Seminar in englischer Sprache für Masterstudierende
Zeit: Freitag, 9:45 Uhr
Ort: 10.08, Keplerstr. 11, 10. OG
Im Mittelpunkt des Seminars steht die Untersuchung, Abstraktion und Übertragung biologischer Strategien in technische Anwendungen. Die Studierenden untersuchen in interdisziplinären Teams biologische Rollenmodelle in einem Bottom-up-Prozess und suchen nach Lösungsstrategien zu bestimmten Aspekten, indem sie biologische Rollenmodelle in einem Top-down-Prozess untersuchen. Computergestützte Simulations- und Analysewerkzeuge werden eingesetzt, um Modelldarstellungen für biologische Prozesse zu finden und Funktionsprinzipien zu untersuchen.
Evolutionäre Prozesse in der Natur haben als Reaktion auf Umwelt- und Leistungsanforderungen vielfältige Lösungen hervorgebracht, bei denen verschiedene funktionale und formgebende Aspekte in ein kohärentes System integriert werden müssen. Einige dieser Aspekte lassen sich zwar leicht auf architektonische Aspekte übertragen, doch arbeiten natürliche Organismen völlig anders als die heutige Bau- und Planungspraxis. Während die Natur sehr energie- und materialeffiziente Lösungen entwickelt hat, die auf geometrischer und materieller Differenzierung beruhen, basieren die heutige Bauindustrie und die Planungsprozesse meist auf der Standardisierung von Elementen und der Hinzufügung monofunktionaler Teilsysteme. Die jüngsten Entwicklungen im Bereich des computergestützten Designs und der digitalen Fertigungsverfahren haben einen grundlegenden Paradigmenwechsel von der industriellen
Produktion von standardisierten Elementen hin zu einem integrierten Designprozess eingeleitet. Diese Entwicklung eröffnet die Möglichkeit, architektonische Systeme zu schaffen, die sich durch multifunktionale, geometrisch differenzierte Strukturen auszeichnen, die der Leistungsfähigkeit natürlicher Morphologien entsprechen, und ermöglicht es uns somit, Funktionsprinzipien natürlicher Organismen auf architektonische Anwendungen zu übertragen.
Kontakt: Dr. Axel Körner
Entwurf in englischer Sprache für Bachelor- und Masterstudent*innen
Zeit: Montag 10:00 - 13:15 Uhr
Ort: 10.08, Keplerstr. 11, 10. OG
Designing for Urban Biodiversity: A Comprehensive Approach
The transdisciplinary studio course will be held between the programs of Architecture and Urban Planning and Master planning and Participation.
It will focus on codesign of architectural adaptations for support of urban biodiversity with a more-than-human perspective. This ‘systemic design’ studio will be based on teamwork where every student will take their role based on their background. The adaptations will be physically prototyped and placed in the real-life environment as ‘prototypical urban interventions.’ This will enable real-life reflection. Actually, urban biodiversity refers to the diversity of life forms in urban environments, which provide valuable ecosystem services and enhance human well-being. However, urbanization poses many challenges to the conservation and restoration of urban biodiversity, such as habitat loss, fragmentation, pollution, climate change, and human-wildlife conflicts. Therefore, designing for urban biodiversity requires a comprehensive approach that integrates scientific knowledge, creative thinking, and participatory methods.
In this course, students will learn how to design a product for supporting urban biodiversity, using a variety of tools and techniques. They will start by diagnosing the microclimate of a chosen urban site with the use of DIY mobile sensor trackers, which will help them to empathize with the climate situation from a non-human perspective. They will then contrast this information with digital simulations, which will allow them to explore different scenarios and design options. Next, they will design and manufacture a prototype with responsive materiality, that suits the preference of one selected species. They will use additive and subtractive manufacturing techniques, and iterate from digital to real scenarios. Finally, they will evaluate the impact of their product on urban biodiversity and present their results.
By the end of this course, the students will have gained practical understanding of systemic design and codesign methodologies and also skills and theoretical insights on how to design for urban biodiversity in a sustainable and innovative way. They will also have contributed to the global efforts of creating biodiversity-friendly cities that are resilient and enriching for both humans and nature.
