Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr bauen mit weniger Material, Abfall, Energie und Emissionen

21.11.2016

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat am 18. November 2016 die Einrichtung eines neuen Sonderforschungsbereichs (SFB) an der Universität Stuttgart bewilligt. Der SFB 1244 mit dem Titel „Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen“ untersucht die Frage, wie angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung und schrumpfender Ressourcen künftig mehr Wohnraum mit weniger Material geschaffen werden kann. Sprecher ist Prof. Werner Sobek vom Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK). Zudem ist die Universität Stuttgart an dem neuen Sonderforschungsbereich CAMPOS (Sprecherhochschule Universität Tübingen) in drei Projekten beteiligt.

Der Rektor der Universität Stuttgart, Prof. Wolfram Ressel, betont: „Mit dem neuen SFB 1244 konnte die Universität Stuttgart - nach dem Transregio „Biological Design and Integrative Structures“ - nun zum zweiten Mal binnen zwei Jahren einen Sonderforschungsbereich einwerben, der anpassungsfähige und gleichzeitig ökologisch effiziente Strukturen für Gebäude von Morgen in den Mittelpunkt stellt. Dies unterstreicht die Forschungsstärke der Universität Stuttgart in ihrem Schwerpunkt „Architektur und adaptives Bauen“, der die Grenzen herkömmlichen Bauens durchbricht und wichtige Beiträge zur Schonung der weltweiten Ressourcen leistet.“


Adaptives Tragwerk in Form einer Holzschale: Die Stuttgart SmartShell

Foto: Bosch Rexroth

Der Sprecher des neuen Sonderforschungsbereichs, Prof. Werner Sobek, ergänzt: „Der Einsatz adaptiver Elemente erlaubt Einsparungen beim Einsatz von Material und Energie in bisher nicht gekannten Größenordnungen. Damit zeigt der SFB 1244 Wege auf, mittels derer das Bauwesen einen wichtigen Beitrag zu drängenden ökologischen und ökonomischen Fragen unserer Zeit leisten kann.“

Rund 60 Prozent des weltweiten Ressourcenverbrauchs, 50 Prozent des Massenmüllaufkommens sowie jeweils 35 Prozent des Energieverbrauchs und der Emissionen gehen auf das Konto des Bauschaffens. Diese Zahlen dürften noch steigen, wenn man bedenkt, dass rund zwei der derzeit 7,4 Milliarden Menschen auf der Erde jünger sind als 16 Jahre.

Allein die Schaffung von Wohnungen, Arbeitsplätzen und Infrastrukturen für diese Bevölkerungsgruppe erfordert es, in den kommenden 16 Jahren den gesamten im Jahr 1930 weltweit vorhandenen Baubestand zu duplizieren. Die Errichtung eines so großen Bauvolumens in so kurzer Zeit ist mit herkömmlichen Methoden nicht ohne gravierende Konsequenzen für unseren Planeten zu leisten. Daher sind dringend neue Ansätze gefragt, die es erlauben, mehr mit weniger Material zu bauen – und das verbaute Material auch wieder voll in natürliche oder technische Stoffkreisläufe rückführbar zu machen.

Als Lösungsansatz erforscht der neue Sonderforschungsbereich 1244 den Einsatz adaptiver Elemente in tragenden Strukturen, Hüllsystemen und Innenausbauten. Solche Elemente ermöglichen es, die strukturellen und die bauphysikalischen Eigenschaften von Materialien und Bauteilen gezielt so zu verändern, dass diese sich immer optimal an unterschiedliche Belastungen anpassen.

Dies hat gleich mehrere Vorteile: Tragende Strukturen können dadurch mit weniger Material- und Energieeinsatz hergestellt werden. Im Bereich der Gebäudehülle fördern adaptive Elemente die Energieeffizienz und führen zu einer deutlich verbesserten Aufenthaltsqualität in den Gebäuden selbst – wichtige Voraussetzungen für eine Steigerung des körperlichen und geistigen Wohlbefindens der Nutzer. Neben den statisch-konstruktiven und den bauphysikalisch relevanten Auswirkungen und Chancen eröffnet die Integration von adaptiven Elementen zudem einen erweiterten Entwurfs- und Gestaltungsspielraum für die Architektur selbst.

