Der Autor geht ausführlich auf den derzeitigen Kenntnis- und Anwendungsstand und auf die Vorteile von Faserverbundstrukturen ein. Er beschreibt Planungswerkzeuge zur Generierung adaptiver Systeme und identifiziert geeignete, intelligente Materialien für verschiedene Verwendungszwecke. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend an mehreren Objekten verifiziert und die Möglichkeiten zusammengefasst.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bei der Planung lebenszyklusoptimierter Gebäudes sind verschiedene Einflussfaktoren sorgfältig aufeinander abzustimmen. Zwischen diesen Einflussfaktoren existieren jedoch zahlreiche Abhängigkeiten, die eine manuelle Vorgehensweise zur Optimierung schwierig und zeitaufwändig macht. Im Projekt wurden Methoden entwickelt, die es Planern ermöglichen, in kurzer Zeit systematisch nach Optima für lebenszyklusgerechte Gebäude zu suchen. Hierbei lag der Fokus auf zwei Themenfeldern: erstens, der Berechnung der Lebenszyklusperformance (LCP) auf Basis der wenigen im Entwurfsstadium vorhandenen Informationen und zweitens, der Entwurfsraumerkundung bei einander bedingenden Entwurfsparametern. Für ersteres wurde eine Methode zur Abschätzung der LCP in Echtzeit auf Basis verschiedener Lebenszyklusdatenbanken und parametrischer Modelle entwickelt. Für letzteres wurde ein Framework entwickelt, welches erlaubt, die mittels parametrischer Modelle erzeugten Varianten nach verschiedenen Kriterien systematisch zu vergleichen. An verschiedenen Szenarien wurde die Funktionsfähigkeit der entwickelten Methoden überprüft. So konnte zum einen gezeigt werden, dass sich mit der parametrischen Methode zur Lebenszyklusanalyse sehr schnell valide Berechnungsergebnisse erzeugen lassen. Zum anderen konnte gezeigt werden, wie sich verschiedene Methoden zur Variantenexploration koppeln und mehrstufige Variantenräume organisieren und visualisieren lassen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Formveränderliche Faltwerke gewinnen zunehmendes Interesse als filigrane, materialsparende und wandelbare Hüllelementstrukturen für Fassaden- und Dachkonstruktionen. Sie sind grundlegend aus ebenen Platten aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein neuer Ansatz für eine geeigneten Füge- und Falttechnik ist der Einsatz innovativer 3D-Drucktechnologien für die Entwicklung faserverstärkter Gelenkpunkte zur Verbindung der Plattenelemente. Es konnte eine Fügetechnologie für leichte und formveränderliche Faltwerke aus schubsteifen Plattenelementen entwickelt werden, die auf dem 3D-Druck von Verbindungselementen aus langfaserverstärkten Kunststoff (Polyamid PA 6) basiert. Die Verbindungselemente übernehmen die Funktion eines in mehrere Richtungen faltbaren Gelenkknotens, der Platten aus Glas, Holz, Kunststoff oder Aluminium zu einer tragfähigen faltbaren Struktur verbindet. Die additive Fertigung mit lokaler Faserverstärkung (Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfaser) ermöglicht es unterschiedliche Materialanforderungen an Festigkeit und Steifigkeit in einem Bauteil und einem Fertigungsschritt zu vereinen. Die experimentell ermittelten Materialkennwerte für den Verbundwerkstoff ermöglichen es, die Gelenkknoten beanspruchungsgerecht zu dimensionieren. Mit Hilfe von Demonstratoren konnte die Tragfähigkeit unter Kurzzeitbeanspruchung nachgewiesen werden. Auch als kostenfreier Download erhältlich unter: www.baufachinformation.de/forschungsberichte
Aktualisiert: 2023-06-01
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Formveränderliche Faltwerke gewinnen zunehmendes Interesse als filigrane, materialsparende und wandelbare Hüllelementstrukturen für Fassaden- und Dachkonstruktionen. Sie sind grundlegend aus ebenen Platten aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein neuer Ansatz für eine geeigneten Füge- und Falttechnik ist der Einsatz innovativer 3D-Drucktechnologien für die Entwicklung faserverstärkter Gelenkpunkte zur Verbindung der Plattenelemente. Es konnte eine Fügetechnologie für leichte und formveränderliche Faltwerke aus schubsteifen Plattenelementen entwickelt werden, die auf dem 3D-Druck von Verbindungselementen aus langfaserverstärkten Kunststoff (Polyamid PA 6) basiert. Die Verbindungselemente übernehmen die Funktion eines in mehrere Richtungen faltbaren Gelenkknotens, der Platten aus Glas, Holz, Kunststoff oder Aluminium zu einer tragfähigen faltbaren Struktur verbindet. Die additive Fertigung mit lokaler Faserverstärkung (Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfaser) ermöglicht es unterschiedliche Materialanforderungen an Festigkeit und Steifigkeit in einem Bauteil und einem Fertigungsschritt zu vereinen. Die experimentell ermittelten Materialkennwerte für den Verbundwerkstoff ermöglichen es, die Gelenkknoten beanspruchungsgerecht zu dimensionieren. Mit Hilfe von Demonstratoren konnte die Tragfähigkeit unter Kurzzeitbeanspruchung nachgewiesen werden. Auch als kostenfreier Download erhältlich unter: www.baufachinformation.de/forschungsberichte