Literature:
Davidová, M. (2021). Breathing Artifacts of Urban BioClimatic Layers for Post ‐ Anthropocene Urban Environment. Sustainability, 13(20), 1–36. https://doi.org/10.3390/ su132011307
Davidová, M. (2020a). Introduction to Systems Thinking (No. 1; p. 57). Cardiff University. https://xerte.cardiff.ac.uk/play_11953
Davidová, M. (2020b). Multicentred Systemic Design Pedagogy Through Real-Life Empathy Integral and Inclusive Practice-Based Education in the Research-by-Design Context. FormAkademisk - Research Journal of Design and Design Education, 13(5), 1–26. https://doi.org/10.7577/formakademisk.3755
Davidová, M. (2019). Intelligent Informed Landscapes: The Eco-Systemic Prototypical Interventions’ Generative and Iterative Co-Designing Co-Performances, Agencies and Processes. In M. H. Haeusler, M. A. Schnabel, & T. Fukuda (Eds.), Intelligent & Informed - Proceedings of the 24th CAADRIA Conference (pp. 151–160). Victoria University of Wellington. http://papers.cumincad.org/cgi-bin/works/paper/caadria2019_242
Davidová, M., Sharma, S., McMeel, D., & Loisides, F. (2022). Co-De|GT: The Gamification and Tokenisation of More-Than-Human Qualities and Values. Sustainability, 13(20), 1–20. https://doi.org/10.3390/SU14073787
Sanders, E., & Stappers, P. J. (2008). Co-creation and the new landscapes of design. CoDesign, 4(1), 5–18. https://doi.org/10.1080/15710880701875068
Sevaldson, B. (2018a). Visualizing Complex Design: The Evolution of Gigamaps. In P. Jones & K. (Kyoichi) Kijima (Eds.), Systemic Design (pp. 243–269). Springer Japan. https://doi.org/10.1007/978-4-431-55639-8_8
Sevaldson, B. (2018b). Beyond User Centric Design. In S. Barbero (Ed.), Relating Systems Thinking and Design 2018 Symposium Proceedings: Challenging complexity by Systemic Design towards Sustainability (pp. 516–525). Systemic Design Association. https://rsdsymposium.org/beyond-user-centric-design/
Contact: Marie Davidova, IntCDC
Blockveranstaltung
nur im Sommersemester
Studiengang ITECH (Integrative Technologies and Architectural Design Research)
In this course we visit different leading companies of building and other key industries, ground-breaking buildings, interesting building sites, and world heritage spots in Baden Württemberg or bavaria,
Program on Ilias.
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Seminar für Masterstudierende in englischer Sprache
Zeit: Donnerstag, 9:45 Uhr
Ort: 6.04, Keplerstr. 11, 6. OG
Im Mittelpunkt des Seminars steht das Zusammenspiel von Geometrie und Tragwerksverhalten verschiedener Strukturtypen, die nach dem Tragwerkmechanismus kategorisiert werden. Insbesondere geht es um formaktive und flächenaktive Strukturen. Beginnend mit einer Einführung von alten bis zu den neuesten Formfindungsansätzen wird ein ganzheitlicher Überblick gegeben.
Erste experimentelle Ansätze werden verwendet, um die die Form in Bezug auf einen bestimmten, ursprünglich gewünschten Strukturzustand zu bestimmen. Es folgt die detaillierte Vorstellung neuester numerischer Formfindungsmethoden. Mit Hilfe von digitaler Modellierungssoftware und Scripting-Tools. Es wird ein Überblick über den mathematischen Hintergrund gegeben, damit die Teilnehmer die Anwendbarkeit und die Grenzen der einzelnen Methoden verstehen und bewerten können.
Die modernen Formfindungsmethoden werden an praktischen Beispielen angewandt, bei denen Form und Strukturzustände untersucht und manipuliert werden. Die Detaillierung und die Realisierung der entworfenen Systeme werden diskutiert.
Voraussetzungen
Rhinoceros-Kenntnisse. Das Seminar wird in englischer Sprache abgehalten. Die Studierenden sollten mit den architektonischen Möglichkeiten von Membran- und Schalentragwerken vertraut sein, um diese in ihren Entwurfsprojekten einsetzen zu können.
