Der vorliegende Artikel gibt eine grundlegende Übersicht über adaptive Systeme. Dabei werden zunächst die elementaren Grundlagen vorgestellt und die Funktionsweisen adaptiver Systeme erläutert. Daran anschließend werden die sich bei der Einführung adaptiver Systeme in das Bauwesen ergebenden Möglichkeiten am Beispiel adaptiver Gebäudehüllen und adaptiver Tragwerke aufgezeigt.

Die “Highlight Munich Business Towers” liegen am Anbindepunkt der A 9 an den Mittleren Ring in München, nur wenige Kilometer vom Olympiazentrum entfernt. Die Bauwerke sind Teil des “Gewerbeparks München-Schwabing”, der mit diesen Neubauten weiter an Attraktivität gewinnt, insbesondere auch deshalb, weil der Komplex durch eine neue U-Bahnhaltestelle erschlossen werden wird.
Die Highlight Towers gingen aus einem Architekturwettbewerb im Jahr 2000 hervor, den das Planungsteam aus den Architekten Murphy/Jahn, den Tragwerksplanern Werner Sobek Ingenieure und den Energieingenieuren Transsolar gewinnen konnte. Das Team betreute das Projekt bis zu seiner Fertigstellung.
Das Bauvorhaben stellt einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung des Hochhausbaus dar, da zum einen die Leistungsfähigkeit der Stahl-Stahlbetonverbundbauweise bis an die Grenzen des technisch Machbaren ausgenutzt wurde und zum anderen auf die sonst üblichen Stahlbetonkerne vollständig verzichtet wurde. Die daraus resultierende Transparenz ist atemberaubend: Sie erlaubt praktisch in allen Bereichen des Gebäudes eine vollständige Durchsicht. Die Entwurfsgedanken der Transparenz und der Entmaterialisierung wurden konsequent auf alle Baukörper und die zugehörigen Bauwerksteile wie Aufzugskonstruktionen und Verbindungsbrücken übertragen. Insbesondere die vollverglasten Verbindungsbrücken in bis zu 80 m Höhe bieten den Nutzern ein unvergeßliches Erlebnis. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Im Herzen der jordanischen Hauptstadt Amman entstehen die Sanaya Towers, zwei miteinander gekoppelte Hochhäuser mit einer Höhe von jeweils 223 m. Der vorliegende Aufsatz beschäftigt sich mit dem Tragwerk der Hochhäuser, wobei ein besonderes Augenmerk auf die X-förmige Kopplung zwischen den beiden Hochhaustürmen gelegt wird.

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Der neue Flughafen in Bangkok ist z. Z. eine der größten Baustellen der Welt. Planung und Ausführung dieses gigantischen Projektes erforderten von Planern und beteiligten Firmen extreme Sorgfalt und eine äußerst intensive Zusammenarbeit in allen Phasen des Projekts. Im nachfolgenden Artikel soll zunächst ein Überblick über die Gesamtmaßnahme gegeben werden, bevor dann am Beispiel der über 3100 m langen 'Concoursen' die vorbildliche Zusammenarbeit von Planern und ausführenden Firmen erläutert wird.

Verglaste Fassaden, deren tragende Konstruktion ausschließlich aus vertikal verlaufenden vorgespannten Seilen oder Zugstangen besteht, eröffnen die Möglichkeit einer weitestgehenden Minimierung des Materialverbrauches bei gleichzeitiger Maximierung der Transparenz. Durch ihre Konstruktionsweise bedingt, weisen diese Fassaden unter Horizontalbelastung große Verformungen auf, welche durch Einbau von Federpaketen und Stoppern beeinflußt werden können. Unterschiedliche Glashaltesysteme und unterschiedliche Glasarten, bis hin zu explosionssicheren Isolierverglasungen, sind mit der Konstruktionsweise möglich. Der Aufsatz beschreibt die Entwicklung und die Charakteristika derartiger Fassaden anhand einer Reihe ausgeführter Beispiele.

