Durch gesetzliche Vorgaben werden Gebäude seit einigen Jahrzehnten deutlich energieeffizienter, weshalb Baumaterialien in der Lebenszyklusbetrachtung eine immer größere Rolle spielen. Vor dem Hintergrund des Klimawandels werden alte traditionelle Baustoffe wie Lehm, Holz und Stroh zu hocheffizienten Bauweisen weiterentwickelt, um umweltschädliche und auf endlichen Ressourcen basierende Baustoffe zu ersetzen. Für einen schnellen Übertrag von der Forschung in die Baupraxis sind bei der Entwicklung neuer Baustoffe gängige Bauweisen und -formate zu beachten. Dabei spielt das Mauerwerk mit rund 70% die größte Rolle im Wohnungsbau. Soll dieser umweltfreundlicher werden, so ist es erstrebenswert, mineralische Ziegel und Mauersteine vorzugsweise durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen. Das von Zukunft Bau geförderte Forschungsprojekt „StrohGold“ birgt großes Potenzial, Mauersteine aus Stroh zu entwickeln. Um solche und ähnliche Bauprodukte nutzen zu können und die Wende hin zu umweltschonenden Baumaterialien zu realisieren, ist ein kompatibler Mörtel basierend auf nachwachsenden, biologisch abbaubaren Grundstoffen notwendig. Wie herkömmliche Mörtel soll er den vertikalen Druck und den horizontalen Schub abtragen und so die Performance neuer Mauerwerksbaustoffe aus nachwachsenden Rohstoffen bzgl. Tragfähigkeit und Aussteifung enorm steigern. Die Verklebung der Mauersteine zur Wand gewährleistet Lastabtrag, Winddichtigkeit und weist zudem weitere vorteilhafte bauphysikalische Eigenschaften auf. Dazu zählt besonders das Bauklima durch angepasstes hygroskopisches und thermisches Verhalten zu den nachwachsenden Mauerwerksbaustoffen. Problemfreies, abfallarmes Recycling und sehr gute ökobilanzielle Werte sind weitere Vorteile eines solchen Mörtels. Auf dem Weg zu einem Bauwesen, das mehr auf nachwachsenden Ressourcen fußt und somit zum CO2-Speicher wird, stellt der neue Mörtel ein wichtiges Puzzleteil dar, das bisher nicht erforscht wurde.

Das Forschungsprojekt wird über das Bundes-Innovationsprogramm von »Zukunft Bau« gefördert und wird an der Professur Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre von Katharina Elert M. Sc. und Julian Pracht M. Sc. bearbeitet.

Das Bauhaus Participation Lab (BPL) ist ein innovativer methodischer Ansatz zur konstruktiven Einbindung von Bürger*innen in kommunale Planungsprozesse. Grundlage dafür sind responsive parametrische Planungsmodelle zur schnellen und interaktiven Erzeugung von Planungsvarianten sowie Methoden zum gemeinsamen Explorieren und Diskutieren der räumlichen Varianten in sozialer gemischter Realität. Durch die Kombination beider Technologien soll das BPL den Aushandlungsprozess zwischen verschiedenen Interessengruppen bei städtischen Entwicklungsprojekten erleichtern. Dazu sollen Techniken zur intuitiven und gemeinsamen Navigation großer Gruppen in den Planungsvarianten, Methoden zu Vergleich, Bewertung und Diskussion von Planungsvarianten, sowie einfache Interaktionsmechanismen zur Erzeugung und Änderung von Planungsvorschlägen zielgruppenspezifisch entwickelt werden. Diese Technologien sollen Bürger*innen motivieren und ermächtigen, sich aktiv am Planungsprozess zu beteiligen, indem sie das Verstehen von Planungsproblemen und deren räumlichen Lösungsansätzen fördern, neue Möglichkeiten der einungsäußerung bieten und zum Einbringen kreativer Vorschläge auffordern. Die Technologien sollen im Rahmen des Entwicklungskonzepts “BahnstadtWeimar” in mehreren Beteiligungsworkshops erprobt werden. Als neuer Mobilitätsknoten wird die Bahnstadt einen wichtigen Baustein für die Mobilitätswende in Weimar bilden und aufgrund ihrer Lage und Funktion eine große Anzahl an Menschen und Zielgruppen ansprechen. Die Erkenntnisse aus den Beteiligungsworkshops dienen der iterativen Weiterentwicklung der Technologien und der Erstellung von Handlungsempfehlungen für die Nutzung digitaler Werkzeuge in Beteiligungsprozessen.

Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Förderlinie "Die digitale Kommune (DiKom) Interaktive, partizipative und datengetriebene Planungsprozesse unterstützen"

Das »IrreguLab«, das von 2024 bis 2026 von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre mit ca. 390.000 Euro gefördert wird, ist ein interfakultatives und transdisziplinäres Lehr- und Lernlabor, das auf eine der großen Herausforderungen unserer Zeit reagieren möchte: die Verknappung wichtiger Ressourcen. Das Ziel ist es, innovative Ansätze zu entwickeln, die bisher ungenutzte Materialbestände erschließen. Exemplarisch wird im Rahmen des Projektes ein Rohstoff fokussiert, der in Thüringen, als Bundesland mit dem größten Holzeinschlag, geradezu im Überfluss vorhanden ist: unregelmäßig gewachsene Resthölzer. Studierende im Bereich Architektur, Produktdesign und darüber hinaus entwickeln Konzepte, Strategien und Methoden, wie diese Hölzer bearbeitet und genutzt werden können. Dazu sollen digitale Werkzeuge und Verfahren, wie 3D-Scanning, digitale Datenverarbeitung sowie CNC-gesteuerte und Augmented-Reality-unterstützte Fabrikation eingesetzt werden. Dadurch kann der sonst nicht genutzte Rohstoff präzise und effizient bearbeitet werden und es entstehen originelle, materialgerechte und vor allen Dingen ressourcenschonende Gestaltungs- und Herstellungsansätze. Im Projekt werden neuartige Lehr- und Lernformate, wie Augmented-Reality-Design-Build Workshops und Installationen angeboten sowie spezifische Transfer- und Austauschformate entwickelt. Diese bieten Studierenden die Gelegenheit, sich einerseits mit lokalen und regionalen Akteur*innen aus Forst-, Holzwirtschaft und Handwerk zu vernetzen und andererseits ihre hier entwickelten Visionen mit einer breiteren Öffentlichkeit zu teilen.

Das IrreguLab ist eine Kollaboration der Jun.-Prof. Dr. Thomas Pearce (Emerging Technologies and Design) mit M.Sc. Lukas Kirschnick (Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre) und Prof. Dr. Jan Willmann (Theorie und Geschichte des Design). 

Circa 20 bis 30 % des Strohs werden in Deutschland nicht benötigt und stellen daher eine bisher ungenutzte Ressource dar. Vor dem Hintergrund zunehmender Rohstoffverknappung, Preiserhöhungen von Baustoffen und nicht zuletzt der Klimakrise ist es naheliegend, nach günstigen, regional verfügbaren und erneuerbaren Ressourcen zu suchen. Ziel des Projekts ist es, einen lasttragenden Wandbaustoff auf der Basis von Stroh zu entwickeln und so das Nebenprodukt aus der Landwirtschaft für die Baustoffherstellung zu erschließen. Dabei soll die Tragfähigkeit des neuen Baumaterials Gebäude von bis zu drei Geschossen erlauben, idealerweise ohne die üblichen Wandquerschnitte von ca. 50 cm zu überschreiten. Zusätzlich wird geprüft, ob dank seiner wärmedämmenden Eigenschaften ein monolithischer Wandaufbau möglich ist. Bei der Entwicklung der Materialrezeptur wird viel Wert auf einen geringen ökologischen Fußabdruck und die biologische Abbaubarkeit bzw., falls notwendig, die sortenreine Trennbarkeit gelegt.

Das Forschungsprojekt wird über das Bundes-Innovationsprogramm von »Zukunft Bau« gefördert und wird an der Professur Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre durchgeführt.

