Lehrbeauftragte: Prof. Brian Cody, DI Alexander Eberl

Grundlagen der für den Architekturentwurf relevanten Aspekte der Bauphysik wie: Raumklima, Außenklima, Wärmeübertragung, thermisches und hygrisches Verhalten von Baukonstruktionen, Wärmeschutz, natürliche Belichtung, natürliche Lüftung, Raumakustik, Schallschutz.

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Vortragende: Prof. Brian Cody, DI Wolfgang Löschnig, DI Martin Schneebacher, DI Minoru Suzuki,

DI Hatice Cody, Mag. arch. Aleksandar Tepavcevic, Mag. Arch. BA Christiane Wermke

Basierend auf den Inhalten des Vorlesungsteils Gebäudetechnik soll im Übungsteil der Lehrveranstaltung die Fähigkeit entwickelt werden, Gebäude aus einer energetischen und gebäudetechnischen Perspektive zu beurteilen, um die daraus gewonnenen Erkenntnisse in eigene zukünftige Entwürfe einfließen zu lassen. Anhand von Case Studies bekannter Gebäude wird die komplexe Wechselwirkung zwischen Raumklima, Gebäudehülle, aktive Gebäudetechniksysteme und der architektonischen Form analysiert und abgebildet.

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Vortragende:  Prof. Brian Cody, DI Aleksandar Tepavcevic, DI Hatice Cody, DI Wolfgang Löschnig,

DI Martin Schneebacher, DI Minoru Suzuki

In dieser Lehrveranstaltung sollen die Studierenden die Fähigkeit entwickeln, den Gebäudeentwurf ganzheitlich zu betrachten. Eine bloße Reduktion des Gebäudeenergieverbrauchs ist nicht gleichbedeutend mit der Entstehung einer energieeffizienten Architektur. Stattdessen gilt es, eine Triade aus minimiertem Energieverbrauch, optimalem Raumklima und nicht zuletzt architektonischer Qualität zu erreichen. In der Lehrveranstaltung Architektur und Energie werden die in der VU Gebäudetechnik und in der VO Bauphysik erworbenen Kenntnisse über das Zusammenspiel von Klima, Hülle, Technik und Form an einem eigenen Entwurfsprojekt angewendet und zwar in diesem Studienjahr im Kontext des diesjährigen Jahresthemas "Domed City - Choose Your Sky."

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Vortragende:  Mag. Arch. BA Christiane Wermke

Entsprechend des Jahresthemas werden wir die Idee einer großmaßstäblichen Klimahülle bearbeiten. Wie können wir diese Hülle manipulieren, um eine bewusst gestaltete klimatische Landschaft zu erreichen? Welche Rolle spielt dabei das Aussenklima, wie kann es in eine gewünschte klimatische Zonierung im Innerenum gewandelt werden? Welche Rolle spielt die Hüll-Geometrie, die Gestaltung der Hüll-Wand und welche Rolle spielt eine mögliche Bebauung unterhalb der Hülle? Im Zuge einer Analyse der vorgegebenen Ausgangsgeometrie und des Standortklimas sollen Entwurfsstudien ausgearbeitet werden, die im wesentlichen auf die Hülle fokussiert bleiben. Die Hülle soll auf sämtliche klimatische Parameter reagieren und die natürlichen Kräfte in gewünschter Form ins Innere leiten, sie abwehren oder zur Produktion von Energie nutzen.

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Lehre:  Mag. arch. Aleksandar Tepavcevic

Eine mehrgeschossige Gebäudestruktur wird auf Hinblick der im Jahresthema definierten Fragestellung konzipiert und ausgearbeitet. In der Entwurfsstrategie wird das Verhältnis aus erforderlichem Technologieaufwand und der zu erwartenden Energieperformance des Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus berücksichtigt und optimiert. Anhand der im Jahresthema vorgestellten Evaluierungsmethode wird die gewählte Strategie untersucht und verfeinert. Die kritische Auseinandersetzung mit den eigenen Entwurfsentscheidungen im Hinblick auf die gewählte Zielsetzung ist wesentlicher Bestandteil der Lehrveranstaltung. Die Entwurfsstrategie soll sich durch Berücksichtigung energetische Aspekte auszeichnen.

