Im Bereich der Computertechnik verändert sich vieles: Virtual Reality macht dreidimensionale Computerwelten erlebbar, Roboter ziehen in den Arbeitsalltag ein, moderne Algorithmen berechnen realistische Oberflächen, Licht- und Schatteneffekte in Echtzeit. In der Architektur und im Bauprozess haben viele dieser Forschungsergebnisse allerdings noch nicht Einzug gehalten. Das soll sich jetzt ändern.

Ein hochdotierter Spezialforschungsbereich (SFB), finanziert vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF soll helfen, die Lücke zwischen IT auf der einen Seite und Architektur und Bauwesen auf der anderen Seite zu schließen. Geleitet wird das Forschungsprojekt von der TU Wien, an der sechs der insgesamt acht wissenschaftlichen Teilprojekte angesiedelt sind. Zusätzlich sind auch die Universität Innsbruck und die TU Graz mit dabei. Das SFB-Projekt wird in den nächsten vier Jahren mit insgesamt 4,2 Millionen Euro gefördert. Es verbindet Forschungsgruppen aus den Bereichen Architektur, Informatik, Mathematik und Bauingenieurwesen.

Computermethoden, die Kreativität fördern

„Architektur und Bauwesen prägen unsere gebaute Umwelt, und damit auch unsere Gesellschaft in kultureller, ökonomischer und ökologischer Hinsicht“, sagt Prof Michael Wimmer vom Institut für Visual Computing and Human-Centered Technology der TU Wien. „Allerdings ist die Digitalisierung gerade in diesem Bereich noch nicht besonders weit fortgeschritten.“

Oft läuft der Prozess von der ersten architektonischen Idee bis zum fertigen Gebäude in voneinander getrennten Schritten ab, die ganz unterschiedliche Werkzeuge nutzen. Der erste Entwurf wird vielleicht auf Papier gezeichnet, irgendwann wird ein Plan in den Computer eingegeben, anschließend das Gebäude dreidimensional visualisiert, und dann wird vielleicht noch überlegt, wie die Beleuchtung gestaltet werden kann. „Das ist eigentlich nicht mehr zeitgemäß“, findet Michael Wimmer. „Wir wollen all diese Schritte zusammenführen und schon in einer frühen Planungsphase computergestütztes Feedback liefern.“

Wenn man bereits die ersten, noch vagen Ideen bereits digital darstellen kann, kommt man viel schneller zur optimalen Lösung. Building Information Modeling zusammen mit Augmented Reality und Virtual Reality können hier helfen. Die Lichtsituation kann simuliert und dynamisch verändert werden, sodass man bereits im ersten Vorentwurf ein Gefühl für die Möglichkeiten des geplanten Gebäudes bekommt.

Sogar an haptischem Feedback wird gearbeitet: Ein Roboterarm liefert den nötigen Gegendruck, sodass man virtuell erzeugte Strukturen sogar „erfühlen“ kann. Mit neuen Methoden aus Geometrie und Mathematik soll es einfacher werden, außergewöhnliche Formen zu konstruieren und kreative Ideen umzusetzen.

Die Teilbereiche des Projekts, deren Projektleiter und beteiligte Wissenschafter:

Projektkoordinator: Michael Wimmer, TU Wien

• Integrating AEC Domain Knowledge - Synthesis 2.0: Iva Kovacic (TU Wien); Michael Hensel, Peter Ferschin (TU Wien)
• Computational Immediacy: Kristina Schinegger (Universität Innsbruck); Stefan Rutzinger, Tobias Hell (Universität Innsbruck), Florian Rist (TU Wien)
• Lighting Simulation For Architectural Design: Michael Wimmer (TU Wien); Georg Suter (TU Wien)
• Large-Scale Haptic Feedback in Virtual Reality: Hannes Kaufmann (TU Wien); Christian Kern (TU Wien)
• Higher Order Paneling of Architectural Freeform Surfaces: Martin Kilian (TU Wien); Udo-Hertrich Jeromin, Christian Müller (TU Wien)
• Flexible Quad-Surfaces for Transformable Design: Ivan Izmestiev (TU Wien); Georg Nawratil (TU Wien)
• Linking Mechanics to Form-Finding of Plant-Based Bio-Composite Structures:
• Josef Füssl (TU Wien)
• Material- and Structurally Informed Freeform Structures: Milena Stavric (TU Graz)

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