Sowohl Planung als auch Bau wurden durch das interdisziplinäre Engagement der Studierenden getragen. Während der Planung galt es dabei unter anderem folgende Fragen zu beantworten: Wie können nachhaltige Baumaterialien zum Einsatz kommen? Wie kann das Gebäude klimaneutral und energieautark ausgestaltet werden? Wie kann der BEH als mobiler Holzbau ausgebildet werden, um auch an anderen Orten erprobt und erlebt zu werden? Wie kann das Gebäude die Kommunikation des umweltgerechten und ressourcenschonenden Bauens realisieren?

Der BEH versteht sich auch als Bauexperiment zur Erprobung neuer Nachhaltigkeitskonzepte bezüglich Baumaterialien, Anlagentechnik und ressourcenbewusster Bauplanung. Gleichzeitig sollen die Experimente als didaktisches Lehrstück in der akademischen Ausbildung nachvollziehbar sichtbar gemacht werden. Diesem Umstand trägt die architektonische Konzeption ebenso Rechnung: durch das außenliegende Holztragwerk ist die Funktionsweise des statischen Systems klar lesbar. In Analogie zu dieser konstruktiven Transparenz wird auch die Anlagentechnik mit ihren Kollektorflächen (Solarthermie und Photovoltaik), Rippenrohren zur Nachtauskühlung und Puffertanks offen gezeigt. So kann das Gebäude als Anschauungsbeispiel in der Lehre und für interessierte Besucher*innen genutzt werden.

Im weiteren Planungs- und Bauprozess sollen die Haustechnik, die das Gebäude energieautark werden lässt, sowie der Innenausbau im Detail konzipiert werden. Hierzu tauschen sich die Studierenden direkt mit Produzenten von Photovoltaik, Solarthermie, Wandheizung und -kühlung aus. Zudem konzipieren die Studierenden entsprechende Inneneinrichtung zur flexiblen Nutzung des Raumes als Reallabor und Ausstellungsraum. Der Finalentwurf der in diesem Semester zu erstellenden Ausführungsplanung dient als Grundlage für den weiteren Bau im Sommersemester 2024.

Weitere Informationen: uni-weimar.de/beh

Buildings are very cost and resource intensive objects. Their longevity and limited changeability require very careful planning. In addition to technical, ecological and economic aspects, aspects of building use in particular must be taken into account. However, such human-centered aspects are difficult to quantify. For lack of methods to objectively assess the user perspective, planners usually rely on their intuition. However, if the actual behaviour of the future users does not match the anticipated behaviour, this can lead to dissatisfaction with the respective building.

The aim of the project OpenVREVAL is to develop a virtual reality (VR) based evaluation methodology that makes it possible to make valid statements about the behaviour and emotions of different user groups already in the early planning phases. For this purpose, an open framework for the creation of questionnaires and interactions in VR is being developed. This framework should allow architects to quickly record use- and experience related criteria from a large number of potential building users for their specific case.

After completion of the project, planning variants can be systematically evaluated with regard to user experience & behaviour and the results of the evaluation can be visualised and analysed easily. In practice, this should serve as a basis for discussion to improve the design of buildings. Furthermore, it enables citizens to be actively involved in planning processes. This is a decisive factor for the creation of sustainable building concepts. As a long-term vision for the application of the developed method, a "user-friendliness certification" is conceivable. Furthermore, it is possible to use the collected data to create predictive models using artificial intelligence.

The planning of a multi-family-residential building can be characterized as a multi-objective optimization problem, as multiple criteria must be considered and negotiated with each other. The output of this process - the building design - has a great impact on the social, economic, and ecological performance of the building for a long time. Therefore, it is crucial to find the optimal solution with the best trade-off between the performance criteria. The challenges that the planner faces during the planning process are (a) a large number of the design options and (b) that the fitness criteria (goals) vary from project to project and even during the work at one design. Currently, the process of the manual solution search is highly time-consuming, and hence, it is usually not possible to guarantee that the "true" optimal solution is found. The goal of this project is to develop a method for efficient automatic generation of design options for multi-family-residential buildings. The focus of the project is the cross-scale generation of designs, from the building envelopes to the detailed floorplans.