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Lehrbeauftragte: Prof. Brian Cody, Mag. arch. Dr. techn. Daniel Podmirseg

Eine mehrgeschossige Gebäudestruktur wird auf Hinblick der im Jahresthema definierten Fragestellung konzipiert und ausgearbeitet. In der Entwurfsstrategie wird das Verhältnis aus erforderlichem Technologieaufwand und der zu erwartenden Energieperformance des Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus berücksichtigt und optimiert. Anhand der im Jahresthema vorgestellten Evaluierungsmethode wird die gewählte Strategie untersucht und verfeinert. Die kritische Auseinandersetzung mit den eigenen Entwurfsentscheidungen im Hinblick auf die gewählte Zielsetzung ist wesentlicher Bestandteil der Lehrveranstaltung. Die Entwurfsstrategie soll sich durch Berücksichtigung energetische Aspekte auszeichnen. Die Sicherstellung wesentlicher Behaglichkeitskriterien und die Optimierung gebäudeintegrierter Energieproduktion werden vorausgesetzt. Eine anspruchsvolle, architektonische Lösung soll als Ziel der Lehrveranstaltung ausgearbeitet werden. Nach erfolgreicher Absolvierung können die Studierenden ihre Arbeit im Kontext des aktuellen Architekturgeschehens darstellen und sind befähigt eigene Arbeiten zu erstellen, die sich am aktuellen Stand des Wissens orientieren.

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Vortragende: Mag. arch. Dr. techn. Daniel Podmirseg

Basierend auf den Inhalten des Vorlesungsteils Gebäudetechnik soll im Übungsteil der Lehrveranstaltung die Fähigkeit entwickelt werden, Gebäude aus einer energetischen und gebäudetechnischen Perspektive zu beurteilen, um die daraus gewonnenen Erkenntnisse in eigene zukünftige Entwürfe einfließen zu lassen. Anhand von Case Studies bekannter Gebäude wird die komplexe Wechselwirkung zwischen Raumklima, Gebäudehülle, aktive Gebäudetechniksysteme und der architektonischen Form analysiert und abgebildet.

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Vortragende:  DI Alexander Eberl

In dieser Lehrveranstaltung sollen die Studierenden die Fähigkeit entwickeln, den Gebäudeentwurf ganzheitlich zu betrachten. Durch kritische Analyse ausgewählter Bauwerke wird das Verständnis für Gebäudetechnik- und Energiekonzepte geschärft. Durch das Erarbeiten von alternativen Konzepten, werden Zusammenhänge zwischen gestalterischen Entscheidungen und der Energieperformance von Gebäuden deutlich gemacht. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf wissenschaftlichen Arbeiten, kritischer Architekturbetrachtung und der ökologischen, sowie energetischen Bewertung von Gebäuden mit Hilfe geeigneter Software. Die Aufgabenstellung erfolgt im Kontext des diesjährigen Jahresthemas Raumfassade.

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Vortragende:  Mag. arch. Dr. techn. Daniel Podmirseg

Entsprechend des Jahresthemas werden wir die Idee einer großmaßstäblichen Klimahülle bearbeiten. Wie können wir diese Hülle manipulieren, um eine bewusst gestaltete klimatische Landschaft zu erreichen? Welche Rolle spielt dabei das Aussenklima, wie kann es in eine gewünschte klimatische Zonierung im Innerenum gewandelt werden? Welche Rolle spielt die Hüll-Geometrie, die Gestaltung der Hüll-Wand und welche Rolle spielt eine mögliche Bebauung unterhalb der Hülle? Im Zuge einer Analyse der vorgegebenen Ausgangsgeometrie und des Standortklimas sollen Entwurfsstudien ausgearbeitet werden, die im wesentlichen auf die Hülle fokussiert bleiben. Die Hülle soll auf sämtliche klimatische Parameter reagieren und die natürlichen Kräfte in gewünschter Form ins Innere leiten, sie abwehren oder zur Produktion von Energie nutzen.

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Lehre:  Dipl. Ing. Sebastian Sautter

Eine mehrgeschossige Gebäudestruktur wird auf Hinblick der im Jahresthema definierten Fragestellung konzipiert und ausgearbeitet. In der Entwurfsstrategie wird das Verhältnis aus erforderlichem Technologieaufwand und der zu erwartenden Energieperformance des Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus berücksichtigt und optimiert. Anhand der im Jahresthema vorgestellten Evaluierungsmethode wird die gewählte Strategie untersucht und verfeinert. Die kritische Auseinandersetzung mit den eigenen Entwurfsentscheidungen im Hinblick auf die gewählte Zielsetzung ist wesentlicher Bestandteil der Lehrveranstaltung. Die Entwurfsstrategie soll sich durch Berücksichtigung energetische Aspekte auszeichnen.

