Zyklus Evolutionärer Algorithmus in Architektur
Im Projektzyklus «Evolutionäre Algorithmen in der Architektur» untersuchen wir, wie Prinzipien der Evolution auf Transformationsstrategien in der Architektur adaptiert werden können, um einen resilienten Lebensraum zu gestalten.
Die Evolution lehrt uns, dass diejenigen Arten überleben und erfolgreich sind, die sich am besten an ihre Umwelt anpassen können. In ähnlicher Weise muss sich unser gebauter Lebensraum an veränderte Umweltbedingungen, Technologien und Nutzerbedürfnisse anpassen, um dem Anpassungsdruck standhalten zu können. Transformationsstrategien zielen darauf ab, die Anpassungsfähigkeit eines Systems zu stärken und Resilienz zu fördern. Obwohl die Analogie zwischen biologischer Evolution und kulturellem Wandel nicht eins zu eins übertragbar ist, können evolutionäre Prinzipien architektonischen Systemen helfen, sich an sich verändernde Umgebungen anzupassen und zu entwickeln. Die Anwendung dieser Prinzipien kann bei der Entwicklung und Umsetzung effektiver Transformationsstrategien für gebaute Siedlungsstrukturen und ihre Bewohner helfen.
EVO 1 – EVOLUTIONARY ALGORITHMS IN ARCHITECTURE (VSR Algorithm)
Der Wandel ist eine verlässliche Konstante. Der ständige Wandel erfordert Strategien zur Bewältigung des Alltags und ein hohes Maß an Flexibilität. Auch die Architektur muss sich dieser Herausforderung stellen. Der Architekt Richard Buckminster Fuller forderte: «Ein Raum sollte nicht starr sein, sollte keine statische Stimmung erzeugen, sondern sollte sich selbst verändern, so dass seine Bewohner auf ihm spielen können wie auf einem Klavier [1].» Diese liberale Interpretation in der Architektur definiert die Fähigkeit eines Gebäudes, auf (ständig) wechselnde Anforderungen zu reagieren. Ziel des Projekts ist es, die Flexibilität von Gebäuden mit Hilfe der von Darwin geprägten evolutionären Algorithmen zu untersuchen. Als Arbeitsmodell für die Entwicklung besteht der evolutionäre Algorithmus aus Variation, Selektion und Reproduktion (VSR-Algorithmus). Das Ergebnis eines VSR-Algorithmus ist Anpassungsfähigkeit [2]. Überträgt man dieses Arbeitsmodell auf die Architektur, so lässt sich untersuchen, inwieweit die Anpassungsfähigkeit von Gebäuden – als Ausdruck einer kulturellen Leistung – evolutionären Prinzipien unterliegt und in welchem Bereich das Modell für die Kriterien der «offenen Gebäude» ungeeignet erscheint. (N. John Habraken). Sie veranschaulicht die Bedeutung von Variation, Selektion und Replikation in der Architektur und wie evolutionäre Prinzipien auf die Problematik der flexiblen Gebäude übertragen werden können. Welche Folgen hätte es für das Gebäude, wenn es mit Hilfe evolutionärer Prinzipien entworfen und gebaut würde? Wie können wir auf die wachsende Nachfrage nach Flexibilisierung von Gebäuden mit Hilfe evolutionärer Prinzipien reagieren?
[1] Krausse, Joachim: Your Private Sky. R. Buckminster Fuller. – Verlag Lars Müller; Baden, 2001
[2] Buskes, Chris: Evolutionär denken. Darwins Einfluss auf unser Weltbild. – Primus Verlag; Darmstadt, 2008
EVO 2 – RESONANCE BASED DESIGN METHOD FOR „PREVENTIVE“ ARCHITECTURE
Learning from evolutionary principles and their key success factors
Die Resonance based Design Method (RbD_Methode) ist ein Werkzeug, mit dem sich zukunftsfähige und langfristig wertbeständige Gebäude planen lassen. In Analogie zur Evolution spielen Resonanz und Kooperation eine entscheidende Rolle. Das Modell basiert auf der Erkenntnis, dass gebaute Systeme mehr sind als die Summe ihrer Bauelemente. Was ein Gebäude als Lebensraum von der Addition aller seiner Einzelelemente unterscheidet, ist die ständige Kooperation und Resonanz von außen nach innen und von innen nach außen. Beispiele dafür sind die Wechselbeziehung von Teilsystemen innerhalb des Gebäudes, die Interaktion zwischen dem Gebäude und seinen Nutzern oder seinem Standort, die Zusammenarbeit in Planungsteams usw. Dieser Ansatz führt zu einem systematischen Verständnis eines Gebäudes, in dem verschiedene materielle und immaterielle Teilsysteme in ständiger Wechselwirkung zueinander stehen. Das Gebäude als «aktives Programm» verlangt nach Planungsmethoden (Interdisziplinarität, Partizipation usw.), die auf Kooperation und Resonanz beruhen. Die RbD_Methode wurde am Beispiel von Gesundheitseinrichtungen entwickelt und bietet zukunftsorientierte Strategien für Gebäude. Diese Strategien sind anpassungsfähig an Veränderungen, haben eine hohe Nutzerakzeptanz und sind langfristig wertbeständig. Mit Hilfe der RbD_Methode werden Gebäude erfasst und miteinander verglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse über ihre Strategien können auch auf andere Entwürfe in einem ähnlichen Kontext angewendet werden.
