Bauberufe mit Zukunft - Auf IT gebaut

56 Bereich Bauingenieurwesen
Plausibilität im Planungsprozess – Umbau und Umnutzung als Optimierungsaufgabe
Lömker, Dr.-Ing. Thorsten Michael
2008 (2. Preis/Einzelarbeit)
Die Bauaufgaben der Zukunft liegen in der Aus einandersetzung
mit bestehender Architektur. Die planerische
Herausforderung besteht im Verzicht auf den
Neubau durch die Umnutzung oder den Umbau existenter
Gebäude. Beide Vorgehensweisen können als
Werterhaltungsstrategien verstanden werden, die den
Lebenszyklus eines Gebäudes als integralen Bestandteil
der Planung betrachten. Ihr Ziel ist es, ungenutzte
Bestandsgebäude durch keine oder nur geringe bauliche
Eingriffe organisatorisch so zu verändern, dass sie
einer Weiternutzung zugeführt werden können.
Als Alternative zum Neubau ist der Erfolg beider Strategien
entscheidend davon abhängig, dass der Architekt
schon zu Beginn der Planung zu der Ent schei dung
gelangt, ob sich ein Gebäude unter Anwen dung dieser
Vorgehensweisen weiternutzen lässt. In der Praxis wird
diese Entscheidung vom Architekten durch einen aufwändigen
und damit kostenintensiven Vergleich des
Soll-Zustands (Raumprogramm) mit dem Ist-Zustand
des Gebäudes getroffen. Da dieser Vergleich jedoch im
Wesentlichen eine kombi natorische, d. h. mathematische
Problemstellung darstellt, wird in dieser Forschungsarbeit
dargelegt, dass durch den Einsatz von
Optimierungsverfahren in der Grundrissplanung
Lösungen für Umbau- und Umnutzungsaufgaben
automatisiert erzeugt werden können.
Diese Lösungen werden durch den Tausch (Um nutzung)
oder die Verschiebung (Umbau) existenter Flächen
erzeugt. Durch den computergestützten Einsatz
dieser Verfahren ist es möglich, zu plausiblen Planungslösungen,
die dem Architekten als Grund lage für
die weitere Bearbeitung der Planung dienen, zu gelangen.
Dabei werden zunächst jene Lösungen ermittelt,
welche allesamt die vom Architekten zuvor definierten
Rahmenbedingungen und Ziele erfüllen. Ist die Erfüllung
aller Bedingungen mathematisch, d. h. planerisch
unmöglich, können die verwendeten Optimierungsalgorithmen
Näherungslösungen berechnen. Ferner ist
es möglich, Bedingungen zu gewichten. Zu Gunsten
eines bestimmten Zieles (z. B. Minimierung der Verkehrsfläche)
werden andere Bedingungen (z. B. Ausrichtung
eines Raumes) vernachlässigt.
Auf diese Weise können Planungslösungen erzeugt
werden, deren Performance eindeutig mess- und
bewertbar ist.
Bild 1: Bubble-Diagramm
Bild 2: 6 von 2.844 automatisch erzeugten Planungslösungen