Projektbereich A: Entwurfs- und Planungsmethodik
Projektbereich A: Entwurfs- und Planungsmethodik

[Foto: ILEK]
Projektbereich D: Ökologische und ökonomische Aspekte
Projektbereich D: Ökologische und ökonomische Aspekte

[Foto: ILEK]
Projektbereich C: Integrative Bauelemente
Projektbereich C: Integrative Bauelemente

[Foto: ISB, Yves Klett]

Sonderforschungsbereich (SFB) 1244

Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen

Seit Januar 2017 gehen vierzehn Institute der Universität Stuttgart in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit der Frage nach, wie angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung und schrumpfender Ressourcen künftig mehr Wohnraum mit weniger Material geschaffen werden kann.  Ziel des SFB 1244 ist es, für das Bauwesen Antworten auf die drängenden ökologischen und sozialen Fragen unserer Zeit zu finden. Das Bestreben ist die Energie-, Material- und Emissionsbilanz von Tragwerk und Fassade während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes durch die Adaptivität zu optimieren. 

Prof. Werner Sobek (vormaliger Leiter des Instituts für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren) hat als Initiator den SFB 1244 bis Ende 2020 als Sprecher geleitet. Seit Januar 2021 hat Prof. Oliver Sawodny (Institut für Systemdynamik) die Sprecherrolle übernommen. Die zahlreichen Veröffentlichungen der Wissenschaftler*innen geben einen Einblick in die bisherigen Ergebnisse aus der Forschung:

D1244

An der Universität Stuttgart wurde in Rahmen des SFB 1244 das weltweit erste adaptive Hochhaus, D1244, entwickelt. Das Besondere an diesem Demonstrator, ist die Integration von aktiven Elementen in die Tragstruktur und die Fassade. Die adaptiven Elemente geben dem Gebäude die Möglichkeit, selbständig durch integrierte Sensoren, auf äußere Einwirkungen wie Wind oder Erdbeben zu reagieren.  Durch die Integration von aktiven Elementen in die Tragstruktur erkennt das D1244 dank seiner Sensorik in Sekundenbruchteilen die Kräfte, die auf das Gebäude einwirken – und kann ihnen mit Hilfe seiner Regelungstechnik gezielt entgegenwirken. Die Sensoren erfassen auftretende Verformungen, und die im Gebäude verbauten Hydraulikaktoren (die „Muskeln“) erzeugen daraufhin gezielt eine Gegenkraft. Diese dient der Dämpfung von Schwingungen und verhindert Verformungen – so kann deutlich leichter gebaut werden als dies ohne Adaptivität möglich wäre. 

In den kommenden Jahren wird auch die Fassade des D1244, die aktuell aus einer einlagigen, rezyklierten Membrane besteht, nach und nach durch adaptive Hüllelemente ersetzt. Diese neuen Fassadenelemente können zum Beispiel den Licht- und Energieeintrag in das Gebäude, den Luftaustausch, sowie den Wärmedurchgang aktiv beeinflussen. Zudem werden bauphysikalische und komfortbezogene Anforderungen an das Innere des Gebäudes mit stadtraumbezogenen Funktionalitäten wie Regenwasser- und Temperaturmanagement kombiniert. Adaptive Hüllkonzepte eröffnen somit ein völlig neuartiges Funktionsspektrum im Fassadenbereich. Dabei soll eine neue Art anpassungsfähiger Gebäudehüllen entstehen, die gezielt auf veränderliche Umweltbedingungen und sich ändernde Nutzeranforderungen reagieren kann. Die ersten adaptiven Fassadenelemente am D1244 werden ab Mitte 2022 eingebaut.

Den Entstehungsprozess des Hochhauses und die Arbeit der Beteiligten sind in einem kurzen Video dokumentiert:

05:15
© ILEK/ISYS/SFB1244/Universität Stuttgart

Transformation durch Adaptivität 

Durch die Entwicklung neuartiger Adaptivitätskonzepte für alle Bereiche der gebauten Umwelt, steht der SFB 1244 für eine nachhaltige Architektur, die Verantwortung für ökonomische, ökologische und soziokulturelle Fragestellungen übernimmt. Grundlage für die Definition dieses Ziels ist die gemeinsame Überzeugung aller Partner, dass Material- und Energieverbrauch im Bauprozess in naher Zukunft extrem reduziert werden müssen - bei gleichzeitiger Steigerung des Nutzerkomforts.

Adaptivität in der gebauten Umwelt erfordert eine grundlegende Transformation der architektonischen Konzeption von Gebäuden. Dementsprechend geht es beim SFB 1244 sowohl um die Entwicklung einzelner (Bau-)Komponenten, als auch um deren Einbindung in das Gesamtsystem. Beiden Schwerpunkten kommt die gleiche Gewichtung zu. Nur durch diesen integralen Ansatz, kann das Bauwesen sich den Herausforderungen unserer Zeit stellen.

Der SFB1244 wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft mit der
Projektnummer 279064222 gefördert.

Dieses Bild zeigt Adelheid Winkler

Adelheid Winkler

 

Koordination & Finanzbuchhaltung des SFB1244

Dieses Bild zeigt Walter Haase

Walter Haase

Dr.-Ing.

Geschäftsführer, Vorstand & Teilprojektleiter

Dieses Bild zeigt Oliver Sawodny

Oliver Sawodny

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.

Sprecher, Vorstand & Teilprojektleiter

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