Projektstruktur

B: Systemtechnik und Auslegung

Durch die aktive Anpassung von Strukturen an einen vorliegenden Lastfall lassen sich die Grenzen des Baubaren deutlich verschieben. Im Projektbereich B wird die Adaptivität systematisch untersucht, sodass all ihre Teilaspekte präzise analysiert, modelliert und ausgelegt werden können.

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.

Durch die beschriebene Adaptivität, also durch die aktive Anpassung von Strukturen an einen vorliegenden Lastfall lassen sich die Grenzen des Baubaren deutlich verschieben. Im Projektbereich B wird die Adaptivität systematisch aufgegleist, sodass all ihre Teilaspekte präzise analysiert, modelliert und ausgelegt werden können.

Die neuen Möglichkeiten im Bereich der Auslegung und der Planung erfordern eine Klassifizierung aller Aktivierungsprinzipien. Bauwerke mit adaptiven Tragwerken sollen so analysiert werden, dass die Gesamtheit aller auftretenden Lastfälle über ein dynamisches Modell in die Beanspruchung des Gebäudes abgebildet werden kann. Von den dynamischen Modellen werden Simulationsmodelle abgeleitet, mit denen die unterschiedlichsten Aktivierungen in ihren Auswirkungen dargestellt werden können.

Adaptive Tragwerke sind immer mit einem Schaltkreis bestehend aus Sensoren, Aktoren und Reglern ausgestattet. Es muss daher eine Informationsverarbeitung entwickelt und zur Verfügung gestellt werden, um aus den Sensorsignalen eine möglichst umfassende Rekonstruktion des Gesamtzustands des Gebäudesystems auch aus sicherheitstechnischen Gesichtspunkten zu erhalten. Dazu werden neue Methoden zur interaktiven visuellen Analyse der gekoppelten, hochdimensionalen Simulations- und Sensordaten entwickelt.

Im Projektbereich B steht zudem die Erarbeitung von Sicherheitskonzepten im Mittelpunkt. Dafür müssen die Gebäude so ausgelegt werden, dass definierte Zuverlässigkeitskriterien erreicht werden und Maßnahmen der funktionalen Sicherheit entwickelt werden können. Diese werden in ein entsprechendes Sicherheitskonzept überführt, das eine umfassende Fault Diagnose ermöglicht. Daher werden geeignete Steuerungs- und Regelalgorithmen, Automatisierungsstrukturen, Hard-, Softwaredevelopmentabläufe insbesondere unter dem Aspekt der sicherheitstechnischen Fragestellungen erforscht.

Struktur von Projektbereich B (c)
Struktur von Projektbereich B

Leiter des Projektbereichs B Systemtechnik und Auslegung:

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Oliver Sawodny, Institut für Systemdynamik