Optimierte Grundrisslösungen für nachhaltige Holz-Raumtragwerke zur Nachverdichtung im Wohnungsbau

Methoden zur KI-basierten Kombination von Grundrissgenerierung mit Prinzipien räumlicher Tragwerke für architektonisch anspruchsvolle Konstruktionssysteme

Die Nachverdichtung durch Aufstockung von Bestandsgebäuden kann einen signifikanten Beitrag zur Reduzierung des Flächenverbrauchs leisten und zu einer effizienteren Nutzung vorhandener Infrastruktur, sowie zur Herstellung relativ kostengünstigen Wohnraums beitragen. Typischerweise kommen im Holzbau bei Aufstockungsvorhaben Raummodule oder Holztafelelemente zum Einsatz, die auf einer eigenen, lastverteilenden Struktur angeordnet werden. Die so erzeugten Lösungen sind aufgrund der materialintensiven Verteilerebene nicht nur wenig ressourceneffizient, sondern aufgrund der Stapelung der Module oder Tragelemente auch räumlich wenig variabel. Ziel des vorliegenden Projekts ist es, eine Methodik zu entwickeln, die variable Grundrissgestaltungen mit einem statisch- und ressourceneffizienten räumlichen Tragsystem in Einklang bringt. Durch die Synthese von Grundrissgenerierung und Tragwerksplanung soll die computergestützte Methode die Entwicklung von räumlich verschränkten Raumtragwerken unterstützen und in frühen Planungsphasen neue Varianten für flexible Grundrisse aufzeigen. Sie hat nicht den Anspruch, bestehende Planungsschritte zu automatisieren. Die digital assistierende Methodik soll zunächst bei Aufstockungen bestehender Gebäude zum Einsatz kommen, um räumlich und gleichzeitig strukturell vorteilhafte Wandstellungen auszuloten. Zentrales Element ist dabei die dreidimensionale Anordnung von wandartigen Trägern zu einem räumlichen Tragsystem. Hierfür werden die ohnehin notwendigen Wohnungstrennwände herangezogen, die, als tragende Wandscheiben ausgebildet, die Lasten zu klar definierten Auflagerpunkten an den Bestandsgebäuden führen können. Die Methodik soll bei einem konkreten Aufstockungsvorhaben der GWG in München als Pilotprojekt getestet werden. Bei Projektende soll die Entwicklung als frei verfügbares Software-Muster angeboten werden.