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Das ehemalige Industriegelände “Parque Fundidora” in Monterrey (Mexiko) ist in den letzten Jahren zu einem Museumsstandort mit Unterhaltungsangeboten umgewandelt worden. In diesem Rahmen wurde ein stillgelegtes Stahlwerk zu einem Stahl-Museum umgebaut, in dem Vergangenheit und Gegenwart der Stahlindustrie in der Region aufgezeigt werden (Bild 1). Das Museum öffnete im Herbst 2007 seine Tore für die Öffentlichkeit und erhielt aufgrund seiner großen baulichen Qualitäten sofort den Titel “Monumento Nacional de Mexico”. Für die Errichtung des Museo del Acero wurde zum einen der vorhandene Baukörper des alten Stahlwerks restauriert und über Laufstege von außen zugänglich gemacht. Zum anderen wurde ein Neubau erstellt, der auf Höhe des Erdgeschosses an den Bestand anschließt und im weiteren Verlauf aufgrund der Geländetopographie teilweise unterirdisch liegt. Wichtiger Teil des Neubaus sind zwei filigrane Sonderstrukturen aus Stahl - das facettierte Dach der sogenannten Stahlgalerie und eine frei schwebende Wendeltreppe - sowie eine leicht und transparent anmutende Glasfassade. Diese Tragwerke werden im folgenden Artikel beschrieben.

Die Stuttgarter Innenstadt wird von einer breiten Bundesstraße durchschnitten, die unter einigen großen Kreuzungen in Unterführungen verläuft. Durch die teilweise Überdeckelung der Unterführungseinfahrten können zusätzliche Grünflächen und ebenerdige Fußgängerüberwege geschaffen werden. Die erste Teilüberdeckelung konnte durch integrierte Planung und den Einsatz von Spannbetonfertigteilen nach einer extrem kurzen Planungs- und Bauzeit eingeweiht werden.

Der Neubau eines Verwaltungsgebäudes für das Pharmaunternehmen Merck/Serono in Genf zeichnet sich durch hochtransparente Stahl-Glas-Konstruktionen in Fassade und Dach aus. Besonders hervorzuheben sind das zu öffnende Dach über dem sogenannten Forum sowie die darunterliegenden Fassadenkonstruktionen. Das ca. 1000 m2 große Forumdach ebenso wie die ca. 12 m hohen drehbaren Glastore und der außenliegende Sonnenschutz aus profilierten Edelstahlstäben tragen nicht nur wesentlich zur lichten, freundlichen Atmosphäre im Inneren bei, sondern sind auch wichtige Bestandteile des Klimakonzepts des Gebäudes. Der vorliegende Aufsatz beschreibt Forumdach und -fassade (© 2009 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

The new office building for the European Investment Bank in Luxembourg was built to a design by Dusseldorf-based architect Christoph Ingenhoven. The particular features of this building are its cable façades as well as the curving glass envelope spanning over the whole structure. This article provides a detailed description of the steel-and-glass structures to the façades and barrel vault, which are the main elements determining the building’s appearance. Particular attention is paid to the very high safety standards applied to all structures. Thanks to a sophisticated combination of various loadbearing elements it was possible to unite maximum transparency with remarkable robustness.

Das recyclinggerechte Konstruieren ist in vielen Bereichen der industriellen Produktion seit längerem fester Bestandteil der Nachhaltigkeitsbetrachtungen und -konzepte insgesamt. Während in Deutschland hergestellte Automobile bereits bis zu 95% rezyklierbar sind, findet die Notwendigkeit der Erhaltung wertvoller Rohstoffe sowie die Vermeidung von Müll beim Um- und Abbau unserer gebauten Umwelt in der Bauplanung und der Bauausführung von heute kaum Beachtung. Dies, obwohl das Bauschaffen für mehr als 50% des weltweiten Ressourcenverbrauchs und für mehr als 50% des Massenmüllaufkommens steht. Recyclinggerechtes Konstruieren im Bauwesen wird heute weder auf Fachveranstaltungen diskutiert noch an den Hochschulen gelehrt, noch gibt es eine einigermaßen befriedigende Literaturauswahl dazu. Die Gründe hierfür mögen vielfältig sein, letztlich sind sie jedoch allesamt inakzeptabel.
Da der Begriff Recycling ein vielfach unterschiedlich verstandener Oberbegriff für eine ganze Reihe unterschiedlicher Methoden und Verfahren im Umgang mit der einem neuen Bestimmungszweck zuzuführenden baulichen Substanz ist, wird für das Bauwesen zunächst eine sorgfältige Begriffsfestlegung dringend notwendig. Darüberhinaus ist es wichtig, neben der Diskussion der Methoden zur Erhaltung und Rückführung der Bauteile und Baustoffe in einen Zyklus die Frage nach der in den Baustoffen selbst enthaltenen Energie, der sogenannten grauen Energie, zu stellen. Erst aus der Kombination einer Minimierung des Ressourcenverbrauchs bei der Herstellung der Baustoffe und der Bauteile, einer Minimierung der eingebauten grauen Energie sowie einer möglichst großen Rezyklierbarkeit der Konstruktionen insgesamt ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Ökobilanz.
Es ist offensichtlich, dass die Rezyklierbarkeit eines Gebäudes in ganz wesentlicher Weise von der angewandten Bauweise, also der Art und Weise, wie die unterschiedlichen Werkstoffe miteinander gefügt werden sowie von der Auswahl der zur Anwendung kommenden Werkstoffe selbst abhängt.
Der Werkstoff Stahl ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften und der im Stahlbau möglichen und üblichen Verbindungstechniken hervorragend für einen recyclinggerechten Einsatz geeignet. Leider wurden bislang keine allgemein anerkannten Leitlinien für ein recyclinggerechtes Konstruieren im Stahlbau erarbeitet. Der vorliegende Aufsatz soll dazu dienen, die Grundlagen für ein recyclinggerechtes Konstruieren im Stahlbau zu konstituieren. Anhand ausgewählter Projektbeispiele werden darüber hinaus beispielhaft konkrete Vorschläge zur Umsetzung eines recyclinggerechten Konstruierens mit Stahl aufgezeigt.

