Projektstruktur

A: Entwurfs- und Planungsmethodik

Die Planung und Realisierung adaptiver Hüllen und Strukturen erfordert durch ihre technischen Besonderheiten und gesamte Komplexität grundlegend neue Planungs- und Entwurfsmethoden, die im Forschungsbereich A entwickelt und beforscht werden.

Der SFB 1244 Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen hat das Ziel Wege aufzuzeigen, wie in Zukunft mehr mit weniger Material, weniger Abfall und weniger Emissionen gebaut werden kann. Zugleich soll sich der Bewohner oder Nutzer von Bauwerken psychisch und physisch in seiner gebauten Umwelt wohler fühlen als bisher.

Als Schlüssel zur Umsetzung dieser Ziele wird die Integration adaptiver Elemente in tragende Strukturen, Hüllsystem und Innenausbauten erforscht. Unter Adaptivität wird hierbei die gezielte Veränderbarkeit und damit die Anpassbarkeit der Geometrie, der Material- und der Bauteileigenschaften sowie der daraus resultierenden Gesamtreagibilität eines Gebäudes verstanden.

Gerade die tragenden Konstruktionen unserer Bauwerke stellen einen großen Anteil am weltweiten Ressourcenverbrauch, am Verbrauch von grauer Energie sowie am Massenmüllaufkommen dar.
Alle tragenden Konstruktionen werden für Spitzenbeanspruchungen, die beim Eintreten teilweise sehr selten auftretender Einwirkungen entstehen, ausgelegt. Sie sind damit für den überwiegenden Teil ihrer Lebensdauer extrem überdimensioniert.

Genau hier setzt die Idee der adaptiven Tragwerke an: mit Hilfe von präzise gesetzten Aktoren wird der Lastabtrag so manipuliert, dass Verformungen und Spannungen reduziert werden können. Dadurch kann bei gleichbleibender Tragfähigkeit der Konstruktion mit weniger Material gebaut werden. Bei Bedarf wird dem Tragwerk kurzfristig Energie zugeführt, die das passive Material ersetzt.

Im Projektbereich A angesiedelte Teilprojekte erforschen grundlegend neue Planungs- und Entwurfsmethoden zur Realisierung adaptiver Strukturen und Raumsituationen. Ziel ist es adaptive Tragwerke von Grund auf neu zu denken, anstatt den Entwurf von passiven Tragwerken durch adaptive Elemente zu verändern. Dies erfordert ein völlig neues Verständnis von Tragwerken, das sich vom architektonischen Entwurf bis zum statischen System, zur Berechnung und zur Messung erstreckt.

Hierzu sollen aufgrund der zahlreichen Parallelen zwischen der Produktentwicklung im Maschinenbau und dem Erstellen von Bauwerken unter Berücksichtigung der adaptiven Elemente neue Entwicklungs- und Planungsmethoden abgeleitet werden. Einerseits werden die speziellen Bedingungen im Bauwesen berücksichtigt und andererseits werden die Methoden, die bereits im Maschinenbau ihre Anwendung finden auf das Bauwesen übertragen. Zusätzlich zu diesen Methoden wird ein integrierter Planungs- und Entwicklungsprozess entwickelt, der die Vorgehensweisen aller beteiligten Disziplinen effektiv und effizient vereint.

Struktur von Projektbereich A (c)
Struktur von Projektbereich A

Leiter des Projektbereichs A Entwurfs- und Planungsmethodik:

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h.c. Werner Sobek, Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren