Courses

Overview of Seminars and studios

Only in winter semester

The seminar focuses on the investigation, abstraction and transfer of biological strategies into technical applications. Students will work in interdisciplinary teams to investigate biological role models within a bottom up process and will be searching for solution strategies towards specific aspects by exploring biological role models within a top down process. Computational simulation and analysis tools are used to find model representations for biologic processes and investigate functional principles.

Evolutionary processes in nature generated manifold solutions in respond to environmental and performative demands, where various functional and form generative aspects have to be integrated in a coherent system. While a number of those aspects can be easily transferred to architectural aspects, natural organisms are working radically different from today’s construction and planning practice. While nature evolved highly energy and material efficient solutions, based on geometrical and material diff erentiation, today’s construction industry and design processes are mostly based on the standardization of elements and the addition of mono functional subsystems. Recent developments of computaional design and digital fabrication processes have initiated a fundamental paradigm shift from industrial
production of standardized elements towards an integrated design processes. This development opens up the possibilities to create architectural systems which are characterized by multifunctional geometrically differentiated structures, which can match the capacity of nature’s performative morphologies, and thereby enables us to transfer functional principles of natural organisms into architectural applications.

Vorlesungen
Zeit: Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: 17.02, Keplerstr. 17
Anmeldung auf Campus und Ilias erforderlich

Übungen
Mittwoch 11.30 – 13.00 Uhr in den Arbeitsräumen des ersten Semesters, Keplerstr. 11
Anmeldung auf Campus und Ilias erforderlich

Die nächste schriftliche Prüfung (für Wiederholer*innen und Nachholer*innen) im Modul Tragkonstruktionen 1 findet am Donnerstag, den 10. März 2022 um 16 Uhr statt.

Orte: voraussichtlich  2.01 und 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 und Impfnachweis (CampuSTicket) nicht vergessen!

Bitte bringen Sie eine, besser zwei Mundschutz-Masken mit! Diese ist während der gesamten Prüfung zu tragen.

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: Gerhard Meißner, Akad. Oberrat

Die Vorlesungen werden auf ILIAS bereitgestellt
Zeit: Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: online

Pflichtfach mit 3 Leistungspunkten (WS + SS)
Vorlesungen und Hausübungen

Die Downloads 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

Design Project for Master students

Time: Thursday 2 pm.
Room: Will be announced later

Adaptive architecture is a vast domain in architectural research, with the main goal of creating flexible buildings that adapt based on its interaction with inhabitants and environment. Environmental adaptation in architecture is crucial considering it is a key strategy for improving the energy performance of the built environment.
 
When dealing with climatic adaptation in the field of adaptive architecture, the area of adaptive facades is of particular interest. Façades are the interface between the interior and exterior of a building and become an essential element in creating energy-neutral buildings by responding to external climates and regulating internal conditions.

Groupwork of teams of 2-3 students is suggested. The teams will propose a geographic location and analyze the specific environmental challenges. This will be followed by the design development of an adaptive architectural skin that best fits their particular scenario. A final working kinematic (if applicable) prototype will be expected at the end of the course.

Contact: Edith A. Gonzalez San Martin, Dr. Axel Körner

For ITECH students only

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.

 

 

Only in winter semester

The seminar focuses on the interplay between geometry and structural behaviour of different structural types categorised with respect to the load bearing mechanism. In particular on form-active and surface-active structures. Beginning with an introduction from ancient to the newest form-finding approaches a holistic overview is provided.

First experimental approaches are used to determine
the shape with respect to a certain initially wanted structural state. Followed by the detailed introduction of the latest numerical form-finding methods. With the aid of digital modelling software and scripting tools. An overview of the mathematical background is provided to enable the participants to understand and evaluate of the applicability and limits of each method.

The state-of-the-art form-finding methods are put to use on practical examples where form and structural states are investigated and manipulated. The detailing and the
realization of the designed systems are discussed.

Prerequisites

Rhinoceros skills. The seminar is taught in English. The students should be familiar with the architectural possibilities of membrane and shell structures in order to use them in their design projects.

Literature

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

Contact: Anna Krtschil

ILIAS

Joint design project with IBK 2 for Master students

Time: Thursday 2 pm.
Room: will be announced

In the course of the new construction and reconstruction of the Katharinenhospital, the Klinikum Stuttgart would like to have a new, innovative helipad. For this purpose, Stuttgart Hospital is holding a student competition to find new design and construction approaches for a helicopter landing pad.

Both the landing pad as a superstructure on building F and the stairway access are to be designed. On building A, a direct elevator connection to the operating room is to be planned. For this purpose, both the elevator structure and the bridging to the actual platform are part of the task.

The winners of the student competition will receive prize money. In addition, they will be involved in the realization of the heliport by the executing architects. 

The design is offered and supervised jointly by the Institute of Building Construction, Chair 2 and the Institute of Building Structures and Structural Design.

Contact: Prof. Dr. Jan Knippers

Joint seminar with IBK  (Visiting Professor Markus Lager and Ege Baki) for Bachelor and Master students

Time: Thursday, 10.30 am  - 1 pm 
Room: will be announced
Taught in German

In Nordamerika und Skandinavien gehören Holzkonstruktionen bereits zu den konventionellen Bauweisen. Auch in Deutschland erfreut sich das Bauen mit Holz einer wachsenden Beliebtheit.

Holz ist traditionell für den Menschen seit jeher einer der beliebtesten Baustoffe. Erst durch die Entdeckung des Betons wurde das Holz als Baustoff verdrängt. Zwar werden heutzutage wieder vermehrt Gebäude aus Holz errichtet, allerdings ist die Zahl im Vergleich zu Bauwerken aus Beton, Stein und Stahl noch verhältnismäßig gering.

Der Trend zum Bauen mit Holz scheint nun auch hierzulande langsam anzukommen und das Bewusstsein und Know-how bei vielen Planenden sich zu festigen. Auch bei uns steigt die Nachfrage nach Gebäuden aus Holz von Tag zu Tag. Gerade in Zeiten, in denen die ökologischen Belastungsgrenzen der Erde erreicht sind und die Ressourcen knapp werden, erscheint es unabdingbar, nachwachsende Rohstoffe zu verarbeiten. Holz fungiert nicht nur als CO2 Senke, es punktet auch in vielen anderen Bereichen mit zahlreichen Vorteilen aus ästhetischen, statischen sowie bauphysikalischen Gesichtspunkten.

Um einen Baustoff optimal einsetzen zu können, muss man sich neben den Stärken auch mit seinen vermeintlichen Schwächen auseinandersetzen, um in der Folge die Möglichkeiten und Grenzen seiner Verwendung in einem Bauwerk genau ausloten zu können. Dabei gilt es auch, mit Vorurteilen gegenüber dem Holzbau aufzuräumen.

Im Rahmen des Seminars sollen verschiedene Aspekte im Umgang mit dem Baustoff Holz und die damit verbundenen Anforderungen an Holzbauteile untersucht werden. Hierbei soll auch eine Analyse der vermeintlichen Schwachstellen des Baustoffes Holz nicht zu kurz kommen. Anhand gebauter Beispiele sollen die Eigenschaften und Besonderheiten von Holzkonstruktionen analysiert und mögliche Optimierungspotenziale diskutiert werden. Anhand von Versuchen werden schließlich einige vermeintlich nachteilige Holzeigenschaften überprüft und bewertet.

Ziel des Seminars ist es, Strategien zu entwickeln, wie die besonderen Charakteristika des Holzbaus den architektonischen Entwurf noch besser unterstützen können.

Contact: Visiting Professor Dr. Jochen Stahl, Gregor Neubauer

Time: Thursday, 2 pm - 5.15 pm
Room: will be announced

Design Project for Bachelor and Master students

Eine wesentliche Besonderheit beim Bauen mit Holz ist die damit verbundene Planungskultur. Der Baum gibt uns bereits planerische Aufgaben mit und ist maßgeblich für die Art und Weise verantwortlich, wie wir unsere Gebäude aus Holz planen. Der Holzbau benötigt von Anfang an von allen beteiligten Fachplanern eine hohe Kompetenz und Einsatzbereitschaft sowie ein interdisziplinäres Verständnis für den Werkstoff. So ist es für qualitativ hochwertige, dauerhafte und optisch ansprechende Konstruktionen besonders im Holzbau unabdingbar, alle Beteiligten mit viel Know-how über den Werkstoff und Konstruktionseigenheiten auszustatten. Erst dann kann der Holzbau gegenüber den konventionellen mineralischen Bauweisen sein volles Potenzial ausschöpfen.

