Energie und Klima als Entwurfsparameter

Energetische und klimatische Anforderungen an Gebäude sind hoch. Eine neue computerbasierte Methode generiert Gebäudeformen, die intelligent auf diese Anforderungen reagieren.

In der Praxis wird dies meist als rein technisches Problem betrachtet. Häufig optimiert ein Fachplaner einen bereits erstellten Gebäudeentwurf oder bei der Ausführung wird mit Wärmedämmverbund- und komplexen Haustechniksystemen aufgerüstet. Aus Lowtech wird Hightech. Das Projekt „Integrated Urban Morphologies“ will diesen Prozess umzukehren: Computerbasierte Methoden der Formgenerierung werden genutzt, um die komplexen Anforderungen frühzeitig im Entwurf abzubilden. So lassen sich Gebäude entwerfen, die durch ihre Form intelligent auf energetische und klimatische Rahmenbedingungen reagieren.

Das Optimale herausfiltern

Der entwickelte Algorithmus ermöglicht dem Entwerfer, Parameter wie

• die Grundstücksfläche,
• die maximale Höhe sowie
• die gewünschte Anzahl von Nutzungseinheiten (z.B. Wohnungen oder Büros)

festzulegen und automatisch Varianten zu generieren. Klimatische Einflüssen wie z.B. solare Gewinne oder die Möglichkeit der natürlichen Querlüftung werden einbezogen. Gute Optionen werden automatisch erkannt und sukzessive verbessert. Dadurch kann nicht nur die zur Herstellung und zum Einbau von technischen Komponenten und Bauteilen notwendige graue Energie eingespart werden, sondern auch der Energie- und Ressourcenverbrauch über den gesamten Lebenszyklus gesenkt werden.

Entwickelt wurde das Tool von Florian Krampe und Christopher Voss von der Universität Stuttgart. Ihre Beschreibung: "Die Projektstudie 'Integrated Urban Morphologies' ist der Versuch, ein Werkzeug zu entwickeln, das in den alltäglichen Entwurfsprozess integriert werden kann. Mit Hilfe dieses Werkzeugs ist es möglich, durch das Setzen einiger weniger Rahmenbedingungen, Gebäudemorphologien zu generieren, die durch das Klima und grundlegende funktionale Anforderungen geformt werden. Hierbei ist es nicht das Ziel, den Entwurfsprozess zu automatisieren, sondern vielmehr, ihn schon in frühen Konzeptphasen um die Faktoren Klima und Energieeffizienz zu bereichern und somit alternative Entwurfslösungen aufzuzeigen.“

Ausgezeichnetes Nachwuchsprojekt

Das Projekt „Integrated Urban Morphologies“ erhielt den Bundespreis Ecodesign 2013 in der Kategorie Nachwuchs. Ecodesign berücksichtigt mit seinen Auszeichnungen den gesamten Lebenszyklus eines Produktes. Von der Rohstoffgewinnung über die Produktion, Distribution und Nutzung bis hin zur Verwertung oder Entsorgung. Im Fokus stehen dabei der Energieverbrauch, ein verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen, aber auch das Nutzerverhalten, die Langlebigkeit und Reparaturfähigkeit eines Produktes.

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