Recyclable design in the field of steel construction.
Recyclable design and construction have been forming an inherent part of sustainability assessments and concepts in many fields of industrial manufacturing for quite some time now. While automobiles manufactured in Germany can be recycled up to 95%, the need to maintain valuable raw materials as well as avoiding waste due to building works on our built environment is completely disregarded in today's construction designs and works, even though building constructions form more than 50% of the worldwide consumption of resources and more than 50% of the mass waste volume. Recyclable design and construction in building industry is neither discussed at expert meetings nor taught at universities; we are also lacking satisfying selection of literature thereof. There might be a variety of reasons for this but in the end they are all unacceptable.
Due to its physical properties and the possible and usual joining techniques in the field of steel construction, this material is particularly suitable for a recyclable construction. Unfortunately there have not been developed any generally approved guidelines for recyclable designs and constructions in the field of steel construction so far. The present essay should serve to set up the basics for recyclable steel design and construction. Based on examples of selected projects, concrete proposals are shown for recyclable design and construction with steel.

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In der zentralen Zone der Universität Bremen wurde im Zusammenhang mit dem Neubau der Mensa und der Zuführung einer Straßenbahnlinie in die Universität eine große verglaste Halle als zentraler Treff- und Informationspunkt geplant und errichtet. Die Fertigstellung erfolgte im Herbst 2000. Die Hallenkonstruktion weist eine vollkommen verglaste Fassade nahezu verschwindender Materialität auf, deren statisch-konstruktives Prinzip eine Neuentwicklung darstellt und die in dieser Form erstmals gebaut wurde. Die Fassadenkonstruktion der Halle besteht aus 39 vertikal angeordneten Seilen, die entlang den Außenkanten des Dachträgerrostes vom Dachrand bis zum Boden spannen. Die Seile werden an ihren Fußpunkten durch Federn gehalten und durch diese permanent vorgespannt. An den Seilen befestigte Klemmhalter dienen der Aufnahme der Verglasung, die aus 10 bzw. 12 mm dicken ESG-Scheiben mit Abmessungen 1800 mm x 900 mm besteht. Die Scheiben werden an je vier Punkten mit einem speziell entwickelten Halter geklemmt. Die Seilfassade kann sich unter Windeinwirkung um bis zu 350 mm - nach innen wie nach außen - durchbiegen.

Die nach den Plänen des deutsch-französischen Architekten Finn Geipel errichtete Cité du Design in Saint-Etienne soll sich zum führenden Zentrum für Design entwickeln und als solches wesentliche Impulse zum Strukturwandel in dieser zentralfranzösischen Region geben. Die Cité du Design bietet Raum für verschiedene Institutionen, Initiativen und Unternehmen aus dem Bereich des Design sowie der Informationstechnologie. Das Bauvorhaben besteht aus der sogenannten Platine, einem Aussichtsturm und den umgebauten Gebäuden einer ehemaligen Waffenmanufaktur (Bild 1). Die Platine spielt die zentrale Rolle im Gesamtprojekt: sie bietet wichtige Funktionen wie Ausstellungsräume, Säle für Veranstaltungen und eine Bibliothek. Der Aussichtsturm hatte als erstes fertig gestelltes Gebäude eine wesentliche kommunikationsstrategische Aufgabe zu erfüllen. Der vorliegende Aufsatz widmet sich den neu errichteten Gebäuden, d. h. der Platine und dem Aussichtsturm, die sich durch ihr filigran gestaltetes Stahltragwerk auszeichnen.