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Lehre:  Dipl. Ing. Sebastian Sautter

Um einen energieoptimierten und gleichzeitig behaglichen Lebensraum unter einer Kuppel schaffen zu können, bedarf es auf den Standort und die Funktion abgestimmter gebäudetechnischer Systeme. Dabei spielt die Hülle der Kuppel eine entscheidende Rolle. Das Seminar "Advanced building systems" behandelt Gebäudetechniksysteme zur Erzeugung von regenerativen Energien, Umwandlung von Energien, Übergabe von thermischer Energie im Gebäude sowie geeignete Lüftungssysteme unter Berücksichtigung einer optimalen Behaglichkeit. Schwerpunkt liegt dabei auf dem Jahresthema "Domed City - Choose Your Sky". Ziel ist die Entwicklung eines fundierten Energiekonzepts und dessen Integration in den architektonische Entwurf. "Advanced Building Systems" zeigt eine breite Übersicht über energieeffiziente Systeme, ihre Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen.

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Lehre:  DI. Aleksandar Tepavceic

Um einen energieoptimierten und gleichzeitig behaglichen Lebensraum unter einer Kuppel schaffen zu können, bedarf es auf den Standort und die Funktion abgestimmter gebäudetechnischer Systeme. Dabei spielt die Hülle der Kuppel eine entscheidende Rolle. Das Seminar "Advanced building systems" behandelt Gebäudetechniksysteme zur Erzeugung von regenerativen Energien, Umwandlung von Energien, Übergabe von thermischer Energie im Gebäude sowie geeignete Lüftungssysteme unter Berücksichtigung einer optimalen Behaglichkeit. Schwerpunkt liegt dabei auf dem Jahresthema "Domed City - Choose Your Sky". Ziel ist die Entwicklung eines fundierten Energiekonzepts und dessen Integration in den architektonische Entwurf. "Advanced Building Systems" zeigt eine breite Übersicht über energieeffiziente Systeme, ihre Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen.

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Lehrbeauftragte: Prof. Brian Cody

Die formalen Richtlinien der TU Graz für das Verfassen von Diplomarbeiten müssen erfüllt sein. Für Fragen hierzu kontaktieren Sie bitte das Dekanat der Architekturfakultät der TU Graz. Tel. +43 (0) 316-873-6101 oder alternativ +43 (0) 316-873-6102 Es muss ein Portfolio mit aktuellen Projekten und Arbeiten am Institut für Gebäude und Energie, in der Rechbauerstrasse 12 in 8010 Graz, abgegeben werden. Des weiteren sollte bereits ein Konzept für die Diplomarbeit existieren, welches auch die Methodologie, also die genaue Vorgehensweise inkludiert. Weiters sollte auch bereits ein ausgearbeiteter Zeitplan für die Diplomarbeit existieren.

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Contribution of Vertical Farms to increase the overal Energy Efficiency of Cities

Daniel Podmirseg

The thesis, “UP”!, presented by Dr. Daniel Podmirseg, as partial fulfillment for his doctoral thesis, compares and contrasts in detail the global input (land use, energy, water, etc.) needed to feed 9.4 billion people using traditional and non-traditional farming technologies. Rezension Dickson Despommier, Columbia University

Betreuer: Prof. Brian Cody

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Die Gebäudehaut als "Systemgrenze" zwischen Innenraum und äußerer Umgebung ist wesentlich verantwortlich für den Eintrag oder die Verringerung von Raumlasten und damit für ein behagliches Raumklima, das möglichst energieeffizient aufrechterhalten werden soll. Erstrebenswert ist deshalb ein ausgeprägtes Anpassungsvermögen der Gebäudehaut an die Umwelt, an Zustände im Innenraum und an das Nutzerverhalten. Bisher besitzen fast alle Gebäudefassaden weitgehend feststehende Eigenschaften, die meist nur auf einfache Weise in wenigen Stufen veränderbar sind und damit den komplexen Anforderungen nicht genügen. Dabei besteht Optimierungsbedarf hinsichtlich einer exakteren Reaktion auf zeitlich variable Einflussgrößen. Ziel der Arbeit ist zu ermitteln, welche Eigenschaften eine ideale Gebäudehülle unter welchen Bedingungen und zu welchem Zeitpunkt annehmen sollte. Die energetischen Potentiale von "smarten", adaptiven Fassaden, welche durch die Möglichkeit von variablen physikalischen Eigenschaften maximale Energieeffizienz und maximale Behaglichkeit erreichen, werden systematisch untersucht.

