Auf dem Campus Vaihingen der Universität Stuttgart wird das erste adaptive Hochhaus der Welt errichtet. Künftig wird hier unter realen Bedingungen im Maßstab 1:1 untersucht, wie sich Gebäude aktiv an wechselnde Umwelteinflüsse anpassen können. Am 26. Oktober 2018 fand der Spatenstich statt.
Der Prototyp entsteht im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereichs (SFB) 1244 Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen an der Universität Stuttgart. Das Demonstrator-Hochhaus umfasst zwölf Geschosse bei einer Höhe von 36,5 m und einer Grundfläche von 5 × 5 m. Ein angrenzender Treppenturm enthält sämtliche vertikalen Versorgungsleitungen sowie die vertikale Erschließung.
Aktive Elemente in der Tragstruktur
Einzigartige an dem Hochhaus ist die Integration von aktiven Elementen in die Tragstruktur. Ein Zusammenspiel aus Sensorik und Aktorik ermöglicht es beispielsweise, die durch Windkräfte auftretenden Schwingungen im Turm durch ein intelligentes Regelungskonzept auszugleichen. Sensoren erfassen dabei auftretende Verformungen, während Hydraulikaktoren im Tragwerk dafür sorgen, dass die Schwingungen durch Gegenkräfte gezielt gedämpft werden – so kann deutlich leichter gebaut werden, als dies ohne Adaptivität möglich wäre. SFB-Sprecher Prof. Werner Sobek Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren, ILEK) ist zuversichtlich: „Mit diesem Projekt werden wir unsere weltweite Spitzenposition im Leichtbau nicht nur halten, sondern weiter ausbauen.“
Maximaler Nutzerkomfort bei minimalem Energieaufwand
Die Fassade des Gebäudes besteht zunächst aus einer einlagigen, rezyklierten Membrane, die nach und nach durch Hüllelemente, die den Licht- und Energieeintrag in das Gebäude, den Luftaustausch sowie den Wärmedurchgang aktiv beeinflussen können, ersetzt wird. Ziel ist die Realisierung eines maximalen Nutzerkomforts bei minimalem Energieaufwand. Im Demonstrator werden neben eigenen Entwicklungen aus dem SFB auch technische Lösungen externer Partner untersucht und getestet werden.
Die Gesamtbaukosten des Projekts belaufen sich auf 2,0 Mio. Euro, von denen die Universität Stuttgart rund 1,3 Mio. Euro selbst trägt.
Der SFB 1244
an der Universität Stuttgart beschäftigt sich mit der Frage, wie angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung und schrumpfender Ressourcen künftig mehr Wohnraum mit weniger Material geschaffen werden kann. Vor dem Hintergrund einer maximalen Einsparung von Material- und Energieverbrauch bei gleichzeitiger Steigerung des Nutzerkomforts erforschen 14 universitäre Institute unterschiedlichster Fachbereiche das Potenzial und die Anwendbarkeit von adaptiven Gebäudehüllen und Strukturen im Bauwesen. Die Forschung umfasst sowohl die Entwicklung einzelner (Bau-)Komponenten als auch deren Einbindung in ein Gesamtsystem. Der Sonderforschungsbereich wird von Prof. Werner Sobek und Prof. Oliver Sawodny (Institut für Systemdynamik, ISYS) geleitetet.