ThinkingSkins - Promotion zum intelligenten Zusammenspiel von Fassadenfunktionen

Am 22. Juni 2020 verteidigte Jens Böke erfolgreich seine Dissertation: „ThinkingSkins – Cyber-physical systems as foundation for intelligent adaptive façades“. Die Forschungsarbeit entstand als kooperative Promotion mit der Technischen Universität Delft. Sie wurde von Prof. Marco Hemmerling an der TH Köln und von Prof. Dr. Ulrich Knaack an der TU Delft betreut.

Mit dem Ziel, die energetische Leistungsfähigkeit von Gebäuden zu steigern, untersuchte Jens Böke eine mögliche Übertragung cyber-physikalischer Systeme auf das Anwendungsgebiet der Fassade. Die Vision seiner Arbeit ist ein intelligentes Zusammenspiel der verschiedenen automatisierten und adaptiven Fassadenfunktionen. Die Promotion von Jens Böke demonstriert hier das vielversprechende Potential einer dezentral organisierten Steuerung. Sie liefert den konzeptionellen Rahmen für die Umsetzung cyber-physikalischer Fassadensysteme in der Baupraxis, sowie für ihre weitere Erforschung.

Die Promotion besteht aus insgesamt vier Teiluntersuchungen, die im Projektverlauf in einzelnen Journalbeiträgen veröffentlicht wurden: Zunächst wurde ein vergleichendes Verständnis intelligenter Systeme in der Industrie 4.0 und im Themenfeld der Fassade geschaffen. Es folgte die Identifizierung möglicher Fassadenfunktionen und die Bewertung ihrer aktiven Rolle im cyber-physikalischen Gesamtsystem. Eine Fallstudie ermittelte daraufhin die tatsächlich bestehenden Rahmenbedingungen in der Baupraxis. Die Entwicklung eines Prototyps wies letztlich die technische Realisierbarkeit und den beispielhaften Aufbau einer möglichen Systemarchitektur nach.

Von April 2016 bis Februar 2019 war Jens Böke wissenschaftlicher Mitarbeiter im Team CODE ARCH der Fakultät für Architektur an der TH Köln. Neben seiner Lehre im Themenfeld digitaler Entwurfs- und Fertigungsmethoden war er hier auch für die Koordination des fakultätseigenen CAM-Labors verantwortlich. Die Zusammenarbeit mit Professor*innen, Mitarbeiter*innn, Tutor*innen und Studierenden hat für ihn ein spannendes Umfeld mit vielen Impulsen für das Forschungsprojekt geschaffen.

Aufgrund aktueller Corona-Maßnahmen fand die Verteidigung in Delft mit einer begrenzten Anzahl von Gästen statt. Auf die kurze öffentliche Präsentation des Forschungsprojekts folgte eine einstündige, videobasierte Debatte, in der Jens Böke die Ergebnisse seiner Untersuchungen vor der Kommission verteidigte. Darin wurde mehrfach die hohe Qualität der Publikation betont. Mit seiner letzten Antwort in der Diskussion wurde deutlich, dass das Ziel intelligenter, denkender Gebäudehüllen (ThinkingSkins) aufgrund der bislang fehlenden Anwendung künstlicher Intelligenz und maschinellen Lernens weiter unerreicht bleibt. Die im Projekt entwickelte cyber-physikalische Umsetzung der Fassade stellt jedoch einen wichtigen ersten Schritt in diese spannende Forschungsrichtung des Bauwesens dar.

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