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Weltweit erstes adaptives Hochhaus eröffnet

Uni Stuttgart
Weltweit erstes adaptives Hochhaus eröffnet

Demonstrator-Hochhaus in Stuttgart-Vaihingen
Demonstrator-Hochhaus in Stuttgart-Vaihingen. Foto: Universität Stuttgart/ILEK

Auf dem Campus Vaihingen der Universität Stuttgart hat Anfang Oktober das erste adaptive Hochhaus der Welt eröffnet. Forschende untersuchen hier unter realen Bedingungen im Maßstab 1:1, wie sich Gebäude aktiv an wechselnde Umwelteinflüsse anpassen können. 

»Die Universität Stuttgart trägt mit dem Demonstrator-Hochhaus maßgeblich zur Ressourceneinsparung und zur Energieeffizienz im Bauwesen bei«, sagte Wissenschaftsministerin Theresia Bauer zur Eröffnung. »Ich bin zutiefst beeindruckt von der Visionskraft, der Zielstrebigkeit, dem Engagement, das sowohl in der Gestaltungsplanung als auch in der baulichen Umsetzung dieses Projekts liegt.«

Bis zu 50 Prozent Ersparnis an Ressourcen und Emissionen

Der Prototyp entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1244 »Adaptive Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von morgen«, der 2017 von Prof. Werner Sobek initiiert wurde.

»Die Forschung an adaptiven Systemen eröffnet einen vielversprechenden Weg zu mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz«, erklärt Prof. Lucio Blandini, seit 2020 Nachfolger von Prof. Werner Sobek am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK). »Die Einbindung von vielen unterschiedlichen industriellen Partnern bei der Entwicklung adaptiver Trag- und Fassadenelemente ist der beste Beweis, wie Grundlagenforschung und praktische Anwendung sehr eng miteinander verzahnt werden können.«

Prof. Oliver Sawodny, seit 2021 Leiter des SFB 1244, ergänzt: »Wir konnten zeigen, dass mit der Technologie der Adaptivität in Tragwerken Einsparungen an Ressourcen und Emissionen im Lebenszyklus eines Gebäudes von bis zu 50 Prozent möglich sind.«

Spitzenposition im adaptiven Bauen

Das Hochhaus umfasst zwölf Geschosse bei einer Höhe von circa 36,5 Metern und einer Grundfläche von fünf auf fünf Metern. Ein angrenzender Treppenturm sorgt für die vertikale Erschließung inklusive aller Versorgungsleitungen.

Das Einzigartige an diesem Hochhaus ist die Integration von aktiven Elementen in die Tragstruktur und in die Fassade. Ein Zusammenspiel aus Sensorik und Aktorik ermöglicht es somit zum Beispiel, die durch den Wind auftretenden Schwingungen im Turm durch ein intelligentes Regelungskonzept auszugleichen. Sensoren erfassen dabei auftretende Verformungen, während Hydraulikaktoren dafür sorgen, dass die Verformungen mittels Gegenkräften im Tragwerk gezielt reduziert werden. Dies dient gleichzeitig auch der Dämpfung von Schwingungen – so kann deutlich leichter gebaut werden, als dies ohne Adaptivität möglich wäre.

Initiator Prof. Werner Sobek ist zuversichtlich: »Unsere weltweite Spitzenposition im adaptiven Bauen wird mit diesem Forschungshochhaus weiter gefestigt. Noch nie war Architektur so wandelbar, so veränderlich mit der Zeit wie hier.«

Maximaler Nutzungskomfort bei minimalem Energieaufwand

Die Fassade des Gebäudes besteht zunächst aus einer einlagigen, rezyklierten Membrane, die nach und nach durch adaptive Hüllelemente ersetzt wird. Diese neuen Fassadenelemente können den Licht- und Energieeintrag in das Gebäude, den Luftaustausch wie auch den Wärmedurchgang aktiv beeinflussen. Ziel ist die Realisierung eines maximalen Nutzungskomforts bei minimalem Energie- und Materialaufwand. Die Gesamtbaukosten belaufen sich auf circa zwei Millionen Euro.

Für die Internationale Bauausstellung 2027 StadtRegion Stuttgart (IBAʼ27) liefert das Forschungsprojekt technologische Impulse für eine ressourcenschonendere Bauweise. »Wenn wir bei wachsender Weltbevölkerung unsere natürlichen Lebensgrundlagen bewahren wollen, können wir nicht weitermachen wie bisher«, sagt Intendant Andreas Hofer. IBAʼ27-Projekte versuchten einen Beitrag dazu zu leisten, dass das Bauen zukünftig nachhaltiger, ökonomischer und sanfter werde. »Leichtbautechniken, die nun beim Demonstrator-Hochhaus erprobt werden, spielen dabei eine herausragende Rolle.«

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