The melting of arts and sciences, of the liberty of design and the discipline of technologies in architecture is one major subject in architecture teachings when it comes to the role of the structure in architecture. Whilst more and more sophisticated analysis tools are developed, the connection between design and analysis is often missing, and the tools hardly find their way into architectural teaching. This paper describes the application of a commercial software commonly used for the optimization of components in the car and aircraft industries into the design courses of the Biberach University of Applied Sciences.

Irmgard Lochner in: IASS International Association of Shell and Spatial Structures: Evolution and Trends in Design, Analysis and Construction of Shell and Spatial Structures. 28 Sept - 2 Oct 2009, Valencia, Spain, pp. 1187 - 1193

Im konstruktiven Ingenieurbau wird, anders als in der Architektur, die Frage nach einem "Stil" oder einer "persönlichen Handschrift" nicht gestellt - wenn sie überhaupt zugelassen wird: allzu stark haftet dem Ingenieurwesen die Wesensart der Unabhängigkeit von Person und Gesellschaft, aber auch der Einschränkung durch die vermeintlich dominierende Objektivität an.

Diese Arbeit begibt sich auf die Suche nach dem Subjektiven im konstruktiven Ingenieurbau. Ausgangspunkt hierfür sind Einzelbauwerke, deren Eigenständigkeit eine deutlich erkennbare Verbindung zwischen Bauwerk und Entwurfsautor herstellt. Voraussetzung für deren systematische Analyse mit dem gesetzten Schwerpunkt ist die Öffnung der klassischen Ingenieurwissenschaften für die Methoden der gestaltbildenden Disziplinen, bei denen die Koexistenz mehrerer Lösungen, welche unter bestimmten Aspekten gleichwertig sein können, so alltäglich ist wie damit verbundene subjektive Setzungen im Sinne nicht objektivierbarer Entscheidungen. Gleichzeitig sind die "objektiven" rechnerisch-quantitativen Verfahren der Strukturbewertung und -optimierung ein wesentliches, auf objektiven Daten basierendes, Werkzeug für die vergleichende Analyse.

Der Entwurf einer Kategorisierung des konstruktiven Ingenieurbaus im 20. Jahrhunderts anhand von herausragenden Beispielen großer Eigenständigkeit, der das Forschungsfeld der vorliegenden Arbeit aufspannt, bietet einen Überblick über Entwurfsobjekte, anhand derer die Suche nach subjektiven Parametern im Vergleich objektiv gleichwertiger Bauwerke durchgeführt werden kann.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der detaillierten Analyse einzelner Beispiele, die anhand der aus statisch-konstruktiver Sicht gestellten Entwurfsaufgabe zusammengefasst werden. Damit wird es ermöglicht, die subjektive, singuläre Haltung des Entwurfsautors von den objektiv zu treffenden Entscheidungen zu lösen und die subjektive Entwurfshaltung herauszukondensieren. Methoden der Bewertung und Optimierung werden eingesetzt, um Entwurfsspielräume aufzuzeigen, innerhalb derer objektiv gleichwertige Entwurfsergebnisse erzeugt werden können.

Ziel der Arbeit ist es, das Ingenieurwesen für die Integration ästhetischer, subjektiver, singulärer Entwurfsentscheidungen zu sensibilisieren und zu öffnen. Die Analysen dieser Arbeit zeigen, dass der Ingenieurbau die subjektive Entwurfsentscheidung im Rahmen objektiv gleichwertiger Entwurfsergebnisse nicht nur akzeptieren und zulassen sollte, sondern dass der Ingenieurbau diese bei der Anstrebung von ganzheitlich optimierten, den Anforderungen der Nachhaltigkeit verpflichteten Kriterien geradezu erfordert. Demensprechend sollte die Ausbildung, die alltägliche Tätigkeit und die Forschung der Ingenieure das Entwerfen grundlegend in ihr Berufsbild integrieren.

Entwurfsstrategien. Formentwicklungskonzepte im konstruktiven Ingenieurbau des 20. Jahrhunderts.
Dissertation, Universität Stuttgart 2009

Folgt man dem Computerwissenschaftler Herbert Simon, können wir eine grundlegende Unterscheidung für das Entwerfen treffen: jenseits überkommener Oppositionen, welche die Kunst den Wissenschaften gegenüberstellen, ziehen wir die Trennungslinie zwischen Künstlichem und Natürlichem. Dabei sind künstliche Dinge von Menschen hergestellt, können in Bezug auf Funktionen, Ziele und Anpassungen charakterisiert werden und lassen sich unter dem Begriff 'Artefakte’ beschreiben, egal ob sie der Kunst, den Wissenschaften oder der Wirtschaft angehören. Der innovative Prozess, der sie hervorbringt, heißt 'Entwerfen' und wird von Simon als synthetisches auf ein Problem fokussiertes Verfahren zwischen Such- und Entscheidungsprozessen interpretiert. Unsere These lautet, dass die Strategien und Heuristiken des Leichtbaus eine in diesem Sinn entwerferische Methodik darstellen, die in ihrer Präzision und Logik zu kreativen und innovativen Lösungen führt. Präzision meint dabei vielmehr eine Haltung und Arbeitsweise als ein bestimmtes rechnerisch quantitatives Verfahren, auch wenn diese in Form von Empirik, Bewertungs- und Optimierungsmethoden und Modellen der künstlichen Intelligenz Teil des strategischen Problemlösens sind.

Auch wenn sich die Strategien aller entwerferischer Disziplinen unterscheiden, so gilt doch für alle Simons Grundsatz: "Ein Problem zu lösen bedeutet einfach, es so darzustellen, dass die Lösung transparent wird“.

Irmgard Lochner mit Werner Sobek: Design Strategies. In: Akos Moranvanszky, Ole W. Fischer (Hrsg.): Precisions - Architecture between Art and science. Berlin: Jovis, 2008

design project: Christoph Böckeler


During the past decades, the professional profiles of architects and engineers have been increasingly diverging - even though they initially have a common origin. Considering the complexity of building procedures and of specialist knowledge, this process is comprehensive; considering the demand for holistic understanding and planning on the other hand, it is destructive.

New design approaches and tools in architecture and engineering contribute to blur the borders of what is architecture and what is engineering. Designers of diverse backgrounds discuss and develop new methods from design development to construction. The method of structural optimization is a very valuable design tool for designers of all backgrounds. This can contribute extensively to establish a common "language" for architects and engineers: it is the common, broadly adaptable tool that brings designers of various specializations back together. Liberating the designer from pre-defined structural elements opens up a conceptional view that can strongly influence and support the design process.

Irmgard Lochner in: Design Modelling Symposium Berlin 2013 "Rethinking Prototyping"

Current studies investigate the possibilities of developing load paths in space, resulting in grid shells, based on methods of topology optimization.

Publication to follow.