Exzellenzcluster IntCDC

Das Exzellenzcluster IntCDC ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt in Stuttgart mit dem Fokus der wirtschaftsnahen Grundlagenforschung im Bereich der Architektur und Baufertigung. Seit 2019 läuft die erste siebenjährige Förderperiode des Exzellenzclusters als eines der bedeutendsten und umfangreichsten Förderprojekten der DFG.

Das Baugewerbe steht vor großen Herausforderungen. Zu den drängendsten Problemen zählen der Arbeitskräftemangel, eine geringe Produktivität, ein hoher Ressourcenverbrauch, starke Umweltauswirkungen sowie die langsame Einführung neuer Technologien. Im Exzellenzcluster IntCDC forscht die Universität Stuttgart an innovativen Lösungen, um das Bauwesen zukunftsfähig zu gestalten..

Der Exzellenzcluster „Integratives Computer-basiertes Planen und Bauen für eine transformative Architektur“ (IntCDC) verfolgt das Ziel, methodische Grundlagen für die dringend notwendige, nachhaltige und klimapositive Transformation des Bauwesens zu entwickeln. Durch interdisziplinäre und integrative Grundlagenforschung soll das Potenzial digitaler Technologien voll ausgeschöpft werden, um die ökologischen, ökonomischen und sozialen Herausforderungen des Bausektors zu bewältigen.

IntCDC bündelt die international anerkannten Kompetenzen der Universität Stuttgart, des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme und von Bauhaus Erde. Dabei vereint es Fachgebiete wie Architektur, Bauingenieurwesen, Bauphysik und Geodäsie, Fertigungs- und Systemtechnik, Informatik und Robotik sowie Sozial-, Geistes- und Wirtschaftswissenschaften.

Das groß angelegte interdisziplinäre Forschungsvorhaben soll wegweisende Innovationen im Bauwesen ermöglichen. Der Fokus liegt auf der Entwicklung neuer Ansätze für nachhaltiges, effizientes und innovatives Planen und Bauen – mit besonderem Augenmerk auf Holzbau, Faserleichtbau, Betonbau sowie den Einsatz digitaler Technologien (ABB. 1).

Durch einen systematischen, ganzheitlichen und integrativen computerbasierten Ansatz werden die methodischen Grundlagen für eine umfassende Modernisierung des Bauwesens geschaffen. Eine Schlüsselkomponente des Forschungsansatzes ist das sogenannte Co-Design. Dieser gemeinschaftliche und integrierte Planungsansatz bezieht alle am Bauprozess Beteiligten – insbesondere Architekten und Ingenieure – frühzeitig ein. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Effizienz von Gebäuden zu optimieren, indem strukturelle, ökologische, wirtschaftliche und soziale Faktoren gleichermaßen berücksichtigt werden. 

IntCDC hat seine erste Projektphase (01.07.2019 – 31.06.2022) erfolgreich abgeschlossen und befindet sich derzeit in der zweiten Projektphase, die bis Ende 2025 läuft. Die Entscheidung über eine mögliche Verlängerung des Exzellenzclusters um weitere sieben Jahre liegt derzeit bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Als Demonstrator für die Leistungsfähigkeit der entwickelten Methoden und Systeme plant das Exzellenzcluster den Bau des „Large Construction Robotics Laboratory“ (LCRL) auf dem Campus in Stuttgart-Vaihingen. Das neue Gebäude des IntCDC basiert auf den entwickelten Planungsmethoden und dem neuartigen Bausystem. Die Bauteile des Gebäudes werden mit der entwickelten Roboteranlage gefertigt. Nach der Fertigstellung werden die Roboter aus dem provisorischen Labor in Waiblingen in das neue Zuhause des IntCDC umziehen. (Siehe ABB. 2 und ABB. 3).

Bereits vor der Fertigstellung des LCRL wurde an kleineren Demonstratorgebäuden gezeigt, dass es mit den entwickleten Methoden möglich ist, den Ressourcenverbrauch um mehr als 50% zu senken, das Erderwärmungspotential um bis zu 65% zu reduzieren, die Produktivität der Vorfertigung und die Bauautomatisierung um mehr als 50% zu steigern, neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion zu integrieren und eine digitale Baukultur zu fördern.

Nach den erfolgreichen Teilprojekten (TP) 4, 9, 14 und 15 der ersten Projektphase, ist das ISW aktuell an den Teilprojekten 4-2, 14-2 und 27 beteiligt.