Lehrangebot

Bachelor- und Masterstudium

Seminar in englischer Sprache für Masterstudierende

Zeit: Freitag, 9:45 - 13:00 Uhr
Ort: Raum 10.08, Keplerstr. 11

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

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 - 13:00 Uhr
Ort: 6.04, Keplerstr. 11

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: Lorenz Riedel

Entwurf für Bachelorstudierende

Zeit: Dienstag 14:00 - 20:00
Ort: 3.01, Keplerstr. 11

Das Klima beeinflusst, wie wir bauen. Wie wir bauen, beeinflusst das Klima. Unmittelbar spürbar sind die Konsequenzen der Wechselbeziehung Bauen und Klima im hochalpinen Gelände. Als Erholungs- und Zufluchtsort für Alpinistinnen errichtete Berg- und Schutzhütten sind extremen Witterungen ausgesetzt. Sie erfordern deshalb eine entsprechend robuste Bauweise und grosse Sorgfalt in Planung und Ausführung.  Die umgebende Landschaft verändert sich dabei durch verschwindende Gletscher, Felsstürze und eine sich den steigenden Temperaturen anpassende Flora und Fauna rasant. Der anthropogene Klimawandel, und damit die Art und Weise wie wir bauen, ist dafür mitverantwortlich.

Aufgrund der materialimmanenten Vorzüge und der alpinen Bautradition drängt sich die Wahl des Werkstoffes Holzes zum Bau unserer Schutzhütte geradezu auf. Eine Kombination mit den lokal vorhandenen Steinen ist sicherlich auch eine Überlegung wert. Um unsere Schutzhütte innerhalb des kurzen Sommers in der angestrebt hohen Qualität errichten zu können, müssen wir einen möglichst hohen Vorfertigungsgrad erreichen. Wäre da nur nicht der limitierende Transport per Helikopter. Aber Achtung: Jede Flugstunde, die durch inkonsequente Planung generiert wird, erzeugt unnötige CO2 Emissionen und hohe Kosten, tut also doppelt weh. Reparaturen sind in dieser Umgebung nicht gerade einfach, weshalb wir uns für die Wahl geeigneter Holzarten und die Konzipierung des (konstruktiven) Holzschutzes genügend Zeit nehmen sollten.

Im Entwurf werden wir die Potentiale verschiedener Tragsysteme und Holzbauprodukte für unseren Einsatzzweck analysieren. Dabei spielt das Thema „Vorfabrikation und Transport“ eine grosse Rolle. Aktuell und voraussichtlich künftig wichtige Holzarten werden hinsichtlich ihrer lokalen Verfügbarkeit und geeigneter Einsatzgebiete diskutiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen im weiteren Semesterverlauf in einem konsequenten Entwurf resultieren, der die statisch-konstruktiven Potentiale des Holzbaus auslotet.

Kontakt: Dr. Thomas Ehrhart

Seminar für Bachelor- und Masterstudierende in englischer Sprache

Material und Struktur ist ein Seminar, das den Student*innen die Möglichkeit bietet, an der Schnittstelle von Materialforschung, Design und Fertigung zu arbeiten. Mit einem stark praxisorientierten und experimentellen Format ermutigt dieses Seminar die Studierenden, zu experimentieren und sich wieder mit der Materialität der Architektur zu beschäftigen, die so oft übersehen wird. Durch die Anwendung eines Bottom-up-Forschungsansatzes werden sie lernen, wie sie die inhärenten Materialeigenschaften bewerten, interpretieren und nutzen können, um fundierte Entwürfe zu erstellen. Es wird eine breite Palette von Biomaterialien und Herstellungstechniken vorgestellt und erforscht (3D-Druck von Naturfasern, formlose Herstellung von Biokompositen, Biomaterialien mit Formgedächtnis, Pultrusion und andere Themen). Durch den Entwurf und die Herstellung eines Hockers oder anderer kleiner Modelle im Maßstab 1:1 werden die Studierenden ein innovatives Materialsystem für den Leichtbau vorschlagen. Die entwickelte Struktur dient auch als Analogon für eine größere architektonische Strukturanwendung.
Aufbau des Kurses:
Die Student*innen arbeiten in 3er-Gruppen an vordefinierten Themen, die von den Tutoren vorgegeben werden.
Die Studierenden werden während des Semesters 2-3 Zwischenpräsentationen über ihre Arbeit halten und am Ende des Kurses eine Abschlusspräsentation halten.
Die Abschlusspräsentation umfasst einen entwickelten Prototyp, der je nach gewähltem Thema maßstabsgetreu ist (normalerweise in Form eines Stuhls oder Hockers und ca. 50 x 50 cm groß), sowie einen schriftlichen akademischen Bericht (Broschüre), in dem alle Arbeitsschritte, der Stand der Technik und die Schlussfolgerungen beschrieben und dokumentiert werden.

Voraussetzung: Rhinoceros-Kenntnisse

Kontakt: Evgenia Spyridonos

Vorlesungen

Zeit: Dienstag 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: 17.02, 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, den 12. März 2024 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: Akad. Oberrat Gerhard Meißner

 

Vorlesungen 

Zeit:  Donnerstag 9.45 – 11.15 Uhr
Ort:  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

 

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