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Messestand BAU München 2023
MS Wissenschaft - Exponat zum Forschungsprojekt Adaptive Sun Skins
Prof. Dr.-Ing. Timo Carl
Digitales Entwerfen und Konstruieren [dEK]
Computergestützt Entwerfen und Konstruieren
BACHELOR
Computergestützte Methoden erweitern den entwurflichen Handlungsspielraum und sind Motor zahlreicher Innovationen in der architektonischen Praxis und Forschung. Zum Einstieg werden grundlegende Kenntnisse der Geometrie und der architektonischen Repräsentation von Raum durch
3D Modellierung vermittelt. In den höheren Semestern werden die Wechselwirkungen zwischen Form, Raum und Material experimentell und spielerisch durch eine Kombination digitaler und analoger Entwurfsstrategien ausgelotet.
E5 - Digitales Entwerfen I
BA Thesis
G 2.3 - Computational Design I
E 7 8 9 - Digitales Entwerfen II
WPM - DigitalAnalog
MASTER
Digitale Methoden werden zusammen mit einer intensiven und individuellen Betreuung der Studierenden durch Erziehung zur Teamarbeit und durch konkrete Projektarbeit angewandt. Architektur wird gebaut und materialisiert. Die digitale Fabrikation verbindet den Entwurfsprozess
wieder enger mit dem Bauen. Eine vertiefte Auseinandersetzung mit spezifischen Parametern von Material, Struktur, Fügung und den verwandten Disziplinen der Tragwerkslehre und des Energiedesigns ermöglichen dabei einen integrativen Entwurfsprozess.
K7 - Digitales Konstruieren
MA Thesis
TUTORIALS
Screencasts mit Übungen in deutscher und englischer Sprache zu den Themen 3D Modellierung, Architekturgeometrie, grafische Programmierung und Formfindungssimulation.
ResearchThroughMaking
beschreibt ein Format des forschenden Lehrens, in dem Dozenten gemeinsam mit Studierenden nach Lösungen für gesellschaftlich relevante Fragestellungen suchen.
Dabei spielt der Bau von 1:1 Demonstratoren eine zentrale Rolle, um zuvor getroffene entwurfliche Annahmen am konkreten Objekt zu überprüfen und gleichzeitig neue Erkenntnisse durch den Bauprozess selbst zu gewinnen.
Neues Wissen zu computergestützten Entwurfs- und Fabrikationsmethoden wird in einem aktiven, auf Partizipation und Teamwork abgestimmten Umfeld vermittelt, oftmals im engen Austausch mit den benachbarten Disziplinen der Tragwerksplanung und Materialforschung.
Forschen am [dEK]
Digitale Werkzeuge haben das Potential, tradierte Planungs- und Bauprozesse in der Architektur zu verbessern. Wir setzen computergestützte Entwurfs- und Fabrikationsmethoden im interdisziplinären Verbund mit Designern und Bauingenieuren ein, um unsere gebaute Umwelt materialeffizienter zu gestalten und den CO2-Ausstoß im Bauwesen zu senken.
Unser Forschungsinteresse liegt in der Kombination von oftmals noch separat betrachteten Parametern des Leichtbaus wie Material, Energie und Konstruktion durch den Einsatz digitaler Werkzeuge. Digitale Denk- und Entwurfsprozesse sind für uns wichtige Methoden, um gestalterische, räumliche, geometrische und konstruktive Fragestellungen systematisch zu ergründen.
Als Teil der Forschungsgruppe in ReSULT (Research Lab for Sustainable Lightweight Building Technologies) untersuchen wir, wie energieerzeugende Fassaden und Dächer ressourcenschonender optimiert werden können und sich gleichzeitg gestalterisch vielfältiger in unseren Städte integrieren lassen.
Im Rahmen des Zukunft Bau Forschungsprojektes Adaptive Sun-Skins untersuchen wir die Ressourcenoptimierung und Gestaltbarkeit dünner organischer Photovoltaikelemente für die Gebäudehülle.
Durch eine räumliche Aussteifung von Trägerfolien können gedruckte OPV-Solarzellen in selbsttragende Baueteile integriert werden: ökologisch, adaptiv und mutlifunktional.
Der Klimawandel kommt und mit ihm werden unsere Städte immer heißer. Solar Spline heißt die innovative Weiterentwicklung von Sonnensegeln, die nicht nur urbaner Sonnenschutz ist, sondern gleichzeitig auch saubere Energie für die Stadt produziert. 300 gedruckte organische Photovoltaikmodule integriert in eine ressourcenschonende
integriert in eine ressourcenschonende Ultraleichtkonstruktion, ergeben eine dreidimensionale und adaptive Architektur, die unsere Städte auch in Zukunft lebenswert machen. Solar Spline wurde an der Universität Kassel von Markus Schein, Frank Stepper und Timo Carl zusammen mit ihren Studierenden entwickelt.
