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Robotic digital reassembly. Towards physical editing of dry joined architectural aggregations

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[Quelle: https://d-nb.info]

Die sich beschleunigenden Wechsel in der Art und Weise, wie Menschen Gebäude nutzen und bewohnen, gepaart mit dem wachsenden Bewusstsein der Menschheit für die Auswirkungen des Bauens auf das Klima, zwingen dazu, bestehende Konzepte für die gebaute Umwelt zu überdenken. Die meisten Gebäude werden heute so geplant, dass sie einer festen Form folgen und ihr Material zu einer statischen Konstruktion zusammenfügen. Im Gegensatz dazu verlagert die Computerisierung in vielen Bereichen des täglichen Lebens unsere Vorstellungskraft auf eine veränderbare Welt. Während sich die digitale Welt ständig weiterentwickelt und Änderungen sofort programmiert werden können, erfordern Änderungen in der physischen Welt einen immensen Aufwand an Arbeit, Arbeitskraft und Maschinen. Die rasanten technologischen Fortschritte in der digitalen Konstruktion und Fertigung stellen die Ökonomie des statischen Aufbaus von Gebäuden in Frage. Digitale Entwurfswerkzeuge bieten Zugang zu einem umfangreichen Raum von Entwurfsalternativen in allen Maßstäben, von Gebäudetopologien bis hin zum einzelnen Gebäudeelement. Durch die Änderung einiger weniger Parameter können Designer einen Entwurf fast automatisch neu konfigurieren. Gleichzeitig birgt die architektonische Forschung zu Digitalen Materialien, Diskretem Design und robotischem Bauen das Potenzial, diese digitalen Qualitäten in die physische Welt zu transportieren. Infolgedessen können Gebäude als materielle Ressourcen betrachtet werden, die wieder zusammengebaut werden können, so dass ihre Bauelemente wieder in die Industrie zurückfließen und für zukünftige Bauten verwendet werden können, was zum Wandel der Architektur in Richtung Kreislaufwirtschaft beiträgt. Die Kombination von digitalen Designwerkzeugen, demontierbaren Bauelementen und Roboterfähigkeiten ist es wert, erforscht zu werden, um deren Potenzial und Qualitäten für eine editierbare gebaute Umwelt zu verstehen. In dieser Arbeit wird ein kombinatorischer Modellierungsrahmen für die robotergestützte Montage und Wiedermontage von Gebäuden vorgeschlagen. Die Anwendbarkeit des Konzepts wird in vier Fallstudien demonstriert, in denen Strategien der Roboterprogrammierung in Verbindung mit digitalen Entwurfswerkzeugen für trocken montierte und miteinander verzahnte Bauelemente eingesetzt werden. Der Einsatz von taktilen Roboterfähigkeiten wird in einer umfassenden Fallstudie diskutiert, in der maschinelles Lernen für die Konstruktion und Robotersteuerung für verzahnten Bauelementen eingesetzt wird. Der roboterorientierte Entwurf konzentriert sich auf Bauelemente deren Menge, Geometrie und Verbindungen, für die Handhabung durch einen Roboter geeignet sind. Diese Verlagerung wiederum ermöglicht es Architekten, nicht nur veränderbare Strukturen zu produzieren, sondern auch die Kontrolle zu erlangen und den Designraum, der sich aus wieder zusammensetzbaren Elementen ergibt, umfassend zu erkunden. In Robotic Digital Reassembly sind Materialisierung und Produktion von Architektur kein abgeschlossener Prozess. Vielmehr werden sie zu einer Reihe von Instanzen, die sich verschieben und an eine sich immer weiter entfaltende Zukunft anpassen.

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Bücher, Broschüren

Elmar Erdell
Methodenanwendung in der Hochbauplanung - Ergebnisse einer Schwachstellenanalyse
Schriftenreihe Planung, Technologie, Management und Automatisierung im Bauwesen, Band 7
2007, 209 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Methoden werden bereits in zahlreichen Branchen erfolgreich eingesetzt. Im Bereich der Hochbauplanung bestehen jedoch spezifische nachteilige Bedingungen, welche die Methodenanwendung einschränken oder behindern. Unter Anwendung der im Maschinenwesen verankerten Methodenkenntnisse werden diese Schwachstellen identifiziert und hinsichtlich ihrer Einflüsse auf die Methodenanwendung analysiert. Untersucht werden dabei sowohl strukturelle bzw. organisatorische Aspekte als auch direkte Einflüsse auf den Planungsprozess, insbesondere durch die HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure). Des Weiteren werden die Auswirkungen der Bauregeln untersucht. Abschließend werden wesentliche Hinweise für Verbesserungsansätze gegeben.