Fundamentale Erweiterung der Architektur

Grundlegend neu ist dabei, dass ein Gebäude mit adaptiven Qualitäten nicht mehr – wie bisher – als ein in sich abgeschlossenes und fertiges Produkt angesehen werden muss. Die Nutzer können bestimmte Eigenschaften des Gebäudes gezielt auf ihre Bedürfnisse anpassen. Dies eröffnet den Übergang vom bisher gekannten Gebäude zum architektonischen Environment.

Die Integration von adaptiven Elementen in tragende Strukturen, Hüllsysteme und Innenausbauten bedeutet eine Erhöhung der Anzahl der am Planungsprozess beteiligten Disziplinen bei gleichzeitiger Steigerung der Interdependenzen und Korrelationen der einzelnen Planungsinhalte und -vorgänge. Um dem gerecht zu werden, wird der SFB 1244 Planungsinhalte und -methoden aus dem Maschinenbau, der Architektur, dem Flugzeugbau und dem Bauingenieurwesen zusammenführen. Er baut auf Kompetenzen in den Bereichen Leichtbau, Komponentenentwicklung, Systemdynamik, Planungstheorie, visuelle Analyse und Gestaltung auf.

Mitbeteiligung an Sonderforschungsbereich Campos

Des Weiteren ist Prof. Wolfgang Nowak von der Universität Stuttgart an dem in gleicher Sitzung ebenfalls neu bewilligten Sonderforschungsbereich „CAMPOS – Stoffumsatz in Einzugsgebieten: Metabolisierung von Schadstoffen auf der Landschaftsskala“ (Sprecher Prof. Peter Grathwohl, Universität Tübingen) mit drei Teilprojekten beteiligt. Der SFB untersucht den Transport und Umsatz von Schadstoffen in den großräumigen und langfristigen Prozessketten, wie sie in der Natur vorherrschen. Er tut dies mithilfe neuartiger Beobachtungssysteme sowie numerischer Landschaftsmodelle und möchte so die Grundlage für zuverlässigere Voraussagen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels schaffen. Besonderen Fokus erhalten Landschaftselemente wie Flüsse, Teilgebiete im Quellbereich von Flüssen, Talebenen, geklüftete Grundwasserleiter und Böden. Die Beiträge seitens der Universität Stuttgart liegen im Bereich der optimalen Planung von Experimenten, sowie in der Abschätzung von Unsicherheiten, welche bei der Modellierung und Simulation komplexer und bislang unvollständig verstandener Vorgänge beim Schadstofftransport unvermeidlich sind.

Kontakt:
Prof. Dr. Werner Sobek, Universität Stuttgart, Institut für Leichtbau Konstruieren und Entwerfen (ILEK), Tel. +49 (0)711 685 6 62 26, E-Mail:
werner.sobek(at)ilek.uni-stuttgart.de, http://www.uni-stuttgart.de/ilek/

Prof. Wolfgang Nowak, Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung, Stochastische Simulation und Sicherheitsforschung für Hydrosysteme, Tel. +49-711-685 60113, E-Mail: Wolfgang.Nowak@iws.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Die Berge im Wohnzimmer
08.08.2018 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Bei der Planung von Gebäuden an die Sommerhitze denken
07.08.2018 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schatzkammer Datenbank: Digitalisierte Schwingfestigkeitskennwerte sparen Entwicklungszeit

16.08.2018 | Informationstechnologie

Interaktive Software erleichtert Design komplexer Gussformen

16.08.2018 | Informationstechnologie

Fraunhofer HHI entwickelt Quantenkommunikation für jedermann im EU-Projekt UNIQORN

16.08.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics