung des parametrischen Modells — keine Angebote. Der Grundriss ist je Typologie fest; ein höheres Budget kauft ein höheres Ausstattungsniveau (Schale, Fundament, Systeme, Innenausbau), nicht mehr Fläche — ein Park-Unterstand und eine Zweigstellenbibliothek liegen in sehr unterschiedlichen Bauqualitätsklassen, nicht unterschiedlichen Größen. Vgl. BKI-Baukostendaten. Ohne Dämmschicht / energetische Normkonformität und die Genehmigungsphase (siehe Vergabe-Abschnitt unten für diesen Zeitplan).
Roadmap
- Physik-Engine (Rapier) für Materialverhalten und Falleffekte
- Dämmung und Innenschale im Modell (energetisch normkonform)
- Modul-Einflug: Treppe und Zwischengeschoss durch die offene Kuppelspitze
- Zwei Roboter im Tandem (Fräsen und Montage getrennt)
- Stücklisten-Export als CNC-Fertigungsdaten