EVO 3 – COLLECTIVE BENEFIT AS GENERATOR OF INDIVIDUAL BENEFIT
Resonance based Design Method and its Application in Transferring Single-family House Qualities to Cooperative Multi-family housing
Die Resonance based Design Method (RbD_Methode) wird als ein Werkzeug abstrakten Wissens vorgestellt, das auf das konkrete Projekt der Übertragung der Qualitäten von Einfamilienhäusern (SFH) auf Mehrfamilienhäuser (MFH) angewendet wird. Die RbD-Methode ist ein Werkzeug, mit dem sich zukunftsfähige und langfristig wertbeständige Gebäude planen lassen. Analog zu den Vorgängen in der Evolution sind Kooperation und Resonanz Prozesse, die bei Werterhaltungsstrategien in der Architektur eine entscheidende Rolle spielen. Das Modell basiert auf der Erkenntnis, dass gebaute Systeme mehr sind als die Summe ihrer Bauelemente. Was ein Gebäude als Lebensraum von der Addition aller seiner Einzelelemente unterscheidet, ist die ständige Kooperation und Resonanz von außen nach innen und von innen nach außen, also auf verschiedenen Maßstabsebenen. Beispiele hierfür sind die Zusammenarbeit in Planungsteams, die Interaktion zwischen dem Gebäude und seinen Nutzern, sein Standort, die Zusammenarbeit zwischen den Nutzern selbst und auf einer kleineren Ebene die Wechselbeziehungen zwischen den Teilsystemen innerhalb des Gebäudes usw. Dieser Ansatz führt zu einem systemischen Verständnis eines Gebäudes, in dem verschiedene materielle und immaterielle Teilsysteme in ständiger Wechselwirkung zueinander stehen. Das Tool dient der Erfassung und dem Vergleich von Projekten, bei denen Strategien zur Steigerung von Kooperation und Resonanz angewandt wurden. Zur Veranschaulichung einer praktischen Anwendung des Instruments wird ein Forschungsprojekt mit dem Ziel der Erhöhung der Resonanz von MFH erfasst. In Anbetracht der Tatsache, dass 70 Prozent der Weltbevölkerung bis zum Jahr 2050 in Städten leben werden, bietet die Forschung zur Verbesserung der MFH-Bedingungen, die die gleichen Qualitäten wie die eines SFH erreichen, einen interessanten Beitrag zum aktuellen Prozess der ständigen städtischen Verdichtung. Das MFH, das in diesem Projekt als Teil von Verdichtungsstrategien betrachtet wird, wird als kooperativer Prozess zwischen Individuen verstanden, der zur Lösung des kollektiven Problems der Zersiedelung beiträgt; um als erfolgreiche Alternative zum SFH betrachtet zu werden, muss das MFH nicht nur das kollektive Problem lösen, sondern darüber hinaus einen Vorteil für den Einzelnen bringen. Wie kann kollektive Nachhaltigkeit zu individuellem Nutzen führen und umgekehrt, wie können Vorteile für den Einzelnen zu kollektivem Nutzen führen? Nach genossenschaftlichen Mustern wurden Interviews mit Bewohnern von SFH durchgeführt, um herauszufinden, welche Bedingungen für sie einen Anreiz darstellen würden, in einem mehrstöckigen Gebäude zu wohnen. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse werden Strategien zur Steigerung der Präferenzen für MFH vorgeschlagen, die nicht nur die Möglichkeiten im Gebäude selbst, sondern auch die Anforderungen an das räumliche und soziale Umfeld berücksichtigen und eine Reihe physischer, psychologischer und sozialer Aspekte umfassen. Die Anwendung solcher Strategien führt zu einer hohen Nutzerakzeptanz und ermöglicht es, dass auch adaptive Gebäude über einen langen Zeitraum hinweg ihren Wert behalten. Mit Hilfe der RbD-Methode werden Gebäude erfasst und miteinander verglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Strategien können auch auf andere Entwürfe in ähnlichem Kontext angewendet werden.
