Der Demonstrator D1244: das weltweit erste adaptive Hochhaus

Adaptive Gebäudehüllen und Tragwerke sind ein möglicher Weg hin zu mehr Ressourceneffizienz im Bauwesen. Eine aktive Manipulation der Geometrie und des Tragwerkverhaltens ermöglicht es, Spannungsverteilungen zu optimieren, Verformungen zu reduzieren und Schwingungen zu dämpfen. Adaptive Gebäudehüllen wiederum können sich an wechselnde Bedingungen im Innen- bzw. Außenbereich anpassen und besser auf Nutzerbedürfnisse eingehen als herkömmliche Systeme. Adaptivität bedeutet die Manipulierbarkeit der Gebäudehülle oder des Tragwerks - und erfordert daher Aktuierung, Sensorik, Steuerungstechnik und Regelungskonzepte. Das übergeordnete Ziel der Adaptivität ist eine Minimierung des Material- und Energieverbrauchs sowie eine Reduktion der mit dem Bauwerk verbundenen direkten und indirekten Emissionen von Treibhausgasen. Das Konzept der Adaptivität wird seit vielen Jahren an der Universität Stuttgart erforscht. Seit 2017 sind diese Arbeiten im interdisziplinären Sonderforschungsbereich SFB 1244 zusammengefasst. Zur Verifizierung der gesammelten Erkenntnisse wurde auf dem Universitätscampus in Stuttgart-Vaihingen Anfang 2021 der Demonstrator D1244 errichtet - das weltweit erste adaptive Hochhaus. Das ca. 36,5 m hohe Gebäude dient als multifunktionale Experimentalplattform, in dessen Stahltragwerk 24 hydraulische Aktoren integriert sind. Jedes Bauteil kann einzeln entnommen und gegen neu entwickelte adaptive Systeme ausgetauscht werden. Der Demonstrator erlaubt in den kommenden Jahren eine flexible Erprobung und Validierung unterschiedlichster Technologien und Materialien im Bereich des Tragwerks und der Fassade.

The demonstrator D1244: the first adaptive high-rise building worldwide
Adaptive skins and structures can make a substantial contribution towards an increased resource efficiency in the built environment. The active manipulation of a structure's geometry and load-bearing behaviour allows for optimized stress distribution as well as reduced deflections and vibrations. Adaptive facades, on the other hand, can react to varying environmental conditions and user needs much better than conventional systems. In order to manipulate building skins or structures, actuators, sensors and control hardware have to be designed along with the respective control concepts. The overall target is to minimize energy and material usage along with all related greenhouse gas emissions. For many years, researchers at the University of Stuttgart have investigated the concept of adaptivity. Starting in 2017, this research has been consolidated in the collaborative research centre CRC 1244. In 2021 the demonstrator D1244 - the world's first adaptive high-rise building, has been built to validate the scientific work carried out so far and to test the technologies developed at the University of Stuttgart. The tower is 36.5 m high and has 24 hydraulic actuators integrated in its steel structure. It will serve as a multi-purpose experimental platform in both the fields of structures and facades. Each element can be replaced with newly developed adaptive systems, thus allowing a flexible testing and validation of different technologies and materials over the coming years.