Multifunctional building envelope and space-and-space - The Cité du Design in St. Etienne/France.
The Cité du Design in Saint-Etienne, built according to the German-French architect Finn Geipel's designs, is planned to be developed as a leading centre of design and to drive further the structural change in this central French region. The Cité du Design offers space for various institutions, initiatives and companies from the field of design as well as information technology. The project consists of the so-called Platine, an observation tower and renovated buildings of a former weapon factory. The Platine is the main part of the project and offers important functions such as showrooms, event halls, and a library. The observation tower, the first completed building, had to fulfil an essential task in communication strategy. The following essay presents the newly set up buildings, i. e. the Platine and the observation tower, both of which are characterised by their filigree steel structure design.

Die Firma Trumpf ist Weltmarktführer für Laserschneide- und -schweißanlagen. Der Hauptsitz der Firma befindet sich in Ditzingen bei Stuttgart. Um den Zugang zum stetig wachsenden Betriebsgelände neu zu fassen, wurde im Eingangsbereich ein neues Pfortengebäude errichtet, das durch seine Formensprache, seine Transparenz und seinen technischen Standard jedem Besucher bereits bei Betreten des Firmengeländes die Kompetenz und Philosophie des Unternehmens anschaulich vermitteln soll.
The floating roof - The new gatehouse of the company Trumpf in Ditzingen, Germany.
Trumpf is a world market leader for laser-cutting and laser-welding machines. The headquarters of the company are situated at Ditzingen near Stuttgart. In order to make the entrance to the continuously growing premises more attractive, a new gatehouse was constructed. The gatehouse is to communicate the company's transparency, technological know-how and technical standards even before the visitors enter the premises themselves. Particular features of the gatehouse are its thin roof cantilevering by about 20?m and the highly transparent façade.

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Dem Andenken an meinen akademischen Lehrer FREI OTTO gewidmet.
Der Artikel ist Teil einer dreigliedrigen Reihe, die das Wirken von Frei Otto im historischen Kontext verankert und die seine Bedeutung für aktuelle und zukünftige Forschungen und Entwicklungen aufzeigt.

Das Entwerfen im Leichtbau ist die Suche nach dem Leichtestmöglichen. Es ist das Herantasten an das physikalisch und das technisch Machbare und damit auch das Arbeiten an den wissenschaftlichen Grenzen. Mit dem vom Autor entwickelten Ultraleichtbau kann man die Grenzen des Leichtestmöglichen weit hinausschieben. Neben der Reduktion des Materialverbrauchs auf ein bisher nicht für vorstellbar gehaltenes Minimum wird es im Ultraleichtbau auch möglich, Verformungen zu reduzieren und Schwingungen unter dynamischer Beanspruchung zu dämpfen - ein enormer Fortschritt, der sehr interessante Perspektiven für das Bauwesen eröffnet. Der vorliegende Artikel beschreibt zugrundeliegende theoretische Überlegungen und präsentiert diverse Experimentalbauten, die das Potential des Ultraleichtbaus eindrücklich vor Augen führen.

Ultralightweight Structures.
The search for lightweight constructions is the search for boundaries. Designing the lightest possible constructions can be equated with feeling one’s way towards the limits of what is physically and technically possible. It is about the aesthetics and physics of the minimal, and it is about stepping across the dividing lines between scientific disciplines. Using the concept of Ultralightweight Structures developed by the author, it becomes possible to reduce the use of material to a minimum hihterto considered unachievable. Moreover, it leads to the reduction of distortions and helps to dampen vibrations - an enormous progress opening up interesting new perspectives for architecture. The present article describes the theoretical considerations underlying the concept of Ultralightweight structures and presents a selection of experimental structures demonstrating the potential of this new concept.

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Das Bauwesen trägt einen wesentlichen Anteil am aktuellen Ressourcenverbrauch und den daraus resultierenden Umweltfolgen. In den vergangenen Jahren gab es zwar wichtige Schritte hin zu mehr Energieeffizienz in der Gebäudehülle - die bislang für die energetische Sanierung verwendeten Maßnahmen sind aber viel zu ressourcen- und kostenintensiv, als dass sie in der erforderlichen Zeit tatsächlich durchgeführt werden könnten. Neben der Suche nach alternativen Lösungen muss auch eine Änderung der Bezugsgröße in Angriff genommen werden - es muss nicht nur der Energieverbrauch pro Quadratmeter, sondern auch (und v. a.) der pro Kopf betrachtet und bewertet werden. Dieser Paradigmenwechsel ist eine wichtige Ergänzung der technischen Entwicklungen, die im Bereich der Gebäudehüllen zu verzeichnen sind. Diverse Neuerungen zeigen, wie sich unsere Gebäudehüllen entwickeln können, um künftigen Anforderungen an Komfort, Effizienz und Ressourceneinsparung gerecht zu werden.

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