Aktualisiert: 2023-03-31
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Bei der Planung lebenszyklusoptimierter Gebäudes sind verschiedene Einflussfaktoren sorgfältig aufeinander abzustimmen. Zwischen diesen Einflussfaktoren existieren jedoch zahlreiche Abhängigkeiten, die eine manuelle Vorgehensweise zur Optimierung schwierig und zeitaufwändig macht. Im Projekt wurden Methoden entwickelt, die es Planern ermöglichen, in kurzer Zeit systematisch nach Optima für lebenszyklusgerechte Gebäude zu suchen. Hierbei lag der Fokus auf zwei Themenfeldern: erstens, der Berechnung der Lebenszyklusperformance (LCP) auf Basis der wenigen im Entwurfsstadium vorhandenen Informationen und zweitens, der Entwurfsraumerkundung bei einander bedingenden Entwurfsparametern. Für ersteres wurde eine Methode zur Abschätzung der LCP in Echtzeit auf Basis verschiedener Lebenszyklusdatenbanken und parametrischer Modelle entwickelt. Für letzteres wurde ein Framework entwickelt, welches erlaubt, die mittels parametrischer Modelle erzeugten Varianten nach verschiedenen Kriterien systematisch zu vergleichen. An verschiedenen Szenarien wurde die Funktionsfähigkeit der entwickelten Methoden überprüft. So konnte zum einen gezeigt werden, dass sich mit der parametrischen Methode zur Lebenszyklusanalyse sehr schnell valide Berechnungsergebnisse erzeugen lassen. Zum anderen konnte gezeigt werden, wie sich verschiedene Methoden zur Variantenexploration koppeln und mehrstufige Variantenräume organisieren und visualisieren lassen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Ausgabe GREEN EFFICIENT STUDENT HOUSING der Schriftenreihe ENERGY BASED DESIGN der Herausgeber Jürgen Ruth und Rainer Gumpp (Bauhaus-Universität Weimar) widmet sich der nachhaltigkeitsorientierten Planung eines Wohnheims für Studierende in Jena. Anhand der entwickelten Bewertungsmethode BENE werden Entwurfsentscheidungen hinsichtlich ihrer Auswirkung auf den Lebenszyklus des Gebäudes optimiert. Dies beginnt bei städtebaulichen Analysen, umfasst unter anderem energetische Simulationen, Umnutzungskonzepte und die Ökobilanzierung des gesamten Gebäudes. Die Ergebnisse sechs studentischer Entwürfe und geben einen Überblick über individuelle Lösungen für nachhaltige Architektur. Ziel ist es durch die strukturierte Aufarbeitung und Darstellung der unterschiedlichen kreativen Lösungen eine neue Form des nachhaltigkeitsorientierten Bauens zu etablieren.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Die Ausgabe GREEN EFFICIENT LEARNING CENTER der Schriftenreihe ENERGY BASED DESIGN der Herausgeber Jürgen Ruth und Rainer Gumpp (Bauhaus-Universität Weimar) schlägt die Brücke zwischen hochwertiger, nutzerbezogener Architektur und energiebezogenen Vorschlägen im städtebaulichen Kontext. Neun ausgewählte Arbeiten einer studentischen Entwurfsgruppe bieten individuelle und machbare Lösungsvorschläge für ein Lern- und Kompetenzzentrum im innerstädtischen Mischgebiet "Altes Zöllnerviertel in Weimar" an und vervollständigen ein Kompendium kreativer, nachhaltiger und zukunftssicherer Architekturen. Die ästhetische Qualität der Arbeiten steht ebenso im Vordergrund wie die Implementierung von sinnvollen und umsetzbaren Energiekonzepten, die sich im Bedarfsfall zu einem Verbund zusammenschließen können.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Der Autor geht ausführlich auf den derzeitigen Kenntnis- und Anwendungsstand und auf die Vorteile von Faserverbundstrukturen ein. Er beschreibt Planungswerkzeuge zur Generierung adaptiver Systeme und identifiziert geeignete, intelligente Materialien für verschiedene Verwendungszwecke. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend an mehreren Objekten verifiziert und die Möglichkeiten zusammengefasst.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Im Sommer 2008 stand auf dem Campus der Bauhaus-Universität Weimar das zu dieser Zeit größte Aufwindkraftwerk Deutschlands. Ein internationales Studententeam aus drei Architektur- und fünf Bauingenieurstudenten hat das innovative Tragwerk unter der Leitung von Prof. R. Gumpp und Prof. J. Ruth innerhalb eines Semesters entwickelt und gebaut.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Die Schriftenreihe 'Konstruktion und Gestalt' des Universitätsverlags veröffentlicht die Ergebnisse der Professur Tragwerkslehre des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojektes BOWOOSS. Titel der von den Autoren Jürgen Ruth, Christian Heidenreich, Jana Philipp verfassten Publikation lautet 'Shells for Shelter - Bionisch inspirierte Holzschalen-Notunterkünfte". Das Forschungsprojekt BOWOOSS verfolgte das Ziel, mithilfe bionischer Ansätze übertragungsfähige technische Lösungsansätze für Holzschalenkonstruktionen zu erarbeiten und diese am Markt dauerhaft und wirtschaftlich umzusetzen.
