FOR 2363:  Bewertung von Gebäudeentwurfsvarianten in frühen Entwurfsphasen auf Basis adaptiver Detaillierungsstrategien

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271444440

IIn frühen Entwurfsphasen werden grundsätzliche Planungsentscheidungen mit maßgeblichem Einfluss auf die spätere Performance des geplanten Gebäudes getroffen. Besondere Bedeutung kommt hierbei der Vorentwurfs- und Entwurfsplanung zu. Dieser hochkomplexe und iterative Entwicklungs-, Analyse- und Bewertungsprozess wird heutzutage nur eingeschränkt durch geeignete computerbasierte Methoden unterstützt. Insbesondere die Problematik des Zusammenspiels von frühen Gebäudeentwürfen des Architekten mit den sehr detaillierten Simulations-verfahren der Ingenieure ist bislang nicht systematisch gelöst. Eine konsistente und effiziente Zusammenarbeit ist jedoch für einen ganzheitlichen Entwurf von Gebäuden unumgänglich.Das Hauptziel der Forschergruppe ist die Entwicklung neuartiger Methoden, um die enormen Potenziale einer modellgestützten und simulationsbasierten Entwurfsplanung sowie Möglichkeiten ihrer technischen Umsetzung aufzuzeigen. Wesentliche Grundlagen wie die Schaffung von Möglichkeiten zur formalen Spezifikation von Gebäudedetaillierungsstufen einschließlich der expliziten Beschreibung von Vagheiten und deren Interpretation durch Simulation und Analysen konnten im Rahmen der ersten Phase geschaffen werden. Die einfache Wiederverwendung, intelligente Optimierung und zielgerichtete Wissensgenerierung zur Erstellung und Bewertung von Gebäudeentwurfsvarianten stehen im Fokus der zweiten Phase der Forschergruppe. Hierbei sollen in den einzelnen Teilprojekten folgende wissenschaftliche Fragestellungen bearbeitet werden: (a) Wie können Detaillierungsvorgänge zwischen verschiedenen Entwurfsvarianten möglichst automatisiert und nachvollziehbar übernommen werden? (b) Wie können Erfahrungen der Variantenbildung von ähnlichen Projekten in den aktuellen Entwurf einfach integriert werden? (c) Wie können Potentiale zur Verbesserung von Gebäudeentwürfen besser erkannt und die Planer gezielter unterstützt werden? (d) Wie können lebenszyklusbasierte Energie- und Umweltwirkungsanalysen unter Verwendung von Erfahrungswissen und Entwurfsstrategien aus vorhergehenden Projekten schon in frühen Phasen verwendet werden? (e) Wie können Erkenntnisse bei der Entwicklung und Auswahl von Tragwerkssystemen und Strategien für Energieeffizienz und niedrige Umweltauswirkungen für weitere Optimierungen genutzt werden? (f) Wie können die getroffenen Entwurfsentscheidungen auf Basis der vorhandenen Rand-bedingungen und Annahmen nachvollziehbar erklärt werden? Dabei werden u.a. Verfahren der Graphentheorie, des fallbasierten Schließen und des maschinellen Lernens teilprojektübergreifend eingesetzt und weiterentwickelt. Angesichts der gesellschaftlichen Herausforderungen und der damit verbundenen Anforderungen an Gebäude in Hinblick auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit und unter Berücksichtigung der jüngsten Entwicklungen im Bauwesen auf dem Gebiet der modellgestützten Planung besitzen die geplanten Entwicklungen zudem ein hohes Anwendungspotential.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Datengetriebene Bewertung von Entwurfsvarianten (Antragsteller Petzold, Frank )
• Formale Konzepte zur Verwaltung von Entwurfsvarianten auf Basis digitaler Gebäudemodelle (Antragsteller König, Markus )
• Intelligente Ersatzmodelle in der Tragwerksplanung (Antragstellerin Schnellenbach-Held, Martina )
• Koordinationsfonds (Antragsteller König, Markus )
• Koordinationsfonds (Antragsteller König, Markus )
• Repräsentation und Übertragung von Detaillierungsvorgängen auf Basis formaler Graphtransformationssysteme (Antragsteller Borrmann, André )
• Wissensbank und Machine-Learning-Assistenz für performance-orientiertes Bauen (Antragsteller Geyer, Philipp ;  Lang, Werner )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Markus König