Materialinformierte adaptive Bausysteme mit dynamischen Materialwertschöpfungsketten für nachhaltiges Bauen

Das Materials in Transition Lab (MATR) ist ein Materialforschungslabor, das sich auf die wissenschaftlich fundierte Integration nachhaltiger Gestaltungsprinzipien in die gebaute Umwelt konzentriert. Das MATR Lab untersucht komplexe Materialwertschöpfungsketten, um evidenzbasierte Entwurfsstrategien und technische Lösungen zu entwickeln, die ressourceneffizientes und gesellschaftlich wertvolles Bauen fördern. Die Forschung verfolgt einen systemischen und multiskalaren Ansatz – von der Materialmikrostruktur bis hin zu urbanen Systemen.

Das MATR Lab adressiert zentrale ökologische und gesellschaftliche Herausforderungen der gebauten Umwelt, indem es untersucht, wie Materialzusammensetzung, Verarbeitung und Transformation die Leistungsfähigkeit über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes beeinflussen – von der Herstellung und Nutzung bis hin zu Wiederverwendung und Rückgewinnung. Am MATR Lab verfolgen wir folgende Ziele:

1. Resilienz in die Gestaltung und Anwendung von Baumaterialien integrieren, um auf sich wandelnde sozioökonomische Herausforderungen wie Klimawandel, soziale Gerechtigkeit, Nutzergesundheit sowie strategische Unabhängigkeit in Materiallieferketten zu reagieren
2. Umfassende digitale Bewertungsmethoden entwickeln, um Materialflüsse über den gesamten Lebenszyklus hinweg sowie deren sektorübergreifende Auswirkungen zu analysieren und als Grundlage für Politik, Praxis und Ausbildung zu nutzen
3. Lebenszyklusbasierte Adaptivität auf Produktebene entwickeln, durch die Integration wiedergewonnener Komponenten, die ihren Nutzen optimieren und für die Demontage konzipiert sind
4. Die Skalierbarkeit hierarchischer mikrostruktureller Gestaltung erforschen, mithilfe gezielter Materialzusammensetzungen und additiver Fertigung

Das MATR Lab baut Kooperationen mit Partnern aus Wissenschaft, Industrie und öffentlichen Institutionen auf, um die Anwendung neu entwickelter digitaler Werkzeuge und technischer Lösungen zu fördern. Dazu gehören Forschungs- und Demonstrationsprojekte zu reversiblen Verbindungen für tragende Strukturen, Umweltsimulationen für CO₂-arme Sanierungsstrategien sowie die strukturierte Einbindung von Akteurinnen und Akteuren der Bauwirtschaft, um material- und systembezogene Forschungsergebnisse zu informieren, zu validieren und zu testen.

Das MATR-Labor wird vom Schindler-Lehrstuhl für nachhaltige Gebäude und regenerative Umgebungen unterstützt, der derzeit von Professorin Rebecca Hartwell geleitet wird.

Ein strukturiertes Verständnis dafür, wie Materialwahl und Entwurfsmethoden die industrielle Ökologie beeinflussen, ist entscheidend, um einen wirkungsvollen Wandel in der gebauten Umwelt voranzutreiben und kreative Autonomie zu ermöglichen.

Rebecca Hartwell, Leiter des MATR Lab