Hierbei wurden hochentwickelte natürliche Konstruktio nen wie z.B. Kieselalgen (Diatomeen) hinsichtlich ihres Tragverhaltens untersucht und Erkenntnisse für das Bauen im menschlichen Maßstab erarbeitet. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wurden nachhaltige, flexible und demontierbare Leichtbaulösungen für Schalenkonstruktionsweisen mit dem nachwachsenden Rohstoff Holz erarbeitet. Zur Demonstration der praxisnahen Einsatzmöglichkeit wurde die Holzschalen- konstruktion 'shells for shelter' als ressourcenschonende, leicht zu errichtende und individuell anpassbare Notunterkunft entwickelt. Diese Schalenkonstruktion diente des Weiteren zur Verifikation der erarbeiteten Werkzeuge und Planungstools von innovativer Finite-Element-Vernetzungstechnik über ressourcenoptimierte computergesteuerte Fertigungsmethoden bis hin zu QR-Codes als Qualitäts- und Einbaulagencontrolling.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Wie lassen sich Metaphern aus dem Werk Friedrich Nietzsches in gebaute Architektur übersetzen, die einen passenden Rahmen für Gespräche, Diskussionen und Vorträge bietet? Eine Antwort auf diese Fragestellung lieferten Masterstudenten der Bauhaus-Universität Weimar und ihre Betreuer im Sommer 2010 mit dem Projekt 'Nietzsches Gartenhaus'. Unter dem Motto 'Ein nachhaltiges Bauwerk als temporäre Gedankenwelt' wurde ein temporärer Gesprächs- und Veranstaltungspavillon in einem Semester geplant und errichtet.
Der Entwurf von Alexander Hollberg ging als Siegerprojekt aus einem studentischen Wettbewerb hervor und wurde in einem interdisziplinären Entwurfsseminar des Lehrstuhls Entwerfen und Tragwerkskonstruktion mit Unterstützung des Lehrstuhls Tragwerkslehre detailliert ausgearbeitet. Das Gebäude bezieht sich in seiner dreieckigen Form auf die drei Hauptthemen des Entwurfes - den Gesprächsgast, die Gedankenwelt Friedrich Nietzsches und den Ort Weimar. Es erfüllt hohe Ansprüche an eine nachhaltige Architektur, denn es wurde aus leichten und ökologisch sinnvollen Materialien errichtet, die nach der Demontage des Pavillons vollständig recycelt werden können.
Aktualisiert: 2019-03-15
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An der Bauhaus-Universität Weimar entstanden Anfang Juli 2009 das 'Screenhaus.solar', ein mit modernster Solartechnik betriebenes Kino, und das EnergyTerminal.solar, eine autarke Station für abgelegene Gebiete zur Versorgung mit Licht und Energie. Beide Projekte demonstrieren, wie sich Architektur und Bauingenieurwesen dem Thema erneuerbare Energien stellen und weltweit funktionierende sowie Ressourcen schonende Lösungen anbieten können. Ein internationales Studententeam hat die innovativen Tragwerke unter der Leitung von Prof. R. Gumpp und Prof. J. Ruth innerhalb eines Semesters entwickelt und gebaut.
Die Konstruktionen sind leicht an landestypische Baumaterialien anzupassen und dadurch weltweit einsetzbar. Der Aufbau aus einfachen linearen Elementen erlaubt es auch Nichtfachleuten, in kurzer Zeit die Tragkonstruktion wieder zu montieren. Dies ist vor allem für Gegenden mit vergleichsweise schwacher Infrastruktur oder auch für Katastrophengebiete von Interesse.Das Buch beschreibt Entwurf, Visualisierungen, Detaillierungen und Aufbau beider Projekte, die tagsüber das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln und ihn entweder in das allgemeine Netz einspeisen oder für den späteren Betrieb direkt speichern können. Der erzielte Energieüberschuss kompensiert die Energieaufwendungen für Materialherstellung, Logistik und Aufbau.
Aktualisiert: 2019-03-15
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