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Eine interessante Frage, mit der wir uns zurzeit beschäftigen, ist "High Tech or Low Tech?" und zwar welcher von diesen Ansätzen den besseren Weg zur Erreichung unserer Ziele hinsichtlich Energieeffizenz und Nachhaltigkeit darstellt. Ein fundierter Diskurs über diese Frage findet bislang in der Scientific Community nicht statt. In der Architekturdisziplin werden Diskussionen entlang rein stilistischer Linien geführt. Dennoch kann in den letzten Jahren, sowohl unter forschenden und praktizierenden Architekten als auch unter den Studierenden - eine deutliche - wenn auch mehr emotional als intellektuell geprägte - Tendenz zur Präfernez eines Low-Tech-Ansatzes ausgemacht werden.

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Entwicklung von Workflows und Tools für die parametrische energieoptimierte Entwicklung von urbanen Strukturen. Diese werden beispielsweise zur Bestimmung der optimalen Hülle eines Volumens auf einem Grundstück in einem urbanen Kontext, das eine Maximierung des Energieertrags mittels in der Gebäuehülle integrierter solarer Module bei gleichzeitiger Minimierung des Gebäudeenergiebedarfs und der negativen Auswirkungen auf die Besonnung der Nachbargrundstücke sicherstellt, verwendet. Innerhalb dieser Hülle können dann verschiedene Gebäudeentürfe entwickelt werden.

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Wie wir als Gesellschaft Maßnahmen, Strategien, Konzepte und deren Resultate bewerten, belohnen und bestrafen, wird die Gesamtentwicklung der Architektur maßgeblich beeinflussen. Daher ist die Entwicklung von Methoden für die Bewertung von Energieeffizienz im Bereich der gebauten Umwelt ein wichtiger und bislang auf fatale Weise von Architekten unterschätzter Faktor fr diese weitere Entwicklung. Energieeffizienz ist die Minimierung des Energiebedarfs eines Gebäudes bie gleichzeitiger Erreichung optimaler Konditionen in dessen Räumen.

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Während der Schwerpunkt der Forschung am Institut auf der Entwicklung von Strategien zur Maximierung der Energieeffizienz gelegt wird, u.a. mit dem Hintergrund, einen Beitrag zur Eindämmung der globalen Erwärmung zu leisten, stellt sich im Hinblick auf den offensichtlich unvermeidlichen Klimawandel die interessante Frage, wie wir Gebäude heute konzipieren müssen, so dass sie in dem zukünftig zu erwartenden Außenklima auch funktionieren könnten.

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Kollaborationen mit weltführenden, international tätigen Architekturbüros haben sich als wichtiges Instrument bewährt, um den Stand des Wissens auf dem Gebiet der holistischen, gesamtenergetischen Konzeption von Gebäude und UrbanDesignProjekten zu erweiteren und die dringend erforderliche Entwicklung dieses Gebietes weltweit voranzutreiben. Das Beratungsunternehmen Energy Design Cody wird bei einigen der spannendsten und anspruchsvollsten Bauprojekten der Welt konsultiert und arbeitet mit weltweit führenden Architekten zusammen, u.a. mit Coop Himmelb(l)au, Rem Koolhaas OMA, MVRDV, Miralles Tagliabue, um nur einige zu nennen. Diese Kollaborationen haben zu über 35 ersten Preisen in internationalen Wettbewerbsverfahren geführt.

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Ein zentrales Thema unserer Forschung ist die Beziehung zwischen der Energieeffizienz von Gebäuden und deren Form bzw. Formensprache. Um die gesellschaftlichen Ziele im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung unserer Umwelt zu erreichen, wissen wir, dass die Energieeffizienz und Ökologie eines jeden Architekturprojektes heute ganz oben auf der Agenda aller Planenden stehen müsste. Finden die vielseitigen Aspekte der Energieeffizienz im Formfindungs- bzw. Entwurfsprozess Berücksichtigung, können sich neue Formsprachen bzw. neue Formen in der Architektur ergeben. Dieses Forschungsprojekt beschäftigt sich mit folgenden Fragen: Wie ausgeprägt ist die Beziehung zwischen der Form und der Energieperformance eines Gebäudes? Führt das Einbeziehen solcher Überlegungen zwangsläufig zu einer neuen Formensprache?