Literatur
Construction manual for polymers and membrane; J. Knippers, J. Lienhard, M. Gabler, J. Cremers; Detail Munich; ISBN: 978-3-0346-0726-1
Shell structures for architecture; S. Adriaenssens, P. Block, D. Veenendaal, C. Williams; Routledge New York; ISBN: 978-0-415-84059-0
Kontakt: Mykhaylo Kazmiruk
Seminar für Bachelor- und Masterstudierende in englischer Sprache
nicht im Wintersemester
Das Seminar soll die Studierenden grundlegend auf die Anwendung komplexer Baumaterialien in tragenden Strukturen und Gebäudehüllen vorbereiten. Das Seminar deckt ein breites Spektrum unterschiedlicher Materialien ab, das von traditionellen Werkstoffen wie Beton, Stahl, Holz und Glas bis hin zu modernen Leichtbauwerkstoffen wie Biowerkstoffen, Verbundwerkstoffen, Textilien und Polymeren reicht.
Darüber hinaus soll das Verständnis der Eigenschaften, Merkmale und des Tragverhaltens dieser Werkstoffe und das damit verbundene Wissen über Verbindungen, Schichtelemente und Möglichkeiten der Faserverstärkung einen angemessenen und gezielten Einsatz in architektonischen und strukturellen Anwendungen ermöglichen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die bautechnischen Systeme und architektonischen Anwendungen gelegt, die durch den Einsatz solcher Materialien und Verbunde erreicht werden können.
Zusammenfassend vermittelt das Seminar fundiertes und praxisnahes Wissen über ausgewählte Baustoffe und deren Einsatz in Bauanwendungen und Gebäudehüllen. Damit knüpft es an das Seminar „Form und Struktur“ im Wintersemester 2023 an, das sich mit der Formfindung und dem Tragverhalten komplexer Strukturen einschließlich Freiform- und Leichtbaukonstruktionen befasste.
Voraussetzung: Rhinoceros-Kenntnisse
Kontakt: N.N.
Entwurf für Bachelorstudierende
Zeit: Dienstag 14:00 - 20:00
Ort: wird noch bekannt gegeben
Einladende und freundliche Lernumgebungen fördern kreatives Denken. Holzgebäude eignen sich hierfür ideal. Sie strahlen Wärme und Geborgenheit aus und sorgen für ein gesundes Raumklima. Die Verwendung des nachwachsenden Rohstoffs Holz in Gebäuden trägt dazu bei, den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren. Durch moderne Fertigungsmethoden können Decken- und Wandelemente oder ganze Module aus Holz in kontrollierter Umgebung präzise und witterungsunabhängig vorgefertigt werden, was die Bauzeit und die Belastungen vor Ort deutlich reduziert. Diese Prinzipien sollen im Entwurf „Prefabrication.Timber.Innovations“ untersucht und anhand eines zweigeschossigen Erweiterungsbaus für eine Grundschule in Künzelsau angewendet werden. Neben Klassenzimmern, einer Mensa und weiteren Räumen soll auf einem Teil der Dachfläche eine Terrasse mit Platz für ein „Grünes Klassenzimmer“ entstehen.
Neben den architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten soll ein Schwerpunkt des Entwurfs auf der Holzmodulbauweise und der Vorfertigung von Elementen liegen. Gleichzeitig sollen das Tragwerk und die erforderlichen Verbindungen so entwickelt und optimiert werden, dass ein effizienter und ressourcenschonender Einsatz der Materialien und Bauprodukte entsprechend ihrer jeweiligen vorteilhaften Eigenschaften gewährleistet ist. Für die weitere gesellschaftliche und politische Akzeptanz von Holzkonstruktionen ist deren Dauerhaftigkeit und Wartungsfreundlichkeit von entscheidender Bedeutung. Hierzu sind die Grundsätze des konstruktiven Holzschutzes konsequent anzuwenden. Nicht zuletzt sollen auch die sortenreine Rückbaubarkeit sowie das Wiederverwendungspotenzial am Ende des Lebenszyklus untersucht und im Entwurf berücksichtigt werden.
Im Rahmen von zwei Exkursionen werden moderne Methoden der Vorfertigung von Elementen und Modulen im Holzbau unter die Lupe genommen und bereits realisierte Bauwerke besichtigt. Anhand von Analysethemen sollen unter anderem Entwurfs- und Konstruktionsprinzipien der Holzmodulbauweise und Elementvorfertigung, geeignete Verbindungen, effiziente Montageprozesse und Wiederverwendungspotentiale untersucht werden. Der Entwurf „Prefabrication.Timber.Innovations“ wird in Gruppenarbeit (2er oder 3er Gruppen) angeboten.