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Forschungsberichte

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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Katharina Klemt-Albert
Optimierung der Nachhaltigkeit von Bauwerken durch die Integration von Nachhaltigkeitsanforderungen in die digitale Methode Building Information Modeling
Abschlussbericht - ONIB.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3213
2020, 94 S., 50 Abb. u. 8 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsprojektes war es, bereits in den frühen Phasen der Planung eine gezielte Einflussnahme auf die Nachhaltigkeit des späteren Bauwerks durch Anwendung der BIM-Methode nehmen zu können. Zur beispielhaften Umsetzung der Nachhaltigkeitsanforderungen wurden die Kriterien SOC2.1 "Barrierefreiheit" und ECO2.1 "Flexibilität und Umnutzungsfähigkeit" des DGNB-Kriterienkataloges untersucht und in digitalen Modellcontent übersetzt. Durch ein strukturiertes und standardisiertes Datenmanagement sowie eine optimierte Informationslogistik auf Basis eines BIM-Modells konnte eine Effizienzsteigerung bei der kollaborativen Zusammenarbeit aller Projektbeteiligter an Nachhaltigkeitszertifizierungen und der teilautomatisierten Überprüfung von Kriterien erreicht werden.

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Gisela-Marie Morlock-Rahn
Verträglichkeitsrechnung - Theorie und Anwendung
1987, 129 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In Bedarfs-, Kapazitaets-, Modell- und Vergleichsrechnungen fuer Zwecke der Planung sowie in Bewertungs- und Entscheidungsverfahren koennen die erforderlichen Zahlen haeufig nur ungenau angegeben werden. Mit der Vertraeglichkeitsrechnung wird vor wissenschaftstheoretischem Hintergrund eine mathematische Struktur aufgebaut, derart, dass ueber geeignete Definitionen aus zwei Axiomen Rechenregeln fuer die algebraische Verknuepfung von Vertraeglichkeitsfunktionen abgeleitet werden. Vertraeglichkeitsfunktionen koennen als ungenaue Zahlen interpretiert werden und umfassen als Spezialfaelle die sogenannten "fuzzy numbers" und die reellen Zahlen. Die Menge der Vertraeglichkeitsfunktionen bildet mit einer additiven und einer multiplikativen Verknuepfung einen Koerper, in welchen die Menge der reellen Zahlen mit Addition und Multiplikation eingebettet ist. Abschliessend werden Wahrscheinlichkeitsrechnung und Vertraeglichkeitsrechnung als Spezialfaelle einer Allgemeinen Rechnung mit Verteilungen einander gegenuebergestellt. Die Einsatzgebiete werden gegeneinander abgegrenzt. (Mo)

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Sauerbruch, Matthias; Louisa, Hutton
Die Ästhetik der Bauwende
Baumeister, 2022

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Bürgin, Reto; Mayer, Heike; Kashev, Alexander; Haug, Sigve
Analysing digital multilocality between urban centres and rural peripheries: Combining and integrating digital and analogue research methods (kostenlos)
Raumforschung und Raumordnung = Spatial research and planning, 2022

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Beunen, Raoul; Duineveld, Martijn; Van Assche, Kristof
Flat ontology and evolving governance: Consequences for planning theory and practice. (kostenlos)
DISP, 2021

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Knieling, Jörg; Kretschmann, Nancy; Nell, Rebecca; Pfau-Weller, Natalie
Wissensproduktion und Lernprozesse am Beispiel von Reallaboren zur Klimafolgenanpassung in Halle (Saale) und Mannheim. (kostenlos)
Raumforschung und Raumordnung = Spatial research and planning, 2021

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Kern, Kristine; Haupt, Wolfgang
Von Reallaboren zu urbanen Experimenten: deutsche und internationale Debatten. (kostenlos)
Raumforschung und Raumordnung = Spatial research and planning, 2021

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