Seminar in englischer Sprache für Masterstudierende
Nicht im Sommersemester
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
Nur im Wintersemester
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
Seminar für Bachelor- und Masterstudierende zusammen mit dem IBK
Zeit: Dienstag, 10:30 Uhr
Ort.
In unserem Seminar nähern wir uns einer grossen Herausforderung aktueller und kommender Architekten- und Ingenieurgenerationen an: Dem Zirkulären Bauen. Der Fokus liegt dabei auf dem natürlichen Baustoff Holz.
Bei seiner Entstehung wird Kohlenstoff aus 2 Kilogramm CO2 in jedem Kilogramm Holz eingelagert. Durch die Verwendung von Holz können also nicht nur energieintensive mineralische und metallische Baumaterialen substituiert, sondern zusätzlich CO2 gebunden und langfristig gespeichert werden. Je länger diese Einspeicherung besteht, umso besser. Man spricht von einer Kaskadennutzung von Holz auf möglichst hohem Wertschöpfungsniveau. Es gilt, die thermische Verwertung, bei der das gespeicherte CO2 wieder vollständig abgegeben wird, so lange wie möglich hinauszuzögern.
Im Holzbau zentral sind dabei die Verbindungen. Sie machen Bauteile zu Bauwerken. Je einfacher sie zu lösen sind, desto grösser die Chance, Bauteile für spätere Zwecke wieder zu verwenden. Jedes Bauwerk stellt somit lediglich eine Zwischenlagerung dieser Bauteile dar, welche auf die Weiterreise in ein anderes, später errichtetes Gebäude warten.
Das Seminar sieht Beiträge externer Fachexperten vor, mit welchen wir uns zunächst gemeinsam dem Thema Zirkuläres Bauen annähern. Im Verlaufe des Semesters werden Hands-On Qualitäten gefragt sein: bei Workshops zur Erstellung lösbarer Holzverbindungen, dem Bau von Fachwerken und letztlich den zerstörenden Prüfungen dieser Strukturen zur Ermittlung von deren Performance. Abgerundet wird das Seminar durch eine Exkursion, sowie eine Führung an der Materialprüfanstalt Stuttgart.
Nach Abschluss des Seminars haben Sie einen fundierten Überblick zum Thema Zirkuläres Bauen und sind in der Lage, Holzbauten derart zu planen, das künftige Generationen Ihre Bauwerke als wertvolle Ressource schätzen und nicht als Altlast empfinden.
Das Seminar ist eine Kooperation der gleichnamigen Lehrveranstaltung von Gastprof. Søren Linhart kann ebenso über das Lehrangebot des IBK gebucht werden (10 Plätze ITKE + 10 Plätze IBK).
Das Seminar ist Teil der BAUKLASSE HOLZ und in die Forschungsgruppe „Innovationen im Holzbau“ der Gastprofessoren Søren Linhart (IBK) und Dr. Thomas Erhart (ITKE) eingebunden. Es wird als interdisziplinäres Projekt parallel von beiden Gastprofessoren angeboten und gemeinsam betreut.
Eine Teilnahme am Entwurf „BAUKLASSE HOLZ“: Neue Urbane Potenziale“ ist erwünscht.
Kontakt: Dr. Thomas Ehrhart
Entwurf für Bachelor- und Masterstudierende zusammen mit dem IBK
Zeit: Dienstag 14:00 - 20:00
Ort: Studio in der Geschwister-Scholl-Str. 24b
Die dichte Stadt mit großer Nutzungsmischung und kurzen Wegen ist seit einiger Zeit im Fokus stadtplanerischer Betrachtungen. Trotzdem bleibt die Ausweitung von Siedlungs- und Verkehrsflächen und damit die Zersiedlung der Landschaft in Deutschland mit 55 Hektar pro Tag weiterhin hoch.
Das Bedürfnis nach immer größeren Wohnungen als Ausdruck des steigenden Wohlstands und der Trend zu kleineren Haushalten lassen den Handlungsbedarf zusätzlich wachsen.
Um eine ressourcenschonende Stadtentwicklung zu ermöglichen, muss es zu einem Umdenken in der Verwendung der zur Verfügung stehenden Flächen kommen. Eine effiziente und vielfältige Nutzung bereits vorhandener Flächen gewinnt vor diesem Hintergrund zunehmend an Bedeutung. Die Misch- und Umnutzung, sowie die Ergänzung von Bestandsbauten bieten dafür attraktive Lösungen.
Am Fallbeispiel des Parkhauses Galeria Kaufhof im Stadtzentrum von Stuttgart soll untersucht werden, wie eine zeitgenössische städtische Aufstockung aussehen kann. Die Nutzung des Parkhauses soll erhalten bleiben, das Gebäude jedoch mit einer genossenschaftlichen Wohnnutzung nicht nur baulich, sondern auch sozial und funktional erweitert werden.
Das Projekt soll zudem in nachhaltiger und ressourcenschonender Bauweise geplant werden. Insbesondere der Kreislauffähigkeit der Konstruktion wird besondere Beachtung geschenkt. Das Baumaterial Holz bietet für diese zukunftsträchtigen Fragestellungen umfangreiche Anwendungs-möglichkeiten.
In einer mehrtägigen Exkursion durch Österreich und die Schweiz zu Beginn des Semesters werden wir daher aktuelle Architekturprojekte besuchen, welche sich mit den oben genannten Themen beschäftigen. Eine Teilnahme an der Exkursion ist obligatorisch.
Am Ende des Entwurfs sollen die unterschiedlichen Lösungsansätze und Strategien in einem Katalog zusammengeführt und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.
Der Entwurf wird in Gruppenarbeit (2er-Gruppen) angeboten, bitte bewerben Sie sich bereits in den entsprechenden Teams. Eine mehrtägige Exkursion Ende April ist integrativer Bestandteil der Veranstaltung. Die BAUKLASSE HOLZ ist ein modulübergreifendes entwurfsbasiertes Lehr- und Forschungsformat zur Weiterentwicklung von gestalterischen und technischen Kompetenzen im Holzbau. Durch die Teilnahme an den Modulen der Bauklasse sind Sie in das gesamte, interdisziplinäre Begleitprogramm an Gastvorträgen, Exkursionen und Abendveranstaltungen
eingebunden. Das Projekt ist in die Forschungsgruppe „Innovationen im Holzbau“ der Gastprofessoren
Søren Linhart (IBK) und Dr. Thomas Erhart (ITKE) eingebunden.
Der Entwurf wird als interdisziplinäres Projekt parallel von beiden Gastprofessoren angeboten und gemeinsam betreut.
Eine Teilnahme am Seminar „Circular Wood“ ist erwünscht.
Kontakt: Dr. Thomas Ehrhart
Seminar für Bachelor- und Masterstudierende in englischer Sprache
Nur im Wintersemester
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: Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: 17.02, Keplerstr. 17
Übungen
Mittwoch 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 Mittwoch, den 11. September 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: Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: 2.01, Breitscheidstr. 2 und online (ILIAS)
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