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SFB 1244: Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen
Fachliche Zuordnung
Bauwesen und Architektur
Chemie
Informatik, System- und Elektrotechnik
Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Chemie
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Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2017
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279064222
Bedingt durch die demographische Entwicklung und den weiter steigenden Wohlstand in vielen Ländern hat die weltweite Bautätigkeit auch in den vergangenen vier Jahren weiter zugenommen. Das Bauwesen steht derzeit für mehr als 50% des weltweiten Ressourcenverbrauchs – pro Sekunde werden über 1.000t Baustoff verbaut – und nahezu 40% der weltweiten klimaschädlichen Emissionen. Um diese große Hebelwirkung für die Erreichung von klimapolitischen Zielen wie beispielsweise dem Klimaschutzabkommen von Paris zu realisieren, sind jedoch signifikante Änderungen beim Bau, Betrieb und Rückbau der gebauten Umwelt nötig. Der SFB 1244 hat sich die Leitlinie „Wir müssen zukünftig für mehr Menschen mit deutlich weniger Material emissions-frei bauen“ von Anfang an als übergeordnetes Ziel gegeben. Die konsequente Verfolgung dieses Ziels ist heute wichtiger denn je.Der SFB 1244 baut in der zweiten Förderperiode auf den Ergebnissen der ersten Periode auf, die der Schaffung der Grundlagen sowie dem Ausloten der Potenziale und Auswirkungen adaptiver Technologien für die gebaute Umwelt gewidmet war.In den zurückliegenden vier Jahren ist es gelungen aufzuzeigen, dass mit dem Einsatz von adaptiven Tragwerken erhebliche Mengen an Baustoffen, Energie und Emissionen eingespart werden können. Es wurde zudem die Arbeitshypothese bestätigt, dass für die Konzeption adaptiver Hüllen und Strukturen neue Entwurfsansätze und -verfahren erforderlich sind. Ein besonderes Augenmerk wurde deshalb auf die Erforschung dieser neuen Entwurfs- und Planungsprozesse gelegt, was schließlich zu der Erkenntnis führte, dass eine ganzheitliche Reformulierung architektonischer Konzepte erforderlich ist. Bei der Neuformulierung der zugehörigen Planungsprozesse erwies sich dabei die interdisziplinäre Kooperation der Planungsbeteiligten als von zentraler Bedeutung.In der kommenden Förderperiode werden die bisher entwickelten Methoden generalisiert. Lag der Fokus in der ersten Förderperiode noch auf einfachen Beispielen wie dem 36m hohen Demonstrator-Hochhaus als weltweit erstem adaptiven Hochhaus, werden nun weitere Tragwerkstypologien untersucht. Obwohl die Adaption konventioneller Tragwerke schon ein großes Potenzial zur Masseneinsparung bietet, können konsequent adaptiv entworfene Tragwerke einen noch größeren Beitrag leisten. Um ideale Topologien und Typologien zu finden, bedarf es weiterer Untersuchungen, die in der zweiten Förderperiode erfolgen werden.Ein großes Potenzial für zusätzliche Masseneinsparungen liegt in flächigen Strukturen, die in vielen Bauten einen großen Teil der Mas-se ausmachen. Deshalb werden in der zweiten Förderperiode des SFB 1244 die bisher erforschten Formfindungs- und Entwurfsmethoden auf flächenhafte Tragwerke und Tragwerkselemente ausgeweitet und Aktuierungsmöglichkeiten für adaptive flächige Strukturen untersucht. Ein weiteres wichtiges Thema, das in der zweiten Förderperiode gestärkt wird, sind adaptive Fassaden. Aufbauend auf den grundlegenden Arbeiten in de
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
- A01 - Entwicklung von Methoden und integralen Prozessen für die Planung adaptiver Bauwerke (Teilprojektleiter Blandini, Lucio ; Roth, Daniel ; Sobek, Werner )
- A02 - Entwicklung integrativer Entwurfsverfahren und computerbasierter Entwurfswerkzeuge für adaptive Strukturen und deren Rekonfiguration (Teilprojektleiter Menges, Achim )
- A03 - Architektonisch-entwerferische Konzepte für adaptive Räume (Teilprojektleiterinnen Mahall, Mona ; Serbest, Asli )
- A04 - Formfindung, Strukturoptimierung und Systemoptimierung von Flächentragwerken (Teilprojektleiter Bischoff, Manfred ; Blandini, Lucio )
- A05 - Systemkonzepte und Planungsmethoden für bauphysikalische Auslegung und Betrieb von adaptiven Gebäuden (Teilprojektleiter Linder, Marc ; Sawodny, Oliver ; Thess, André )
- A06 - Integration aktiver Elemente in Stabtragwerke (Teilprojektleiter Blandini, Lucio ; Sawodny, Oliver ; Sobek, Werner )
- A07 - Entwurf und Analyse einer anpassungsfähigen kinetischen Hülle zur Optimierung der Lichtverhältnisse und zur Reduzierung der Strahlungseinträge in den Stadtraum (Teilprojektleiterin Matheou, Maria )
- B01 - Charakterisierung, Modellierung und Reduktion (Teilprojektleiter Bischoff, Manfred ; Eberhard, Peter )
- B02 - Schätzung des Systemzustands und optische Deformationsmessung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Haist, Tobias ; Tarín Sauer, Cristina )
- B03 - Methoden und Technologien für ausfallsichere adaptive Tragwerke (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bischoff, Manfred ; Dazer, Martin ; Tarín Sauer, Cristina )
- B04 - Steuerungs- und Regelungskonzepte für adaptive Bauwerke (Teilprojektleiter Böhm, Michael ; Sawodny, Oliver )
- B05 - Visuelle Analyse adaptiver und ultraleichter Strukturen und Hüllen (Teilprojektleiter Reina, Guido ; Weiskopf, Daniel )
- C01 - Adaptive Gebäudehüllen mit mikro- und raumklimatischer Wirksamkeit (Teilprojektleiter Haase, Walter )
- C02 - Integrierte Fluidaktoren (Teilprojektleiter Binz, Hansgeorg ; Blandini, Lucio ; Kreimeyer, Matthias )
- C05 - Adaptive (multifunktionale) bauphysikalische Materialsysteme zur Integration in die Gebäudehülle (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Leistner, Philip ; Park, Sumee )
- C06 - Adaptive, fassadenintegrierte Adsorptionssysteme für das Thermomanagement von Leichtbau-Gebäuden (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Ostermann, Martin ; Park, Sumee ; Schäfer, Micha ; Thess, André )
- C07 - Adaption von Brücken: Erhöhung der Dauerhaftigkeit und Optimierung der Steifigkeit (Teilprojektleiter Bischoff, Manfred ; Blandini, Lucio ; Sobek, Werner )
- D02 - Ganzheitliche Bilanzierung von adaptiven Hüllen und Strukturen (Teilprojektleiter Albrecht, Stefan ; Leistner, Philip )
- Z01 - Demonstratoren und Funktionsmuster (Teilprojektleiter Sawodny, Oliver )
- Z02 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Sawodny, Oliver )
- Ö - Öffentlichkeitsarbeit (Teilprojektleiter Bischoff, Manfred ; Blandini, Lucio ; Sawodny, Oliver )
Abgeschlossene Projekte
Antragstellende Institution
Universität Stuttgart
Beteiligte Hochschule
Bauhaus-Universität Weimar; Hochschule für Künste Bremen
Beteiligte Institution
Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP); Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Standort Stuttgart
Standort Stuttgart
Sprecher
Professor Dr.-Ing. Oliver Sawodny