Forschungsprofil
Computational Design,
SoSe 2021,
"Gitterschalen"
Dr.-Ing. Alec Singh ist Architekt mit Forschungstätigkeit an der Schnittstelle von Architektur und Bauingenieurwesen. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen in den Bereichen Computational Design, digitale Fabrikation und kreislauforientiertes Bauen im Holzbau. Seine Forschung verbindet digitale Entwurfs-, Simulations- und Fertigungsmethoden mit Fragestellungen der Tragwerksentwicklung, Materialwiederverwendung und geometrischen Optimierung.
In seiner Dissertation Formfindungsmethoden für das Upcycling von geometrisch irregulären Holzbauteilen (2023) entwickelt Alec Singh digitale Entwurfs- und Bewertungsmethoden für wiederverwendbare Tragwerkskomponenten im Holzbau. Der Schwerpunkt liegt auf iterativen, algorithmischen Formfindungsprozessen, die geometrische, strukturelle und fertigungstechnische Randbedingungen integrativ berücksichtigen. Die Arbeit ist an der Schnittstelle von Computational Design, Tragwerkslehre und zirkulären Baukonzepten verortet und bildet eine Grundlage für nachfolgende Forschungs- und Lehrprojekte.
Im Zentrum der Forschung stehen dabei algorithmische Formfindungs- und Optimierungsverfahren, digitale Herstellungsprozesse - allen voran Additive Fertigung (3D-Druck), Robotik und CNC - sowie Strategien zur Wiederverwendung von Bauteilen in optimierten Tragwerken. Ein aktueller Schwerpunkt ist die Entwicklung des Grasshopper-Plugins Archimedes zur Modellierung und Analyse von Hebelstabwerken.
Geometrische Ansätze, wie z.B. parametrische und differenzielle Beschreibungen von Flächen, topologische Relationen oder regelbasierte generative Systeme, spielen eine wesentliche Rolle in seiner Forschung und dienen als experimentelle Werkzeuge zur Untersuchung struktureller und formaler Zusammenhänge.
Ein weiterer Fokus liegt auf dem Einsatz von 3D-Scanning zur digitalen Erfassung und Bewertung wiederverwendbarer Bauteile, wobei unterschiedliche Scan-Technologien hinsichtlich ihrer Eignung für den Planungs- und Entwurfsprozess untersucht werden. Ergänzend dazu wird die Kombination mit der additiven Fertigung von z.B. Knotenverbindungen kontinuierlich weiter erforscht.
Darüber hinaus werden Potenziale künstlicher Intelligenz für die Konzeption und Optimierung von Tragwerken untersucht, insbesondere im Zusammenspiel mit parametrischen und generativen Entwurfsprozessen.
Lehre
Ein zentrales Anliegen ist die enge Verknüpfung von Forschung und Lehre. Forschungsansätze, Werkzeuge und Prototypen werden gezielt in den Lehrbetrieb integriert und dort erprobt; umgekehrt fließen Erkenntnisse aus studentischen Arbeiten und Lehrprojekten in die Weiterentwicklung der Forschung ein.
Daher entstehen im Rahmen der Lehre regelmäßig experimentelle Bau- und Forschungsprojekte, bei denen Studierende digitale Entwurfs-, Simulations- und Fertigungsmethoden praktisch anwenden. Gemeinsam mit Studierenden wurden mehrere Forschungspavillons realisiert, darunter die Trapped Bubble Shell, der Knotshell Pavilion, R3:shell und R3:connect Shell.
Für den Bau der Knotshell wurde eine eigens entwickelte Hardware eingesetzt, ein großformatiger Stiftplotter, der Schnitt- und Bohrinformationen direkt auf die Holzelemente überträgt. Die Struktur wurde auf der Konferenz der IASS 2023 in Melbourne vorgestellt. Als Teil der Lehr- und Forschungsprozesses wurde diese Fertigungshardware von den Studierenden direkt genutzt, ebenso die selbstentwickelten digitalen Werkzeuge, etwa das Hebelstabwerk-Plugin Archimedes.
Lehrveranstaltungen:
- Tragwerklehre I+II
- Konstruktiver Entwurf / Tragwerklehre III
- Sonderkapitel der Planungsmethodik
- Sonderkapitel der Bautechnologie
- Computational Design
Akademischer Hintergrund
Alec Singh studierte von 2003 bis 2007 Physik (Diplom), wodurch eine wichtige fachliche Grundlage in Physik und Mathematik gelegt wurde, die die spätere Ausrichtung auf geometrische, strukturelle und digitale Fragestellungen maßgeblich beeinflusste.
Darauf aufbauend studierte er Architektur (B.Sc. und M.Sc.) an der Bergischen Universität Wuppertal (2007–2012). Parallel und anschließend war er in verschiedenen Architekturbüros tätig, unter anderem bei ksg architekten und stadtplaner, Schneider-Sedlaczek Architekten und RKW Architektur+.
Von 2013 bis 2019 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Tragwerklehre und Baukonstruktion bei Prof. Dr.-Ing. Karl Schwalbenhofer an der Bergischen Universität Wuppertal. In den Jahren 2020 bis 2023 folgten Lehraufträge an der Bergischen Universität Wuppertal sowie an der Hochschule Bochum bei Prof. Dr-Ing. Michael Maas am Lehrgebiet für Tragwerklehre und konstruktives Entwerfen.
Im Jahr 2023 arbeitete Alec Singh als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsprojekt Freiraum für Bauingenieurinnen [https://bauloewinnen.uni-wuppertal.de] gefördert von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre. Das Projekt wurde mit dem Gleichstellungspreis 2024 der Bergischen Universität Wuppertal ausgezeichnet.
Die Promotion zum Dr.-Ing. erfolgte 2023 an der Bergischen Universität Wuppertal am Lehrstuhl für Tragwerklehre und Baukonstruktion bei Prof. Dr.-Ing. Karl Schwalbenhofer und Prof. Holger Hoffmann (Lehrstuhl Darstellungsmethodik und Entwerfen).
Seit 2023 ist Alec Singh als Akademischer Rat am Lehrstuhl für Tragkonstruktionen Baustatik und Baudynamik tätig.
Publikationen
[Profil auf reasearchgate]
Kröll, Kristina & Singh, Alec & Goldack, Arndt. (2025). Interventions and measures to integrate female perspectives into civil engineering studies: A case study with DBIR approach. die hochschullehre. Jahrgang 11/2025. 109. 10.3278/HSL2451W.
Kröll, Kristina & Singh, Alec & Santana Sosa, Aída & Vandamme, Esther & Riola-Parada, Felipe. (2025). Design with Reclaimed Components in Timber Construction. 10.1007/978-3-032-02098-7_29.
Kröll, Kristina & Kemperdiek, Anna & Singh, Alec. (2023). Baulöwinnen – Freiraum für Bauingenieurinnen: Eine kritische Reflexion eines Praxisprojektes mit der Einbeziehung weiblicher Perspektiven als Rollenmodelle in das Bauingenieurstudium. 10.17185/DUEPUBLICO/81365.
Singh, Alec & Kröll, Kristina. (2023). Adaptable Reciprocal Frameworks for the Reuse of Irregular Timber Stock Elements - case studies. 10.13140/RG.2.2.26119.98721.
Kröll, Kristina & Singh, Alec & Riola-Parada, Felipe. (2023). KNOTSHELL pavilion -Development of a low-tech approach for transferring complex digital data to building elements.
Singh, Alec. (2023). Formfindungsmethoden für das Upcycling von geometrisch irregulären Holzbauteilen. 10.25926/BUW/0-99.