Der Holzbau stellt Architekt*innen sowie Ingenieur*innen somit vor neue Herausforderungen. Ganze Gebäude können aus vorgefertigten Elementen binnen kürzester Zeit in einer wohldurchdachten Abfolge präzise zusammengefügt werden. Wirtschaftliche und optisch ansprechende Holzkonstruktionen können daher gegenüber den meisten konventionellen, mineralischen Bauten nur in enger Zusammenarbeit in den frühen Planungsphasen von Architekt*innen und Ingenieur*innen entwickelt werden, wobei die Basics des Holzbaus sowohl statisch-konstruktiv als auch entwurfstechnisch von beiden beherrscht werden müssen.

Im Entwurf „Tall Wood – Pretty Good” werden spezifische holzbautechnische Fragestellungen für den mehrgeschossigen Holzbau analysiert. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen werden im weiteren Semesterverlauf die komplexen funktionalen, technischen und tragwerksplanerischen Anforderungen in einem prägnanten konstruktiven Entwurf zu einem Hochhaus in Holzbauweise zusammengeführt. Der Werkstoff Holz, als materieller Beitrag zur Erreichung der Pariser Klimaziele, spielt beim Gebäudeentwurf eine zentrale Rolle. Hierbei sollen räumliche sowie statisch-konstruktive Potenziale des Holzes ausgenutzt und die Grenzen des Holzbaus ausgelotet werden.

Contact: Visiting Professor Dr. Jochen Stahl, Gregor Neubauer

Only in winter semester

Master and Bachelor Seminar

Material and Structure is a Seminar aiming to give the opportunity to future architects to deal with materials, design and fabrication scenarios with a different scope. The knowledge and awareness of materials in architecture are more or less left to the practice phase, where they are simplified and usually refer to already known catalogues and a material choice may not be optimal or no longer up-to-date. The seminar covers a wide range of materials going from traditional materials, i.e. concrete, steel, wood and glass, to nowadays lightweight materials, i.e. biobased materials and composites, textiles and polymers or smart and responsive materials. Furthermore, understanding of the properties, characteristics and structural behavior of these materials and related knowledge of compounds, layered elements as well as fibre reinforcement possibilities shall allow proper and intentional usage in architectural and structural applications. A number of concepts of applying these materials in different design/structural contexts will be tackled in details by an experimental approach. The students will test their knowledge through designing and producing a physical prototype in the form of a stool (1:1).

Prerequisites: Rhinoceros

Contact: Hanaa Dahy

Seminar for Bachelor and Master students

Time: Wednesday, 2 pm
Room: 6.04, 6th floor, Keplerstr. 11

3D Natural Print is a Seminar that allows future architects to experiment with large-scale additive manufacturing of biomaterials. 3D-printing has been extensively investigated in the last decade due to its accessibility and ability to strategically place material to create structurally differentiated components. However, large-scale 3D-printing of biomaterials has not yet been fully explored.

In this Summer Semester, students are invited to investigate 3D-printing in combination with annually renewable Natural Fibres, in both short and long fibre filament format, and apply this material-oriented technique to Architecture. They will be given the opportunity to engage with advanced 3D-printing parameters (such as creating a custom G-code directly from Grasshopper) in a series of architectural demonstrators, ranging from wall and facade panels, slabs, shells, and other structural typologies.

Students will develop a bespoke computational and simulation workflow for 3D fibre-reinforced printing, as well as engage physically with the material by conducting experiments and printing 1:1 prototypes of their proposals. The expected outcome is to present viable strategies by which this emerging material method may be applied to large scale architectural scenarios, a new territory for this particular Natural Fibre technique.

Teaching format: Theoretical lectures and tutorials will be taught online. In person sessions will be conducted for design consultations, experiments on the 3d printer, and general prototyping. Eventual expert guest lectures will happen online. Students will work in groups.

Prerequisites: Rhinoceros and Grasshopper (Intermediate Level)

Tools: A personal 3D-printer is not required, students will have access to one by appointment

Contact: Vanessa Costalonga Martins

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