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Auf den ersten Blick scheint der Hochhaustypus inhärent energieineffizient zu sein. Der in der Höhe vorherrschende Winddruck macht die Verwendung von konventionellen außenliegenden Sonnenschutzvorrichtungen und öffenbaren Fenster jedoch häufig unmöglich, so dass i.d.R. auf ganzjährige mechanische Belüftung und Klimaanlagen zurückgegriffen wird. Strategien, die eine natürliche Belüftung hoher Gebäude ermöglichen, haben deswegen ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Energieeffizienz. Daher wurde beim Siegerprojekt im Wettbewerb für den neuen Hauptsitz der Europäischen Zentralbank in Frankfurt ein Konzept entwickelt, das eine ausschließlich natürliche Lüftung des Gebäudes ermöglicht.

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Auf der Suche nach Antworten für die auf uns zukommenden Anforderungen und Strategien für eine räumliche, zeitliche und digitale Verdichtung werden in diesem Forschungsprojekt als Gedankenmodell vertikale Strukturen entwickelt, die alle notwendigen infrastrukturellen Elemente einer Gesellschaft, einschließlich Energieerzeugung, Nahrungsmittelproduktion und Industrie abdecken. Diese so genannten "Hyperbuildings" sind nicht als Solitäre zu verstehen, sondern als einzelne Zellen eines komplexen Stadtmodells. das Hyperbuildingkozept sieht Strukturen vor, die urbane Gebiete mit einer Bevölkerungsdichte ähnlich der von Manhattan aufweisen, jedoch keine externe Energie- und Wasserversorgung benötigt, keinen Müll produziert, kein CO2 emittiert und nur auf geringe oder gar keine externe Versorgung angewiesen sind. Wohn-, Büro- und Industrienutzungkoexistieren mit Parks und Flächen für Landwirtschaft, Biomasse und Energieerzeugung.

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Sachgebiete Bauökologie; Bauphysik; Energieeinsparung; Energieforschung; Energiespeicherung; Energietechnik; Erneuerbare Energie; Klimatechnik; Nachhaltige Technologien; Nachhaltiges Bauen; Solararchitektur; Städtebau; Thermodynamik; Wärmetechnik .

Im Rahmen von Untersuchungen unterschiedlicher hypothetischer Stadtmodelle werden Studien zur Determinierung des optimalen Grades der städtischen Dichte aus energetischer Sicht durchgeführt. Die bisherigen Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Parameter der Energieerzeugung mittels regenerativer Energiequellen und die dafür erforderlichen Landflächen eine erhebliche Rolle dabei spielt, und dass die Integration dieser Energieproduktionsflächen in die Oberflächen von Gebäuden wiederum die Bestimmung der optimalen Dichte stark beeinflusst.

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Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit Untersuchungen des Zusammenhangs zwischen verschiedenen Teleworking-Formen und der Gesamtenergieeffizienz in der Gesellschaft. In den vergangenen Jahren haben neue Arbeitsformen eindeutig zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs geführt. Durch konsequente strukturelle Änderungen der physikalischen und virtuellen Infrastruktur der Gesellschaft (Gebäude, Verkehrs- und IT-Systeme) besteht jedoch ein Potential durch die Nutzung dieser neuen Parameter die Gesamtenergieeffizienz der Gesellschaft zu erhöhen. Bei den, in diesem Forschungsprojekt durchgeführten Untersuchungen wurden nicht die energetischen Strukturen von typischen Dienstleistungsunternehmen, bestehend aus Wohn- und Bürogebäuden, Verkehrssystemen und IT-Systemen abgebildet. Externe Experten für die Bereiche Soziologie, Verkehr und IT wurden eingebunden.

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In diesem Forschungsprojekt wurde untersucht, inwieweit Hochhäuser durch eine Erhöhung der urbanen Dichte eine Reduzierung des Land-, Ressourcen- und Energieverbrauches und dadurch einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung unserer Städte leisten können. Die Ergebnisse der durchgeführten Studien zeigten, dass verglichen mit typischen europäischen städtischen Strukturen, eine wesentliche Erhöhung der Dichte durch hohe vertikale Strukturen erreicht werden kann, auch unter Berücksichtigung der aus lichttechnischen Gründen notwendigen Abstände zwischen den Gebäuden und der mit zunehmender Höhe immer größer werdenden Gebäudekerne. In Abhängigkeit von der Ausbildung der Gebäudestrukturen und -technik ist ein deutliches Potential zur Steigerung der Gesamtenergieeffizienz (Verkehr, Infrastruktur, Gebäude) erkennbar. Im Rahmen von Fallstudien wurden auch Möglichkeiten der Optimierung des energetischen Verhaltens von Hochhäusern untersucht.

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