Univ. Prof. Dr.-Ing. Axel Körner Professor for Sustainable Building Architecture © BOKU Wien
Die Professur orientiert sich am Leitgedanken des „Neuen Europäischen Bauhauses“ und wird im Rahmen des Waldfonds vom Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft (BMLUK) sowie den Partnern Kooperationsplattform Forst, Holz, Papier (FHP) und der Bundesimmobiliengesellschaft (BIG) gestiftet. Sie soll dessen Prinzipien Nachhaltigkeit, Ästhetik und Inklusion verbinden. „Meine Aufgabe sehe ich darin, als Bindeglied zwischen den bisherigen Forschungsschwerpunkten Materialentwicklung, bauingenieurmäßige Aspekte des Bauens sowie regionalplanerische Perspektiven zu agieren und um einen architektonischen Blickwinkel zu komplementieren“, sagt Körner. Er will sich vor allem mit ressourceneffizientem Bauen, seriellem Sanieren und der intelligenten Umnutzung von Bestandsgebäuden befassen.
„Mein Anspruch ist dabei, über den klassischen Holzbau hinauszugehen und auch anderen biobasierten Materialien eine stärkere Aufmerksamkeit zu schenken“, informiert Körner, der zuletzt am Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart tätig war. Bereits dort beschäftigte er sich intensiv mit Biofaserverbund-Werkstoffen, etwa aus Flachs oder Hanf, sowie dem Forschungsfeld der Bionik. Dies will er auch an der BOKU weiterführen.
Mit Bestand arbeiten
Eine weitere Fragestellung betrifft die Wiederverwendung von Holz aus Bestandsgebäuden. Neben rechtlichen und logistischen Hürden geht es in erster Linie darum, welche Informationen für eine zirkuläre Nutzung der Bauteile notwendig sind. Ebenso stellt sich die Frage, wie sich diese Daten zerstörungsfrei und wirtschaftlich ermitteln lassen. „Mein Ziel ist, neue architektonische Typen zu entwickeln, die mit variablen Materialeigenschaften umgehen können“, sagt Körner und ergänzt: „Um weniger Material zu verschenken, wäre es wichtig, stärker auf die tatsächlichen Eigenschaften einzugehen und diese bereits in den Entwurfs- und Fertigungsprozess zu integrieren.“
Vor allem adaptive Fertigungsverfahren würden hierfür großes Potenzial bieten. Etwa dann, wenn Fasereigenschaften während des Fertigungsprozesses gemessen werden und darauf basierend die Platzierung im Endprodukt erfolgt.
„Gerade bei Gebäudeumnutzungen gibt es oft bestehende Rahmenbedingungen, die nicht veränderbar sind. Standardlösungen kommen deshalb oft an ihre Grenzen. Dementsprechend braucht es flexibel anpassbare Systeme“, erläutert Körner und konkretisiert dies anhand veränderbarer Materialeigenschaften oder Rastermaßen.
Bereits der Designprozess soll sich Körner zufolge stärker an das vorhandene Material anpassen. So geschehen bei diesem in Stuttgart entwickelten Pavillon, dessen Krümmung ausschließlich über die gezielt Anordnung von Brettern mit unterschiedlicher Holzfeuchte erreicht wurde. © ITECH/ICD/ITKE University of Stuttgart; Axel Körner
Nichtlineare Planungsprozesse
Ein weiteres Feld, mit dem sich Körner intensiv befasst, ist die Digitalisierung im Bauwesen. „Momentan gestaltet sich der Ablauf folgendermaßen: Designmodell – Fertigungsmodell – Konstruktionsmodell. Ich fände spannend, diesen linearen Ablauf aufzubrechen und um ein ressourcenbasiertes Materialmodell zu ergänzen. Das Designmodell passt sich idealerweise an das verfügbare Material an.“ Exemplarisch nennt Körner den HygroShell ITECH Research Pavilion 2023 – ein in Stuttgart umgesetztes Projekt eines freitragenden Pavillons. Die Krümmung wurde durch eine gezielte Anordnung von Brettern mit unterschiedlicher Holzfeuchte erreicht. Deren Verformung während des Trocknungsprozesses simulierte das Team vorab. Das Modell wurde unmittelbar vor der Konstruktion mit den echten Feuchtedaten gespeist.
Mustererkennung im Nutzerverhalten
Neben Planungsprozessen, die sich teilweise bereits gut mit KI unterstützen lassen, sieht Körner vor allem in der optimierten Steuerung, etwa von adaptiven Gebäudehüllen und deren teils konkurrierenden Anforderungen, großes Potenzial.
Exemplarisch nennt der BOKU-Professor adaptive Verschattungssysteme mit integrierten PV-Modulen. Bei diesen können Kriterien wie Sonnenschutz, Energieertrag, Tageslichtversorgung, Sichtbeziehungen nach außen sowie thermischer und visueller Komfort gleichzeitig berücksichtigt werden. Durch die Einbindung von Wetterprognosen und die Antizipation des Nutzerverhaltens mittels KI könne die Gebäudehülle vorausschauend reagieren und die unterschiedlichen Anforderungen kontinuierlich gegeneinander abwägen.