Veröffentlichungen
Buchbeitrag
Carl, T. (2023) “The Sustainability of Lightweight Structures” In: Stonov T. (ed.), FABRIC[ated] Fabric Innovation and Material Responsibility in Architecture, Routledge, New York
Schein M., Carl T. (2020) “Solar Grove” In: Robert Ferry, Elisabeth Monoian: Return to the Source, New Energy Landscapes from the Land Art Generator Initiative, Prestel Publishing, New York
Buch
Stepper F., Carl, T. Blahut, S. (eds.) (2023) “Experiment in Architecture - Thinking the Unthinkable and Realizing the Impossible”, Birkhäuser, Basel
Carl T. (2019) “Deep Skin Architecture - Design potential of multi-layered boundaries”, Springer, Wiesbaden
Peer-Reviewed
Loho, R., Schein M., Carl T. (2023) “From Sheet to 3D Form - Developing a Design Tool for Lightweight Photovoltaic Polymer Facades” In: Digital Design Reconsidered - Proceedings of the 41th Conference on Education and Research in Computer Aided Architectural Design in Europe (eCAADe 2023), Graz
Carl, T., Siefert, S., Rossi, A. (2022) “Upcycling Shell: From Scrap to Structure” In: Gengnagel, C., Baverel, O., Betti, G., Popescu, M., Thomsen, M.R., Wurm, J. (eds.), Towards Radical Regeneration. DMS 2022. Springer, Cham. doi.org/10.1007/978-3-031-13249-0_18
Lüling C., Carl, T. (2022) “Fuzzy 3D Fabrics & Precise 3D Printing - Combining research with design-build investigations“ In: Pak, B, Wurzer, G and Stouffs, R (eds.), Co-creating the Future: Inclusion in and through Design - Proceedings of the 40th Conference on Education and Research in Computer Aided Architectural Design in Europe (eCAADe 2022) - Volume 1, Ghent, 13-16 September 2022, pp. 67–76
Carl, T., and Weilandt, A. (2022) “From Sheet to Folded Plate Structure - Design & build investigations with an interdisciplinary student team” In: Pak, B, Wurzer, G and Stouffs, R (eds.), Co-creating the Future: Inclusion in and through Design - Proceedings of the 40th Conference on Education and Research in Computer Aided Architectural Design in Europe (eCAADe 2022) - Volume 1, Ghent, 13-16 September 2022, pp. 517– 524
Carl T., Schein, M. (2019) “A Parametric Framework for Solar Tensile Structures – Bridging the Gap between Conception and Construction” In: Impact: Design with all senses, Mette Ramsgaard Thomsen, Martin Tamke, Christoph Gengnagel, Billie Faircloth, Fabian Scheurer, (eds.), Springer
Carl T., Stepper F., Schein, M. (2019) “Parametric Patchwork - Advancing the Development of an Organic Photovoltaic Carrier System through Various Computational Methods” In: Sousa, JP, Xavier, JP and Castro Henriques, G (eds.), Architecture in the Age of the 4th Industrial Revolution - Proceedings of the 37th eCAADe and 23rd SIGraDi Conference - Volume 3, University of Porto, Porto, Portugal, pp. 25-34, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2019.3.025
Carl T., Stepper F., Schein, M. (2018) “Solar Spline - Expanding on traditional sun-sail typologies and Frei Otto´s lightweight approach with the help of computational design procedures” In: Proceedings of the 36th eCAADe Conference, Lodz, https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2018.1.149
Carl T., Stepper F., Schein, M. (2017) “Sun Shades - About Designing Adaptable Solar Facades” in Proceedings of the 35th eCAADe Conference - Volume 1, Sapienza University of Rome
Carl T., Stepper F., Schein, M. (2017) “Sun Skins – Towards a New Typology of Solar Façades” in Proceedings of the 12th Conference on Advanced Building Skins, Berne
Carl T., Stepper F., (2016) “Free Skin” Collaboration - Negotiating complex design criteria across different scales with an interdisciplinary student team” in Proceedings of the 34th eCAADe Conference - Volume 1, University of Oulu, Oulu
Carl T., Juric V., (2015) “Urban Glow - Interaktive Stadtrauminterventionen” in archimaera #6 “Einfügen”
Vita
Team
2020 Mitglied im FFin - Frankfurter Forschungsinstitut für Architektur • Bauingenieurwesen • Geomatik
seit 2019 Professur für digitales Entwerfen und Konstruieren [dEK] an der Frankfurt UAS
2019 "Solar Spline" - Beyond bauhaus - prototyping the future - Preisträger
2018 "Solar Spline" - Bundesumwetlpreis Blauer Kompass
seit 2018 Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der eCAADe Konferenz
2018 Ausstellungsbeitrag Zukunftsforum Energiewende - documenta Halle Kassel
2018 Ausstellungsbeitrag Design Computing - Czech Technical Univeristy Prague
2017 Exzellenz in der Lehre - Anerkennung Hessischer Lehrpreis für forschendes Lehren
2016 "Urban Glow" - Beitrag zur Kassler Museumsnacht, interdisziplinäre Studierendenarbeit
2015 eCAADe Grant für junge Wissenschaflter
2014 Bürogründung - AiD architecture
2008 - 2014 Coop-Himmelb(l)au Wien - Associate Architect, Teilprojektleitung Sondergeometrie, Neubau Europäische Zentralbank Frankfurt
2012 – 2019 Wissenschatlicher Mitarbeiter am FG Experimentelles Entwerfen und Konstruieren an der Universität Kassel bei Prof. Frank Stepper
2009 Mitglied der Architektenkammer Baden-Württemberg
2008 Beitrag "Emerging Talents, Emerging Technologies" : Architects, 2nd Architecture Biennale Beijing, China
2007 – 2008 DAAD Stipendium und Studium an der University of California, Los Angeles - Abschluss [M.Arch.II] - Dean's List
2006 Anerkennung - Emerging New York Architects Award, Southpoint Competition
2002 – 2003 RMIT - Royal Melbourne Institute of Technology
2002 Mitarbeit Paul Morgan Architects Melbourne
1997 – 2006 KIT - Karlsruhe Institute of Technology [Dipl.-Ing.] - Diplompreis der Ruth & Erich Rossmann Stiftung