aus: Plagaro Cowee, N.; Schwehr, P., Die Typologie der Flexibilität im Hochbau. – Interact: Hochschule Luzern, 2008
EVO 4 – ANTIFRAGILITY IN ARCHITECTURE
Das Projekt «Antifragility in Architecture» ist ein weiteres Projekt im Forschungsschwerpunkt «Evolutionäre Prozesse in der Architektur» des CCTP. In Anlehnung an epigenetische Prozesse und Mechanismen in der Evolution werden im Projekt Strategien für eine anpassungsfähige gebaute Umwelt entwickelt.
Nach dem Prinzip der Open Architecture kann Architektur ihre Wirkung erst entfalten, wenn sie zuvor aktiviert wurde. Die immateriellen Aspekte und Aneignungsprozesse aktivieren das baulich-räumliche Potenzial der Architektur und transformieren das Gebäude in einen höherwertigen Zustand als Lebensraum. Störungen üben als Stressoren einen Anpassungsdruck auf die Gebäude aus. Anhand der Analyse von konkreten Fallbeispielen wird in diesem Projekt untersucht, wie Störungen als «positive» Stressoren eine nachhaltige Entwicklung der gebauten Umwelt auslösen können. Mithilfe eines Kriterienrasters von Fragil, Robust, Resilient und Antifragil (in Anlehnung an Taleb) werden die Fallbeispiele einem Stresstest unterzogen und Lösungen für den bewussten Einsatz von positiven Stressoren bei der Planung und Umsetzung von anpassungsfähigen Gebäuden und Quartieren entwickelt.
Das Projekt ist Bestandteil der Forschung des CCTP im Rahmen des CIB W104 Open Building Implementation (International Council for Research and Innovation in Building and Construction).
EVO 5 – HYBRIDISATION – a resilient strategy in times of change and transformation
Unsere gebaute Umwelt besteht aus Räumen, Gebäuden und Städten, die sich ständig verändernden sozialen, wirtschaftlichen, ökologischen und kulturellen Anforderungen unterworfen sind. Die Nachfrage nach qualitativ hochwertigem Wohnraum wird für die sich verdichtenden städtischen Gebiete immer bedeutender. Wenn Lebensstile, Arbeitsweisen und Freizeitaktivitäten ineinandergreifen, müssen neue Konzepte auf allen Ebenen folgen. Die Berücksichtigung von Resilienz jeglicher Art wird zu einem wichtigen Bestandteil der Planung. Sie verlangt nach Typologien mit resilienten Eigenschaften, die auch neue, heute vielleicht noch nicht bekannte Aufgaben übernehmen können. In diesem Papier wird eine solche Typologie im Hybrid erkannt. Hybride weisen eine Vielzahl von Eigenschaften und Eckdaten auf. Durch einen ihnen innewohnenden Code sind sie in der Lage, auf verschiedene Situationen und unterschiedliche Anforderungen zu reagieren. Je nach Beschaffenheit und Zweck wirkt sich der hybride Code auf verschiedene architektonisch relevante Umweltebenen aus, nämlich Stadtteil, Quartier, Gebäude, Einheit, Komponenten, Infrastruktur und Prozesse. «Hybridisierung» beschreibt den Prozess der bewussten Anwendung dieses Codes auf allen Ebenen («Gestalten und Säen»), aber auch seine Entschlüsselung, d.h. die Aktivierung von Veränderungsprozessen. Auf diese Weise entstehen «neue genetische Allianzen», in denen unterschiedliche Hybride interagieren. Indem sie durch HYBRIDisierung eine fortgeschrittene Anpassungsfähigkeit bieten, werden Gebäude widerstandsfähig gegenüber Veränderungen und ermöglichen während ihrer gesamten Lebensdauer vielfältige Modifikationen und Entwicklungen, was zu einer verbesserten Lernfähigkeit führt. In diesem Beitrag werden Strategien der HYBRIDisierung und die Folgen für die miteinander verknüpften Ebenen untersucht, um hybride und widerstandsfähige Umweltebenen zu ermöglichen.
Downloads
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