Kontakt: Simon Mönch.
Vorlesungen
Zeit: Dienstag 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: Tiefenhörsaal17.02, Keplerstr. 17
Übungen
Dienstag 11.30 – 13.00 Uhr in den Arbeitsräumen des ersten Semesters, Keplerstr. 11
Pflichtmodul mit 6 LP (WS + SS)
Vorlesungen, Übungen und Hausübungen
Themen im Wintersemester
Tragelemente
Kräfte und Gleichgewicht
Auflager, Statische Systeme
Beanspruchungen stabförmiger Tragelemente
Schnittgrößenermittlung
Schnittgrößenverläufe incl. Hüllkurven
Innere Kräfte und Spannungen
Biegebemessung von Holz- und Stahlträgern
Druckstäbe: Schlankheit, Knicken, Stabilitätnachweise
Themen im Sommersemester
Geknickte und schräge Träger, Dächer: Beanspruchungen, Konstruktionshinweise
Fachwerke: Zeichnerische und rechnerische Stabkraftermittlung,
Überschläge, Erkennen von Stabkräften
Rahmen: Rahmenwirkung, Berechnung einfacher Systeme
Seile und Zugstangen: Werkstoffe und Konstruktion, Berechnung einfacher Systeme
Bogen: Stützlinie, Berechnung einfacher Bogensysteme
Berechnung und Verbindungstechnik Holzbau
Prüfung
Die nächste schriftliche Prüfung im Modul Tragkonstruktionen 1 findet am Dienstag, 4. März 2025 um 16 Uhr statt.
Wo? 2.00, 2.01, 2.02, Breitscheidstr.2A
Außer nicht programmierbarem Taschenrechner und Zeichenwerkzeug sind keine Hilfsmittel zugelassen (kein Vorlesungsmitschrieb oder Tabellenbücher etc.).
Die notwendigen Tabellen werden Ihnen zusammen mit den Aufgaben ausgehändigt.
Studierendenausweis nicht vergessen!
Der Rücktritt von dieser Prüfung ist bis zu 7* Tage vor dem Prüfungstermin ohne Angabe von Gründen möglich.
Zur Vorbereitung auf die Prüfung finden Sie Übungen und Lösungen und alte Prüfungen auf ILIAS.
* Beachten Sie dazu die aktuellen Erklärungen des Prüfungsamts.
Kontakt: Dr. Axel Körner, Akademischer Rat
Vorlesungen
Zeit: Donnerstag 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: Tiefenhörsaal 17.02, Keplerstr. 17
Pflichtfach mit 3 Leistungspunkten (WS + SS)
Vorlesungen und Hausübungen
Themen im Winter- und Sommersemester
Holzysteme
Werkstoff Stahl: Werkstoffeigenschaften, Bemessung und Fertigung
Verbindungstechnik Stahlbau: Schrauben, Schweißen, Nieten
Konstruieren im Stahlbau: Knoten und Details
Geschossbauten aus Stahl: Aussteifung, Deckensysteme und Stützenstellung
Stahlbeton: Baustoffe, Beton und Baustahl, Grundlagen der Bemessung und Konstruktion
Platten aus Stahlbeton: Ein- und zweiachsig spannende Bauteile
Konstruieren im Stahlbeton: Fachwerkmodelle und typische Konstruktionselemente,
Plattenbalken und wandartige Träger
Wände und Stützen: Druckbeanspruchte Bauteile aus Stahlbeton
Betonfertigteilbauweise: Hallen- und Skelettbauten
Verbundbau: Ortbeton-, Halbfertigteil- und Fertigteilbauweisen
Gründungen: Flach- und Tiefgründungen
Hallen. aus Stahl, Holz und Beton
Trägerrost aus Stahl, Holz und Beton
Faltwerke
Schalen
Mebran
Glas
Fassade und Tragwerk
Tore
Die Downloads finden Sie auf ILIAS. Sie enthalten nicht den vollständigen Inhalt der Vorlesungen, sondern nur Arbeitshilfen und Berechnungstabellen. Der Bezug zur Architektur wird in der Vorlesung mit zahlreichen Anwendungsbeispielen, Arbeitsmodellen und weiteren Zahlenbeispielen hergestellt.
Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers