IBP
FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR BAUPHYSIK IBP
JAHRESBERICHT
2014
JAHRESBERICHT 2014
FRAUNHOFER IBP
Städte tragen weltweit am stärksten zum Klimawandel bei. Gleichzeitig
haben sie das größte Energieeinsparpotenzial. Für eine CO2-freie
Zukunft urbaner Metropolregionen müssen die Weichen bereits heute
gestellt werden. Das Fraunhofer IBP ist seit vielen Jahren maßgeblich
an ganzheitlichen Lösungen beteiligt.
Das Fraunhofer IBP sieht sich als ein forschender Akteur der
Hauser beriet die Bundesregierung bei der Erstellung und den
Energiewende und wird sich daher ergänzend zu seinen
Novellierungen der Wärmeschutz- und Energieeinsparverord-
bisherigen, international anerkannten Kompetenzen zur
nungen und war als Obmann am DIN-Normungsausschuss
Energieeffizienz von Gebäuden verstärkt deren Funktion für
für Wärmeschutz im Hochbau beteiligt. Das Promoten des
den Nutzer, dem Umfeld von Siedlungsstrukturen und deren
Energiespargedankens durch seine Funktionen als Vorsitzender
Energieversorgungsstrukturen widmen. Es gilt, maximalen
der Gesellschaft für Rationelle Energieverwendung (1986), des
Nutzerkomfort im Wohnzimmer wie am Arbeitsplatz mit dem
Zentrums für Umweltbewusstes Bauen (seit 2002) und des
Liebe Freunde und Partner des Fraunhofer IBP,
Bei der Gründung unseres Instituts im Jahre 1929 als Anstalt
volatilen Umfeld eines aus regenerativen Energien gespeisten
Fachverbands Luftdichtheit im Bauwesen (seit 2004) ist ihm
sehr geehrte Damen und Herren,
für Schall- und Wärmetechnik hatten wir die Energie in Form
Energienetzes in Einklang zu bringen. Hierfür sind Gebäude-
ebenso anzurechnen wie die Entwicklung des ersten Energie-
der Wärme sogar im Institutsnamen. Im Laufe der Jahrzehnte
hülle und Anlagentechnik als Einheit zu betrachten, der auch
passes zur energetischen Kennzeichnung von Gebäuden in
die Menschheit benötigt Energie und täglich wächst die Zahl
erweiterten sich die Themengebiete von der Betrachtung
die Funktion der Speicherung von Energie zukommt.
Europa. Mitarbeiter, Kollegen und Freunde wünschen Prof. Dr.
der Menschen auf der Welt sowie der damit einhergehende
des Wärmetransports durch Bauteile oder der Beheizung
Da hohe Energieeffizienz nur mit einer hochintelligenten
Gerd Hauser viel Gesundheit und einen aktiven Ruhestand.
Bedarf an Energie. Daraus ergeben sich Herausforderungen,
von Gebäuden zu immer detaillierteren und umfassenderen
Anlagentechnik realisierbar ist, wird das Fraunhofer IBP einen
denen wir uns stellen müssen. Die modernen Industriege-
Fragestellungen. Anstelle des einzelnen Gebäudes rückten
Fokus seiner Technologie- und Produktentwicklung auf die
Im vorliegenden Jahresbericht finden Sie die Highlight-Projekte
sellschaften verdanken ihren Aufstieg zu einem Großteil der
immer öfter ganze Quartiere in den Fokus. Zusätzlich wurden
Integration von Teilsystemen zu einem in allen Bereichen
des Jahres 2014: schlaglichtartig exemplarische Beispiele der
Nutzung fossiler Energieträger. Öl, Kohle und Gas treiben
die Erkenntnisse aus der Bauphysik auch auf andere For-
optimierten Ganzen legen.
Forschungsarbeiten des Fraunhofer IBP, wie man den Heraus-
Wirtschaft und Verkehr an und sorgen für klimatisierte
schungsbereiche übertragen, indem die »Räume« von Autos
Wohnungen und Büros. Aber die Rohstoffe gehen zur Neige,
sowie Flugzeugen hinzukamen. Die Fragestellungen gingen
Gerade sein breites Kompetenzportfolio von Materialkenn-
Ihnen eine inspirierende Lektüre und freuen uns auf vielfältige
und zugleich steigt der Energiebedarf der Schwellen- und
weit über die klassische Bauphysik hinaus – vor allem jene zur
werten über Tageslicht- und Raumklimasysteme bis hin zu
Gelegenheiten einer künftigen Zusammenarbeit.
Entwicklungsländer drastisch an. Mit dem wachsenden
Energie: Im Herbst 2010 hat die Bundesregierung in ihrem
klimatischen Gebäudesimulationen und der energetischen
Energieverbrauch nehmen auch die Umweltbelastungen zu.
Energiekonzept die Weichen für den Einstieg in das Zeitalter
Versorgung von Siedlungen bietet die Möglichkeit, Systeme und
der erneuerbaren Energien gestellt und damit einer beschleu-
das Zusammenspiel ihrer Teile besser zu verstehen, zu optimie-
Eine nicht zu unterschätzende Rolle für die künftige Energie­
nigten Integration von Gebäuden in ein künftig intelligentes
ren oder neu zu entwickeln. Die noch vor wenigen Jahrzehnten
versorgung spielen Effizienztechnologien. Mit jeder Kilo­
energetisches Netz Vorschub geleistet.
meist isoliert betrachteten bauphysikalischen Fragestellungen,
wattstunde, die beim Betrieb elektrischer Geräte eingespart
forderungen der Energiewende begegnen kann. Wir wünschen
beispielsweise zum Wärmetransport durch Bauteile, stehen
wird, mit jedem Liter Öl, der wegen optimal konstruierter bzw.
Dass am, im und um das Gebäude heute ein entscheidender
längst in einem Kontext, der ganzheitliche Ansätze erfordert.
Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer
sanierter Gebäude sowie der Auslegung der Gebäudetechnik
Hebel für das Gelingen der Energiewende liegt, ist nicht
Das Fraunhofer IBP bietet damit seinen Partnern jene Expertise
Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP
nicht zum Heizen verbrannt werden muss, mit jedem Liter
zuletzt auf wegweisende Arbeiten des Fraunhofer IBP
an, ohne die die Energiewende nicht gelingen kann.
Treibstoff, den wir weniger für Transporte aufwenden,
zurückzuführen: Durch energetische Sanierungen, bei deren
ersparen wir der Erdatmosphäre CO2. Die Herausforderungen
innovativsten Konzepten das Institut führend ist, kann der
Ein entscheidender Wegbereiter der konsequenten Weiter-
für die Forschung liegen vor allem darin, die modernen
Primärenergiebedarf im Jahresdurchschnitt auf ein Minimum
entwicklung der international anerkannten Kompetenzen des
Energiesysteme preiswerter und für den vorhandenen Gebäu-
gesenkt, in einigen Fällen sogar ein Überschuss erwirtschaftet
Fraunhofer IBP im Bereich Energie, Prof. Dr. Gerd Hauser, trat am
debestand nutzbar zu machen, denn 80 Prozent der Gebäude
werden. Natürlich werden uns auch Neubauten immer
31. März 2014 als Institutsleiter und Ordinarius für Bauphysik
in Deutschland sind älter als 20 bis 30 Jahre. Nur wenn jede
häufiger als Plusenergiehäuser begegnen. Erst bei einem
an der Technischen Universität München in den wohlverdienten
anstehende Sanierung verbunden wird mit einer energetischen
drastisch gesunkenen Energiebedarf wird es möglich sein, das
Ruhestand. Der Name Gerd Hauser steht untrennbar für
Aufrüstung nach dem Stand der Technik, können die energie-
verbleibende Delta mit regenerativen Energien zu schließen.
Aktivitäten im Zusammenhang mit der Energieeffizienz im
und klimapolitischen Ziele erreicht werden und die Bewohner
Gebäudesektor. Dazu gehört unter anderem die Erarbeitung von
auch in Zukunft noch ihre Heizkostenrechnung bezahlen.
Standardwerken zur Behandlung von Wärmebrücken.
I N H A LT
8
112
1 8 H I G H L I G H T-
ORGANIGRAMM
126
112
GESCHÄFTSFELDER
WISSENSCHAFTLICHES
PROJEKTE
PROFIL
128
10
D A S K U R AT O R I U M
112Aviation
113Morgenstadt
GASTWISSENSCHAFTLER
130
114
12
Innovative Lösungen für
20
Schallmaskierende Stehleuchte
zukunftsfähige Bestände
24
Besserer Schutz
FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT
FRAUNHOFER-ALLIANZ BAU
132
28Energieoptimierte
Produktionsstätten
13
116
S TA N D O R T E D E S
32Ressourcenoptimiertes
Produktdesign
Z A H L E N U N D V E R W A LT U N G
36
Energetische Sanierung
40
Innenraumklima von Flugzeugen
44
Das Haus als »Kraftwerk«
FRAUNHOFER-ZENTRUM
FRAUNHOFER IBP
BAUTECHNIK ROSENHEIM
134
IMPRESSUM
14
MEDIEN UND
118
N A M E N , D AT E N ,
PRESSEARBEIT
EREIGNISSE
48 ABTEILUNGEN
16
Das Wichtigste in Kürze
VERBÜNDE UND ALLIANZEN
17
50
Akustik
58
Bauchemie, Baubiologie, Hygiene
64Energiesysteme
PAT E N T E , L I Z E N Z PA R T N E R
6
70
Ganzheitliche Bilanzierung
76Hygrothermik
Aus Gründen der Lesbarkeit wurde auf die gleichzeitige Verwendung
86Raumklima
männlicher und weiblicher Sprachformen verzichtet. Sämtliche
96Wärmetechnik
Personenbezeichnungen gelten gleichwohl für beiderlei Geschlecht.
7
ORGANIGRAMM
Stand: 30. April 2015
Abteilungen
Akustik
Ganzheitliche Bilanzierung
Prof. Dr. Philip Leistner
Matthias Fischer
Institutsleitung
Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer
Psychoakustik und
Energie und Mobilität
kognitive Ergonomie
Werkstoffe und
Stellvertreter
Bauakustik
Produktsysteme
Dr. Klaus Breuer (Holzkirchen)
Grundlagen und Software
Nachhaltiges Bauen
Prof. Dr. Philip Leistner (Stuttgart)
Technischer Schallschutz
und Fahrzeugakustik
Strategische Planung
Raumakustik
Hygrothermik
Dr. Klaus Breuer
Musikalische Akustik / Dr. Hartwig M. Künzel
Photoakustik
Projektentwicklung
Feuchteschutz und Bauen
Institutsentwicklung
Bauchemie, Baubiologie,
in anderen Klimazonen
Dr. Ingo Heinemann
Hygiene
Feuchtetechnische
Dr. Florian Mayer
Materialkennwerte
Feuchtemanagement
Unternehmenskommunikation
Chemie und Sensorik
Wärmekennwerte,
Janis Eitner
Biologie
Klimasimulation
Prüfwesen
Hygrothermische
Betontechnologie &
Gebäudeanalyse
Verwaltung
funktionale Baustoffe
Christopher Fiegel
Raumklima
Energiesysteme
Universität Stuttgart
Prof. Dr. Gunnar Grün
Dr. Dietrich Schmidt
Lehrstuhl für Bauphysik
Systemintegration
Niedrig-Exergie-Systeme
Denkmalpflege und
Promotionskolleg
Anlagentechnik
Bauen im Bestand
Menschen in Räumen
Fassadenkonzepte
Raumklimasysteme
Technische Universität München
Verbrennungssysteme
Simulation
Lehrstuhl für Bauphysik
Wärmetechnik
Promotionskolleg
Hans Erhorn
Climate–Culture–Building
Energiekonzepte
Gebäudesysteme
Lichttechnik
Planungsintrumente
Innovationszentren
Geschäftsfelder
Fraunhofer-Allianz Bau
Fraunhofer-Zentrum für energetische
Aviation
Fraunhofer-Allianzen Energie, Verkehr
Altbausanierung und Denkmalpflege Benediktbeuern
Morgenstadt
Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile
Fraunhofer-Zentrum Bautechnik Rosenheim
Kulturerbe
Forschungsallianz Kulturerbe FALKE
Fraunhofer-inHaus-Zentrum Duisburg
8
9
Dipl.-Ing. Wolfgang Maier-Afheldt
MinRat Dr. Joachim Wekerle
Aufsichtsrat der Gips-Schüle-Stiftung, Stuttgart
Leiter des Referats 25 (Lebenswissenschaften)
im Ministerium für Finanzen und Wirtschaft
Dipl.-Betriebswirt Klaus Niemann
Baden-Württemberg, Stuttgart
Ehemaliger Leiter WOLFIN Bautechnik/Henkel AG & Co. KGaA,
DAS KURATORIUM
D A S K U R AT O R I U M S T E H T D E N L E I T E R N D E R I N S T I T U T E
U N D D E N O R G A N E N D E R G E S E L L S C H A F T B E R AT E N D
ZUR SEITE. IHM GEHÖRTEN IM BERICHTSZEITRAUM
FOLGENDE MITGLIEDER AN:
Wächtersbach; Vorstandsvorsitzender des Industrieverbands
Dipl.-Kfm. Dipl.-Phys. Christian Wetzel
Kunststoff-Dach- und Dichtungsbahnen DUD e. V., Darmstadt;
Aufsichtsratsvorsitzender CalCon Deutschland AG, München
Vorstandsmitglied Industrieverband Kunststoffe (IVK), Frankfurt; stellvertretender Vorsitzender der »Aktion DACH«
Dr. Bernd Widera
Mitglied des Vorstands der RWE Deutschland AG;
Jochen Renz
Aufsichtsratsvorsitzender der RWE Effizienz GmbH
Geschäftsführer der Renz GmbH
System Komplettbau, Aidlingen
MR Dr. Stefan Wimbauer
Leiter des Referats Angewandte Forschung, Clusterpolitik
Dr.-Ing. Thomas Scherer
im Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien,
Stellvertretender Kuratoriumsvorsitzender;
Energie und Technologie, München
Vizepräsident der Airbus Deutschland GmbH, Hamburg
Dipl.-Phys. Michael Wörtler
Mag. Dr. Heimo Scheuch
Vorstandsvorsitzender der Saint-Gobain Isover G+H AG;
Vorstandsvorsitzender der Wienerberger AG, Wien
Vorsitzender der Fachvereinigung Mineralfaserindustrie (FMI),
Dipl.-Ing. Thomas Blinn – Kuratoriumsvorsitzender
Dipl.-Oek. HSG Max Duttlinger
Geschäftsführender Gesellschafter der ERTL GmbH;
Unternehmensberatung: Menschenorientiertes
Dipl.-Ing. (FH) Gerd Stotmeister
Geschäftsführender Gesellschafter der Hatex GmbH, Moers
Führungssystem, Marketing & Vertrieb, Stühlingen;
Vorstand Technik der Sto AG, Stühlingen
Frankfurt; Vorstand des Forschungsinstituts für Wärme­schutz e.V. (FIW), München
Ehrenpräsident des Economic Clubs, Zürich
Jan Buck-Emden
Vorsitzender der Geschäftsführung
MinRat Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner
der Xella International GmbH, Duisburg
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und
Reaktorsicherheit (BMUB), Berlin, Leiter des Referats B I 5
Thomas Ducrée
»Bauingenieurwesen, Nachhaltiges Bauen, Bauforschung«;
Vorstandsvorsitzender der Gips-Schüle-Stiftung, Stuttgart
Obmann des DIN AA »Energieeinsparung und Wärmeschutz –
Kennwerte und Anforderungsbedingungen« beim NABau;
Obmann des Sachverständigenausschusses »Baustoffe und
Bauarten für den Wärme- und Schallschutz« beim DIBt
10
11
Z A H L E N U N D V E R W A LT U N G
K U R AT O R I U M
229
I N N O VAT I V E L Ö S U N G E N F Ü R
Stammbelegschaft
410
mit wissenschaftlichen Hilfskräften
Z U K U N F T S FÄ H I G E B E S TÄ N D E
Im Immobilienbereich werden immer wieder stolz einzelne
ihrem Zustand bewertet werden müssen. Hieraus leitet die
Leuchtturmprojekte präsentiert, die sich besonders in Sachen
zugehörige Software dann mittels umfangreicher statistischer
Nachhaltigkeit hervortun. Wo viel Licht ist, ist aber bekanntlich
Hochrechnungen die erforderlichen Massen ab und berechnet
auch viel Schatten, denn Neubauten haben einen sehr gerin-
die Kosten des jeweiligen Instandsetzungs- und Modernisie-
gen Anteil an der Summe aller Gebäude. Laut Statistischem
rungsbedarfs. Grundlage für zuverlässige Ergebnisse sind hierbei
Bundesamt sind in Deutschland beispielsweise über 50 Prozent
europaweit empirisch erhobene Daten. Diese Vorgehensweise
der etwa 19 Millionen Wohngebäude älter als 40 Jahre. Es gilt
ermöglicht es, insbesondere große Bestände deutlich effizienter
also am Bestand anzusetzen, will man Immobilien tatsächlich
zu erfassen als mit herkömmlichen Verfahren.
zukunftsfähig gestalten.
Auf Basis dieser objektiven Informationen lassen sich dann
Um diese Mammutaufgabe umzusetzen, sind allerdings inno-
Ausgaben und Aufwände, etwa durch sinnvolle Maßnah-
vative Lösungen nötig, die sich in der Praxis einfach und vor
menbündelung und bedarfsgerechte Planung, optimieren.
Personalentwicklung
allem wirtschaftlich umzusetzen lassen. Das epiqr -Verfahren,
Dieser wirtschaftliche Aspekt ist letztlich entscheidend für die
Das rasante Wachstum der letzten Jahre wurde in diesem Jahr nicht fortgesetzt. Ausgehend
das im Rahmen eines EU-Projekts vom Fraunhofer-Institut für
tatsächliche Umsetzung der energetischen Modernisierung von
von 223 Vollzeitäquivalenten Ende 2013 (nur Stammbelegschaft, ohne wissenschaftliche
Bauphysik IBP mitentwickelt wurde, ist hierfür ein gutes Bei-
Altbauten. Nur wenn Innovationen auch effizient und einfach
Hilfskräfte), betrug diese Zahl Ende des Jahres 2014 229, wobei zum 31. Dezember 2014
spiel. Ziel war es, eine praxisgerechte, kostengünstige, schnelle
anwendbar sind und einen praktischen Mehrwert schaffen, wer-
410 Personen unter Vertrag standen.
und objektive Zustandsbewertung von Bestandsimmobilien zu
den aus Forschungsprojekten wie epiqr am Ende marktfähige
ermöglichen, die als Grundlage für die Instandhaltungs- und
Produkte, die dabei helfen, den Gebäudebestand nachhaltig
Finanzentwicklung
Budgetplanung dienen kann. Um dies zu gewährleisten,
zu entwickeln, und somit einen Beitrag zu mehr Lebensqualität
Beeinflusst durch die Stagnation im Personalbereich, wuchsen die Finanzzahlen nur leicht.
orientiert sich das Verfahren bei der Gebäudeerfassung am
leisten. Mit epiqr® wurden mittlerweile Gebäude mit über
Der Betriebshaushalt steigerte sich auf 29,4 Millionen Euro. Die Wirtschaftserträge erhöhten sich
Pareto-Prinzip: Mit nur 20 Prozent Erfassungsaufwand werden
140 Millionen Quadratmeter Bruttogrundfläche (BGF) erfasst
auf 10,7 Millionen Euro nach 10,2 Millionen Euro im Vorjahr. Der Anteil der Wirtschaftserträge
80 Prozent Datengenauigkeit erreicht.
und bewertet. Ein Paradebeispiel dafür, wie das Fraunhofer-
am Betriebshaushalt als wichtige Kenngröße eines Fraunhofer-Instituts erreicht 36,3 Prozent. Im
Motto »Forschen für die Praxis« Gestalt annehmen kann.
Bereich der öffentlichen und EU-Erträge war ein durchmischtes Bild ersichtlich: öffentliche
®
®
Dies bedeutet für die Praxis, dass lediglich wenige Gebäude-
(+0,4 Millionen Euro) und EU-Projekte (–0,2 Millionen Euro). Mit 1,9 Millionen Euro erreichen die
grunddaten erhoben und nur die wichtigsten Bauteile nach
Erträge aus Patenten und Lizenzen den Stand des Vorjahres. Die Investitionen sind im Vergleich
zum Vorjahr stärker gestiegen auf insgesamt 2,6 Millionen Euro. Hiervon entfielen 0,8 Millionen
Euro auf vom Fraunhofer-Vorstand anteilig finanzierte strategische Investitionen, 0,7 Millionen
Euro auf projektbezogene und 1,1 Millionen Euro auf nichtprojektbezogene Investitionen.
12
Christian Wetzel,
Der Kredit bei der Fraunhofer-Zentrale für den Fahrzeug-Akustikprüfstand wurde mit
Aufsichtsratsvorsitzender CalCon Deutschland AG
0,4 Millionen Euro getilgt, womit der Kredit nunmehr vollständig abgetragen ist.
13
MEDIEN UND PRESSEARBEIT
Fraunhofer IBP – Kantar Media
Webanalyse
informiert ein Newsletter seine
Tageszeitungen: 26 %
60 000
Abonnenten.
Radio: 3 %
www.ibp.fraunhofer.de/de/
Agenturen: 25 %
newsletter.html
Wochenzeitschriften: 5 %
Internet-Infodienst
Welche Neuigkeiten es beim
Fraunhofer IBP gibt, darüber
50 000
TV: 1 %
40 000
Online: 63 %
30 000
Forschung im Fokus
In dieser Internetrubrik gewähren kurze Reportagen einen
20 000
Blick hinter die Kulissen der
Forschungsarbeit.
10 000
www.ibp.fraunhofer.de/de/
Presse_und_Medien/Forschung_
0
im_Fokus.html
Treffer
Jan. Febr.März Apr. Mai Juni Juli Aug.Sept. Okt. Nov. Dez.
IBP-Mitteilung
Medium Neue Forschungsergebnisse
Tageszeitungen kurz gefasst.
Radio 45
www.ibp.fraunhofer.de/de/
Agenturen 25
publikationen/IBP-Mitteilungen.
Wochenzeitschriften 59
Monat html
TV 10
Januar 12 839
53 169
Online 759
Februar 12 438
51 901
Besucher
311
Gesamt1209
Seitenaufrufe
Besucher Seitenaufrufe
März 12 517
46 912
Zielgruppenspezifisch aufberei-
April 11 527
43 556
tet erhalten Journalisten und
Mai 11 384
43 307
Redaktionen der Fach-, Tages-
Juni 9 963 34 449
10 459 35 520
8 848
30 213
Pressemitteilungen
und Onlinemedien regelmäßig
Instrumente der Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Juli Pressemitteilungen, die über
Das Fraunhofer IBP nutzt eine breite Palette an Publika­
August bedeutende Ereignisse und wis-
tionsmedien zur zielgruppengerechten Aufbereitung und
September 11 034
36 813
senschaftlich relevante Themen
Bereitstellung von Informationen.
Oktober 12 031
38 108
des Fraunhofer IBP informieren.
November 12 622
41 125
www.ibp.fraunhofer.de/de/
Dezember
10 415
33 125
Presse_und_Medien.html
Gesamt136 077488 198
Newsletter
14
Forschung im Fokus
IBP-Mitteilung
Pressemitteilungen
15
PAT E N T E , L I Z E N Z PA R T N E R
VERBÜNDETE UND ALLIANZEN
NETZWERKE
ERTEILTE PATENTE 2014
BETEILIGUNG AN VERBÜNDEN UND ALLIANZEN
Amerikanisches Patent US 8,756,887 B2 ( 24. Juni 2014)
»Thermal insulation element with ventilation ducts«
Die Institute der Fraunhofer-Gesellschaft kooperieren in Allianzen, Verbünden und Zentren, um je nach Anforderung unter-
Wärmedämmelement mit Lüftungskanälen
schiedliche Kompetenzen in flexiblen Strukturen zu bündeln. Sie sichern dadurch ihre führende Stellung bei der Entwicklung von
Das plattenförmige Wärmedämmelement enthält innen liegende
Systemlösungen und der Umsetzung ganzheitlicher Innovationen.
Kanäle, die – außer in Randbereichen – allseitig von Dämmmaterial
umgeben sind.
Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile – MATERIALS
Denkmalpflegezentrum Benediktbeuern
Europäisches Patent EP 255 0201 (16. Juli 2014)
Maßgeschneiderte Werkstoff- und Bauteilentwicklungen
Sehen, verstehen und erfolgreich anwenden
»Flugzeug und Verfahren zur Klimatisierung zumindest eines Teilbereiches
www.vwb.fraunhofer.de
www.denkmalpflege.fraunhofer.de
des Innenraums eines Flugzeuges«
Verfahren zur Klimatisierung eines Teilbereichs des Innenraums eines Flugzeugs
Fraunhofer-Allianz Bau
Fraunhofer-Zentrum Bautechnik
Bauen für die Zukunft – Zukunft für den Bau
Kompetenzen für die Bautechnik
Amerikanisches Patent US 8,899,055 B2 (2. Dezember 2014)
www.bau.fraunhofer.de
www.bautechnik.fraunhofer.de
»Device and method for cooling and dehumidifying room air«
Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft
Fraunhofer-Allianz Energie
Forschungsallianz Kulturerbe
Märkte erschließen mit Energie
Forschung für den Kulturerbeschutz
www.energie.fraunhofer.de
www.forschungsallianz-kulturerbe.de
Fraunhofer-Allianz Verkehr
Forschungsverbund Erneuerbare Energien
Für eine sichere Welt in Bewegung
forschen für die Energie der Zukunft
www.verkehr.fraunhofer.de
www.fvee.de
Fraunhofer-inHaus-Zentrum Duisburg
Innovationen für Immobilien
www.inhaus.fraunhofer.de
16
17
AKUSTIK
20
SCHALLMASKIERENDE STEHLEUCHTE
BAUCHEMIE, BAUBIOLOGIE, HYGIENE
24
BESSERER SCHUTZ
ENERGIESYSTEME
28
Es entspricht einem Grundan-
tions- und Umsetzungspolitik,
Erkenntnisse und Ergebnisse
schnell aus der Werkstatt der
Forschung in die »Markthallen«
der Praxis hineinzutransferieren. Die Bauphysik fließt
GANZHEITLICHE BILANZIERUNG
FORSCHUNGSERGEBNISSE FÜR DIE PRAXIS
32
liegen Fraunhofer’scher Innova-
HIGHLIGHTPROJEKTE
E N E R G I E O P T I­M I E R T E P R O D U K T I O N S S T Ä T T E N
RESSOURCENOPTIMIERTES PRODUKTDESIGN
HYGROTHERMIK
36
ENERGETISCHE SANIERUNG
hierbei nicht nur in Gebäude
und Bauelemente ein; sie
befruchtet vielmehr auch anlagentechnische Entwicklungen
und erweitert die Anwendung
bauphysikalischer Kompetenzen auf benachbarte Fachgebiete der Kraftfahrzeug- und
Luftfahrtindustrie.
18
D I E H I G H L I G H T- P R O J E K T E A U F D E N F O L G E N D E N S E I T E N
S P I E G E L N D I E V I E L F Ä LT I G E N A K T I V I TÄT E N D E R I N S T I T U T S -
RAUMKLIMA
40
INNENRAUMKLIMA VON FLUGZEUGEN
A B T E I L U N G E N W I D E R . N E B E N D E R G E Z I E LT E N F O K U S S I E R U N G A U F S P E Z I F I S C H E T H E M E N B E R E I C H E G I LT E S , M I T
PA R T N E R N U N D K U N D E N I N N O VAT I O N E N V O R A N Z U T R E I B E N ,
U M I N F O R S C H U N G S R E L E VA N T E N G E S C H Ä F T S F E L D E R N
G E M E I N S A M D I E Z U K U N F T Z U G E S TA LT E N .
WÄRMETECHNIK
44
DAS HAUS ALS »KRAFTWERK«
19
H I G H L I G H TPROJEKTE
Ein Paket von schallabsorbie-
MASKIERLEUCHTE
renden und schallschirmenden
SCHALLMASKIERENDE
STEHLEUCHTE
Maßnahmen – kombiniert mit
sogenannter Schall-Maskierung –
reduziert den Störeffekt, der
durch Sprachverständlichkeit in
Büros entsteht, deutlich. Maskierung bedeutet hierbei: Es wird
ein weiteres Geräusch abgestrahlt, das zwar die Lautstärke
der ursprünglichen Laute nicht
mindert, aber den störenden
Sprachschall verdeckt.
20 | A K U S T I K
A R B E I T S P L ÄT Z E I N B Ü R O S
WER IN EINEM MEHRFACHBÜRO
ARBEITET, KENNT DAS PROBLEM:
FREMDE TELEFONE DUDELN IHRE
MELODIEN, SPRACHFETZEN SCHWIRREN UMHER, DRÄNGEN SICH IN DIE
EIGENEN GEDANKEN UND LENKEN
STÄNDIG VON DEN DINGEN AB, DIE
MAN GERADE ERLEDIGEN WILL.
KURZUM: ES BRAUCHT VIEL INNERE
RUHE UND KONZENTRATIONSFÄHIGKEIT, UM IN EINEM SOLCHEN BÜRO
EFFEKTIV ARBEITEN ZU KÖNNEN.
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
2
3
SCHALL-
Was das im Alltag heißt, davon können viele Menschen ein Lied singen: Etwa 10,5 Millio-
Abschirmmaßnahmen und schallabsorbierende Wände helfen nur bedingt, wenn man die
MASKIERENDE
nen Menschen arbeiten deutschlandweit in Büros, die meisten in Mehrpersonenbüros. Der
störenden Sätze und Gespräche der Kollegen unkenntlich machen will. Erst ein Paket von
STEHLEUCHTE
dort herrschende Geräuschpegel beeinträchtigt nicht nur das Wohlbefinden, sondern auch
schallabsorbierenden und schallschirmenden Maßnahmen kombiniert mit sogenannter
die kognitive Leistungsfähigkeit – dies bestätigen Untersuchungen des Fraunhofer IBP in
Schall-Maskierung reduziert diesen Störeffekt deutlich. Maskierung bedeutet hierbei: Es
Bürogebäuden. Die Messergebnisse lassen sich im Labor noch genauer quantifizieren.
wird ein weiteres Geräusch abgestrahlt, das zwar die Lautstärke der ursprünglichen Laute
Ansprechpartner
Dr.-Ing. M. Sc. Horst Drotleff
nicht mindert, aber den störenden Sprachschall verdeckt. Sprich: Man versteht die vom
Telefon +49 711 970-3356
Unter anderem testeten die Forscher die kognitiven Grundfunktionen von Probanden. Da-
Kollegen geführten Gespräche nicht mehr. Die kognitiven Grundfunktionen der einzelnen
horst.drotleff@
bei setzten sie auf den etablierten »Serial Recall Test«: Die Teilnehmer sahen auf dem Com-
Mitarbeiter werden daher kaum noch beeinträchtigt.
ibp.fraunhofer.de
puterbildschirm eine Reihe von Ziffern, die sie sich merken und nach einiger Zeit wieder in
den Computer eingeben sollten. Diesen Test führten die Wissenschaftler einerseits bei Stille
Individuelle Maskier-Systeme steigern die Konzentration
durch – wie sie im Einzelbüro herrscht – und andererseits bei einer hohen Geräuschkulisse
Maskier-Systeme kennt man vor allem aus nordamerikanischen Mehrpersonenbüros. Sie
2 Schallmaskierende
wie in einem Raum, in dem zahlreiche Mitarbeiter am Schreibtisch beschäftigt sind. Das Er-
bestehen aus einem Raster von Lautsprechern unter der Decke, die gleichmäßig im gesam-
Stehleuchte für Mehrper-
gebnis: In einem Mehrpersonenbüro funktionierte das verbale Kurzzeitgedächtnis um zehn
ten Raum ein monotones Rauschen abstrahlen – das Geräusch ähnelt dem einer Lüftung.
sonenbüros, beispielhaftes
Prozent schlechter als in einer ruhigen Umgebung – die Menschen vergessen Dinge, die
Dieses Konzept gleicht einer unabänderlichen »Berieselung von oben«. In Europa konnte
Arbeitsplatz-Layout.
ihnen gesagt wurden, also schneller. Schaut man sich das durchschnittliche Tätigkeitsprofil
es nie richtig Fuß fassen. Die Büronutzer haben das Gefühl, keine Kontrolle mehr über den
von Büro- und Verwaltungsangestellten an, wird dies besonders brisant. 60 Prozent Still­-
eigenen Arbeitsplatz zu haben und in ihrem Bedürfnis nach Privatheit eingeschränkt zu
3 Prototyp der schall­
renden Stehleuchte, Detail des
arbeit stehen 25 Prozent Telefonaten und Besprechungen direkt am Arbeitsplatz gegenüber.
werden – und bewerteten das System negativ.
maskierenden Stehleuchte
Leuchtenkorpus mit integrier-
Ohne geeignete Maßnahmen werden die Stillarbeiter nahezu ständig durch die Sprache ihrer
tem Lautsprecher.
kommunizierenden Kollegen gestört, die für sie irrelevant ist.
1 Prototyp der schallmaskie-
für Arbeitsplätze in Mehr-
Eine schallmaskierende Stehleuchte für Büroarbeitsplätze überwindet diese Probleme nun.
personenbüros, Detail des
Entwickelt haben sie Ingenieure und Psychologen des Fraunhofer IBP zusammen mit ihren Kol-
Leuchtenkorpus.
Verständliche Sprache stört mehr
legen der Stuttgarter NIMBUS GROUP. Der Clou; Das Rauschen fällt nicht unabänderlich von
Wie sehr Telefonate und Besprechungen die Konzentration der anderen Mitarbeiter stören,
oben herab; vielmehr hat jeder Mitarbeiter eine Stehleuchte an seinem Arbeitsplatz stehen.
hängt dabei weniger von der Lautstärke ab als vielmehr von der Verständlichkeit. Der Kollege
Das bringt gleich zwei Vorteile mit sich. Zum einen fokussiert die integrierte Lautsprecheran-
kann noch so viel Rücksicht nehmen und möglichst leise ins Telefon flüstern – solange die
ordnung das Geräusch nur auf den jeweiligen Arbeitsplatz – das heißt, der Betroffene kann
Sätze für den Sitznachbarn verständlich bleiben, wird er sich beeinträchtigt fühlen. Ein Maß
die Lautstärke so regulieren, wie er selbst es als angenehm empfindet. Zum anderen maskiert
für die Verständlichkeit von Sprache liefert der »Speech Transmission Index«, kurz STI: Bei
das Geräusch die Gespräche und Telefonate der Kollegen selbst dann signifikant, wenn sie
perfekter Verständlichkeit hat er den Wert eins, ist die Sprache vollkommen unverständlich,
lauter sprechen oder das Maskiergeräusch leise ist. Um die Akzeptanz der Stehleuchte ist es
liegt er bei null. Wie stark es das eigene Konzentrationsvermögen schwächt, wenn man mit
daher gut bestellt. Einen Prototyp gibt es bereits: Er ist mittlerweile preisgekrönt. Seine Vorstel-
halbem Ohr die Gespräche der Kollegen unfreiwillig mitbekommt, zeigten ebenfalls die Tests
lung auf der internationalen Leitmesse für Büro und Objekt ORGATEC 2014 sorgte für Furore.
am Fraunhofer IBP: Während die Fehlerquote der Probanden bei verständlicher Sprache aus
der Umgebung – der STI lag bei 0,6 – um zehn Prozent höher lag als in einem ruhigen Büro,
sank sie bei einem STI von 0,3 auf zwei Prozent, verglichen mit einer stillen Umgebung.
22 | A K U S T I K
23
H I G H L I G H TPROJEKTE
Die Wärmeverteilung von Beton
AMPHIBIENSCHUTZANLAGE
ist für Amphibien besser geeignet als beispielsweise die von
Stahl oder Kunststoff.
Wird die Oberfläche der Betonbauteile zusätzlich mit immer
dunkler werdenden Pigmenten
BESSERER
SCHUTZ
modifiziert, können diese innovativen Leitplanken als Amphibienleitsysteme dienen. Die Bauteile
aus Leichtbeton sind sehr leicht,
FÜR FRÖSCHE UND KRÖTEN
dünn und zugleich sehr stabil.
24 | B A U C H E M I E , B A U B I O L O G I E , H Y G I E N E
DIE FRÜHJAHRSSONNE
WÄRMT DEN WINTERKALTEN
BODEN, SCHNEEGLÖCKCHEN
UND KROKUSSE RECKEN SICH
AUS DER ERDE – UND FRÖSCHE UND KRÖTEN HÜPFEN
ZU IHREN LAICHGEBIETEN.
1
2
3
4
5
6
BESSERER
Zwar sitzt die Kälte den Amphibien noch in den Gliedern, die Beine sind etwas steif und die
den Tieren den Weg zu einem Tunnel unterhalb der Straße. Erfahrungsgemäß orientieren sich
SCHUTZ
ohnehin langsamen Tiere kommen noch schleichender voran. Doch ihr Instinkt zur Fortpflan-
die Amphibien zum Dunklen und Feuchteren hin, das könnte man bei einer Leiteinrichtung
7
zung treibt sie unaufhaltsam voran. Durch Wälder, über Wiesen und – ein lebensgefährliches
zum Vorteil machen. Hier bietet Beton Vorteile: Seine Wärmeverteilung ist für Amphibien besser
Ansprechpartner
Unterfangen für die Tiere – auch über Straßen. Nach Schätzungen des NABU-Bundesverbands
geeignet als die von beispielsweise Stahl oder Kunststoff. Indem die Forscher die Oberfläche der
Dr. rer. nat. Severin Seifert
sterben in Deutschland jedes Jahr Millionen Amphibien bei ihrer Frühjahrswanderung: Schon
Betonbauteile mit Pigmenten modifizieren, wollen sie deren Eigenschaften so optimieren, dass
Telefon +49 8024 643-676
60 Autos pro Stunde reichen aus, um 90 Prozent der wandernden Erdkröten zu überfahren.
die Leitplanken ihrem Namen tatsächlich gerecht werden – und den Tieren den rechten Weg
severin.seifert@
Engagierte Naturschützer greifen den Amphibien während ihrer Wanderung immer wieder
weisen. Kurzum: Werden die Farbpigmente in Tunnelnähe immer dunkler und der Bereich da-
ibp.fraunhofer.de
helfend unter die Beine und tragen sie über die Straße, und viele Autofahrer verhalten sich
mit für Amphibien immer angenehm wärmer, orientieren sich die Amphibien in diese Richtung.
sehr umsichtig. Dennoch ist ein funktionierendes Leitsystem, das die Amphibien unter den
Auch die Oberflächenstruktur verbessern die Wissenschaftler so, dass Frösche Versuche, die
Verkehrswegen hindurchführt, die beste Lösung für Mensch und Tier.
Wand der Leitplanke hinaufzugelangen, erst gar nicht als wünschenswert empfinden.
Bislang bestehen die Amphibienschutz-Leitplanken hauptsächlich aus Stahl, Kunststoff oder
Testparcours für Frösche und Kröten
Beton. Welche Vor- und Nachteile die jeweiligen Materialien haben, darüber sind sich die
Doch nehmen die Tiere das Leitsystem auch wie geplant an? Dies untersuchen die Wissen-
Erste Probanden im Frühjahr 2014
Experten längst nicht einig. Kritiker von Stahl, der sich in der Sonne rasch aufheizt, befürchten
schaftler auf einem Testparcours für Amphibien, das sie 2014 auf dem Freilandversuchsgelände
3 , 4 Erdkröten.
einen »Brateffekt«. Anders gesagt: Die Tiere könnten auf dem heißen Metall kleben bleiben.
in Holzkirchen errichteten. Hier verlegten sie Betonplatten mit verschiedenen biologischen
5 – 7 Grasfrösche.
Kunststoff dagegen ist nicht so stabil und resistent, und Betonteile sind bislang sehr schwer und
Funktionalisierungen. Mit einer Sondergenehmigung der oberbayerischen Regierung dürfen
lassen sich daher nicht sonderlich gut handhaben. Forscher vom Fraunhofer IBP entwickeln mit
die Forscher beobachten, wie sich die Tiere auf der neuen Laufstrecke verhalten und wie sie die
Bauteilen aus Leichtbeton nun eine Alternative. Sie vereinen sämtliche Vorteile der bestehenden
funktionalisierte Oberfläche annehmen. Mögen sie den Untergrund oder nicht? Anschließend
Amphibienleitsysteme in sich und weisen darüber hinaus weitere Pluspunkte auf. Denn die
bewerten die Wissenschaftler die verschiedenen Modifikationen nach ihrer Effizienz.
Bauteile sind sehr leicht und dünn, aber zugleich stabil.
Tierschützer können dabei ganz beruhigt sein: Die Forscher arbeiten mit dem örtlichen Bund
1 Ansicht des aufge-
»Beschilderung« für Amphibien
Naturschutz zusammen – und es versteht sich von selbst, dass sie die Tiere äußerst sorgsam
bauten Testparcours.
Weiterhin möchten die Wissenschaftler eine Art Leitsystem für die Frösche und Kröten in
und pfleglich behandeln. Die Kröten und Fröschen sind vielmehr »Testhüpfer«, um zu über-
die Absperrung einbauen – quasi eine Art »Beschilderung«. Kröten, Frösche und Co. sind
prüfen, ob die Entwicklungen funktionieren. Unmittelbar nach den Beobachtungen werden
2 Leitelement mit
wechselwarme Tiere, das heißt, sie fühlen sich in dunklen, warmen und feuchten Bereichen am
die Amphibien wieder in ihr angestammtes Revier zurückgebracht – natürlich auf der anderen
Krötenhotel.
wohlsten. Treffen die Amphibien bei ihrer Wanderung also auf eine Straßenböschung, dienen
Straßenseite. Im Frühjahr 2015, wenn die einheimischen Amphibien sich nach der Winterstarre
die vom Fraunhofer IBP mitentwickelten Planken nicht nur als Absperrung, sondern sie weisen
wieder auf den Weg zu ihren Laichgebieten machen, setzen die Forscher die Tests fort.
26 | B A U C H E M I E , B A U B I O L O G I E , H Y G I E N E
27
H I G H L I G H TPROJEKTE
E 3 steht für einen Paradigmen-
P L U S E N E R G I E - P R O D U K T I O N S S TÄT T E N E 3
wechsel in der Produktionstechnik: von maximalem Gewinn aus
minimalem Kapitaleinsatz zu
maximaler Wertschöpfung bei
minimalem Ressourceneinsatz.
Ziel des Projekts ist, es ganzheitlich zu erforschen, wie Stoff-,
ENERGIEOPTI­MIERTE
PRODUKTIONSSTÄTTEN
Energie- und Informationsflüsse
künftig besser geplant, umgesetzt
und gesteuert werden können –
und zwar in emissionsneutralen
Fabriken mit energie- und ressourceneffizienter Produktion und
unter Einbindung des Menschen.
28 | E N E R G I E S Y S T E M E
DAS FABRIKGEBÄUDE DER ZUKUNFT
DEUTSCHLANDS WIRTSCHAFTSLEISTUNG
IST STARK AUF DIE PRODUKTION VON
GÜTERN AUSGERICHTET – DEUTLICH
STÄRKER ALS IN JEDEM ANDEREN WESTLICHEN INDUSTRIELAND.
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
ENERGIE-
Fast jeder zweite Arbeitsplatz hängt hierzulande an der Produktion. Doch soll Deutschland
Typologie für Produktionsgebäude
OPTIMIERTE
auch dauerhaft wettbewerbsfähig bleiben, müssen die Industrien mit immer weniger Ressour-
In der ersten Projektphase entwickeln die Wissenschaftler eine prozessbasierte Typologie für
PRODUKTIONS-
ceneinsatz eine maximale Wertschöpfung erreichen – denn Energie und Rohstoffe werden
Produktionsstätten – und schaffen somit eine belastbare Datenbasis für die Toolentwicklung.
S TÄT T E N
stetig knapper und teurer. Anders gesagt: Das Material muss bei den Produktionen vollständig
Eine solche Typologie enthält generelle, allgemeine Abschätzungen. Sie beantwortet
ausgenutzt und in einer Kreislaufwirtschaft immer wieder neu aufbereitet werden.
beispielsweise folgende Fragen: Wie groß ist eine Produktionshalle normalerweise, etwa in der
Autoindustrie? Welche Bauweisen sind typisch? Auf diese Weise können die Forscher Randbe-
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Michael Krause
E steht für einen Paradigmenwechsel in der Produktionstechnik: von maximalem Gewinn aus
dingungen festlegen und anhand dieser Abschätzungen vornehmen – beispielsweise zu den
Telefon +49 561 804-1875
minimalem Kapitaleinsatz zu maximaler Wertschöpfung bei minimalem Ressourceneinsatz. Ziel
Wärmelasten bei der Autoproduktion. Dazu erstellen sie Modelle, in denen sie grundlegende
michael.krause@
des Projekts ist es, ganzheitlich zu erforschen, wie Stoff-, Energie- und Informationsflüsse künftig
Typgebäude aufbauen und analysieren die Möglichkeiten, aus den typisierten Hallen Potenziale
ibp.fraunhofer.de
besser geplant, umgesetzt und gesteuert werden können – und zwar in emissionsneutralen
zu bergen. Kurzum: Die Forscher wollen eine bessere Wissensbasis schaffen. Für welche
Fabriken mit energie- und ressourceneffizienter Produktion und unter Einbindung des Menschen.
Branchen würde sich welche Investition lohnen?
1 Energieautarke Kollektor-
Von Produktionsstätten zu Plusenergie-Produktionsstätten
Um diese Frage zu beantworten, übertragen die Wissenschaftler die bestehenden Gebäude-
fabrik der Firma Wagner & Co.
Die Abteilung Energiesysteme des Fraunhofer IBP widmet sich dabei den Produktionsge-
typologien auf eine erweiterte Produktionsstätten-Typologie. Anschließend charakterisieren
Solartechnik.
bäuden – im Teilprojekt »Emissionsoptimierte Plusenergie-Produktionsstätten der Zukunft«.
sie die Gebäude in Abhängigkeit von ihrer Geometrie und Größe, den Stoffströmen, den dort
Wie lässt sich die Effizienz der Produktionsgebäude ganzheitlich optimieren? Dazu arbeiten
stattfindenden Produktionsprozessen, der Energiebedarfe für Heizen und Kühlen sowie den
die Wissenschaftler eng mit anderen Fraunhofer-Instituten zusammen, deren Fokus auf
Komfortanforderungen. Durch die Identifikation geeigneter Branchen führen sie die Daten
der Produktion liegt. Übergreifende Planungswerkzeuge zu entwickeln, stellt die Forscher
aus Gebäude, Anlagentechnik und Prozess anschließend zusammen. Das Ergebnis dieses
jedoch vor Herausforderungen: Denn bislang fehlen belastbare Daten über den energe-
Arbeitspakets: Ein kombiniertes Planungstool, mit dem sich die Gebäudeenergieeffizienz der
tischen Status der Fabrikgebäude. Auch eine Typologie, die sowohl das Fabrikgebäude
Produktionsstätten sowohl berechnen als auch bewerten lassen – unter Berücksichtigung der
als auch den Produktionsprozess umfasst, gibt es nicht. Um ein Gebäude energieeffizient
Stoffströme aus den Prozessen. Dieses Tool erlaubt es, innovative Gebäude- und Anlagen-
planen zu können, müssen die Wissenschaftler zudem branchenspezifische Anforderungen
technik im Kontext der Produktionsprozesse zu realisieren, sei es Wärmerückgewinnung,
und Bewertungsgrößen definieren, die auch die Komfortbedürfnisse der Menschen am
Lüftungstechnik, Kühlung oder Entfeuchtung.
3
jeweiligen Arbeitsplatz berücksichtigen.
Ob die erstellten Typologien die realen Gegebenheiten entsprechend widerspiegeln, überprüfen
Auf Basis dieser Anforderungen und Bewertungsgrößen entwickeln die Forscher Hand-
30 | E N E R G I E S Y S T E M E
die Wissenschaftler über den Abgleich mit existierenden Produktionsstätten. Mit einem
lungsstrategien, die die Energieeffizienz der Produktionsstätte signifikant steigern – und
Datenerhebungsbogen fragen sie die gebäude- und prozessbezogenen Energieflüsse ab,
überprüfen diese in der Praxis. Der Kern dieser Handlungsstrategien: Synergien zwischen
diese können um weitere relevante Produktionsprozesse ergänzt werden. Die Ergebnisse der
Produktionsgebäude und den Prozessen sollen genutzt werden. Im Alltag könnte das etwa
Berechnungen und Simulationen: eine Entscheidungsmatrix mit den untersuchten System- und
heißen, Büros und andere Räumlichkeiten mit der Abwärme aus den Produktionsprozessen
Anlagenkonfigurationen. Diese Matrix unterstützt Unternehmer dabei, Produktionsgebäude im
zu heizen und Komfortfragen bereits bei der Baukonstruktion mit zu bedenken.
Bestand und Neubau auf den Weg zu einer emissionsfreien Fabrik zu bringen.
31
H I G H L I G H TPROJEKTE
Wie viel Ressourcen ein Produkt
E³-PRODUKTION
über seinen Lebensweg braucht,
RESSOURCENOPTIMIERTES
PRODUKTDESIGN
wird maßgeblich durch Entscheidungen während der Produkt­
entstehung beeinflusst. Möchte
man die Ressourceneffizienz
ganzheitlich betrachten, muss
man bereits in den frühen
Phasen der Produktentwicklung
ansetzen. Voraussetzung hierfür
sind geeignete Planungs- und
Prognosewerkzeuge.
FÜR EINE ENERGIE- UND RESSOURCENEFFIZIENTE
PRODUKTION
32 | G A N Z H E I T L I C H E B I L A N Z I E R U N G
FABRIKBETRIEBEN STEHEN GROSSE
ÄNDERUNGEN BEVOR: DIE PRODUKTION SOLL MAXIMALE WERTE
SCHÖPFEN, DABEI JEDOCH MÖGLICHST WENIG RESSOURCEN VERBRAUCHEN. DIESEM LANGFRISTIGEN
PARADIGMENWECHSEL WIDMET
SICH DAS FRAUNHOFER-LEITPROJEKT
»E³-PRODUKTION«
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
2
RESSOURCEN-
Das Ziel ist es, die Vorgaben einer E³-Fabrik in der produzierenden Industrie umsetzen – also
In einem ersten Schritt identifizieren die Forscher zunächst, welche ökologischen Ressourcen rele-
OPTIMIERTES
eine energie- und ressourceneffiziente Produktion, die emissionsneutrale Fabrik und die
vant sind, um das Produktdesign zu bewerten. Dabei leiten sie auch bedeutsame Indikatoren für
PRODUKTDESIGN
Einbindung des Menschen in die Produktion. Dabei gilt es, das System aus Produktion, Fabrik
den Lebenszyklus ab. Auf dieser Basis entwickeln sie eine neue Methodik. Diese erlaubt anhand
und Mensch ganzheitlich zu betrachten. Wie lassen sich Stoff-, Energie- und Informationsflüsse
von Designparametern bereits im Entwicklungsprozess zu bestimmen, welche Ressourcen in
möglichst ressourceneffizient verbinden, planen und steuern?
welchem Maß benötigt werden. Da die Forscher dabei den gesamten Lebenszyklus des Produkts
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Michael Held
im Blick haben, wirken sich die Modifikationen des Designs nicht negativ auf andere Lebenszyk-
Telefon +49 711 970-3160
Produktentstehung entscheidet maßgeblich über Ressourceneffizienz
lusphasen aus. Verlagern sich die Ressourcen, die in Anspruch genommen werden, einfach nur
michael.held@
Voraussetzung hierfür sind geeignete Planungs- und Prognosewerkzeuge. Die erforderlichen
innerhalb des Produktlebenszyklus, wird dies frühzeitig erkannt und lässt sich somit vermeiden.
ibp.fraunhofer.de
Kompetenzen im Bereich der ressourcen- und energieeffizienten Produktion schafft das Projekt
»I2 – Ressourcenoptimiertes Produktdesign«, das in das Fraunhofer-Leitprojekt E³-Produktion
Zudem erarbeiten die Wissenschaftler eine Logik. Sie analysiert, wie die Designparameter ange-
2 Im Fokus des Forschungs-
eingebettet ist. Der Hintergrund: Wie viel Ressourcen ein Produkt über seinen Lebensweg
passt werden müssen, um vorgegebene Kriterien zu erfüllen. Im Rahmen des Projekts bauen sie
projekts: die produzierende In-
braucht, wird maßgeblich durch Entscheidungen während der Produktentstehung beeinflusst.
dazu eine beispielhafte Produkt-, Prozess- und Ressourcen-Bibliothek für eine Produktlebens-
dustrie mit den Fragestellungen
Möchte man die Ressourceneffizienz also ganzheitlich betrachten, muss man bereits in den
zyklusmanagement- und CAD-Software auf. Diese zeigt zusätzlich die Abhängigkeiten bezogen
der Zukunft zu synchronisieren.
frühen Phasen der Produktentwicklung ansetzen.
auf die Ressourceneffizienz auf. Am Beispiel von Demonstrator-Bauteilen aus anderen
1 Um ein Produktdesign
Doch wie wirken sich Designentscheidungen auf den Produktlebenszyklus in der Konstellation
Turbinenschaufeln einer Fluggasturbine oder dem Getriebegehäuse eines Nutzfahrzeugs.
ressourcenschonend auszuge-
von der Wiege bis zur Bahre aus? Hier mangelt es derzeit noch an Transparenz: Methoden, um
stalten, gilt es, vielfältige In-
die Ressourceneffizienz zu bewerten und zu optimieren, werden im Entstehungsprozess des
Das Ergebnis: Die entwickelte Methode vereint die beiden Lebenszyklusperspektiven von
formationen auszuwerten und
Produkts kaum angewendet. Denn sie sind entweder zu allgemein gehalten und ermöglichen
Life Cycle Assessment (LCA) und Produktlebenszyklusmanagement (PLM) in einem ganzheit-
nach Relevanz zu beurteilen.
somit keine spezifischen Aussagen. Oder aber die erforderlichen Informationen liegen erst
lichen Ansatz – und unterstützt ressourcenoptimierte Produktentstehungsprozesse. Dabei
in späten Phasen der Produktentstehung vor. Ein weiteres Problem: Die Methoden, die es
werden sowohl Fragen der methodischen Abbildung von Ressourceneffizienz als auch der
bislang gibt, sind zumeist losgelöst von herkömmlichen IT-basierten Arbeitswerkzeugen eines
spezifischen Informationsbereitstellung adressiert.
Arbeitspaketen des E³-Projekts evaluieren die Forscher ihre entwickelte Methodik – etwa an den
Entwicklungsingenieurs und lassen sich daher nur bedingt in den Arbeitsalltag integrieren. Dies
erschwert es zusätzlich, die Ressourceneffizienz in den Entwicklungsprozess einzubeziehen.
Assistenzsystem bewertet Lösungsmöglichkeiten
Das Ziel des Projekts »I2 – Ressourcenoptimiertes Produktdesign« liegt daher darin, ein entsprechendes Assistenzsystem zu entwickeln. Dieses soll aufzeigen, wie sich Entscheidungen
in der Produktentstehung auf die Ressourceneffizienz eines Produkts auswirken – und zwar
über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg – und potenzielle Lösungsmöglichkeiten bewerten. Um zusätzlichen Aufwand in der Produktentwicklung weitestgehend zu vermeiden,
verknüpfen die Forscher die Konstruktion (CAD), das Produktdatenmanagement (PDM) und
die Ökobilanzierung (LCA) miteinander. Wie wirken sich die verschiedenen Designoptionen
für das Produkt auf den Ressourcenbedarf in seinem Lebenszyklus aus? Diese Abhängigkeiten
ermitteln die Wissenschaftler quantitativ und hinterlegen sie im IT-Tool. Welche Produktparameter dabei relevant sind, ermitteln sie vorab über eine Ökobilanz innerhalb des zu
optimierenden Systems.
34 | G A N Z H E I T L I C H E B I L A N Z I E R U N G
35
H I G H L I G H TPROJEKTE
Das Zentrum entstand im Jahr
D E M O N S T R AT I O N S Z E N T R U M F Ü R B A U U N D E N E R G I E
2004 bei der Handwerkskammer
Münster – mithilfe des
Fraunhofer IBP. Es besteht aus
mehreren Gebäuden unterschiedlichen Charakters sowie
einem Ausstellungs- und Unterrichtsgebäude. Vor einigen Jah-
ENERGETISCHE
SANIERUNG
ren kam noch die Hofstelle Haus
Kump dazu. Mit dem denkmalgeschützten Bereich wurde ein
spezielles Demonstrationszen­
trum für die energetische Fachwerksanierung geschaffen.
36 | H Y G R O T H E R M I K
VON FACHWERKGEBÄUDEN
FACHWERKHÄUSER WIRKEN MEIST
HEIMELIG, MIT IHREN DUNKLEN
HOLZBALKEN STRAHLEN DIESE EINE
URIGE GEMÜTLICHKEIT AUS. MÖCHTE
MAN DIE HISTORISCHEN GEMÄUER
ALLERDINGS ENERGETISCH SANIEREN,
STELLEN SICH EINIGE HERAUSFORDERUNGEN – DIE FACHLEUTE BRAUCHEN
SPEZIELLES KNOW-HOW.
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
2
3
ENERGETISCHE
So darf beispielsweise keine Feuchtigkeit in die Holzkonstruktionen hineinkriechen – sie würde
Besonderes Innovationspotenzial bietet dabei der Dämmstoff aus Typha, den die Wissenschaft-
SANIERUNG
das Holz und damit das gesamte Gebäude auf Dauer zerstören. Doch welche Dämmstoffe
ler am Fraunhofer IBP mit der Firma typha technik entwickelt haben: Den Rohstoff liefern
eignen sich fürs Fachwerk? Dies untersuchen Forscher des Fraunhofer IBP im »Demonstrations-
Rohrkolben – die dicken braunen Pfeifenputzer, die man häufig am Ufer von Seen findet.
Ansprechpartner
zentrum für Bau und Energie«. Das Zentrum entstand im Jahr 2004 bei der Handwerkskammer
Allerdings verwendet man nicht die puscheligen Bürsten selbst, sondern die bis zu drei Meter
Dr.-Ing. Martin Krus
Münster, mithilfe des IBP. Es besteht aus mehreren Gebäuden unterschiedlichen Charakters
hohen Blätter der Pflanze. Sie verfügen über ein Schwammgewebe, das als Dämmstoff dient,
Telefon +49 8024 643-258
sowie einem Ausstellungs- und Unterrichtsgebäude, vor einigen Jahren kam noch die Hofstelle
sowie über ein Stützgewebe, das die Festigkeit des Materials bewirkt. Die Blätter werden mit
martin.krus@
Haus Kump dazu. Während einige Häuser der Hofstelle abgerissen und durch neue ersetzt
mineralischem Kleber zu einem Baustoff verarbeitet, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat
ibp.fraunhofer.de
wurden, erhielt man den denkmalgeschützten Bereich – und schuf mit ihm ein spezielles
und sehr stabil ist. Ein weiterer Vorteil: das Material brennt nicht.
Demonstrationszentrum für die energetische Fachwerksanierung.
Bauphysikalische Vorgänge genau erfassen
Für die Sanierung der Fachwerkaußenwände des alten Wirtschaftsgebäudes – auch Remise
Messfühler in den Dämmstoffen erfassen die Temperatur, die Feuchte, den Wärmestrom und
2 Innenansicht mit Sensorik
genannt – haben die Forscher verschiedene Wandaufbauten entwickelt, sie wählten eine
vor allem die Holzfeuchte der Balken. Sie messen also die bauphysikalischen Vorgänge in den
für Oberflächentemperatur
Bandbreite an möglichen Sanierungsvarianten aus. Doch bevor die Dämmmaterialien an der
unterschiedlich sanierten Wänden des Gebäudes, die dann für die weitere Untersuchung in
und Wärmefluss.
Hauswand zeigen durften, was sie können, überprüften die Wissenschaftler sie mit einer
einer Datenbank gespeichert werden. Wie verhalten sich die einzelnen Sanierungsvarianten
speziellen Software. Eignen sich die jeweiligen Materialien generell für ein Fachwerkhaus?
energetisch und bauphysikalisch? Um die äußeren Randbedingungen zu erfassen, wird auch
3 Holzfeuchtemessung – ein
Dazu nutzen sie das Programm WUFI® Pro, das sie vor Jahren entwickelten und das weltweit
die Außentemperatur, die Luftfeuchte, der Schlagregen und die solare Einstrahlung analysiert –
Beispiel für die eingesetzte
verkauft und eingesetzt wird. Die Forscher verwendeten Klimasätze, wie sie für den Landstrich
und zwar über das webbasierte Messdatenerfassungs- und Auswertesystem mit dem Namen
Messsensorik.
üblich sind, und simulierten, wie sich das Dämmmaterial über mehrere Jahre hinweg auswirkt.
IMEDAS™, das ebenfalls die Mitarbeiter des Fraunhofer IBP entwickelt haben. Das System
Zu welchen Zeiten gibt es Schwierigkeiten? Schaukeln sich diese im Laufe der Zeit auf? Anhand
besteht aus mehreren Programm-Modulen, die zur Datenerfassung, Messwert-Überwachung,
dieser Daten optimierten die Mitarbeiter des Fraunhofer IBP die Systemaufbauten entsprechend
Auswertung sowie Visualisierung dienen.
und passten sie an die Gegebenheiten an.
Die gesammelten Daten ermöglichen es, die dauerhafte Funktion der Dämmstoffe zu
1 Außenansicht der mit Ziegeln
Härtetest für verschiedene Dämmstoffe
überprüfen. Bleiben sie schadensfrei? Zudem können Mitarbeiter des Handwerkskammer
ausgefachten Remise.
Im Anschluss an diese Simulationen folgte der reale Testlauf an der Fassade des Demonstrations­
Bildungszentrums Münster (HBZ) mit dem webbasierten Auswerteprogramm von IMEDAS™
zentrums. Als Innendämmungen verwendeten die Forscher sowohl einen Mineralschaum, einen neu
auf die Daten zugreifen – sie haben somit ein praxisnahes Informationssystem, um Kunden der
entwickelten, hochdämmenden Dämmstoff auf Basis von Aerogel, nachwachsende Dämmstoffe
Handwerkskammer auszubilden. Besucher des Demonstrationszentrums können auf Bildschir-
wie Zellulosefaser- bzw. Holzfaserdämmstoff sowie das neu entwickelte, magnesitgebundene
men Online-Visualisierungen der gerade laufenden Prozesse ansehen, diese vorkonfigurierten
Typhaboard. Zusätzlich zu diesen Innendämmungen haben sie ein System mit Gefach- und Innen-
Graphiken stehen auch im HBZ-Intranet zur Verfügung.
dämmung aus Typha in der Fassade verbaut sowie mehrere außen gedämmte Varianten aus Typha
bzw. Mineralfaser mit außenseitiger Verschieferung.
38 | H Y G R O T H E R M I K
39
H I G H L I G H TPROJEKTE
Mit dieser Testanlage ist es
GROUND THERMAL TEST BENCH
möglich, Architekturen vollstän-
INNENRAUMKLIMA VON
FLUGZEUGEN
diger Business-Jet-Sektionen
auf ihre thermische Effizienz
und Funktionstüchtigkeit zu
überprüfen – was insbesondere
durch den Übergang zu »More
Electric Aircraft«-Architekturen
immer mehr in den Fokus rückt.
AM BODEN GETESTET
40 | R A U M K L I M A
DIE LUFTFAHRT WIRD UMWELTFREUNDLICHER: BIS 2020 SOLLEN DIE
JETS 50 PROZENT WENIGER CO2
PRODUZIEREN ALS DIE FLOTTE AUS
DEM JAHR 2000, 80 PROZENT WENIGER STICKSTOFF AUSSTOSSEN UND
NUR NOCH HALB SO LAUT LÄRMEN.
ZUDEM GILT ES, IN DEN BEREICHEN
DESIGN, HERSTELLUNG, INSTANDHALTUNG UND RECYCLING INNOVATIVE
LÖSUNGEN ZU ENTWICKELN UND DEN
LEBENSZYKLUS VON FLUGZEUGEN
SOMIT DEUTLICH RESSOURCENSCHONENDER ZU GESTALTEN.
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
2
INNENRAUM-
Dies sind die hochgesteckten Ziele, denen sich das EU-Projekt Clean Sky verschrieben hat – die
Parallel hierzu haben Forscher am Fraunhofer IBP ein thermisches Modell weiterentwickelt und
KLIMA VON
bislang größte europäische Technologieinitiative. Sie startete im Jahr 2008 mit einem umfang-
auf der Ground Thermal Test Bench validiert. Denn um Raumklima-Applikationen auszulegen,
FLUGZEUGEN
reichen Programm.
braucht man räumlich aufgelöste Temperaturverteilungen. Klassische Rechenverfahren für den
Entwurfsprozess können diese jedoch bislang nicht liefern. Auch aufwendige Simulationen für
Ansprechpartner
Ein wichtiger Partner in der Initiative ist das Fraunhofer-Institut für Bauphysik. Die Kernaufgabe
die fortgeschrittene Auslegung, wie Computational Fluid Dynamics (CFD), bringen in diesem Sta-
Dipl.-Ing Markus Siede
der Wissenschaftler besteht darin, die Ground Thermal Test Bench zu entwickeln, zu konstru-
dium wenig: In großen Räumen haben sie ein chaotisches Strömungsverhalten – bei einem sehr
Telefon +49 8024 643-674
ieren und in Betrieb zu nehmen. In dieser Versuchsanlage lassen sich innovative Flugzeugarchi-
hohen Rechenaufwand bringen sie damit nur wenig praktischen Mehrwert. Das thermische
markus.siede@
tekturen und Geräte sowie neue Auslegungswerkzeuge thermisch validieren. Mit Erfolg: Der
Modell, das am Fraunhofer IBP entwickelt wurde, unterteilt einen Raum hingegen in typischer-
ibp.fraunhofer.de
Demonstrator wurde 2014 in Betrieb genommen und absolvierte bereits erste Testläufe. Damit
weise 20 bis 200 Zonen, die miteinander im Luftaustausch stehen. Hier können Wärmequellen,
ist es nun möglich, Architekturen vollständiger Business-Jet-Sektionen auf ihre thermische
Lüftungsöffnungen, Wände und Fenster platziert und mit benachbarten Zonen verbunden
Effizienz und Funktionstüchtigkeit zu überprüfen – was insbesondere durch den Übergang zu
werden. Auch die Einflüsse der Wärmestrahlung aller vorhandenen Oberflächen aufeinander
»More Electric Aircraft«-Architekturen immer mehr in den Fokus rückt.
werden mit berücksichtigt, ebenso wie der Einfluss der Sonnenstrahlung in Abhängigkeit von
Ort und Zeit. Durch diesen Ansatz reduzierten die Wissenschaftler den Rechenaufwand um den
1 Blick in den Unterboden
Es stehen hierzu drei Mock-ups zur Verfügung:
Faktor 1000 bis 10 000 – bei vergleichbar aussagekräftigen Ergebnissen. Entwerfen Ingenieure
des Kabinen-Mock-ups mit
1. Carbon-Cockpit: Mit ihm lässt sich das thermische Verhalten von Carbonstrukturen analysieren.
ein Flugzeug, können sie daher nun viele verschiedene Architekturen miteinander vergleichen
2 Kabinen-Mock-up eines
ersten installierten
2. Kabinensektion: Sie ermöglicht es, das Kabinenklima und den Komfort zu untersuchen,
und die vielversprechendsten identifizieren. Das Thermal Model Generation Tool und das
Business-Jets der Ground
Ecolonomic Analysis Tool sorgen dafür, dass dieser Prozess automatisch abläuft.
Thermal Test Bench.
Equipment-Simulatoren.
ebenso wie Unterbodengeräte und die Nutzbarkeit des Tanks als Wärmespeicher.
3. Heckrumpfteil: Hier werden Avionic-Bay-Architekturen getestet und Systeme mit extremer
Wärmeentwicklung integriert.
Doch sind die Ergebnisse für realistische Anwendungsfälle repräsentativ? Dies muss nachgewiesen werden, soll diese Toolkette in der Luftfahrt eingeführt werden. Bislang konnte
42 | R A U M K L I M A
Diese drei Rumpfteile setzen die Forscher vollständig den möglichen Umweltbedingungen aus,
kein entsprechendes Werkzeug für Luftfahrtstrukturen diesen Nachweis erbringen. Denn
wie sie im Flug und am Boden auftreten können – insbesondere was die Temperaturen und den
die klimatischen Bedingungen sind extrem, die geometrischen Strukturen kompliziert –
Luftdruck angeht. Präzise Anlagen für die Luftkonditionierung sorgen für die Klimatisierung
das Klima im Flugzeug muss daher über aufwendige Klimatisierungssysteme reguliert wer-
des Innenraums: Über sie lässt sich ein breites Spektrum an Lufttemperaturen, -feuchten und
den. Mit der Ground Thermal Test Bench lassen sich repräsentative Untersuchungen nun
-mengen für die Kabinenventilation bereitstellen. Weiterhin entwickelten und optimierten
jedoch bereits am Boden durchzuführen. Die Vorhersagen des thermischen Modells liegen
die Wissenschaftler des Fraunhofer IBP die Steuerung und Regelung der Ground Thermal Test
deutlich im Rahmen der geforderten Genauigkeit und liefern realitätsnähere Ergebnisse als
Bench. Das Ergebnis: Die geforderten Testbedingungen werden äußerst genau und gleichmäßig
parallel durchgeführte CFD-Berechnungen, das zeigten Testkampagnen am Cockpit- und
erreicht, mit den Versuchsaufbauten lassen sich sogar Tests gemäß dem Luftfahrtstandard
Kabinen-Mock-up. Nun überprüfen die Wissenschaftler des Fraunhofer IBP das thermische
Do160 durchführen. In der Testkampagne für den Technologie-Demonstrator »Heatpipe«
Modell für ein breiteres Spektrum an Bedingungen auf der Ground Thermal Test Bench und
konnte eine solche Untersuchung erstmals umgesetzt werden.
entwickeln es weiter, sodass es sich in den industriellen Entwurfsprozess integrieren lässt.
43
H I G H L I G H TPROJEKTE
Hocheffiziente Plusenergie-
EFFIZIENZHAUS PLUS
gebäude produzieren in der
Jahressumme mehr Energie,
als sie und ihre Nutzer verbrauchen. Innovative Ansätze sind
der Schlüssel im Umgang mit
der Energie – sowohl im ökologischen als auch ökonomischen
DAS HAUS ALS
»KRAFTWERK«
Sinn. Das Effizienzhaus Plus
hat das Potenzial, der neue
europäische Mindeststandard
im Jahr 2030 zu werden.
44 | W Ä R M E T E C H N I K
M O D E L LV O R H A B E N D E R F O R S C H U N G S I N I T I AT I V E » Z U K U N F T
B A U « F Ü R D I E N A C H H A LT I G E E N T W I C K L U N G D E S B A U S E K T O R S
BIS VOR KURZER ZEIT HAT JEDER NEUBAU – UND SEI ER NOCH SO EFFIZIENT
ERRICHTET – ZUR ERHÖHUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS IN DEUTSCHLAND BEIGETRAGEN. JETZT IST ES GELUNGEN, MIT
DEM EFFIZIENZHAUS PLUS EINEN PARADIGMENWECHSEL EINZULEITEN, DENN
ES ERZEUGT IN DER JAHRESSUMME
MEHR ENERGIE, ALS ES SELBST UND
SEINE NUTZER VERBRAUCHEN.
H I G H L I G H TPROJEKTE
1
2
DAS HAUS ALS
Künftig sollen die Häuser selbst Energie produzieren – und zwar mehr, als sie zum Betrieb ihrer
Doch wie ist der Status quo der Effizienzhäuser Plus, wenn man auf die wesentlichen Schlüssel-
»KRAFTWERK«
Anlagen und Geräte benötigen. Solche »Effizienzhäuser Plus« erhöhen den Energiebedarf also
technologien schaut? Was den Wärmeschutz angeht, schneiden die bisher realisierten Gebäude
nicht länger, sondern reduzieren ihn, sie fungieren quasi als kleine Kraftwerke. Damit stellen sie
hochwertig und bezahlbar ab: Er ist im Mittel etwa 30 bis 40 Prozent besser, als es die Mindestan-
Ansprechpartner
einen Kernbaustein der Energiewende dar, denn der einzelne Bauherr trägt zur Energieversor-
forderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) vorgeben. Allerdings mussten nur bei wenigen
Dipl.-Ing Hans Erhorn
gung bei. Im Jahr 2030, so lauten Prognosen, kann das Effizienzhaus Plus für Neubauten gar zum
Objekten die ambitionierten Vorgaben eines Passivhauses realisiert werden. Bei konsequenter
Telefon +49 8024 970-3380
gesetzlichen Mindeststandard werden.
integraler Planung ist es möglich, eine »wärmebrückenfreie« Gebäudehülle zu realisieren.
Forschungsinitiative des Bundes mit regionalen Treibern
Die Wärmeerzeugung in den Effizienzhäusern Plus erfolgt derzeit überwiegend über Elektro-
2 Eingangsbereich des
Das ehemalige Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) hat 2011
Wärmepumpen. In puncto Effizienz der Wärmepumpensysteme besteht jedoch noch Entwick-
Effizienzhauses Plus in Berlin
ein Pilotgebäude in Berlin errichten lassen und darüber hinaus ein Forschungs-Förderprogramm
lungsbedarf. Auch bei den Wandlern der Photovoltaikanlagen besteht Verbesserungsbedarf –
mit Informationsmonitoren für
für Modellhäuser aufgelegt, die den »Effizienzhaus Plus-Standard« erfüllen. Das Programm
schließlich sind sie entscheidend für die Gesamteffizienz der Anlage. Während gute Wandler
die Öffentlichkeit.
unterstützte bundesweit vorerst etwa 35 Bauherren: Sie bauten Wohngebäude, die deutlich
Wirkungsgrade von bis zu 97 Prozent aufweisen, haben weniger gute Umwandlungsverluste
mehr Energie produzieren, als sie selbst brauchen. In einem wissenschaftlichen Begleitprogramm
von bis zu 15 Prozent. Auch im Bereich der Stromspeicher fehlen noch ausreichend wirtschaft­
testen und evaluieren Forscher des Fraunhofer IBP die Modellprojekte – und zwar unter
liche Lösungen. Das Problem liegt hier vor allem in der Lebensdauer der Speicher.
hans.erhorn@
ibp.fraunhofer.de
bewohnten Bedingungen. Die Ergebnisse sollen dabei helfen, das Energiemanagement der
1 Blick in den Haustechnikraum
Gebäude zu verbessern und Komponenten weiterzuentwickeln, die für eine energieeffiziente
Auch die Kosten der Effizienzhäuser analysierten die Forscher des Fraunhofer IBP. Das Ergebnis:
des Effizienzhauses Plus in Berlin.
Gebäudehülle und die Nutzung erneuerbarer Energien nötig sind.
Für ein Effizienzhaus Plus braucht man im Mittel Mehrinvestitionen zwischen 230 und 325 Euro
je Quadratmeter Nutzfläche – etwa 40 Prozent fallen hiervon für die installierte Photovoltaik-
Netzwerk aus regionalen und überregionalen Partnern
anlage inklusive Batteriespeicher an, circa 35 Prozent für die innovative Haustechnik, weitere
Im Laufe des Projekts hat sich – koordiniert vom Fraunhofer IBP – ein Netzwerk aus regionalen
20 Prozent für die effizientere Bauausführung und nur etwa 5 Prozent für energieeffizientere
und überregionalen Partnern gebildet: Sie tauschen die Erkenntnisse aus den diversen Untersu-
Geräte im Haushalt. Bei zusätzlich installierten Photovoltaikflächen zur Unterstützung der
chungsprogrammen untereinander aus und informieren die Öffentlichkeit. Das Netzwerk besteht
Elektromobilität erhöhen sich die Investitionen entsprechend.
mittlerweile aus über 100 Partnern aus der bau- und anlagentechnischen Industrie, die diese
Gebäudekonzepte erfolgreich am Markt multiplizieren. Allein der Verband der Fertigbauindustrie
Unterstützung der Markteinführung
berichtete für den Zeitraum 2012 bis 2014, dass seine Mitglieder mehr als 300 Effizienzhaus Plus-
Die Analyse der bisher realisierten Vorhaben bereiten die Fraunhofer-Forscher zielgruppengerecht
Gebäude verkauft und realisiert hätten – zusätzlich zur denen aus der Forschungsinitiative.
für unterschiedliche Informationskanäle auf – etwa für die vom Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) herausgegebene Broschüre »Wege zum
Konzepte und deren Evaluierung
Effizienzhaus Plus« mit über 15 000 verteilten Exemplaren. Zudem stellen sie die Projektergebnisse
Planer, Industrieunternehmen und Bauherren der öffentlichen Hand entwickelten mit Unterstüt-
monatsaktuell auf der Projektseite des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)
zung der Wissenschaftler im Laufe der letzten Jahre umfangreiche Konzepte für Effizienzhäuser
ein. Zugriffsraten von über 10 000 pro Monat reflektieren die Aktualität der Ergebnisse.
Plus. Die Forscher des Fraunhofer IBP evaluieren darüber hinaus diese Ansätze und prüfen sie
auf »Herz und Nieren« – sei es für Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser, diverse Bildungs-
Derzeit bereitet die KfW Bankengruppe ein Förderprogramm für Effizienzhäuser Plus vor, um
bauten wie Schulen, Kindergärten und Universitätsliegenschaften.
diese im Markt weiter zu verbreiten. Das Fraunhofer IBP unterstützt die KfW, indem es die
erforderlichen Werkzeuge und verallgemeinerungsfähige Ergebnisse bereitstellt.
46 | W Ä R M E T E C H N I K
47
ABTEILUNGEN
ABTEILUNGEN
50
AKUSTIK
58
BAUCHEMIE, BAUBIOLOGIE, HYGIENE
64
ENERGIESYSTEME
70
GANZHEITLICHE BILANZIERUNG
76
HYGROTHERMIK
86
RAUMKLIMA
96
WÄRMETECHNIK
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP forscht im anwendungsnahen Bereich an den Standorten in Stuttgart, Holzkirchen, Kassel, Nürnberg und Rosenheim. Ein intensiver Austausch
zwischen den Abteilungen und Fachbereichen bietet ein vollständiges Leistungsspektrum zu
relevanten bauphysikalischen Fragen des Bauwesens an allen Standorten. Dabei stellen sich die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler drängenden Fragen der Gegenwart und entwickeln
gleichzeitig Schlüsseltechnologien für die Zukunft.
Die folgenden Seiten geben einen Überblick über exemplarische Beispiele der Forschungs­
arbeiten des Fraunhofer IBP im Berichtszeitraum.
48
49
ABTEILUNG
D I E A K U S T I K I S T E I N B R E I T E S F E L D : S I E S P I E LT N I C H T N U R I N D E R M U S I K E I N E
GROSSE ROLLE, SONDERN AUCH IN BAUWERKEN, RÄUMEN UND FAHRZEUGEN.
FERNER GEHÖREN DER TECHNISCHE SCHALLSCHUTZ UND DIE PHOTOAKUSTIK ZU
DIESEM BEREICH. SO BREIT WIE DAS THEMENFELD SELBST SIND AUCH DIE FOR-
AKUSTIK
S C H U N G S G E B I E T E D E R A B T E I L U N G » A K U S T I K « A M F R A U N H O F E R I B P.
BAUAKUSTIK • GRUNDLAGEN UND SOFTWARE • MUSIKALISCHE AKUSTIK / PHOTOAKUSTIK • PSYCHOAKUSTIK UND KOGNITIVE ERGONOMIE • RAUMAKUSTIK •
T E C H N I S C H E R S C H A L L S C H U T Z U N D FA H R Z E U G A K U S T I K • Z U S ÄT Z L I C H :
AKKREDITIERTE PRÜFSTELLE BAUAKUSTIK UND SCHALLIMMISSIONSSCHUTZ
Die themenübergreifende Ausrichtung ist strategisches
Moderne Analysesysteme – seien es Scanning-Laservibrometrie,
Ziel und zugleich Ausgangspunkt interdisziplinärer
Mikrofon-Array-Systeme und binaurale Kunstkopf-Technik –
Forschung und Entwicklung. Die Wissenschaftler entwickeln
bilden in Verbindung mit mehr als 20 akustischen Prüfständen
Berechnungs- und Simulationsverfahren sowie Analyse- und
die Basis für die Forschungsarbeit. Weiterhin verfügt die
Prognosemethoden. Dabei geht der Anwendungsbereich
Abteilung über eine DAkkS flexibel akkreditierte Prüfstelle in
dieser Methoden häufig über rein akustische Fragestellungen
den Bereichen Bauakustik und Schallimmissionsschutz.
hinaus – sie reicht in den Maschinen- und Anlagenbau hinein,
in die Aerodynamik, aber auch in die Psychoakustik und die
Das Dienstleistungsangebot ist groß, beispielsweise gehören
akustische Diagnosetechnik.
folgende Fragestellungen dazu: Wie lassen sich Luft- und
Trittschall von Bauteilen aller Art dämmen? Welche Material-
Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von
systeme absorbieren Schall? Und wie misst man Geräusche an
neuartigen Akustikbauteilen: Alternative Schallabsorber,
haustechnischen Anlagen und Installationen? Ein leistungs-
passive, reaktive und aktive Schalldämpfer sowie Schallschutz-
fähiger Allrad-Rollenprüfstand ermöglicht es den Forschern,
Bauteile, die in Gebäuden eingesetzt werden oder den Lärm
die Fahrzeugakustik zu untersuchen; ein Windkanal erlaubt
an Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen mindern. Gemeinsam
aeroakustische und aerodynamische Messungen. Für den
mit mehr als fünfzehn industriellen Lizenz- und Koopera­
Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis organisiert das
tionspartnern bietet das Fraunhofer IBP eine stetig wachsende,
Fraunhofer IBP in Kooperation mit der Fachpresse regelmäßig
internationale Plattform für innovative Akustik. Das Ziel liegt
Akustik-Foren.
darin, die akustische Systemqualität komplexer Produkte und
Strukturen zu optimieren.
Ansprechpartner
Prof. Dr. Philip Leistner
Telefon +49 711 970-3346
[email protected]
51
PROJEKTE
1
2
OPTIMIERUNG EINES NEU
E N T W I C K E LT E N G L O C K E N S P I E L S
MIT MANUELLER KLANGERZEUGUNG
In enger Kooperation mit dem Instrumen-
da ansonsten das Spielen des Instruments
1 Messung der Signale am
tenbauer SCHIEDMAYER CELESTA wurde am
erschwert würde. Zum anderen sollte auch
Glockenspielmodell, wäh-
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP untersucht,
die Plattendicke einen Mindestwert besitzen,
rend die nebenliegenden
wie sich der Klang eines neu entwickelten
sodass die kürzeren Platten für höhere
Hohlräume abgedeckt sind.
manuellen Glockenspiels optimieren lässt. Ein
Töne während des Spielens nicht von ihren
ausgereiftes Musikinstrument zeichnet sich
ursprünglichen Positionen verschoben werden.
dadurch aus, dass nicht die Klangfarbe eines
2 Akustische Untersuchungen am Glockenspiel-
jeden Tons sich verändert, sondern nur die
Damit sich die Klangcharakteristik hoher
Tonhöhe. Erst dies führt zu einem einheitlichen
Töne sowohl in der Lautstärke als auch im
Gesamtklang, der von den Zuhörern als
Abklingvorgang von der Klangcharakteristik
wohlklingend empfunden wird.
tiefer Töne beim Anhören nicht auffällig un-
modell im Labor.
terscheidet, wurden Messungen, theoretische
53
O P T I M I E R U N G E I N E S N E U E N T W I C K E LT E N G L O C K E N S P I E L S
Die Klangplatten des neuen Instruments
Modelle und konstruktive Überlegungen
erfüllten nur im mittleren Bereich die hoch-
verknüpft. Die praktische Anwendung
gesteckten Ziele. Bei den hohen Tönen war
der mathematischen Formeln richtete sich
die Abklingzeit zu kurz, bei den tiefen Tönen
insbesondere auf eine deutlich genauere
konnte aufgrund der großen Masse der
Dimensionierung der Resonatoren. Auch
Klangplatten der Grundton nicht gut genug
die Abhängigkeit des Spektrums und des
angeregt werden.
Abklingverhaltens des Klangs von Material
und Masse des Schlägels stand im Fokus der
54
H Ö R G E R ÄT E I M W I N D K A N A L
Die Modifikationen am Instrument mussten
Forschung, um dafür ebenfalls geeignete
zwei besondere Ansprüche erfüllen: Zum einen
Design-Prinzipien zu gewinnen.
sollte die Breite jeder Klangplatte gleich bleiben,
52 | A K U S T I K
53
PROJEKTE
3
H Ö R G E R ÄT E I M W I N D K A N A L
PROJEKTÜBERSICHT
Während die meisten Menschen einen
digkeit und Einfallswinkel des Windes das
Akustische Stadtgestaltung
leichten Luftzug oder einen Windhauch kaum
Ohr und das Hörgerät? Im aeroakustischen
wahrnehmen, ist er für Träger eines Hörgeräts
Windkanal des Fraunhofer IBP haben die
Akustische Lauschabwehr in
ein echtes Ärgernis. Denn die Luft bläst das Mi-
Wissenschaftler solche Untersuchungen an
Gebäuden
krofon an, das im Hörgerät integriert ist, und
Hörgeräten durchgeführt, die sowohl im
erzeugt einen Pseudoschall. Dieser »unechte«
Ohr als auch außerhalb des Ohres getragen
Bedarfsgerechte Erhöhung
Schall kann viel lauter sein als das tatsächlich
werden – an einem künstlichen Kopf, den sie
der Schalldämmung von
Messung der Luft- und
Akustisch adaptive und
Streifenabsorber für ther-
Trittschalldämmung von
leistungsfördernde Arbeits-
misch aktivierte Betondecken
Bauteilen
platzsysteme
Schalltechnische Untersu-
Entwicklung eines variablen
tungsverfahren für Betonbau-
chung an Wasserinstallationen
Labors zur multimodalen
teile mit schallabsorbierenden
Quantifizierung von Leis-
Eigenschaften
Herstellungs- und Verarbei-
zu hörende Geräusch. Kurzum: Er beeinträch-
in 45-Grad-Schritten einmal vollständig im
Bauteilen mittels eines neuen
Prüfung des Geräuschver-
tungsfähigkeit und Komfort-
3 Gehörschutz im
tigt die Wahrnehmung der Geräusche, die der
Kreis drehen. Die Messungen erfolgten jeweils
Wirkprinzips
haltens von Armaturen und
empfinden in Büroräumen
Windkanal (nicht Teil der
Träger hören möchte, beispielsweise Musik
bei fünf, acht und zehn Meter pro Sekunde
Messungen für Phonak).
oder die Unterhaltung der Kollegen.
Windgeschwindigkeit.
Betroffen sind zahlreiche Menschen: Etwa
Anhand der Daten, die an beiden Ohren
Bewertungsverfahren für den
Bestimmung der Regen­
fähigkeit und akustisches
Aerodynamische und aero-
14 Millionen Bundesbürger müssen mit einer
gemessen werden – also binaural –, lassen
Schallschutz im Holzbau
geräusche von Bauteilen
Komfortempfinden
akustische Modellierung von
mehr oder weniger starken Hörbehinderung
sich die Unterschiede im Hören und in der
leben. 60 Prozent aller Personen über 65 Jahre
Störung beurteilen, die bei unterschiedlichen
Längsschalldämmung von
Sound-Design von Bauteilen
Feldstudie zum Einfluss
Innen- und Außengeräusch-
sind schwerhörig. Auch 4 Prozent aller 15- bis
Windverhältnissen auftreten. Natürlich können
Gipskarton-Ständerwänden
und Bausystemen für
raumakustischer Parameter
messungen an Pkw
35-Jährigen haben bereits eine unheilbare
die Daten auch für jedes Ohr einzeln verwen-
Gebäude
auf das Privatheitsempfinden
Hörschädigung. Zwar verwenden nicht all
det werden, wenn nur ein Hörgerät getragen
Berechnungsmethoden für
diese Betroffenen Hörhilfen, dennoch haben
wird. Vergleichsdaten mit einem kalibrierten
die Schalldämmung von
Akustische Gestaltung von
geeignete Geräte – also eine Kombination aus
Mikrofon helfen dabei, die Signalverarbeitung
plattenartigen Strukturen
Hotels
Mikrofon, Signalverarbeitung und Lautspre-
in den Hörgeräten zu analysieren und
cher – eine große Bedeutung. Wie gut deren
anzupassen. Die Untersuchungen liefern den
Schalldämmung und Schall-
Didaktik und Akustik in
Qualität aus Sicht der Nutzer ist, hängt von
Herstellern wertvolle Hinweise, wie sie die Si-
absorption von metallischen
Museumsräumen
vielen Faktoren ab, unter anderem von der
gnalverarbeitung in den Hörgeräten anpassen
Vakuumbauteilen
Empfindlichkeit gegenüber Windgeräuschen.
können, um den Einfluss der Windgeräusche
Erteilung allgemeiner bauaufAcuWood – Entwicklung
sichtlicher Prüfzeugnisse
verbesserter Mess- und
Forscher des Fraunhofer IBP nehmen sich
dieser Thematik an: Sie führen Tests an einem
künstlichen Kopf im Windkanal durch und
Low noise design for green
regional aircrafts
Wirkung von Schallschirmen
(JTI Clean Sky)
auf kognitive Leistungs-
umströmten Strukturen
an Büroarbeitsplätzen
Akustische Untersuchungen
an Pkw-Bauteilen
Richtlinie zur akustischen Gestaltung von Bildungsräumen
Neuartige Wandler-Systeme
für aktive Schalldämpfer in
Schallmaskierende Stehleuch-
Lüftungsgeräten und -anlagen
te für Arbeitsplätze in Büros
Nutzervergleich von Beschal-
Schallerzeuger für aktive
am Mikrofon zu minimieren – und dem Träger
Schwingungsanalyse von
lungsszenarien in Museen
Entwicklung und Bewertung
Schalldämpfer in extrem
ein natürlicheres Hörgefühl zu vermitteln.
Bauteilen mit dem Scanning-
und Ausstellungen
von Algorithmen für Bürosys-
heißen Abgasanlagen
Laservibrometer
teme zur Maskierung störender Hintergrundsprache
ermöglichen es somit, den Nachbearbeitungsprozess für solche Störgeräusche zu
optimieren. Wie beeinflussen Windgeschwin-
54 | A K U S T I K
55
PROJEKTÜBERSICHT
Auslegung und Dimensionie-
Bestimmung der Einfügungs-
Rohr-Schalldämpfer für
Klanggestaltung und
rung von Halbfreifeldräumen
dämpfung von Kulissenschall-
Heizungsanlagen
Dimensionierung von
als akustische Messräume
dämpfern
Zungenorgelpfeifen
Untersuchung und Opti-
oder Motorenprüfstände
Untersuchung der Wind­
mierung von Lüftungs- und
Weiterentwicklung der
Ermittlung der Schwingungs-
geräuscherzeugung an
Heizungsaggregaten
Software für die Klanganalyse
verteilung an der Oberfläche
Fassadenelementen im
verschiedener Geräte mittels
Windkanal
von Orgelpfeifen
Schallschutz bei Wärmedämm-Verbundsystemen
Scanning-Laser-Vibrometrie
Windkanalmessungen an
Reinigbare Rohr-Schall­
Hörgeräten
dämpfer und eckige
Entwicklung spezifischer
Messmethoden der Konzen­
Optimierung eines neu ent-
tration und Größenverteilung
wickelten Glockenspiels mit
von Partikeln in Aerosolen
manueller Klangerzeugung
und flüssigen Dispersionen
Innenzug-Schalldämpfer für
Schallleistung und Druckver-
Dieselmotoren-Kraftwerke
lust von Überströmelemen-
und großformatige Industrie-
ten, Brandschutzklappen und
Innovative Verfahren und
Schornsteine
anderen Komponenten für
Instrumente zur Klanggestal-
Entwicklung photoakus-
RLT-Anlagen
tung und Dimensionierung
tischer Detektoren für die
von Lippenorgelpfeifen
Gasanalyse
56 | A K U S T I K
mittels Photoakustik
ABTEILUNG
WELCHE CHEMISCHEN, BIOLOGISCHEN UND HYGIENISCHEN FRAGESTELLUNGEN
TRETEN IM INNEREN VON GEBÄUDEN, FAHRZEUGEN UND FLUGZEUGEN AUF – UND
WIE LASSEN SIE SICH BEANTWORTEN? DARAN FORSCHT DIE ABTEILUNG BAUCHEM I E , B A U B I O L O G I E , H Y G I E N E . S I E B E R ÄT E I N E R S E I T S K U N D E N , A N D E R E R S E I T S
E N T W I C K E LT S I E S E L B S T N E U E M AT E R I A L I E N U N D A N A LY T I S C H E V E R F A H R E N .
BAUCHEMIE,
BAUBIOLOGIE,
HYGIENE
BETONTECHNOLOGIE UND FUNKTIONALE BAUSTOFFE •
BIOLOGIE • CHEMIE UND SENSORIK • PRÜFWESEN
In ihrem Fokus stehen vor allem technische Werkstoffe,
Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Aufgabe, den Werkstoff
Bauteile und Bauprodukte in Innenräumen. So untersuchen
Beton weiterzuentwickeln. So arbeiten die Forscher beispiels-
die Wissenschaftler der Abteilung beispielsweise Emissionen
weise daran, die Stabilität durch Zusätze zu erhöhen oder dem
und Eluate aus Materialien, Produktvorstufen, Endprodukten
Massenwerkstoff neue Funktionalitäten zu verleihen.
und Produktionsverfahren.
Unsere Wissenschaftler analysieren Stofftransport und AbsorpSie beurteilen Gerüche und deren Quellen humansenso­
tionsvorgänge in Werkstoffen und Materialverbünden, etwa in
risch – also mithilfe der menschlichen Nase – und klären diese
Filtermedien, Katalysatoren und aktiven Bauteilen. Sie messen
anschließend analytisch und chemisch auf. Auch mit der
und modellieren Vorgänge unter praxisnahen Randbedingun-
Resistenz gegen biologischen Aufwuchs und Befall befasst
gen, wobei sie materialspezifische chemische wie physikalische
sich die Abteilung, ebenso mit allgemeinen mikrobiologischen
Eigenschaften einbeziehen.
Untersuchungen. Eine Kernfrage dabei: Unter welchen Voraussetzungen wachsen Mikroorganismen wie Schimmelpilze
Mit dem gewonnenen Wissen entwickeln unsere Forscher
und Algen? Welche Arten wachsen zuerst? Wie breiten sie sich
neue analytische Verfahren. Daraus können sie beispielsweise
aus? In / auf Materialien, im Wasser, im Boden oder in der Luft?
Schnelltests ableiten, die Umweltsimulationen, chemische und
mikrobiologische Fragestellungen miteinander kombinieren.
Die Abteilung treibt Optimierungsprozesse vorhandener
Die innovativen Analyseverfahren liefern wesentliche Erkennt-
Werkstoffe voran und entwickelt neue Materialien mit
nisse für so unterschiedliche Bereiche wie »Baustoffe, Bauteile,
zielgerichteten Funktionalitäten. Dazu zählen unter anderem
Gebäude«, »Fahrzeuge und Antriebssysteme« und
funktionelle Oberflächen, multifunktionale Werkstoffe und
»Flugzeuge, Flugzeugkomponenten«.
Bauteile. Stellvertretend seien katalytische Oberflächen,
selbstreinigende Oberflächen, biostatische Oberflächen und
bionische Komponenten genannt.
Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Florian Mayer
Telefon +49 8024 643-238
[email protected]
59
PROJEKTE
1
2
PFLASTERSTEINE REINIGEN
UNTER REALEN WITTERUNGSBEDINGUNGEN WERDEN DIE
1 Versuchsfläche zur Un-
P H Y S I K A L I S C H E N PA R A M E T E R U N T E R S U C H T, W E L C H E D I E
tersuchung der Reinigbarkeit
REINIGBARKEIT VON PFLASTERSTEINEN BEEINFLUSSEN.
verschiedener Pflastersteine
auf dem Freilandgelände des
Auf öffentlichen Plätzen und in Fußgängerzo-
Das Ziel: die physikalischen Parameter,
nen hinterlassen Besucher und Spaziergänger
die die Reinigbarkeit von Pflastersteinen
leider häufig Spuren ihrer Anwesenheit auf
beeinflussen, unter realen Witterungs­
2 SRT (Skid Resistance Tes-
dem Boden: Zigaretten- und Kaugummireste,
bedingungen zu untersuchen.
ter) – Pendel zur Bestimmung
Fett-, Saucen- und Zucker-Flecken von
61
PFLASTERSTEINE REINIGEN
Fraunhofer IBP.
des Rutschwiderstandswerts
unterwegs verzehrtem Essen und Trinken. Die
Dazu wurden auf 420 Quadratmetern
hohen Reinigungskosten trägt üblicherweise
Freilandfläche 30 Pflastersteinarten verlegt.
der Steuerzahler. Allein in der Stadt Duisburg
Als Fugenmaterial kam sowohl Sand als
sind 192 Beschäftigte in der Straßenreinigung
auch feste Verfugung auf Zement- und
für 107 000 Quadratmeter Einkaufsstraßen zu-
Kunstharzbasis zum Einsatz. Die Steine werden
ständig – weitere Straßen, Rad- und Geh­wege
zwei Jahre lang regelmäßig mit Ketchup, Cola,
kommen hinzu. Fußgängerzonen müssen oft
Taubenkot, Kaugummi oder Öl verschmutzt
mehrmals täglich gesäubert werden. Wie teuer
und anschließend mit einer handelsüblichen
und aufwendig die Reinigung ist, hängt von
Kehrmaschine gereinigt. 2D-Kameras und
der Art und Qualität der verlegten Pflaster-
3D-Scanner helfen dabei, die Sauberkeit vor
steine oder Beläge ab: So lassen sich manche
und nach der Reinigung zu beurteilen: Wie
Pflastersteine besser reinigen als andere.
effizient war die Reinigung – abhängig von der
Würde dies bei der Planung öffentlicher Plätze
Art des Schmutzes und der Steinoberfläche?
berücksichtigt, könnten die Reinigungskosten
Auch die Oberflächentopographien der Steine
besser abgeschätzt und teilweise sogar
ermitteln die Forscher auf diese Weise. Den
reduziert werden.
Rutschwiderstandswert, der für öffentliche
von Pflastersteinen.
Flächen vorgeschrieben ist, ermitteln sie mit
60 | B A U C H E M I E , B A U B I O L O G I E , H Y G I E N E
Neun Großstädte aus Deutschland und
einem SRT-Pendel, kurz für Skid Resistance Tes-
Österreich wollen diese Problematik nun in
ter: Es misst die Mikrorauheit der Oberfläche,
Angriff nehmen. Auf Initiative kommunaler
also ihre Griffigkeit. Weitere Tests ermitteln die
Reinigungsbetriebe haben sie sich daher
Druckfestigkeit, den Abriebwiderstand und
mit dem Fraunhofer IBP zu einem Projekt
das Benetzungsvermögen – und zwar jeweils
zusammengeschlossen. Ebenfalls beteiligt sind
zu Beginn und am Ende des Projekts. Das Ziel:
drei Hersteller von Pflastersteinen, ein Unter-
Die Untersuchungen sollen zeigen, wie stark
nehmen, das Reinigungsgeräte produziert,
Schmutz und Reinigung die Dauerhaftigkeit
sowie ein Fabrikant von Fugenmörtel.
der Steine beeinflusst.
61
PROJEKTÜBERSICHT
Anaerobe Fermentation
Biotechnologische
Emissionen aus Kunstharz­
Entwicklung von Schnellver-
Hygienische Sicherheit in
Mikrobiologische Charak-
Recyclingprozesse
putzen
fahren zur Evaluation des
Innenräumen
terisierung von Räumen,
Analyse von Ursachen und
Verhaltens von Bauteilen,
Recycling von Altbeton
Untersuchungen zu Markersubstanzen für die Bestim-
Bauteilen, Oberflächen und
Rückbau, Recycling und
mung des Raumluftwechsels
Materialien
Entsorgung von WDVS-
und Evaluierung geeigneter
Bestandteilen
Sensorsysteme
Hintergründen für mikrobielle
Bleed Air Contaminant
Emissionen aus PVC –
Oberflächen und Materialien
Identifizierung von
Korrosion
Analysis – Analyse von
Kunstleder-Folien
gegenüber mikrobieller
Fehlgerüchen in technischen
Besiedelung
Werkstoffen und Bauproduk-
Molecular Sorting – Trennung
ten, Aufklärung der Herkunft
von Stoffen zur Erhöhung der
Sanierung und Erweiterung
Untersuchungen zur Reinig-
aus Rohstoffen sowie der
Ressourcen-Effizienz
einer Grundschule
barkeit von Pflastersteinen
Natürliche Hydrophobierung
Sensorische Prüfung von
Untersuchungen zur Schlagre-
Bauprodukt- und Innen-
genbelastung von Fassaden
Triebwerks-Zapf-Luft
Analytik gasförmiger Amin­
Emissionen und Geruchsent-
e­missionen aus Materialien
Dauerhaftigkeit von
wicklung bei der Sprühappli-
und Werkstoffen für den
Dachbahnen
kation von Polyurethan für
Innenraum
Dauerhaftigkeit von
Aufbereitung von Elektro-
European Joint Technology In-
Kriechkellern
itiative Clean Sky – Inte­grated
In-flight Cabin Air Mea-
Technology Demonstrator
surements – Analyse von
Natürliche Wirkstoffe und
raumemissionen mit einem
Eco-Design Airframe
Flugzeugkabinenluft
Antagonisten
trainierten Panel
Freisetzung von Isocyanaten
Isoplethensysteme für verschie-
Neuartige antimikrobielle
Substratoptimierung von
dämmverbundsystemen
und Aminen aus Bauwerksab-
dene Materialien
Systeme
Innenraumoberflächen­
(WDVS)
Emissionsmessungen von
Edelmetallen und Seltenen
ECO-SEE – ECO-innovative,
Bauteilen und Materialien für
Erden
Safe and Energy Efficient wall
die Automobilindustrie
panels and materials for a
Auswaschungen aus
healthier indoor environment
Fassadenbauelementen
Effektivität und DauerBestimmung flüchtiger
haftigkeit von Bioziden in
organischer Verbindungen aus
Außenanstrichen
wässrigen Lösungen
Bildungswege
Wärmedämmanwendungen in
Dichtmassen
schrott zur Anreicherung von
Erdbebensicherer Porenbeton
eigenschaften von Wärme-
Emissionsuntersuchungen
dichtungen – Erarbeitung
an Bauprodukten für den
eines Verfahrens zur analy-
Luftqualitätssensoren zur
Odor evaluation and analysis
Innenraum
tischen Quantifizierung und
Luftqualitätsüberwachung in
of automotive parts and
SUSCON – Verwertung von
Oberflächen und Materialien
Bewertung im Rahmen der
Innenräumen
materials
silikatischen Abfällen zur
gegen mikrobielles Wachstum
Entwicklung akustischer
materialien
MAI-Recycling – Recycling
Ökotoxikologische Aspekte
Freisetzungsverhalten unter-
von karbonfaserverstärkten
von Fassadenablaufwässern
Kunststoffen
Bestimmung von Algen,
Optimierung von Luftauf-
Entwicklung einer neuartigen,
schiedlich rezeptierter Biozide
Moosen, Flechten, Pilzen,
bereitungssystemen für die
dauerhaft installierten Schutz-
in Fassadenbeschichtungen
Bakterien, Hölzern
Flugzeugkabine
anlage für den ganzjährigen
Schutz wandernder Amphibien
Funktionale Bauteiloberflächen
Vergütung von Bauteilen,
Herstellung von Geopolymeren
Zulassung
Absorber aus Beton
Effektivitätsmessung und
Wirksamkeitsuntersuchungen
Systeme und Technologien für
antimikrobieller Systeme und
das Energiemanagement in
Verfahren
Online-Prozessanalytik quali-
leistungsoptimierten Luftfahr-
Material- und Werkstoffana-
tätsbeeinflussender Parameter
zeugarchitekturen – Innovative
Wirksamkeitsuntersuchungen
lytik auf flüchtige Phthalate,
bei der Biogasproduktion
Cabin Air Treatment
von Luftreinigungstechnolo-
Isocyanate, Phosphate
durch intelligente Sensorik
Bestimmung von Geruchs-
Eigenschaftsmodifikation von
schwellenwerten
Oberflächen und analytische
Entwicklung integraler funktio-
Geruchsuntersuchungen von
Oberflächencharakterisierung
naler Bausysteme
Innenräumen (Immobilien,
Materialien und Materialver-
Produktionsintegrierte,
Mikroorganismen
Verkehrsmittel)
bünde aus nachwachsenden
zerstörungsfreie Qualitätssi-
Textilverstärkter Leichtbeton
Rohstoffen
cherung mittels Thermogra-
Biogene Korrosion von Holz
Biomimetik am Bau
Verbesserung der Umwelt-
ELDYNTON – Auftrennung von
Entwicklung von Leichtbeton
High Performance Indoor
Beton mittels elektrodynami-
unter Zugabe von geschäum-
Environment – HiPIE
scher Fragmentierung
ten Leichtzuschlägen
gien im Innenraum: Adsorber,
Taxonomie bauteilrelevanter
Messen der Verdunstungsemissionen von Antriebssys-
phie für stahlfaserverstärkte
Umwelteigenschaften
Betonbauteile
mineralischer Werkmörtel und
Photokatalyse, Ionisierung
pastöser Produkte
temen
62 | B A U C H E M I E , B A U B I O L O G I E , H Y G I E N E
63
ABTEILUNG
DAS THEMA ENERGIE BEWEGT ALLE SCHICHTEN UNSERER GESELLSCHAFT –
DER UMBAU UNSERER ENERGIESYSTEME UND DIE ENERGIEWENDE BETRIFFT
J E D E N . D I E G E S T E C K T E N Z I E L E W E R D E N S I C H J E D O C H N U R M I T I N N O VAT I V E N
PRODUKTEN UND NEUEN TECHNOLOGIEN ERREICHEN LASSEN.
ENERGIESYSTEME
ANLAGENTECHNIK • FASSADENKONZEPTE • NIEDRIG-EXERGIE-SYSTEME
Wir sehen unsere Aufgabe, in der Abteilung »Energiesysteme«
Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt der Abteilung liegt darin,
an den Standorten Kassel und Holzkirchen die entsprechende
Konzepte für die energetische Versorgung von einzelnen
Forschung und Entwicklung zu betreiben: Wie können wir
Gebäuden oder ganzen Siedlungen zu erstellen und diese
Energie im Gebäudebereich effizient einsetzen? Wie lässt, sich
möglichst weitgehend über regenerative Energieträger zu
die Energieversorgung intelligent gestalten? Im Fokus unserer
versorgen – vor allem, was die Wärme- und Kälteerzeugung
Arbeit stehen energetische Fragestellungen zu Gebäuden und
angeht. Auf der Ebene ganzer Siedlungen entwickeln wir
Siedlungen. Wir entwickeln Konzepte zur effizienten Ener-
Verfahren, um die Energienutzung durch exergetische
gieversorgung, untersuchen, wie sich der Bedarf minimieren
Prinzipien zu optimieren und Energieanwendungen in der
lässt, und analysieren, wie sich Restbedarfe mit erneuerbaren
Entwicklung entsprechend zu bewerten. Von besonderem
Energien effizient decken lassen.
Interesse ist hierbei die Abbildung von Wohnquartieren und
Kommunen in Form von Energiesystemen, die Optimierung
Gebäude, Gebäudehülle und Anlagentechnik betrachten wir
des energetischen Bedarfs auf Gebäude- und Siedlungsebene
dabei umfassend und integral: So können wir anlagentech-
sowie die Erarbeitung von Konzepten für energieeffiziente
nische Komponenten, Fassadensysteme und vorgefertigte
oder CO2-neutrale Städte und Gemeinden.
Bauteile entwickeln, die optimal auf die Anlagentechnik und
das Gebäude abgestimmt sind. Bei diesem Prozess schenken
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Abteilung
wir der Integration aller Systeme und ihrem Betrieb mittels
Energiesysteme werden durch vielfältige Prüfungen, Simula­
Gebäudeleittechnik große Aufmerksamkeit, denn neben
tionsuntersuchungen und Demonstrationsvorhaben ergänzt
energetischen Aspekten spielen auch der Komfort der Nutzer,
und abgerundet.
die Gesundheit sowie Nachhaltigkeitsaspekte eine wesentliche
Rolle. Im Blickfeld stehen hierbei auch Verfahren zur Ausle-
Auf den folgenden Seiten möchten wir Ihnen einige wichtige
gung und Steuerung der Anlagentechnik, Sonnenschutz- und
Projekte aus unserer Arbeit im vergangenen Jahr vorstellen.
Beleuchtungssystemen. Sie können am Standort Holzkirchen
unter realen Klimabedingungen und in realitätsnahen
Nutzungsszenarien im 1:1-Maßstab untersucht werden –
mit einmaligen Versuchseinrichtungen.
Ansprechpartner
Tekn. Dr. Dietrich Schmidt
Telefon +49 561 804-1871
[email protected]
65
PROJEKTE
2
HUNDERTPROZENTIGER KLIMASCHUTZ
IN FRANKFURT AM MAIN
67
68
66 | E N E R G I E S Y S T E M E
HUNDERTPROZENTIGER KLIMASCHUTZ
I N N O VAT I V E FA S S A D E N E N T W I C K E L N U N D P R Ü F E N
Der 1. März 2012 war ein besonderer Tag für
waren Fern- und Nahwärme, Wärmepumpen
2 Teilnehmer aus Industrie,
die am Main gelegene Stadt Frankfurt: Denn
und Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen.
Verbänden,Vereinen und
an diesem Tag fiel der Beschluss, die gesamte
Ein weiterer Schwerpunkt bestand in einer
Gewerbe brachten mit regio-
Energieversorgung der Stadt auf erneuerbare
nachhaltigen Mobilitätsstrategie bis zum Jahr
nalem Bezug ihren Teil in die
Energien umzustellen – die Bedingung, um
2050. Zur jeder der vorgestellten Maßnahmen
Konzepterstellung ein.
am Projekt »Masterplan 100% Klimaschutz«
wurde eine Hemmnis- und Akteursanalyse
der Bundesregierung teilzunehmen. Doch
vorgenommen. Zudem betrachteten die
wie können Versorgungslösungen für
Wissenschaftler ökonomische Aspekte. So
ausgewählte Stadtteile aussehen, und wie ein
analysierten sie etwa die Finanzströme in
Generalkonzept für die gesamte Stadt?
Frankfurt und Umgebung.
Das Energiereferat der Stadt Frankfurt am
Anhand der Einsparpotenziale skizzierten
Main beauftragte das Fraunhofer-Institut für
die Wissenschaftler zwei Szenarien für die
Bauphysik IBP, solch ein Generalkonzept und
Entwicklung der Stadt Frankfurt. Im Refe-
Stadtteilkonzepte zu erstellen. Das Generalkon-
renzszenario gingen sie davon aus, dass die
zept zeigt auf, wie sich der Endenergiebedarf
Maßnahmen aus dem Generalkonzept inkon-
um 50 Prozent reduzieren lässt und die Stadt
sequent umgesetzt werden, im Zielkonzept
und der Regionalverband zu 100 Prozent mit
legten sie eine vollständige Ausschöpfung der
erneuerbaren Energien versorgt werden kann.
berechneten Einsparpotenziale zugrunde.
Zunächst veranstaltete das Fraunhofer IBP
Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für
eine Reihe von Workshops, in denen interdis-
Windenergie und Energiesystemtechnik
ziplinäre Teilnehmer aus Industrie, Verbänden,
IWES und der Klima und Energieeffizienz
Vereinen und Gewerbe bei der inhaltlichen
Agentur KEEA errechneten die erneuerbaren
Anpassung halfen, den regionalen Bezug
Energiepotenziale für die Stadt Frankfurt am
des Konzepts stärkten und dafür sorgten,
Main und den Regionalverband. Zusammen
dass soziale Aspekte der Energiewende
mit den vom Fraunhofer IBP berechneten
mit aufgenommen werden. Die Forscher
Einsparpotenzialen fließen die Ergebnisse
berechneten, wie viel Energie sich typischer-
in der stündlichen Simulation zusammen,
weise in den einzelnen Sektoren Haushalte,
die vom Fraunhofer-Institut für Solare
Gewerbe, Handel, Dienstleistungen und
Energiesysteme ISE durchgeführt wird. Das
Industrie einsparen lässt – und stellten
Modell berechnet eine ökonomisch optimierte
zukunftsweisende Versorgungskonzepte
Energieversorgung für die Stadt Frankfurt am
im Jahr 2050 dar. Wesentliche Bestandteile
Main – basierend auf erneuerbaren Energien.
67
PROJEKTE
3
I N N O VAT I V E FA S S A D E N
PROJEKTÜBERSICHT
ENTWICKELN UND PRÜFEN
MuFuDaPS-ES – Versuchs-
EEStadt Wolfhagen –
Netzreaktive Gebäude –
Solare Klimatisierung –
TECHNISCHER MOCK-UP – ÜBERPRÜFUNG VON FUNKTION
einrichtung für energetische,
Wolfhagen 100%EE, Ent-
Ganzheitliche Bewertung von
Monitoring einer zentralen
S O W I E S I C H E R S T E L L U N G D E R E I N H A LT U N G D E S K O S T E N -
feuchtetechnische und
wicklung einer nachhaltigen
Bauphysik und Gebäudeener-
Energieversorgung aus
RAHMENS IM AUFBAU UND IM BETRIEB BEREITS VOR DER
strahlungsphysikalische Un-
Energieversorgung für die
giesystemen einschließlich
erneuerbaren Energien für
UMSETZUNG
tersuchungen an neuartigen
Stadt Wolfhagen
ihrer Rolle in der Energie-
ein Verwaltungszentrum
Dachsystemen und transpa-
wirtschaft (Energie, Exergie,
EE+Hyg@TWI – Energie­
Plusenergie-Produktion
Der Neubau eines Bürogebäudes eines gro­­­-
Doch funktioniert das Fassaden- und Lüf-
ßen Unternehmens steht an. Forscher des
tungskonzept wie geplant? Dies untersuchen
Fraunhofer IBP untersuchen an der Versuchs-
die Forscher messtechnisch am VERU-Prüf-
In-situ-Prüfverfahren –
einrichtung für energetische und raumkli-
stand mit einer Mock-up-Fassade im 1:1-Maß-
Erarbeitung von Prüfverfah-
matische Untersuchung (VERU) am Standort
stab unter realer Witterung und analysieren,
ren zur Vereinheitlichung der
Interaktion EE-Strom,
schutzkonzept: Masterplan
3 Außenansicht VERU-Gebäude
Holzkirchen in diesem Zusammenhang ein
wie sie sich auf den Energieverbrauch und
energetischen Bewertung
Wärme und Verkehr –
100 % Klimaschutz der
BaaS – Buildings as a service
mit der Mock-up-Fassade.
neuartiges Fassadenkonzept – und zwar eine
das Raumklima des Arbeitsbereichs auswirkt.
von großformatigen, trans-
Interaktion EE-Strom, Wärme
Stadt Frankfurt am Main.
(Ecosystem)
einschalige Fassade mit vollflächiger Sonnen-
Im Laufe der Versuche betrachten die
parenten Bausystemen unter
und Verkehr: Die Analyse
Generalkonzept
schutzverglasung und einem innen liegenden
Wissenschaftler dabei zwei unterschiedliche
In-situ-Randbedingungen
der Interaktion zwischen den
Sonnenscreen. Damit sich die Räume auch
Verglasungen sowie verschiedene Stoffmuster
Energieverbrauchssektoren
Klimaschutzkonzept FFM
Man­agement – Demon­
bei starker Sonnenstrahlung nicht allzu sehr
der Sonnenscreens. Die erhaltenen Messdaten
Hybrid Ecoboost – Mess-
Strom, Wärme/Kälte und
Stadtteile – Klimaschutz-
stration at European Level
aufheizen, wird die Abluft aus dem Raum über
können alle Planungsbeteiligten des Büro-
technische Untersuchung der
Verkehr in Deutschland im
konzept: Masterplan 100 %
of Innovative and Replicable
den Spalt zwischen Sonnenscreen und Außen-
neubaus über einen gesicherten Zugang zum
Funktionsweise der Hybrid-
Hinblick auf steigende Anteile
Klimaschutz der Stadt Frank-
Effective Solutions for very
verglasung geführt, entgegen der Thermik von
Messwert­erfassungssystem Imedas™ 4
Ecoboost-Kühldecke und ihres
fluktuierender erneuerbarer
furt am Main. Energetische
Low Energy new Buildings
oben nach unten. Abgesaugt wird die Luft im
einsehen. Um die Luftströmung bewerten
Einflusses auf das Raumklima
Energien im Strombereich
Untersuchung ausgewählter
Bereich des Doppelbodens. So soll dem Raum
zu können, führen die Forscher zusätzlich
unter Berücksichtigung der
Stadtteile
ein Großteil der solar eingestrahlten Wärme
Nebelversuche durch und dokumentieren
Raumregelung Radiator-
über die Abluft unmittelbar wieder entzogen
diese über Videoaufzeichnungen. Sie legen
heizung – Messtechnische
werden – es bleibt somit auch an heißen,
die einzelnen Parameter wie Spaltmaße, Ab-
Untersuchung einer
KSI-RüFlö – Klimaschutzkon-
baupotenzial Sümpfungs-
sonnigen Tagen angenehm kühl. Innerhalb
stände und Volumenströme fest, führen auch
Radiatorheizung mit einem
zepte für Rüsselsheim und
wasserwärme im Rheinischen
Dezentrale Ventilatoren –
des Doppelbodens sind zudem Konvektoren
eine Auswahl des Screenstoffs durch. Diese
sich hydraulisch selbst
Flörsheim am Main
Braunkohlerevier
Einsatz von dezentralen Ven-
mit Heiz- und Kühlfunktion vorgesehen. Sie
erfolgt auf Basis der Messergebnisse – in Ver-
abgleichenden System
bringen konstant Zuluft in den Raum. Darüber
bindung mit den raumklimatischen Einflüssen
EFFESUS-RTD-Kassel –
ALH 3 – Bewertung der
hinaus verfügt der Raum über Quellluftaus-
des Screenmaterials. Diese Untersuchungen
Smart-Micro-Grid –
EFFESUS – Energy Efficiency
baulichen und anlagen-
lässe. Ergänzend zur Abluftführung an der
geben nicht nur den Fachplanern Sicherheit,
Monitoring eines Plusenergie-
for EU Historic Districts
technischen Planung eines
Neubauquartier Riedberg –
Fassade befindet sich eine weitere Abluftstelle
was die Funktionsweise dieser innovativen
gebäudes im Rahmen des
Sustainability
Privatgebäudes
Entwicklung eines Energie-
im Raum: Wo die Luft abgesaugt wird, lässt
Fassade im späteren Betrieb angeht, sondern
Schaufenster-Projekts
versorgungskonzepts für das
sich variieren. Eine Betonkernaktivierung sorgt
auch den Bauherren, was die Betriebs- und
E-Mobilität in Zusammenar-
Neubauquartier Konrad-
für eine zusätzliche Flächenkühlung.
Wartungskosten der Konstruktion betrifft.
beit mit der TU München
Zuse-Straße, Riedberg
68 | E N E R G I E S Y S T E M E
renten Außenkonstruktionen
Leistungsbezug und -abgabe)
E2.1 – Emissionsoptimierte
effizienz und Hygiene in der
Trinkwasserinstallation
Klimaschutzkonzept FFM
Plusenergie-Produktionsstätte
Konzept – Studie Klima-
der Zukunft
DIRECTION – Buildings
RetroKit – RetroKit –
Toolbox­es for systemic
europäischen Entwicklung
Sümpfungswasser – Aus-
retrofitting
tilatoren zur Luftförderung in
zentralen RLT-Anlagen
69
ABTEILUNG
DIE ABTEILUNG »GANZHEITLICHE BILANZIERUNG«, KURZ GABI, WURDE 1989
AM INSTITUT FÜR KUNSTSTOFFPRÜFUNG UND KUNSTSTOFFKUNDE (IKP) DER
U N I V E R S I TÄT S T U T T G A R T G E G R Ü N D E T. S E I T 2 0 0 6 I S T S I E A M L E H R S T U H L F Ü R
B A U P H Y S I K ( L B P ) D E R U N I V E R S I TÄT S T U T T G A R T A N G E S I E D E LT U N D I N D E R
F O L G E S E I T 2 0 0 8 A U C H A M F R A U N H O F E R I B P.
GANZHEITLICHE
BILANZIERUNG
Arbeitsschwerpunkt der Abteilung ist die Ganzheitliche
Sei es bei der Sachbilanzierung, der Wirkungsabschätzung
Bilanzierung und Analyse von Produkten, Prozessen und
und der Integration sozialer Nachhaltigkeitsbewertung, die
Dienstleistungen. Hierbei werden ökologische, ökonomische,
Erarbeitung von Methoden ist stark international ausgerichtet.
soziale und technische Gesichtspunkte über den gesamten
Die Ganzheitliche Bilanzierung kann auch die Kosten über den
Lebensweg berücksichtigt – und die Entscheidungsfindung
gesamten Lebenszyklus mit einbeziehen – in Erweiterung der
somit unterstützt. Forschungsinhalte sind hierbei:
Ökobilanz nach DIN EN ISO 14040 / 14044. Zudem gleicht sie
die technischen Eigenschaften der untersuchten Produkte und
Prozess-Systeme mit ab. In konkreten Projekten verbinden die
–– Ganzheitliche Bilanzierung / Life Cycle Engineering (LCE)
Forscher lebenswegbezogene Fragestellungen mit übergeord-
–– Ökobilanzierung / Life Cycle Assessment (LCA)
neten Fragen im Bereich technische Machbarkeit, Kapazitäten,
–– Lebenszykluskosten / Life Cycle Costing (LCC)
Infrastruktur und Stoffstrommanagement.
–– Soziale Aspekte / Life Cycle Working Environment (LCWE)
–– Nachhaltigkeitsbewertung – ökologisch / ökonomisch / sozial – (LCA / LCC / LCWE)
–– Umweltgerechte Produktentwicklung / Design
for Environment (DfE)
–– Umweltproduktdeklarationen / Environmental
Product Declarations (EPD)
–– Stoffstromanalysen / Material Flow Analysis (MFA)
Die Methode der Ganzheitlichen Bilanzierung wenden die
Wissenschaftler der Abteilung GaBi in zahlreichen Projekten
an. Auftraggeber sind Industrieunternehmen sowie öffentliche
Forschungsförderer. Das vorhandene Know-how geben die
Mitarbeiter in Vorlesungen an Studierende technischer Disziplinen weiter. Der ingenieurwissenschaftliche Hintergrund, umfangreiche Projekterfahrung und die erfolgreiche Verknüpfung
von Forschung und praktischer Industrieanwendung führen zu
qualitativ hochwertigen, verlässlichen und kundenorientierten
Lösungen. Die entwickelten Tools und Datenbanken werden
weltweit in Industrie, Forschung und Beratung zur Nachhaltigkeitsbewertung eingesetzt.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Matthias Fischer
Telefon +49 711 970-3155
[email protected]
71
PROJEKTE
1
PROJEKT MAI ENVIRO
F E R T I G U N G V O N FA S E R V E R S TÄ R K T E N K U N S T S T O F F E N –
E N E R G E T I S C H U N D Ö K O B I L A N Z I E L L A N A LY S I E R T
Die Rohstoff- und Energieressourcen schwin-
Forscher der Projektgruppe Funktionsinte­
1 Kohlefaserverstärkte Kunststoffe:
den, das Umweltbewusstsein steigt – aus
grierter Leichtbau des Fraunhofer-Instituts
das geringe Gewicht eröffnet ein
diesem Grund gehören Leichtbauweisen zu
für Chemische Technologie ICT haben
großes Einsatzgebiet.
den wichtigsten Zukunftstechnologien im
verschiedene Anlagen der CFK-Produktion
Flugzeug-, Fahrzeug- und Maschinenbau.
hinsichtlich ihrer Prozessparameter und ihres
Bild links: Durch die Vermessung der
Die größte Bedeutung haben hierbei
Energiebedarfs vermessen.
Parameter von CFK-Herstellungs-
kohlefaserverstärkte Kunststoffe, kurz CFK:
73
PROJEKT MAI ENVIRO
und Verarbeitungsprozessen kann
Das technische Produkt wird leichter, der
Die Ergebnisse dieser Datenerfassung dienten
der Energiebedarf ermittelt werden.
Spritverbrauch sinkt. Kurzum: Der Energiebe-
als Basis für die energetische und umwelt-
© Carbon Composites / SGL Carbon
darf während der Nutzungsphase minimiert
technische Analyse der CFK-Herstellung, die
sich erheblich. Die Umweltwirkungen bei der
die Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung des
CFK-Herstellung, Recycling oder Entsorgung
Fraunhofer IBP durchführte. Dafür wurden die
sind allerdings noch vergleichsweise hoch.
erfassten Daten zunächst in ein parametrisier-
Sollen durch CFK-Strukturen die Umwelt-
tes Modell übertragen. Mit ihm lassen sich die
wirkungen über den gesamten Lebenszyklus
Massen- und die Energiebilanz berechnen –
der Maschinen reduziert werden, muss man
und damit auch der Prozessenergiebedarf, der
die ökologischen Folgen der Herstellung
Primärenergiebedarf und die Umweltwirkung
von kohlefaserverstärkten Kunststoffen im
der Herstellung von CFK.
Detail kennen. Belastbare Daten über die
Umweltwirkungen der Herstellung von CFK
Die Ergebnisse der Analyse zeigen klar die
waren bisher jedoch Mangelware.
Stellschrauben für eine energetisch und
umwelttechnisch optimierte Herstellung
74
S B S B U I L D I N G S U S TA I N A B I L I T Y
Diese Situation hat sich nun grundlegend
und den Einsatz von CFK-Strukturen auf. Ein
geändert. Im Projekt MAI Enviro wurden unter
Großteil der Entwicklungsarbeiten, die derzeit
Federführung des Spitzenclusters MAI Carbon
im Rahmen des Spitzenclusters MAI Carbon
und mit der Unterstützung zahlreicher Indu­
gefördert werden, setzen bereits an den
striepartner Produktionsdaten von CFK entlang
richtigen Stellschrauben an: Der Primärener-
der gesamten Wertschöpfungskette erfasst.
giebedarf bei der Herstellung von CFK dürfte
sich künftig erheblich reduzieren, und auch
die Umweltwirkungen werden sinken.
72 | G A N Z H E I T L I C H E B I L A N Z I E R U N G
73
PROJEKTE
2
S B S B U I L D I N G S U S TA I N A B I L I T Y
PROJEKTÜBERSICHT
SOFTWARE VEREINFACHT ÖKOBILANZIERUNG
Biodiversitäts-Wirkungs­
EVREST – Electric Vehicle
MONA – Monitoring des Bio-
SESAM – Gewinnung von
abschätzung von
with Range Extender as a
methanproduktionsprozesses
Sekundärrohstoffen aus Flug-
Produktsystemen
Sustainable Technology
Gebäude haben in puncto Energieeffizienz
Umsetzungsstudien. Die Nutzer können
in den letzten 30 Jahren große Fortschritte
gängige Bauteilkonstruktionen aus einem
gemacht, von der Wärmeschutzverordnung
umfangreichen Katalog auswählen und
CHIC – Clean Hydrogen In
Holz R3 – Ressourcen­
Bewertung von Stahl- und Ver-
SFB Bionik/TRR 141 –
bis hin zur Energieeinsparverordnung (EnEV)
komplexe Gebäude somit einfach und schnell
European Cities
schonend, Regional, Robo-
bundeisenbahnbrücken nach
Biological Design and Inte­
2014. Nichtsdestotrotz zählt der Baubereich
abbilden. Zudem haben sie die Möglichkeit,
tisch gefertigt – Holzleichtbau
Kriterien der Nachhaltigkeit
grative Structures. Analysis,
noch immer zu den Spitzenreitern, was den
detailspezifische Konstruktionen zu
Energieverbrauch angeht – in naher Zukunft
erstellen und unterschiedliche Aufbauten
könnte er sogar zum größten Ressourcenver-
und Zusammenstellungen miteinander zu
CommONEnergy –
braucher weltweit aufsteigen.
vergleichen. Sprich: Die Software identifiziert
reconceptualize shopping
HyTEC – Hydrogen Transport
waste into high value gra-
SunFire – Aufarbeitung von
in European Cities
phitic carbon and renewable
CO2 und H2O zu flüssigen
hydrogen
Brenn- und Kraftstoffen
NaBrüEis – Ganzheitliche
Clean Sky Initiative
und digitale Planung für das
Bauen im Bestand
die umweltfreundlichste Konstruktion. Ein
malls from consumerism to
2 Ressourcenverbrauch
Baumaterialien rücken daher immer mehr in
Mausklick reicht aus und das Programm
energy conservation
weltweit 1990 – 2005
den Fokus, ebenso wie ihr energetischer und
berechnet die relevanten Parameter für die
(Krausmann et al., 2009).
umwelttechnischer Rucksack. Mithilfe der
jeweilige Gebäudezertifizierung.
Ökobilanzierung (Life Cycle Assessment – LCA)
tion in Architecture
unter Einkopplung erneuer-
INTRA r3+ – Integration und
Comparative LCA study of
Transfer der r3 Forschungs-
Power&Biomass2Gas –
fossil and biofuels
ergebnisse zur nachhaltigen
Methanisierung von erneuer-
Sicherung strategischer
barem Lastspitzenstrom
SBS Building Sustainability ist
dene Alternativen analysieren und entsprechend
sehr bedienerfreundlich
Diesel Katalysator Light-
optimieren. Gerade im nachhaltigen Bauen,
So sorgen Schnittstellen dafür, dass
Off / Out Unterstützung
etwa bei der Gebäudezertifizierung, stößt die
Gebäudeinformationen wie Geometrien und
Ökobilanzierung zunehmend auf Interesse.
Materialeigenschaften direkt aus Architek-
DIRECTION – Demonstration
Damit auch Personenkreise, denen das nötige
turprogrammen in die Software übertragen
at European Level of Innova-
Leitfaden Nachhaltigkeitsma-
Know-how fehlt, eine Gebäude-Ökobilanz
werden. Und die Lebenszykluskostenrechnung
tive and Replicable Effective
nagement – Integration und
schnell und unkompliziert erstellen können, hat
erfasst sowohl die umwelttechnische als auch
Solutions for very Low Energy
die Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung des
die ökonomische Qualität des Gebäudes auf
new Buildings
Fraunhofer IBP eine entsprechende Software
konsistente Weise.
barer Energie
Waste2Go – Development
and verification of an
Metalle und Mineralien
PraxPerform E – Bewertung
innovative full life sustainable
der Praxistauglichkeit und Um-
approach to the valorisation
weltperformance von Elektro-
of MSW into industrial
Pkw und Nutzfahrzeugen
feedstocks
Kommunikation von Nachhal-
RheinMobil – Französisch-
Bebauung Karlstraße –
tigkeit in außeruniversitären
deutsche, grenzüberschrei-
Wissenschaftliche Begleitung
Forschungseinrichtungen
tende Erfahrungen in der
während der Planung und
E-Mobilität durch vernetzte
Gebäudeerrichtung der SWU
Flottenversuche
GmbH am Projekt
LCA von Fertigungs­prozessen
ECO-SEE – Eco-innovative,
In vielen europäischen Forschungsprojekten
Safe and Energy Efficient wall
E -Produktion –
Dieses Software-Tool unterstützt Architekten,
wurde die Software bereits getestet, darunter
panels and materials for a
Fraunhofer-Leitprojekt
Planer und Nicht-Ökobilanzexperten dabei,
OPEN HOUSE und COST EFFECTIVE. Darüber
healthier indoor environment
Gebäude-Ökobilanzen für Zertifizierungs-
hinaus nutzen die Hochschule Augsburg
systeme zu erstellen. Zudem dient es als
und die Technische Universität München das
Informationsplattform für Machbarkeits- und
Programm für Schulungen.
74 | G A N Z H E I T L I C H E B I L A N Z I E R U N G
Simulation and Implementa­
PlasCarb – Innovative plasma
based transformation of food
lassen sich diese Aspekte erfassen, für verschie-
entwickelt – die SBS Building Sustainability.
aschen der Müllverbrennung
3
75
ABTEILUNG
W I E V E R H A LT E N S I C H B A U S T O F F E , B A U T E I L E O D E R A U C H G A N Z E G E B Ä U D E KOMPLEXE HINSICHTLICH WÄRME UND FEUCHTE? AUF DIESE FRAGESTELLUNG
H AT S I C H D I E A B T E I L U N G H Y G R O T H E R M I K S P E Z I A L I S I E R T.
HYGROTHERMIK
Dazu gehört auch die Analyse des energetischen und feuchte-
Planer und Ausführende sehen sich neuen Herausforderungen
technischen Verhaltens von Anlagen der Raumlufttechnik –
gegenüber, die ohne eine vertiefte Kenntnis der hygrothermi-
und deren Interaktion mit der Gebäudehülle und weiteren
schen Zusammenhänge nicht zu bewältigen sind: So gilt es,
hygrothermischen Speichermassen. Solche Analysen bilden die
Energie zu sparen, gleichzeitig wachsen die Komfortansprüche
Basis dafür, die Anlagentechnik optimal auszulegen und auf den
und der Gebäudesektor soll sich nachhaltig entwickeln. Am
geplanten Betrieb eines Gebäudes zuzuschneiden.
Institutssitz in Stuttgart ist die Gruppe »Wärmekennwerte und
labortechnische Klimasimulation« angesiedelt. Mit ihrer Zuarbeit
Die Forscher prüfen Materialien, untersuchen aber auch ganze
kann die Abteilung alle Stoffkennwerte intern bestimmen, die
Bauteile und Anlagenkomponenten im Labor – und passen sie
für die hygrothermische Simulation notwendig sind. Die Gruppe
bei Bedarf an. Die notwendigen Praxistests nehmen sie über
verbindet auch die rechnerische mit der labortechnischen Klima-
Freilandversuche vor, durch Klimasimulationen in entsprechenden
simulation. Mithilfe ständig verbesserter Klimasimulatoren lassen
Differenzklimakammern sowie über speziell am Fraunhofer IBP
sich die Beanspruchungen, die in der Praxis am Bauteil auftreten,
entwickelte neue Prüfverfahren. Einen wesentlichen Bestandteil
im Labor realitätsnah nachbilden. In diesem Zusammenhang
der Aktivitäten stellt auch die Entwicklung und Anwendung
kalibrieren und entwickeln die Forscher des Fraunhofer IBP zurzeit
numerischer Simulationsmodelle dar. Wie verhalten sich
einen großen Sonnensimulator: Er erlaubt es, die Auswirkung
Gebäude und Anlagen energetisch? Und wie steht es um den
kurzwelliger Strahlung auf großflächige opake und transparente
klimabedingten Feuchteschutz von Baukonstruktionen? Diese
Bauteile zu bestimmen. Das Besondere: Die Divergenz der Strah-
Fragen können die Wissenschaftler umfassend beurteilen,
lung ist gering, gleichzeitig verteilt sich die Bestrahlung homogen
denn die Abteilung verfügt über langjährige Erfahrungen mit
auf eine Fläche von sechs Quadratmetern. Dies konnte bisher
experimentellen wie auch rechnerischen Untersuchungsmetho-
nicht in dieser Qualität erreicht werden. Denn um beispielsweise
den. Darüber hinaus ermöglicht das Know-how, Bauprodukte
Verschattungselemente und Reflektoren im Scheibenzwischen-
gezielt zu optimieren – bis hin zur Entwicklung von neuartigen
raum von Sonnenschutzverglasungen realitätsnah prüfen zu kön-
Anlagen, Baustoffen und Bausystemen.
nen, braucht man eine möglichst parallele Strahlung – ansonsten
würde das Ergebnis verfälscht.
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Hartwig M. Künzel
Telefon +49 8024 643-245
[email protected]
77
PROJEKTE
1
2
Q U A L I TÄT A M B A U – A U C H I N C H I N A
K U LT U R - U N D K L I M A G E R E C H T E B A U K O N S T R U K T I O N E N A U F D E R
BASIS VON HYGROTHERMISCHER FACHKOMPETENZ
Die Baubranche in China boomt – ist die
79
80
81
Q U A L I TÄT A M B A U – A U C H I N C H I N A
–– Während Deutschland und im Wesentlichen
1 Das Motto des BAU Congress
extreme Bautätigkeit doch ein wesentlicher
auch Europa in einer einzigen Klimazone
China lautete »Better Building –
Faktor, um das Wirtschaftswachstum in China
liegt, erstreckt sich China über verschie-
Better Life« und demonstrierte, wie
zu erhalten. Dieser Trend ist seit Jahren unge-
denste Klimabereiche. Die Bauprodukte
durch das Zusammenwirken von
brochen. Nirgendwo anders entstehen derzeit
und -konzepte, die hierzulande entwickelt
Planung, Produktentwicklung und
so viele neue Baukonstruktionen wie in dem
werden, können daher nicht eins zu eins
Nachhaltigkeitszertifizierung mehr
fernöstlichen Land. Was die Baukonzepte
übertragen werden. Entsprechen sie den
Bauqualität erreicht werden kann.
der Gebäude angeht, so unterscheiden sie
klimatischen wie kulturellen Anforderun-
sich technisch von denen, die in Deutschland
gen? Dies gilt es zu überprüfen. Mehr
2 Das Plenum der Kongressveran-
üblich sind. Und das mindestens in zwei
noch: Die Produkte und Konzepte sollten
staltung füllte sich bis zum letzten
wesentlichen Punkten:
zukunftsorientiert und mit nachhaltiger
Stehplatz beim Vortrag von
–– Die Urbanisierung in China steigt rasant,
Qualität weiterentwickelt werden.
Dr. Hartwig Künzel zum Thema
die städtische Bauweise ist daher sehr
»City of Tomorrow – Balancing
kompakt. Anders gesagt: Sowohl Wohn-
Über die letzten Jahre baute die Abteilung
comfort requirements and future
gebäude als auch Bürogebäude werden als
Hygrothermik – zusammen mit anderen
energy supply«.
Hochhäuser errichtet, ein Haus steht eng
Abteilungen des Fraunhofer IBP – ihre Kom-
UNTERESTRICHTROCKNUNG UND
am nächsten. Für die Energieeffizienz kann
petenz in Bezug auf klimagerechtes Bauen
WANDTROCKNUNG NACH WASSERSCHÄDEN
diese enge Nachbarschaft Vorteile bringen.
und marktorientierte Lösungen in Ostasien
Doch die kompakte Bauweise hat auch
in zahlreichen Industrieprojekten aus. Dies
eine Kehrseite in puncto Energieeffizienz.
eröffnete immer neue Fragestellungen und
Viele Maßnahmen, die in Deutschland
bot die Chance, das Spektrum der Lösungs-
HYGROTHERMISCHE REFERENZJAHRE UND
erprobt und verbreitet sind, lassen sich
möglichkeiten zu erweitern.
LOKALKLIMAMODELLE
aufgrund der Enge nur bedingt umsetzen.
Denn die Flächen, die am Gebäude oder
Speziell in China zeigte die Premiere des BAU
auf dem Grundstück zur Verfügung
Congress in Peking und die ersten WUFI®-
stehen, reichen meist nicht aus. Sie sind
Seminare in Shanghai den hohen Bedarf an
zu klein, um einen ausreichenden Anteil
Lösungen in diesem Kontext.
des Energieverbrauchs durch erneuerbare
78 | H Y G R O T H E R M I K
Energie zu decken – sei es nun über Geo-
Die Zahl der Messebesucher und Kongress-
thermie, Solarthermie oder Photovoltaik.
teilnehmer übertraf alle Erwartungen.
79
PROJEKTE
3
4
5
UNTERESTRICHTROCKNUNG
HYGROTHERMISCHE REFERENZJAHRE
UND WANDTROCKNUNG
UND LOKALKLIMAMODELLE
NACH WASSERSCHÄDEN
Tröpfchen für Tröpfchen sickert das Wasser
wärmegedämmten Kammern. Um die Mate-
Wie wirkt sich Schlagregen auf die Außen-
Neben den mittleren Jahren ermittelten die
5 Simulierte Holzfeuchte in der
aus der undichten Leitung in die Wand – und
rialien zu trocknen, kamen Unterboden- und
bauteile eines Gebäudes aus? Wie hoch ist die
Forscher auch kritische Jahre, die in bestimm-
Schalung eines Flachdachs in
bleibt oftmals wochenlang unbemerkt.
Wandtrocknungssysteme und -techniken zum
Tauwassergefahr in Bauteilen? Und wie sind
ten Kombinationen ein kritisch-repräsentatives
Chemnitz über einen Zeitraum von
Erst wenn an Wänden oder der Decke die
Einsatz. Die Wissenschaftler erstellten vier
die hygrothermischen Bedingungen – also
Szenario ergeben. Denn manche Schäden
8 Jahren bei Verwendung realer
typischen Flecken auftauchen, wird das
identische Versuchsräume im Klimasimulator
die Feuchte und die Temperatur – im Raum
treten nur bei singulären Ereignissen auf,
Messdaten (violett), des mittleren
Malheur sichtbar. Ein solches Szenario ist kein
des Fraunhofer IBP in Stuttgart, fluteten die
in Abhängigkeit vom Außenklima? Solche
etwa bei extrem niedrigen Temperaturen,
Jahres (grün) sowie einer Kombina-
Einzelfall. Über eine Million Wasserschäden
Fußböden zwei Wochen lang mit Wasser und
und ähnliche Fragen sollen hygrothermische
die bei den mittleren Jahren nicht auftreten.
tion aus drei mittleren, zwei kriti-
aufgrund undichter Wasserleitungen werden
erzeugten somit einen Wasserschaden. Wäh-
Simulationen beantworten. Für sie greift
Reiht man andererseits extreme Jahre
schen (rot markierter Bereich) und
jedes Jahr in Deutschland registriert. Die Ur-
rend der Versuche herrschte in allen Räumen
man meist auf Klimadaten zurück, die für
aneinander, führt dies in der Simulation
wieder drei mittleren Jahren (blau).
sache liegt meist in undichten veralteten Lei-
die gleiche Temperatur und relative Luft-
die Bemessung von Heiz- und Kühlsystemen
schnell zum Versagen von Bauteilen, die sich
tungen, aber auch Frost-Tau-Wechsel, falsche
feuchtigkeit – die Umgebungsbedingungen
ausgewählt wurden und daher vor allem
real gut bewährt haben. Die Kombination aus
3 Durchfeuchtung der Zie-
Montage und Überschwemmungen können
waren also identisch. Bei drei Versuchsräumen
die Temperatur berücksichtigen – für die
mittleren und kritischen Jahren stellt somit ein
gelwände mit Dämmfüllun-
der Grund sein. Mögliche Folgen: Schimmel
setzten die Forscher unterschiedliche Trock-
hygrothermischen Bauteilbemessung eignen
besonderes Szenario dar. Abbildung 5 zeigt
gen nach Erzeugung eines
bildet sich, Baustoffe und Beläge quellen
nungsvarianten ein – einmal ein Unterestrich­
sie sich nur bedingt.
die Aneinanderreihung von drei mittleren,
Wasserschadens.
auf, statische Probleme treten auf. Bautrock-
trocknungssystem mit Absorptionstrockner,
nungsfirmen stehen jedoch zunehmend vor
im nächsten Raum ein Unterestrichtrock-
Im EnOB-Forschungsprojekt erstellten die
drei mittleren Klimajahren im Vergleich mit
4 Gesamtansicht der vier
neuen Herausforderungen, denn die vielen
nungssystem mit Infrarotstrahlungsheizplatten
Wissenschaftler des Fraunhofer IBP nun
der realen Messreihe. Dies verdeutlicht, dass
Prüfräume mit Folienzelt im
unterschiedlichen Baumaterialien – seien es
vor den Wänden und im dritten Raum ein
neue hygrothermische Referenzjahre für
sich mit den kritisch repräsentativen Jahren
Klimasimulator.
mit Wärmedämmung gefüllte Ziegelsteine
Unterestrichtrocknungssystem, welches mit
Deutschland, die sowohl die Temperatur
auch extreme Wetterlagen abdecken lassen.
oder dampfdichte Folien – werden beliebig
erhöhter Luftgeschwindigkeit betrieben wur-
und die Strahlung als auch die Luftfeuchte
kombiniert. Spezialwissen ist nötig, um die
de. Der vierte Raum diente als Referenz. Die
und den Niederschlag repräsentativ für die
Ergänzend zu den hygrothermischen
richtige Trocknungsmethodik auszuwählen.
Trocknungssysteme liefen drei Wochen, nach
jeweilige Klimaregion wiedergeben. Kurzum:
Referenzjahren entwickelten die Forscher
einer dreitägigen Pause wurden sie erneut für
Die Klimadaten enthalten thermische und
Lokalklimamodelle: Diese ermöglichen es,
zwei Wochen eingeschaltet.
hygrische Angaben, wie sie für die jeweilige
das regionale Klima auf die spezifischen
Die Forscher vom Fraunhofer IBP haben
dann zwei kritischen und am Ende nochmal
Gegend typisch sind. Die zehn Zonen,
Bedingungen vor Ort anzupassen – etwa
Baumaterialien untersucht. Wie steht es um
Aus den umfangreichen Messdaten leiteten
in die die Forscher Deutschland dabei
die Lage des zu beurteilenden Gebäudes
ihr Trocknungsverhalten? Analysiert wurden
die Wissenschaftler Erkenntnisse über die
eingeteilt haben, orientieren sich an den
inmitten einer Stadt, am See oder auf einem
vier Fußbodenaufbauten mit Estrich und
Trocknungsprozesse, die Wirksamkeit der
Testreferenzjahr-Regionen des Deutschen
Berg. Für die hygrothermische Bemessung
EPS-Dämmschichten sowie die jeweils drei
angewendeten Trocknungstechniken und die
Wetterdienstes (DWD) mit den jeweiligen
von Bauteilen steht dem Planer damit künftig
angrenzenden Wände in Ziegelbauweise mit
Bewertung der Trocknungsniveaus ab.
Referenzstandorten.
eine umfangreiche, spezifische und sichere
daher im industriellen Auftrag verschiedene
Datenbasis zur Verfügung.
80 | H Y G R O T H E R M I K
81
PROJEKTÜBERSICHT
Bauherrenberatung zur
Auswirkung von Feuchte auf
Vergleich des langfristigen
Energieeffizienzsteigerung
Begutachtung von existieren-
Freilanduntersuchungen zum
Zahlreiche Prüfungen im
Güteüberwachung, Über-
Planung und Realisierung
das energetische Verhalten
Dämm- und Feuchtever-
durch Innendämmsysteme
den Wärmedämm-Verbund-
Einsatz von Schaumglasgra-
Rahmen der Anerkennung
prüfung der werkseigenen
eines nachhaltig gebauten
von Dachdämmungen
haltens verschiedener
Projektträger Jülich, BMWi
systemen zum Nachweis ihrer
nulat als Perimeterdämmung
als notifizierte Prüfstelle mit
Produktionskontrolle und
Bürohochhauses in Südchina
Industrieauftrag, Deutschland
Dämmstoffe für die Isolierung
Langzeitwirkung
und als Bodendämmung
der Kenn-Nummer 1004 für
Kennwerteermittlung von
den Bereich Fenster, Türen
Dämmstoffen im Rahmen
Industrieauftrag VR China
Ermittlung von repräsentativen
Untersuchung der Leis­tungs­
hygrothermischen Kennwerten
von Kühlmittelrohren
Entwicklung von Modellen
Industrieauftrag, USA
zur Generierung hygrother-
Freilanduntersuchungen am
Innovative Wandheizungen-
nach der Produktnorm DIN
von bauaufsichtlichen
mischer Kennwerte von Holz-
Flexdach zu Leckageströmen
Untersuchungen am realen
EN 14351-1, für Fassaden
Zulassungen.
denkmalgeschützten Objekt
nach DIN EN 13830 und für
Industrieaufträge Deutschland,
Wärmedämmstoffe für die
Schweiz, Frankreich, Belgien, Niederlande, England
aufnahme, der raum­-
aktueller Holzwerkstoffe für
Feuchteverhalten und Dauer-
werkstoffen zur numerischen
klimatischen Wirkung und
die Verwendung in Simula­
haftigkeit von WDVS-Dämm-
Simulation
Feuchtetechnische
der Ge­brauchsfunktion von
tionsprogrammen
platten aus Naturfasern bei
AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller
Freilanduntersuchungen
EU-Projekt zum Einfluss
technische Gebäudeausrüs-
Vorrichtungen zur Raumklima-
Industrielle Forschungsförderung,
Berücksichtigung bautypischer
Forschungsvereinigungen
an Fassadenelementen mit
des Klimawandels auf die
tung nach DIN EN 14304
tisierung und Entfeuchtung
Deutschland.
Imperfektionen bei Luft- und
Foamglass
Kulturgüter (Damage risk
(Elastomerschaum) und DIN
Prüfungen zur Ermittlung
assessment, economic impact
EN 14313 (Polyethylen-
der Wärmeleitfähigkeit von
schaum)
Dämm- und Baustoffen,
Schlagregendichtheit
Bestimmung von feuchte-
Industrieauftrag, Deutschland
technischen Kennwerten
ECO-SEE – Eco-innovative,
and mitigation strategies for
verschiedener Materialien für
safe and energy efficient wall
sustainable preservation of
Entwicklung von Raumklima­
Definition der Anwendungs-
modellen für unbeheizte
bereiche feuchtevariabler
Nebenräume wie Dachböden
Dampfbremsen in Leicht-
Beurteilung des Risikos von
die Aufnahme in die WUFI
panels and materials for a
cultural heritage in the times
Hygrothermische Untersu-
und Kellerräume
baukonstruktionen für
Feuchteakkumulationen
Datenbank
healthier indoor environment
of climate change)
chungen an 3 unterschiedli-
Bestandteil des EnOB Klimaprojekts
verschiedene Nutzungen und
in der Hülle von gekühlen
Industrieaufträge Deutschland
Klimabedingungen für die
Wassertanks in Nigeria.
Energetisches Bewertungsver-
Untersuchung zum
Ermittlung effektiver Ober-
Zulassung in Frankreich
Industrieauftrag, Nigeria
Ermittlung von Kapillar-
fahren für Bestandsgebäude
hygrothermischen Verhalten
flächenübergangsparameter
Industrieauftrag, Deutschland
transportkoeffizienten von
mit Holzbalkendecken –
einer Bodenplattendämmung
Unterestrichtrocknung und
higkeit von Fenstern, Türen,
®
sowie Fahrzeug, Bahn- und
Flugzeugkomponenten
chen Sandwichsystemen im
Prüfungen zur Luftdurchläs-
Dreikammerklimasimulator
sigkeit, Schlagregendichtheit
und Windwiderstandsfä-
Freilanduntersuchungen zum
kapillaraktiven Innendämm-
Bauphysikalisches Verhalten
in der Alten Schäfflerei in
Wandtrocknung nach
Fassaden, Dächern und
bei verschiedenen Dachein­
Definition der Anwendungs-
hygrothermischen Verhalten
materialien
von Hölzern
Benediktbeuern
Wasserschäden. Versuche im
sonstigen Bauteilen
deckungen
bereiche von Massivholzbau-
von Wärmedämmverbund-
Industrieaufträge Deutschland
Bestandteil des EnOB Klimaprojekts
teilen ohne Dampfbremse für
systemen mit dampfdichten
Energetische Untersuchun-
Untersuchungen zum
für Wärme und Feuchte
Klimasimulator
U-Wert-Berechnungen und
verschiedene Nutzungen und
Außenbekleidungen
Prüfungen zur Bestimmung
gen und Optimierung von
Einfluss der Wasseraufnahme
Erstprüfungen für Rohr-
-messungen von Fensterrah-
Genauere Quantifizierung
Klimabedingungen für die
Industrieauftrag Deutschland
der Wasserdampfdurch-
Innendämmungen
verschiedener Dämmstoffe
dämmstoffe
men, Membranprofilen,
des Feuchteeintrags über
Zulassung in Frankreich
in Dachkonstruktionen auf
Industrieaufträge
Fassadenbauteilen,
Infiltration in Leichtbauteile
Industrieauftrag, Frankreich
lässigkeit an Bau- und
Feuchteeintrag über
Dämmstoffen
Erarbeitung von Prüfverfah-
anhand von Labor- und
Leckagen an Gebäuden in
Industrieaufträge International
ren zur Vereinheitlichung der
Freilandversuchen zur
Holzständerbauweise
Verfeinerung bestehender
Industrieauftrag Deutschland
deren thermisches Verhalten
Lichtbändern, Schwimm-
energetischen Bewertung
Diverse Kleinaufträge zur hygrothermischen Berechnung
Handwerkskammer Bildungs-
von großformatigen, trans-
Prognosemodelle
zentrum Münster – Fach-
parenten Bausystemen unter
Industrieauftrag, Deutschland
werk-Kompetenzzentrum
In-situ-Randbedingungen
Lichtkuppeln, Stegplatten,
badabdeckungen u. a.
Haus Kump
82 | H Y G R O T H E R M I K
83
PROJEKTÜBERSICHT
Berechnungen zur Ermittlung
Hygrothermische, mehrmo-
Ermittlung langwelliger Emis-
Ermittlung der Dauerhaf-
Ermittlung mechanischer
Energieoptimiertes Bauen:
Voruntersuchung des
der äquivalenten Wärmeleit-
natige Untersuchungen zur
sionsgrade sowie von SRI-
tigkeit und strahlungstech-
Kennwerte im Rahmen der
Deutsche Mitarbeit im
notwendigen Dampf­
fähigkeit von Mauerwerk
Dauerhaftigkeit von Leichtbau-
Werten an unterschiedlichen
nischer Kennwerte von
Güteüberwachung oder zur
ECBCS-Annex RAP-RETRO
diffusionswiderstands bei
Außenwandkonstruktionen im
Baustoffoberflächen wie z. B.
Gläsern mit keramischen
Analyse der Gebrauchstaug-
Teil A: Einfluss des Benutzer-
Feuchtigkeitssperren nach
Untersuchungen,
Beregnungsprüfstand und im
Anstriche, innen liegendem
Digitaldrucken
lichkeit z. B. an Dämmstoffen
verhaltens auf das energe-
DIN 18195-4
gutachterliche Tätigkeit
Dreikammer-Klimasimulator
Sonnenschutz, Verbund-
Industrieauftrag Österreich
verschiedenster Art, orga-
tische und raumklimatische
Industrieauftrag Deutschland
und Stellungnahmen zur
unter Berücksichtigung bulga-
Wärmedämmmatten,
nischen Fassadenbauteilen,
Verhalten von Gebäuden
Tauwasserproblematik an
rischer Klimaverhältnisse
Dachabdichtungen, Unter-
Untersuchung des mecha-
Fensterbeschlägen
Teil B: Weiterentwicklung
Natürliche Lüftung – Büro-
Fenstern und Fassaden
Industrieauftrag Deutschland
spannbahnen, Textilfassaden,
nischen Verhaltens von
Diverse Industrieaufträge
von WUFI® Plus zur einfachen
neubau H. O. Schlüter
Blechdächer und Betonfer-
Fensteranschlussfugen unter
thermischen Gebäudesimula-
Industrieauftrag Deutschland
Thermische Analyse, Opti-
Vor-Ort-Begutachtungen und
tigteile, Verkehrsflächen z.T.
statischen und dynamischen
Spektralradiometrische Ver-
mierung und Bestimmung
Analysen zur Tauwasser- und
nach künstlicher Alterung, im
Belastungen
messung von Beleuchtungs-
der wärmetechnischen
Schlagregenproblematik
nassen Zustand und für stark
Industrieauftrag
einrichtungen in Laboren und
Climate for Culture
Bewertung der Effektivität der
Reinräumen
(FP7-ENV-2008-1 Theme 6.
Lüftung durch Parallellabstell-
Industrieauftrag
Environment, Grant Agree-
fenster im Wohnhausbereich
ment No. 226973)
Industrieauftrag Deutschland
Kennwerte Usb, fRsi und μ
an transparenten Fassa-
strukturierte Proben wie z. B.
von Fenster- und Rollladen-
denbauteilen in einem
Kiesschüttungen
Dauerfunktionsprüfung
konstruktionen sowie deren
mehrstöckigen Büro- und
Diverse Industrieaufträge
von Verglasungen mit
Einbauvarianten
Wohngebäude
Industrieaufträge Deutschland
Industrieauftrag Deutschland
tion für die Praxis
Simulationsstudie zur
Sonnenschutz im Scheiben-
Ermittlung der zu erwarten-
Ermittlung von g-Werten an
zwischenraum
den Maximaltemperaturen
Damage risk assessment,
Gebäudesimulation zum Sa-
bedruckten Verglasungen
Industrieauftrag
in Außenwandkonstruktio-
economic impact and
nierungsvorhaben Roter Bau
Hygrothermische Unter­
Untersuchungen des
und transluzenten, orga-
nen aus Trockenbauplatten
mitigation strategies for
in Biberach zur Ermittlung
suchungen an und in
Foggingverhaltens von Kom-
nischen Fassadenbauteilen
Erprobung von Verbund-
mit vorgesetzten Funktions­
sustainable preservation of
geeigneter Lüftungsraten
Fassadenbauteilen
ponenten in geschlossenen
nach dem kalorimetrischen
fensterkonstruktionen samt
gläsern für nord- und
cultural heritage in the times
Industrieauftrag Deutschland
Industrieauftrag Deutschland
Fassadensystemen unter
Verfahren
Beschlägen unter zyklischer
südeuropäische Länder
of climate change
sommerlichen Randbedin-
Diverse Industrieaufträge
Temperaturwechselbelastung
Industrieauftrag
Wood Energy Emissions
Klimabrunnen in die Praxis –
Experience (WEEE) – Impact
Weiterentwicklung zur
Lüftungsmodell
of the moisture buffering
Marktreife im Rahmen des
Projektträger Jülich, BMWi
effect of wooden materials
HiPIE-Projekts
Untersuchungen zur Wirk­-
gungen
samkeit natürlicher Lüftungs-
Diverse Industrieaufträge
Industrieauftrag
Ermittlung des Bauteilverhal-
vorgänge in Wohn- und
tens von Deckenelementen
Künstliche Bewitterung von
Bürogebäuden
für Schienenfahrzeuge unter
organischen Fassadenbau-
on energy demand and
Industrieauftrag Deutschland
Klimawechselbelastung
teilen durch kombinierte
comfort conditions
Validierung von WUFI® Plus
Industrieauftrag Österreich
Belastung mit Temperatur,
Industrieauftrag Norwegen
nach DIN EN 13791
Feuchte und UV-Strahlung
Diverse Industrieaufträge
84 | H Y G R O T H E R M I K
85
ABTEILUNG
SEI ES IN GEBÄUDEN, IM FLUGZEUG ODER IM AUTO: DAS INNENRAUMKLIMA
S P I E LT E I N E B E D E U T E N D E R O L L E , V O R A L L E M F Ü R D I E B E H A G L I C H K E I T D E S N U TZ E R . S T R AT E G I E N , U M D A S R A U M K L I M A E N E R G I E E F F I Z I E N T Z U B E E I N F L U S S E N –
ETWA LÜFTEN ODER DIE NUTZUNG VON SOLARER EINSTRAHLUNG – HÄNGEN VOM
RAUMKLIMA
A U S S E N K L I M A , D E R F U N K T I O N , D E M S TA N D O R T U N D D E M E N T W U R F A B .
R A U M K L I M A S Y S T E M E • S I M U L AT I O N • S Y S T E M I N T E G R AT I O N E F F I Z I E N T E G E B Ä U D E •
P R ÄV E N T I V E K O N S E R V I E R U N G • D E N K M A L P F L E G E U N D B A U E N I M B E S TA N D
Möchte man das Raumklima möglichst energieeffizient
ge­stalten, muss es in Räumen und Gebäuden ideal auf deren
Nutzung, den Nutzer und auf seine Anforderungen abgestimmt
sein. Mithilfe eines ganzheitlichen Planungsansatzes können
Gebäude und Innenräume entwickelt oder saniert werden, die
mit einem Minimum an Energie auskommen und den Nutzern
gleichzeitig ein Maximum an Behaglichkeit bieten.
Architektur und Technik dürfen dabei nicht getrennt voneinander
geplant werden, sondern müssen ein abgestimmtes Gesamtsystem bilden. Es kann dabei nicht die alleinige Aufgabe der
Anlagentechnik sein, das optimale Raumklima bereitzustellen.
Vielmehr gilt es, Räume und deren umgebende Bauteile »bauwerksgerecht« zu klimatisieren – und zwar so, dass diese dabei
keinen Schaden nehmen. Dies betrifft nicht nur Neubauten,
sondern auch Altbauten und denkmalgeschützte Bauwerke.
Die Abteilung Raumklima befasst sich dazu mit Forschung
und Entwicklung in den Fachbereichen
–– Raumklimasysteme
–– Simulation
–– Systemintegration effiziente Gebäude
–– Präventive Konservierung
–– Denkmalpflege und Bauen im Bestand
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Gunnar Grün
Telefon +49 8024 643-228
[email protected]
86
87
PROJEKTE
1
2
E F F E S U S – H I S T O R I S C H E S TA D T­
Q U A R T I E R E I N E U R O PA
N A C H H A LT I G U N D E N E R G I E E F F I Z I E N T
Primärenergie soll eingespart werden, die
Entscheidungsfindung, welche denkmalver-
1 Historisches Zentrum der
Energieeffizienz steigen – das ist ein essenziel-
träglichen Maßnahmen den größten Einfluss
schwedischen Stadt Visby - eine
ler Bestandteil der europaweiten Klimaschutz-
auf die Energieeffizienz haben und daher
der Fallstudien im EU-Projekt
bemühungen. Die EU-Mitgliedsstaaten haben
sinnvoll sind.
EFFESUS, in der die Versorgung
sich verpflichtet, bis 2020 20 Prozent ihrer
89
90
91
EFFESUS
I N N O VAT I V E WA N D H E I Z U N G E N
ANGENEHMES KLIMA IN ELEKTROAUTOS
eines historischen Quartiers mit
Primärenergie einzusparen und damit auch
Fallstudien in sieben europäischen Städten
die CO2-Emissionen deutlich zu senken. Doch
zeigen, ob und in welchen Fällen sich die
an historischen Gebäude und Stadtquartieren
Entwicklungen eignen – sie werden in
2 EFFESUS-Projekttreffen im
gingen die Bemühungen bisher größtenteils
Benediktbeuern, Budapest (Ungarn), Genua
Barocksaal des Klosters Bene-
vorüber – sie haben in puncto Energieeffizienz
(Italien), Glasgow (Großbritannien), Istanbul
diktbeuern – einer weiteren
kaum Beachtung gefunden. Das Projekt
(Türkei), Santiago de Compostela (Spanien)
Fallstudie des Projekts. Dort
EFFESUS soll dies nun ändern. Es hat ein
und Visby (Schweden) durchgeführt. Die
wird in der Alten Schäfflerei die
Gesamtbudget von 6,7 Millionen Euro und
Abteilung Raumklima des Fraunhofer IBP
Applikation eines innovativen
wurde von der Europäischen Kommission
untersucht einen Dämmputz, der im Projekt
Dämmputzes untersucht.
ins Leben gerufen. Das Konsortium vereint
entwickelt wurde, auf dem Freiversuchsgelän-
23 Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und
de in Holzkirchen und in der Alten Schäfflerei
kommunaler Verwaltung aus 13 verschiede-
Benediktbeuern. Darüber hinaus widmet sich
nen europäischen Staaten, unter anderem das
das Fraunhofer IBP als technischer Koordina-
Fraunhofer IBP. Ziel des Projekts: Historische
tor im Projekt intensiv dem Wissensaustausch
Stadtquartiere und Baudenkmäler in Eu-
und Wissenstransfer auf dem Gebiet der
ropa sollen unter energetischen Aspekten
Energieeffizienz und Denkmalpflege.
Fernwärme analysiert wird.
betrachtet werden. Wie lassen sich einzelne
Gebäuden, Ensembles und Stadtquartiere
Ende Januar 2015 trafen sich die EFFESUS-
energieeffizient gestalten? Und wie kann man
Partner in der Fraunhofer-Zentrale in
sie mit erneuerbaren Energien versorgen?
Mün­chen und im Kloster Benediktbeuern.
Anschließend an das zweitägige Projekttreffen
92
D I E D I G I TA L I S I E R U N G D E R B A U S T E L L E N
Im Projekt werden innovative Technologien
folgte das EFFESUS-Symposium auf dem B0
wie Aerogel-Innendämmungen, Fenster-
Forum der Messe BAU in München. Hier
lösungen, Dämmputze und reflektierende
konnten die aktuellsten Ergebnisse und Ent-
Beschichtungen sowie ein intelligentes
wicklungen im Projekt erstmals einem breiten
Energiemanagementsystem entwickelt. Ein
Publikum vorgestellt werden.
neues, übergreifendes Softwaretool dient der
88 | R A U M K L I M A
89
PROJEKTE
3
4
5
6
I N N O VAT I V E WA N D H E I Z U N G E N
ANGENEHMES KLIMA IN ELEKTROAUTOS
DAS FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR BAUPHYSIK IBP BETREIBT SEIT
STÖBERT DRAUSSEN DER SCHNEE, SOLL ES IM AUTO MOLLIG
2010 IM KLOSTER BENEDIKTBEUERN DAS FRAUNHOFER-ZENTRUM
WARM SEIN – UND UMGEKEHRT ANGENEHM KÜHL, WENN IM
F Ü R E N E R G E T I S C H E A LT B A U S A N I E R U N G U N D D E N K M A L P F L E G E
SOMMER DIE SONNE BRENNT
Ziel dieses Innovationszentrums ist es, neue
die Unterschiede in Bezug auf Energieeffizienz,
In Elektroautos ist das jedoch alles andere als
Diese ist in der DIN EN ISO 14505-2 definiert
5 Das Messsystem Dress­-
Methoden und Verfahren für die Sanierung
Schadensrisiko und Behaglichkeit gegenüber.
einfach, denn ihnen steht nicht die gleiche
und fasst Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit
MAN 2.0 zur Ermittlung der
von historischen Bauten zu entwickeln, aber
Als Referenzsystem dient eine konventionelle
Abwärme zur Verfügung wie Fahrzeugen mit
und Wärmestrahlung zu einem Klimasummen-
Äquivalenttemperatur im
auch bestehende Techniken zu demonstrieren
Heizung in Form elektrischer Radiatoren. Damit
Verbrennungsmotoren. Und konventionelle
maß zusammen. Einen Prototyp des Sen­sors
Einsatz.
und deren Wirkungsweise zu zeigen. Exem-
vergleichen die Wissenschaftler eine modulare
Klimasysteme werden von der Batterie ver-
haben die Wissenschaftler in das Klimamess-
plarisch untersuchen die Forscher an dem
Wandheizung auf Lehmbauplatten, eine neu-
sorgt, sie reduzieren somit die Reichweite des
system DressMAN 2.0 implementiert: So
6 Geometrische Abbildung
historischen Gebäude der Alten Schäfflerei
artige Wandheizung mit Entkopplungsmatte,
Fahrzeugs. Energieeffiziente und körpernah
können sie die Äquivalenttemperaturen an
des Fahrzeuginnenraums im
im Kloster Benediktbeuern Materialien,
einen strahlungsoptimierten Heizkörper sowie
wirksame Klimatisierungskonzepte sollen Ab-
den verschiedenen Körperstellen bewerten.
Simu­lationsmodell.
Konstruktionen und Haustechnik – und zwar
ein System zur Bauteilaktivierung, man spricht
hilfe schaffen: Sie beeinflussen das thermische
vor, während und nach der modellhaften
dabei auch von »Wandtemperierung«.
Empfinden der Fahrzeuginsassen gezielt an
In einem Fahrzeug-Mock-up installierten
ausgewiesenen Stellen und könnten, so die
die Forscher ausgewählte Klimatisierungs-
Wie energiesparend ist es, Dämmmaßnahmen
Hoffnung, Diskomfort durch kalte Scheiben
maßnahmen mit unterschiedlichen Anteilen
oder Zugluft vermeiden.
zur Luft-, Strahlungs- und Sitzheizung. Sie
Sanierung.
3 Im Rahmen des Projekts
Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt
mit Wandheizungssystemen zu kombinieren?
»EnOB Wandheizungen«
EnOB Wandheizungen, kurz für »Energetische
Dies überprüfen die Forscher zunächst
vergleichen Wissenschaftler
Untersuchungen und Optimierung innovativer
messtechnisch in Freilandversuchen am
Im Forschungsvorhaben E-Komfort, das
energetisch – dazu kamen Probanden, zonale
verschiedene Heizungssysteme
Wandheizungssysteme« vergleichen die
Fraunhofer IBP in Holzkirchen. In einem wei-
durch das Bundesministerium für Bildung
Strömungsmodelle und das DressMAN-2.0-
und stellen die Unterschiede in
Wissenschaftler unterschiedliche Flächenhei-
teren Schritt simulieren sie die Kombination
und Forschung gefördert wird, sollen deshalb
Messsystem zum Einsatz. Das Ergebnis: Das
Bezug auf Energieeffizienz und
zungssysteme und Strahlungsheizungen mit
in ein- und zweidimensionalen hygrother-
neuartige Klimatisierungskonzepte erarbeitet
Fahrzeugklima ist nur dann optimal, wenn
Behaglichkeit gegenüber.
konventionellen Heizungen. Das Projekt wird
mischen Berechnungen mit der Software
werden. Wie steht es um die Energieeffizienz
lokalem Diskomfort aktiv entgegengewirkt
vom Bundesministerium für Wirtschaft und
WUFI® sowie mit dem Raummodell WUFI®
und Reichweite der Ansätze, wie um ihre
wird. Eine Kombination von konventioneller
4 Infrarotthermographie
Energie gefördert. Im Vordergrund steht dabei
Plus. Zudem führen sie exergetische Betrach-
Akzeptanz durch den Nutzer? Um diese
Luftheizung mit einer Strahlungs- und Sitzhei-
des strahlungsoptimierten
vor allem die energetische Altbausanierung,
tungen zur Wahl der Energieträger und der
Fragen beantworten zu können, müssen ent-
zung erreichte die höchste Nutzerakzeptanz.
Heizkörpers.
denn hier sind besondere Auflagen des Denk-
Wärmeübergabe durch. Auf diese Weise und
sprechende Werkzeuge entwickelt werden:
malschutzes einzuhalten. Die Forscher verglei-
durch die parallel laufende Weiterentwicklung
Zum einen, um das Energiemanagement
Die erarbeiteten Methoden zur Behag-
chen die Heizungssysteme energetisch und ex-
der hygrothermischen Berechnungsmodelle
des Gesamtfahrzeugs abbilden zu können,
lichkeitsbewertung können auf andere
ergetisch. Dazu untersuchen sie verschiedene,
schaffen die Wissenschaftler weitere Grundla-
zum anderen, um das menschliche Tempera-
Nutzungskonzepte übertragen werden,
auch innovative Heizungssysteme parallel unter
gen für eine praxisnahe, fachlich begründete
turempfinden zu untersuchen – sei es über
zum Beispiel in Schienenfahrzeugen oder in
vergleichbaren Randbedingungen – und stellen
Bemessung von Wandheizsystemen.
Simulationen, Messtechnik oder Probanden.
Passagierflugzeugen.
testeten sie experimentell und bewerteten sie
Dazu haben die Forscher am Fraunhofer IBP
einen Komfortsensor entwickelt, der die Messung der Äquivalenttemperatur ermöglicht.
90 | R A U M K L I M A
91
PROJEKTE
D I E D I G I TA L I S I E R U N G D E R B A U S T E L L E N
PROJEKTÜBERSICHT
AN BAUSTELLEN ARBEITEN NEBEN DEM ARCHITEKTEN
Freilanduntersuchungen zum
Feuchtetechnische Entwick-
Sammlungen erhalten: Die
Energetische Untersuchungen
VIELE KLEINE UND MITTLERE UNTERNEHMEN – SIE MAUERN
feuchtetechnischen Verhalten
lung eines neuartigen Betons
Temperierung als Mittel der
und Optimierung innovativer
D I E W Ä N D E , I N S TA L L I E R E N D I E H E I Z U N G S S Y S T E M E , I N T E G R I E -
von Fachwerkaufbauten
In industriellem Auftrag
präventiven Konservierung in
Wandheizungssysteme
R E N L Ü F T U N G E N , L E G E N E L E K T R O K A B E L , P L A N E N D I E S TAT I K .
Gefördert durch die FraunhoferGesellschaft
92 | R A U M K L I M A
Museen
im Fraunhofer-Zentrum
Modul Depot Grünes Depot /
Gefördert durch die
Benediktbeuern
Grünes Archiv
Volkswagenstiftung
Gefördert durch das Bundesminis-
Vielfach kommen sie sich dabei jedoch ge-
Status erfassen und Probleme lösen
genseitig in die Quere: So kann es vorkom-
Wo steht BIM in Deutschland? Die Forscher
Studie zur Wasseraufnahme
Gefördert durch die Fraunhofer-
men, dass der Statiker eine Säule plant, durch
vom Fraunhofer IBP haben es sich im För-
von Dämmstoffen
Gesellschaft
die sich das vom Architekten entworfene
derprojekt BIMiD zur Aufgabe gemacht, den
In industriellem Auftrag
Fenster nicht mehr öffnen lässt. Meist werden
Status festzustellen, Probleme aufzudecken
Hygrothermische Berechnun-
autarke Sensorik und
Validierung von Flächen-
solche Fehlplanungen erst auf der Baustelle
und sie zu lösen. Wie sieht der hinterlegte
Untersuchung des feuchte-
gen zum Innenraumklima vor
IT-Plattform
heizsystemen im denkmal­
entdeckt und gelöst. Kurzum: Die klassischen
Arbeitsprozess aus? Welche Abläufe sind am
technischen Verhaltens von
und nach der Sanierung eines
Gefördert durch die Fraunhofer-
geschützten Altbau
Planungsmethoden reichen immer weniger
effektivsten – wer liefert wem was wann in
Innendämmsystemen
Archivs
Gesellschaft
Gefördert durch Industriepartner
aus, um die wachsenden Anforderungen bei
welcher Qualität? Und welches Datenformat
In industriellem Auftrag
In industriellem Auftrag
den Bauvorhaben zu beherrschen.
eignet sich? Ziel von BIMiD ist es, die
terium für Bildung und Forschung
ArtGuardian – Regelwerk zur
(BMBF)
präventiven Konservierung,
und die Fraunhofer-Gesellschaft
Climate for Culture – Aus-
Building-Information-Modeling-Methode
Entwicklung von Folien mit
Plus-Energiedepot für
wirkungen des Klimawandels
Anwendung einer Innen-
Neue Arbeitsmethode: Building
anhand konkreter Bauprojekte beispielhaft zu
hoher Kapazität für reversible
Kunst- und Kulturgut –
auf das Kulturerbe
dämmungskonstruktion mit
Information Modeling (BIM)
demonstrieren und BIM in der mittelständisch
Wasserdampfabsorption zur
Optimierung und Mach-
Gefördert von der Europäischen
Vakuumisolationspaneelen
Aus diesem Grund forschen Experten seit
geprägten deutschen Bau- und Immobilien-
Vermeidung von Tauwasser
barkeit eines modularen
Kommission
für den Gebäudebestand
mehreren Jahren intensiv an neuen IT-gestütz-
wirtschaft zum Erfolg zu verhelfen.
Gefördert durch die Fraunhofer-
Depotbaukonzepts
ten Verfahren, etwa dem Building Information
Konkret heißt das: Die Forscher wenden diese
Gesellschaft
In industriellem Auftrag
Modeling, kurz BIM. Hinter diesem Begriff
BIM-Prozesse und -Standards bei speziellen
verbirgt sich eine neuartige Arbeitsmethode:
Bauvorhaben an, entwickeln sie weiter und
Hygrothermische Berechnung
Konservatorische, Energie-
Gefördert durch die Fraunhofer-
Ein Datenmodell, das das gesamte Gebäude
evaluieren sie wissenschaftlich. So beispiels-
der erforderlichen Lüftung
und Raumklimaberatung für
Gesellschaft
umfasst und alle Informationen enthält – und
weise beim Neubau eines Bürogebäudes
zur Reduktion der Tauwasser-
den Neubau des historischen
zwar über den gesamten Lebenszyklus, also
von VW Financial Services in Braunschweig.
problematik
Archivs und der Kunst und
Bauphysikalische Begleit-
dämmungen
von der Planung und dem Bau über die
Dabei widmen sich die Wissenschaftler nicht
In industriellem Auftrag
Museumsbibliothek Köln
untersuchung – Innovatives
Gefördert durch das Bundesminis-
Nutzungsphase und Umbauten bis hin zum
nur technischen Aspekten und Fragen der
In öffentlichem Auftrag
Heizsystem in denkmalge-
terium für Wirtschaft und Energie
Abriss und Recycling. Doch während diese
Anwendungsmethodik, sondern auch der
Laboruntersuchungen
schützten Gebäuden
(BMWi)
Methode in den USA, in England oder Skan-
Arbeitsorganisation, der Vertragsgestaltung und
zum zeitlichen Verlauf der
Beispielhafte energetische
dinavien schon weit verbreitet sind, gibt es in
der Nutzerakzeptanz.
Oberflächenfeuchte nach
Sanierung der Kunsthalle
der deutschen Bau- und Immobilienwirtschaft
Betauung
Mannheim
noch einen großen Nachholbedarf. Denn das
In industriellem Auftrag
Gefördert durch das Bundesminis­
System löst eine ähnliche Revolution aus wie
terium für Wirtschaft und Energie
einst die Einführung von CAD-Methoden.
(BMWi)
Gefördert durch das Bundesinstitut
Pompeji Sustainable Preserva-
für Bau-, Stadt- und Raumfor-
tion Project
schung (BBSR) und Industriepartner
Energetische Untersuchungen
und Optimierung von Innen-
In industriellem Auftrag
93
PROJEKTÜBERSICHT
Fraunhofer-Zentrum für
Wissenschaftliche Begleitung
Masdar – Fraunhofer Facade
Untersuchungen zu
Validierung von Sanierungs-
INDIKAR – Interdisziplinäre
Modelle für das Energie-
Analyse von Bauprozessen
energetische Altbausanierung
der Modellvorhaben 2012
Test Center: Konzeption und
Strahlungsheizsystemen
maßnahmen in Bezug auf
Kabinen­architekturen
und Komfortmanagement
und Technologieentwicklung
und Denkmalpflege, Bene-
»Gebäudebestand (Energie­
Unterstützung bei Entwurf
hinsichtlich Behaglichkeit und
Energieeffizienz, Raumklima
Gefördert durch das Bundesminis-
in Nahverkehrsmitteln
für Qualitätsverbesserungen
diktbeuern
effizienz, Denkmalschutz)«
und Ausführung
Energieeffizienz
und Nutzerzufriedenheit
terium für Wirtschaft und Energie
In industriellem Auftrag
nachhaltiger Bauten
Gefördert von der Fraunhofer-
in der Umsetzungsphase
In industriellem Auftrag
In industriellem Auftrag
anhand von Monitoring
(BMWi)
Gesellschaft, der Bayerischen
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Landesstiftung, der Bayerischen
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Foshan sino-german
Experimentelle Untersuchun-
Sparkassenstiftung und
(BBSR)
industrial services zone:
gen von Strahlungstemperie-
Bauherrenbegleitung, Nach-
rung und Luftentfeuchtung
Industriepartnern
In industriellem Auftrag
Entwicklung und Simulation
In industriellem Auftrag
PROTEG – Produktionsop-
von klimatisierten Containern
BIMiD – BIM-Referenz-
Vergleich von Lüftungs-
timierende Technologien:
In industriellem Auftrag
Objekt in Deutschland – Ein
konzepten für Schulräume
Effiziente Belüftung und
Praxis-Modellprojekt für die
Energetische Sanierung von
haltigkeitsbewertung und
durch kalte, wasserüber-
mittels thermischer Gebäude-
Isolierung für verbesserte
Kriterien des nachhaltigen
deutsche Bau- und Immo­
Energetische und denkmal-
Gebäuden im Mehrheitsei-
Konzeption energieeffizienter
strömte Wandelemente
simulation
Cockpit-Klimatisierungskon-
Bauens zur Bewertung des
bilienindustrie
gerechte Instandsetzung der
gentum – Entwicklung von
Klimatisierungsstrategien
Gefördert durch die Fraunhofer-
In öffentlichem Auftrag
zepte
thermischen Raumklimas –
Gefördert durch das Bundesminis-
Alten Schäfflerei des Klosters
Umsetzungs-Werkzeugen
In industriellem Auftrag
Gesellschaft und Industriepartner
Gefördert durch das Bundesminis-
Weiterentwicklung des
terium für Wirtschaft und Energie
Benediktbeuern
Gefördert durch die Europäische
School of the future towards
terium für Wirtschaft und Energie
Bewertungswerkzeugs
(BMWi)
Bayerisches Landesamt für Denkmal-
Kommission
Entwicklung modularer
Entwicklung eines natürlichen
Zero Emission with High Per-
(BMWi)
Gefördert durch das Bundesinstitut
Bausysteme für den Büro und
Lüftungssystems für Hoch-
formance Indoor Invironment
Austausch und Wissen-
Gewerbebau
hausfassaden
Gefördert durch die Europäische
E-Komfort – Innovative
Modellhafte energetische
stransfer von modularen
In industriellem Auftrag
In industriellem Auftrag
Kommission
Klimatisierungs- und thermi-
Sanierung des Dach- und
Weiterbildungsangeboten im
Obergeschosses der Alten
Bereich Energieberatung auf
Effizienzsteigernde Oberflä-
Untersuchungen zur thermi-
Schäfflerei im Kloster Bene-
das europäische Ausland –
chen für raumlufttechnische
schen Behaglichkeit, Luftquali-
diktbeuern
Schwerpunkt Osteuropa
Anlagen
Gefördert durch die Deutsche
Gefördert durch die Deutsche
Gefördert durch die Fraunhofer-
Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Gesellschaft
In industriellem Auftrag
pflege, Kloster Benediktbeuern
für Bau-, Stadt- und Raumfor-
Energie Campus Nürnberg:
schung (BBSR) und Industriepartner
Building I – Systemintegration
effiziente Gebäude
sche Komfortkonzepte zur
Multi-Physics »Skalen-adaptive
Gefördert durch das Bayerische
Clean Sky – Eco-Design for
Optimierung der Reichweite
Simulationsplattform«
Staatsministerium für Wirtschaft
Systems (for Small Aircraft)
von Elektrofahrzeugen
Gefördert durch die Fraunhofer-
und Medien, Energie und
tät und Lüftungskonzept
Gefördert von der Europäischen
Gefördert durch das Bundesminis-
Gesellschaft
Technologie
von Bürogebäuden
Kommission
terium für Bildung und Forschung
(BMBF)
STELLA – Systeme und
EneffBIM – Planung, Auslegung und Betriebsoptimie-
EFFESUS – Energy Efficiency
Aufbau eines Bauinnovations-
Öko-innovative, sichere und
Entwicklung von Techno-
Technologien für das
Sensorik zur Messung der
rung von energieeffizienten
for EU Historic Districts
Zentrums in Brasilien –
energieeffiziente Wandele-
logien und Systemen zur
Energiemanagement in
thermischen Bedingungen in
Neu- und Bestandsbauten
Sustainability
strategische Entwicklung
mente und Materialien für
energieoptimierten und
leistungsoptimierten Luftfahr-
Fahrzeuginnenräumen
durch Modellierung und
Gefördert von der Europäischen
und Planung
ein gesundes Raumklima
zonalen Befeuchtung
zeugarchitekturen
In industriellem Auftrag
Simulation auf Basis von Bau-
Kommission
Im öffentlichen Auftrag
Gefördert durch die Europäische
Gefördert von der Fraunhofer-
Gefördert durch das Bundesminis-
Kommission
Gesellschaft
terium für Wirtschaft und Energie
Messungen zur thermischen
Gefördert durch das Bundesminis-
(BMWi)
Behaglichkeit in Kraftfahr-
terium für Wirtschaft und Energie
zeugen
(BMWi)
werkinformationsmodellen
In industriellem Auftrag
94 | R A U M K L I M A
95
ABTEILUNG
W I R E N T W I C K E L N I N Z U S A M M E N A R B E I T M I T V I S I O N Ä R E N I N D U S T R I E PA R T N E R N
UND ÖFFENTLICHEN INSTITUTIONEN VON FOSSILER ENERGIE UNABHÄNGIGE
GEBÄUDE UND SIEDLUNGEN MIT HOCHWERTIGEM NUTZUNGSAMBIENTE
WÄRMETECHNIK
Die Abteilung Wärmetechnik forscht und entwickelt im
Nicht zuletzt befasst sich die Abteilung mit der Gefahr
Bereich des energieeffizienten Wohnens, Arbeitens und Bau-
des Schimmelpilzwachstums im Rahmen energetischer
ens. So planen, betreuen und beurteilen die Wissenschaftler
Gebäudesanierungen.
Niedrigstenergie-, Nullemissions- und Plusenergiehäuser. Die
Entwicklungen schließen alle energierelevanten Technologien der
Die Wissenschaftler der Abteilung erstellen Bewertungs- und
Bau-, Wärme-, Kälte-, Lüftungs-, Klimatisierungs-, Beleuchtungs-
Berechnungswerkzeuge zur Beleuchtung in Gebäuden.
und Fördertechnik ein. Darüber hinaus werden in der Abteilung
Innovative Beleuchtungssystemlösungen für den Innen- und
Energieeffizienzkonzepte von Siedlungen bis hin zu ganzen
Außenraum werden entwickelt, Beratungen und Begutach-
Städten entwickelt. Die Forscher erarbeiten energetische Sanie-
tungen durchgeführt. Die Abteilung verfügt über diverse
rungskonzepte für Bestandsgebäude und setzen diese in bau-
einmalige lichttechnische Mess- und Prüfeinrichtungen.
praktische Lösungen um. Des Weiteren bearbeitet die Abteilung
Themenstellungen zur Stadtklimatologie, etwa die Vermeidung
In der Abteilung Wärmetechnik werden computergestützte
sogenannter Wärmeinseln in verdichteten Bebauungslagen
Planungsinstrumente und Informationssysteme für Endanwen-
und die ausreichende Tageslicht- und Frischluftversorgung in
der sowie Rechenkerne für Softwarehäuser entwickelt und ge-
Straßenschluchten, sowie zur Straßenbeleuchtung.
pflegt. Darüber hinaus koordiniert die Abteilung nationale und
internationale Demonstrations- und Normungsvorhaben sowie
In den Arbeitsgruppen werden dazu vor allem Bau- und
Richtlinienkomitees. Die Mitarbeiter konzipieren und betreuen
Fassadensysteme sowie Heizungs-, Lüftungs-, Solar-, Hybrid-,
nationale und internationale Studien und Transferprojekte der
Speicher- und Energieversorgungssysteme entwickelt und
Internationalen Energieagentur (IEA), der Europäischen Union
untersucht. Daneben erstellt die Abteilung Systemanalysen von
(EU), von Bund, Ländern und Kommunen sowie der Industrie.
Gebäuden und Wärmeversorgungssystemen und analysiert und
Fortbildungsseminare runden das Portfolio ab.
bewertet Energiepotenziale im Neubau und im Gebäudebestand.
Im Fokus stehen auch die Luftströmungen in Räumen und
großen Hallen und das Temperaturverhalten von Gebäuden
im Sommer.
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. Hans Erhorn
Telefon +49 711 970-3380
[email protected]
97
PROJEKTE
1
2
ENERGIEWENDE UND KLIMASCHUTZ
ENERGETISCHE GEBÄUDESANIERUNGEN SOLLEN STEUERLICH
GEFÖRDERT WERDEN, KFW-FÖRDERPROGRAMME AUFGESTOCKT
UND DAS EFFIZIENZHAUS PLUS IN DEN MARKT GEBRACHT
WERDEN – DIESE UND ANDERE WEITREICHENDE BESCHLÜSSE
FASSTE DAS BUNDESKABINETT ENDE 2014
Festgehalten wurden die Beschlüsse im »Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz NAPE« des
1 Bundeswirtschaftsminister
Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) und dem Aktionsprogramm »Klima-
Sigmar Gabriel und Bundesumwelt-
schutz 2020« des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit
ministerin Barbara Hendricks bei der
(BMUB). Beide Aktionspläne setzen auf einen intelligenten Mix aus Beraten und Informieren,
Präsentation der beiden Aktionsplä-
Fördern und Fordern. Das angestrebte Fördervolumen liegt im dreistelligen Millionenbereich pro
ne in der Bundespressekonferenz.
Jahr. Als Säulen für die nächsten Jahre werden in den Programmen explizit die Schwerpunkte
99
ENERGIEWENDE
»Effizienzhaus Plus« des BMUB und »Energieeffiziente Stadt – EnEff:Stadt« sowie »Energie-
102
U N D K L I M A S C H U T
Z
NETZWERKE LEBEN
105
POSITIV IM QUARTIER
effiziente Schule – EnEff:Schule« des BMWi genannt. Diese drei Schwerpunkte betreut die
Abteilung Wärmetechnik des Fraunhofer IBP für die Ministerien. Hierfür gilt es, die Kompetenz
und Marktführerschaft zu sichern und auszubauen.
102
LICHTLÖSUNGEN
FÜR GEBÄUDE­
99
TOWARDS 2020
SANIERUNGEN
100
103
E F F I Z I E N Z H A U S P L
US
101
ENERGETISCHE
101
103
SCHULEN
NEUE BLICKWINKEL
104
106
Q U A L I TÄT S S I C H E R U N G
UND NEUAUSGABE
mehr Infos zum Klima-
ABGESCHLOSSEN
schutzprogramm 2020
mehr Infos zum NAPE
TOWARDS 2020
KÜNSTLICHES
FENSTER SCHAFFT
K O N Z E P T- B E R AT E R
SCHULE ERLEBEN
FASSADENPLANUNG
SANIERUNG VON
DER ENERGIE-
105
107
P L AT T F O R M E N
SCHAFFEN
E U C O N C E R T E D A C T I O N N Z E B C O O R D I N AT O R
Ab 2021 sollen europaweit alle Neubauten Niedrigstenergiegebäude sein, für Neubauten der
2 Teilnehmer an der Concerted-
öffentlichen Hand gilt das gar schon ab 2019 – das fordert die EU-Gebäudeeffizienzrichtlinie. Doch
Action-Plattform beim Studieren von
VERSPRECHEN
wie definieren die einzelnen EU-Länder diese Niedrigstenergiegebäude, kurz NZEB genannt? Welche
Postern zur nationalen Definition von
GEHALTEN
politischen Programme haben sie? Den EU-weiten Informationsaustausch zwischen den Mitglieds-
Niedrigstenergiegebäuden.
staaten zu diesen Fragen koordiniert das Fraunhofer IBP im Auftrag des Bundesbauministeriums.
98 | W Ä R M E T E C H N I K
99
PROJEKTE
3
Das gemeinsame Begleitvorhaben zur nationalen Umsetzung der Gebäudeenergieeffizienzricht-
4
5
ENERGETISCHE SANIERUNG VON SCHULEN
linie EPBD bietet den EU-Mitgliedsstaaten eine Plattform zum Informationsaustausch. Dabei
geht es vor allem um die zahlreichen Anforderungen – seien es Energieausweise, heutige und
SCHOOL(S) OF THE FUTURE
künftige kostenoptimale energetische Mindestanforderungen an Neubauten und zu sanierende
Gebäude, Inspektionen von Heizungs- und Klimaanlagen und die Überwachung und Sanktio-
Den bewussten Umgang mit Energie in der Schule lernen und diesen mit nach Hause und in die
4 Das Solitude-Gymnasium in Stutt-
nierung der Vorgänge. In Meetings mit etwa 200 Ländervertretern finden Workshops, Präsen-
Gesellschaft tragen – das ist das Konzept des EU-Demonstrationsprojekts School of the Future,
gart ist eines der Demonstrationspro-
tation und Diskussionen statt. Definitionen, wie die des Niedrigstenergiehauses (NZEB), werden
das vom Fraunhofer IBP geleitet wird. Das Projekt setzt auf die gesammelten Erfahrungen im
jekte in School of the Future.
im Plenum diskutiert, Erfahrungen der Mitgliedsstaaten vorgestellt, begleitende Maßnahmen
BMWi-Programm EnEff:Schule auf. Vier Schulgebäude, je eines in Deutschland, Italien, Dänemark
wie Demonstrationsprogramme und finanzielle Anreize für Gebäudeeigentümer dargestellt
und Norwegen, wurden energetisch kostengünstig saniert. Das Ergebnis: Sie brauchen nur noch
und erste reale Umsetzungen des Gebäudeniveaus in Postern und Katalogen gesammelt. Die
ein Drittel der bisherigen Energie. Auch der Komfort in den Klassenzimmern verbessert sich durch
Ergebnisse der Arbeiten werden in Berichten zu den Kernthemen und in zusammengestellten
die Renovierung. Eine internationale Expertengruppe aus Forschern und Industriepartnern beriet
Länderberichten veröffentlicht. Dem Fraunhofer IBP ist für das Thema »Nearly Zero Energy
die lokalen Planungsteams. 2014 wurden die Sanierungsarbeiten fertiggestellt, es begann die
Buildings (NZEB)« die Verantwortung übertragen worden.
einjährige Evaluierungsphase.
EFFIZIENZHAUS PLUS
Derzeit erarbeiten die Forscher Trainingsprogramme für Schüler, Lehrer und Hausmeister. Diese
sollen ihnen die energetischen Sanierungsmaßnahmen näherbringen. Wie können sie selbst zu
weiteren Energieeinsparungen beitragen? Die Grundlage bildet ein Screening der energetischen
EIN NETZWERK MIT VIEL POWER
und wirtschaftlichen Potenziale der verschiedenen Sanierungstechnologien. Darauf aufbauend
entwickelten die Forscher ein Informationstool sowie Leitfäden zur Schulsanierung. Der Fokus
Die energetischen Anforderungen an Neubauten steigen stetig – etwa durch die EU-Gebäude­
liegt auf dem Innenraumkomfort, der Gebäudehülle und der anlagentechnischen Versorgung
effizienzrichtlinie, nach der ab 2019 bzw. 2021 alle Neubauten als Niedrigstenergiehäuser
bis hin zum Erreichen eines Plusenergiestandards bei Schulen.
errichtet werden müssen. Aber das ist nicht das »Ende der Fahnenstange« sondern stellt nur
einen Meilenstein auf dem Wege zum CO2-neutralen Gebäudebestand dar. Das Bundesbauministerium definierte daher 2011 den neuen Baustandard »Effizienzhaus Plus« – mit Unterstüt-
D E R E N E R G I E K O N Z E P T- B E R AT E R
zung des Fraunhofer IBP. Die zentrale Vorgabe: Die Energiebilanz soll positiv werden. Kurzum:
F Ü R S TA D T Q U A R T I E R E
Das Gebäude der Zukunft wird zum Kraftwerk und produziert Energieüberschüsse.
3 Entwicklung des energie-
Um den neuen Standard zu etablieren, baute die Bundesregierung das »Effizienzhaus Plus mit
Stadtplaner, Umweltbeauftragte, Investoren und Wohnungsbaugesellschaften erhalten Unter-
5 Screenshot aus dem Energie-
sparenden Bauens (Quelle:
Elektromobilität« in Berlin-Charlottenburg, das Einfamilienhaus mit Schaufensterfunktion wurde
stützung, wenn es um die energetische Planung und Sanierung von Stadtquartieren geht: mit
konzept-Berater für Stadtquartiere.
Fraunhofer IBP).
2011 vom Büro Werner Sobek errichtet und für 15 Monate von einer Familie getestet. Zwischen
dem IBP-Computertool »Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere«. Das Tool bietet Fallstudien
Juni 2013 und April 2014 informierten sich knapp 9000 Besucher vor Ort über das Bauen der
zu energieeffizienten Stadtteilen, Informationen zu einsetzbaren Technologien und die Mög-
Zukunft. Seit Juli 2014 bewohnt eine zweite Testfamilie das Haus. Das Fraunhofer IBP evaluiert
lichkeit, den Energieverbrauch eines Bestandsquartiers mit dem nationalen Durchschnitt eines
das Gebäude energetisch mithilfe eines umfangreichen Messprogramms. Wie markt- und praxis­
ähnlichen Quartiers zu vergleichen.
tauglich der Effizienzhaus Plus-Standard ist, wird zudem in einem Netzwerk von über 100 Partnern
aus Wirtschaft und Wissenschaft über Modellprojekte nachgewiesen: Bundesweit werden
Kernstück des Computerprogramms: Es bewertet den Energieverbrauch von Stadtquartieren
35 Effizienzhäuser Plus errichtet – in unterschiedlichster Form und Größe – und wissenschaftlich
rechnerisch, und zwar auf Basis der DIN V 18599. Wie viel Nutz-, End- und Primärenergiebedarf
begleitet. Das Fraunhofer IBP entwickelt und pflegt das schnell wachsende Netzwerk.
haben die einzelnen vorkonfigurierten Typgebäude, wie viel das Gesamtquartier? Wie effizient ist
die Energieversorgung? Mithilfe des Tools können die Anwender bereits in frühen Planungsphasen
100 | W Ä R M E T E C H N I K
101
PROJEKTE
6
7
8
9
energetische Potenziale bewerten und darauf basierend richtige Entscheidungen treffen. Das
Das Projekt IEA SHC Task 50: »Advanced Lighting Solutions for Retrofitting Buildings« der
7 Organisationsstruktur des
Computertool ist kostenfrei als Download verfügbar. Die deutsche Version wurde 2014 bereits
International Energy Agency (IEA) soll die Sanierung von Beleuchtungsanlagen im Nichtwohnbau
IEA SHC Task 50.
von 1350 Nutzern heruntergeladen, die internationale Version hat derzeit 700 Downloads.
nun voranbringen: Mit innovativen, praxisnahen Ansätzen, die sich auf viele typische bestehende
Auch innerhalb der Forschungsinitiative EnEff: Stadt des BMWi wird das Tool bei mehreren
Gebäuden anwenden lassen. Insgesamt 18 Partner aus 11 Ländern beteiligen sich an dem vom
Projekten eingesetzt, etwa in Berlin Adlershof und beim Neckarpark in Stuttgart.
BMWi geförderten Projekt, koordiniert wird es vom Fraunhofer IBP. Auch inhaltlich hat das Institut
für das Projekt viel zu bieten: Die Forscher entwickeln neue energieeffiziente LED-Systemlösungen
NETZWERKE LEBEN
sowie einen elektronischen Ratgeber für die Sanierung von Beleuchtungsanlagen, der auch auf
mobilen Plattformen wie Tablets eingesetzt werden kann. Die Anwender können den Ratgeber
also dort nutzen, wo sie ihn brauchen: direkt in den zu sanierenden Gebäuden.
B E G L E I T F O R S C H U N G E N E F F : S TA D T
Was können die Demonstrationsprojekte der Forschungsinitiative EnEff:Stadt des Bundesmi-
FASSADENPLANUNG
nisteriums für Wirtschaft und Energie voneinander lernen? Diese Frage zu beantworten, ist
ein IBP-Schwerpunkt innerhalb der Begleitforschung. In halbjährlichen Meetings stellen die
D A S TA G E S L I C H T O P T I M A L N U T Z E N
Projektleiter ihre Vorhaben vor und tauschen Informationen und Erfahrungen aus. Zudem
präsentieren die Mitarbeiter der Begleitforschung ihre Erkenntnisse. Mittlerweile – im siebten
Seien es Systeme zum Sonnen- und Blendschutz, Lichtlenkgläser oder Oberlichter – es gibt
8 Schema der Integration
Jahr der Initiative – hat sich ein Netzwerk aus Kommunen und Forschern gebildet. Einer
viele Möglichkeiten, das Tageslicht optimal zu nutzen. Doch die Unsicherheit bei den Planern
realer Produktdaten in Rechen-
der Schwerpunkte bei den Meetings im Jahr 2014 in Berlin: Welche Erfahrungen haben die
ist groß: Denn es mangelt an Systemdaten und geeigneter Beratungssoftware. Planerische
programme.
Teilnehmer in den Vorhaben mit den verschiedenen eingesetzten Technologien gemacht? Die
Fehlentscheidungen sind die Folge, viele Potenziale der Fassadenplanung liegen brach.
Basis dafür legte eine Auswertung des Fraunhofer IBP.
Ein Verbund-Forschungsvorhaben von Fraunhofer IBP und weiteren Forschungseinrichtungen
6 EnEff:Stadt-Kongress
Die Initiative vernetzt sich jedoch auch über die eigenen Projekte hinaus. In Praxisworkshops
und Industriepartner soll Abhilfe schaffen: Mit der kostenlosen Lichtplanungssoftware DIALux
2014 im Bundeswirtschafts-
diskutieren die Teilnehmer ausgesuchte Themen mit kommunalen Experten. Zusätzlich tauschen sie
können Planer künftig neben den Leuchten beliebiger Hersteller auch Fassadensysteme und
ministerium in Berlin.
sich mit ihren Kollegen der Forschungsinitiative »Energieoptimiertes Bauen« und weiterer, teilweise
Dachoberlichter in der Planung berücksichtigen. Kurzum: Die Planer können das verfügbare
internationaler Projekte aus. Der EnEff:Stadt-Kongress, der alle zwei Jahre stattfindet, ermöglicht es,
Tageslicht berechnen, unterschiedliche Systemausführungen direkt miteinander vergleichen
die Projekte und Ergebnisse der Forschungsinitiative in die Fachöffentlichkeit hinauszutragen.
und ergänzendes Kunstlicht optimal planen – und zwar auf einfache Art und Weise. Hersteller
dagegen erhalten die Gelegenheit, ihren Kunden die Vorteile ihrer Produkte deutlich zu
LICHTLÖSUNGEN FÜR
machen. Die Ergebnisse des Projekts, das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU)
gefördert wird, werden voraussichtlich im Herbst 2015 verfügbar sein.
GEBÄUDESANIERUNGEN
KÜNSTLICHES FENSTER SCHAFFT
Beleuchtung verbraucht recht viel Strom – ist für 19 Prozent des globalen Stromverbrauchs
verantwortlich. Künftig dürfte dieser Anteil sogar noch steigen, trotz LEDs und innovativer
NEUE BLICKWINKEL
9 Virtuelles Fenster zur
Lichtmanagement-Technologien. Der Grund: ein schnell wachsender Markt neuer Anwendungen,
102 | W Ä R M E T E C H N I K
während die Mehrheit der bestehenden Beleuchtungsanlagen älter als 25 Jahre ist. Obwohl
Wohnungen und Räume mit großen Fenstern haben ihren ganz eigenen Charme – denn Tages-
Durchführung von Untersu-
neue Lösungen mindestens dreimal effizienter sind und sich schnell amortisieren, ist die Sanie-
licht wird vom Nutzer deutlich angenehmer empfunden als das schönste Kunstlicht. In Räumen
chungen zur Lichtwirkung in
rungsquote von Beleuchtungsanlagen nach wie vor unverhältnismäßig niedrig.
oder fensterlosen Räumen wie in U-Bahnhöfen ist Tageslicht allerdings ein knappes oder gar
fensterlosen Umgebungen.
103
PROJEKTE
10
11
1 0 , 1 1 Südwestansicht des
nicht vorhandenes Gut. An der künstlichen Beleuchtung führt dort kein Weg vorbei. Doch wie
Plusenergie-Kinderhauses in
kann man Kunstlichtsysteme schaffen, die sich in Niveau, Verteilung und spektraler Zusammen-
Höhenkirchen-Siegertsbrunn.
setzung enger am Tageslicht orientieren? Licht, bei dem sich die Menschen wohler fühlen als
12
13
POSITIV IM QUARTIER
GWG-WOHNANLAGE BEZOGEN
bei bisherigen Kunstlichtlösungen und das sie beispielsweise weniger schnell ermüden lässt?
Unrenovierte Altbau-Blöcke aus den 50er-Jahren sind vergleichsweise unbeliebt: Die Grundrisse
Eine Möglichkeit sind künstliche Fenster, die auf effizienten, dynamisierbaren LED-
der Wohnungen entsprechen längst nicht mehr den Vorstellungen der Mieter, und energetisch
Beleuchtungssystemen beruhen und die einen »Blick« in die Natur erlauben. Welche Potenziale
sind die Häuser alles andere als effizient. So auch die vier Wohnblöcke der Münchner Wohnan-
1 2 Innenhof der energe-
diese Technik birgt, wollen Forscher des Fraunhofer IBP in einer neuen Versuchseinrichtung
lage Lilienhof. Die Wohnungsbaugesellschaft GWG entschied sich daher für eine grundlegende
tisch sanierten Wohnanlage
über Studien zur Nutzerakzeptanz klären. Inwieweit handelt es sich bereits heute um einen
Sanierung des gesamten Quartiers.
Lilienhof in München.
Die Versuchseinrichtung besteht aus drei großen Flachbildschirmen, auf die Bilder und Videos
Die GWG entwickelte zusammen mit den Wissenschaftlern des Fraunhofer IBP, den Ebert-In-
1 3 Ansicht der zur
gespielt werden können. Ein Ortungssystem erfasst, wo der Nutzer sich befindet, und passt die
genieuren und dem Architekturbüro Stocker ein Energiekonzept. Das Vorhaben wird über den
Straßenseite orientierten
projizierten Bilder entsprechend seiner Blickrichtung an.
Forschungsschwerpunkt EnEff:Stadt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fassade der Wohnanlage
gefördert. Das Ziel: Der Primärenergiebedarf für die Beheizung und Trinkwasser­erwärmung
Lilienhof in München.
nutzbaren Lösungsansatz für Innenräume? Welche weiteren Entwicklungen sind erforderlich?
V E R S P R E C H E N G E H A LT E N
sollte auf einen Wert gesenkt werden, der 50 Prozent unter den Neubauanforderungen gemäß
Energieeinsparverordnung 2009 liegt. Für die benötigte Restwärme setzen die Bauherren auf
erneuerbare Energien, sodass die Energieversorgung CO2-neutral ist.
K I N D E R G A R T E N E R F O L G R E I C H E VA L U I E R T
Mit Erfolg: Der vierte und letzte Bauabschnitt wurde im Sommer 2014 fertiggestellt und bezogen.
Ein besonders nachhaltiges Kinderhaus zu bauen, das war das Ziel der Gemeinde Höhenkirchen-
Das Vorhaben demonstriert, dass die Sanierung ganzer Quartiere möglich ist – mit einem qualitativ
Siegertsbrunn 50 Kilometer südlich von München. Das Gebäude sollte mehr Energie erzeugen,
hohen Wohnstandard und extrem niedrigen Energiebedarf für Heizung und Trinkwassererwärmung.
als es selbst verbraucht, und einen hohen thermischen Komfort aufweisen. Die Gemeinde
beauftragte daher das Fraunhofer IBP, ein innovatives Konzept zu entwickeln und darüber hinaus
SCHULE ERLEBEN
ein interdisziplinäres Team aus Architekten und Fachplanern bei der Realisierung zu begleiten.
Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des
Förderakzents EnEff:Schule gefördert.
M E S S D AT E N B A N K V O N M U S T E R S C H U L E N O N L I N E
Im August 2013 zogen Kinder und Betreuer in das Haus ein. Doch hält das Gebäude, was es ver-
Häuser mausern sich: Statt Energie zu verbrauchen, sollen sie welche erzeugen. Sie werden
spricht – erreicht es etwa das Ziel des Plusenergiehauses? Dies soll ein zweijähriges Validierungs-
damit zu Plusenergiehäusern. Dieser Trend geht auch an Schulen nicht vorbei. Das Ministerium
messprogramm zeigen, das zwei Monate nach dem Einzug startete. Die Ergebnisse: Bereits in der
für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat daher die Forschungsinitiative »Energieeffiziente Schu-
Zeit von Oktober 2013 bis Juni 2014 produzierte das Haus mit seiner Photovoltaikanlage mehr
len – EnEff:Schule« aufgelegt. Bestehende Schulgebäude sollen so saniert werden, dass sie das
Strom aus erneuerbarer Energie, als es selber verbrauchte. Kurzum: Es erreichte von Anfang an
energetische Niveau von 3-Liter-Haus-Schulen oder Plusenergieschulen erzielen – und zudem
den Standard eines Plusenergiehauses. Dafür sorgen unter anderem der gute Wärmeschutz, zwei
ein hohes Behaglichkeitsniveau erreichen.
Wärmepumpen, die das Grundwasser als Wärmequelle nutzen und es in den Räumen angenehm
warm werden lassen sowie eine Lüftungsanlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung, die
Doch werden die gesteckten Ziele erreicht? Forscher des Fraunhofer IBP erfassen gemeinsam
nur in der Heizperiode zum Einsatz kommt.
mit anderen Wissenschaftlern für die einzelnen Projekte Messdaten, um diese Frage zu beantworten. Eine Onlineplattform, die das IBP entwickelt hat, visualisiert die erfassten Daten:
So kann sich jeder ein Bild davon machen, wie sich die verschiedenen Energiekennwerte über
104 | W Ä R M E T E C H N I K
105
PROJEKTE
das Jahr hinweg ändern. Der aufkumulierte Gesamtverbrauch bietet insbesondere eine schnelle
P L AT T F O R M E N S C H A F F E N
und bequeme Übersicht: Es wird schnell sichtbar, ob tatsächlich ein Plus in der Gesamtbilanz
erreicht wurde. Die raumspezifischen Werte umfassen je nach Projekt eine Auswahl aus Raum-
B E T R E U U N G V I E L F Ä LT I G E R P R O J E K T S E R V E R
temperatur, Raumluftfeuchte und den Kohlendioxidgehalt der Raumluft.
Die Abteilung Wärmetechnik entwickelt und betreut in diversen Projekten spezielle
Q U A L I TÄT S S I C H E R U N G U N D
Projektserver. Im Folgenden sind die aktuellen Links zu diesen Servern dargestellt:
www.archiv.ensan.de
www.enper-exist.com
www.aivc.org
www.epbd-ca.eu
www.annex36.de
www.fassadentool.eu
www.annex46.de
www.ibp-18599.de
www.annex51.org
www.ibp18599kernel.de
Gebäude sollen energiesparender werden. Das rechtliche Fundament dafür bildet die Energie-
www.asiepi.eu
www.iea-adeline.de
einsparverordnung: Sie schreibt bautechnische Standardanforderungen vor, damit Wohnhäuser,
www.bestfacade.com
www.iee-cense.eu
Bürohäuser und Betriebsgebäude energieeffizient betrieben werden. Für die Überarbeitung
www.forschungsinitiative.de/
www.inive.org
dieser Energieeinsparverordnung haben die Forscher des Fraunhofer IBP neue Algorithmen in den
effizienzhaus-plus/modellvorhaben/netzwerk/
www.ittoolkitindia.com
Rechenkern ibp 18599kernel implementiert, die für die normierten Berechnungen nach DIN V
www.brita-in-pubs.eu
www.lowenergyapartments.eu
18599 ibp 18599kernel notwendig sind. Zuvor führten sie im Rahmen der 18599-Gütegemeinschaft
www.buildup.eu
www.maneg.de/index.php?id=1
intensive Vergleichsberechnungen durch. Die Gütegemeinschaft ist ein Zusammenschluss aller
www.effizienzhaus-plus-rechner.de
www.qualicheck-platform.eu
Hersteller bauphysikalischer Software zur DIN V 18599.
www.eneff-schule.de
www.school-of-the-future.eu
NEUAUSGABE ABGESCHLOSSEN
IBP: 18599 IN VERSION 4.0 VERÖFFENTLICHT
www.eneff-stadt.info
www.stuttgart.de/see
Anhand eines Ein- und eines Mehrfamiliengebäudes, die mit verschiedenen anlagentechnischen
www.enerkey.info
www.talisys.de
Konfigurationen versehen wurden, führten die Wissenschaftler Prüfrechnungen durch. Zudem
www.enerkey-adviser.info
www.um.baden-wuerttemberg.de/de/pilotpro-
zeigten diese Vergleichsrechnungen auf, welche Abschnitte in der Norm unklar formuliert sind.
www.eneveasy.info
jekt-energieeffiziente-energetisch-nachhaltige-
Diese Unklarheiten klärten die Forscher in enger Zusammenarbeit mit den Normungsverant-
www.enevnet.de
und-lernfoerderliche-schulgebaeudesanierung/
wortlichen, die die Klärungen anschließend in die Überarbeitung der Norm einbrachten. Somit
haben diese Vergleichsrechnungen beträchtlich zur Qualitätsverbesserung der Softwareprodukte
und zudem der Norm an sich beigetragen.
mehr Information
106 | W Ä R M E T E C H N I K
107
PROJEKTÜBERSICHT
EnEff-Stadt – Wissenschaftli-
Leitung des und Mitarbeit im
Leitung und Bearbeitung des
Messtechnische Bewertung
Messtechnische Bewertung
Plusenergie-Kinderhaus
Erstellung eines Sanierungs-
Wissenschaftliche Begleitung
che Begleitung der BMWi-För-
IEA SHC TASK 50: Advanced
EU FP 7 PPP EeB Demonstrati-
eines Effizienzhauses Plus in
eines Effizienzhauses Plus in
Höhenkirchen-Siegertsbrunn –
konzepts für Beleuchtungs-
des Vorhabens »Leucht-
deraktivität »Energieeffiziente
Lighting Solutions for
onsvorhabens »School of the
Holzfertigbauweise
Holzfertigbauweise
Wissenschaftliche Begleitung
anlagen des Firmengebäudes
turmsanierung Kunsthalle
Stadt«, Phase 3
Retrofitting Buildings
Future – Towards Zero Emis-
Im Auftrag von Bien Zenker AG,
Im Auftrag von Schwörer Haus KG,
des Vorhabens
eines Industriebetriebes durch
Mannheim«
Gefördert vom Bundesministerium
Gefördert vom Bundesministerium
sion with High Performance
gefördert durch das Bundesinstitut
gefördert durch das Bundesinstitut
Im Auftrag der Gemeinde
die Anwendung des EnBW-
Gefördert vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Indoor Environment«
für Bau-, Stadt- und Raumforschung
für Bau-, Stadt- und Raumforschung
Höhenkirchen-Siegertsbrunn;
Lichtexperten
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Gefördert von der Europäischen
(BBSR) (Plusenergiehäuser Köln)
(BBSR)
gefördert vom Bundesministerium
Im Auftrag der Fa. Marquardt,
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Rietheim-Weilheim
Messtechnische Bewertung
Messtechnische Bewertung
EnEff-Schule – Wissenschaftli-
Energieeffiziente, ener­getisch
ches Begleitforschungsprojekt
nachhaltige und lernförderliche
zum BMWi-Forschungs-
Sanierung von Schulgebäuden
RENEW SCHOOL – Sustainable
eines Effizienzhauses Plus in
eines Effizienzhauses Plus in
Entwicklung von
Erarbeitung eines Energie­
das Museum Mathildenhöhe,
schwerpunkt »Energieeffizien-
– wissenschaftlich-technische
school building renovation pro-
Holzfertigbauweise
Holzfertigbauweise
Plusenergiehaus-Konzepten
konzepts für den Neubau
Darmstadt
te Schulen« Phase 2
Begleitung eines Pilotvorha-
moting timber prefabrication,
Im Auftrag von FingerHaus GmbH,
Im Auftrag von WeberHaus GmbH
für Haussystemanbieter
einer städtischen Realschule
Im Auftrag des Hochbauamts der
Gefördert vom Bundesministerium
bens mit Transfer in die Praxis
indoor enviroment quality and
gefördert durch das Bundesinstitut
& Co. KG, gefördert durch das
Im industriellen Auftrag
in Memmingen
Stadt Darmstadt
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Im Auftrag des Ministeriums für
active use of renovables
für Bau-, Stadt- und Raumforschung
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und
Umwelt, Klima und Energiewirt-
Gefördert von der Europäischen
(BBSR)
Raumforschung (BBSR)
schaft Baden-Württemberg
Union
wasser zur Versorgung eines
Wissenschaftliche Begleitung
Ausstellungshallen der
Messtechnische Bewertung
Messtechnische energetische
Niedrigstenergiestadtquar-
bei der Planung und Realisie-
Mathildenhöhe
Effizienzhaus Plus I – Wissen-
Union
schaftliches Begleitforschungs-
Erarbeitung eines energetischen Sanierungskonzepts für
Im Auftrag der Stadt Memmingen
Nahwärme und -kälte aus Ab-
Energetische Sanierung
projekt zum Förderkonzept
Machbarkeitsstudie zur Erwei-
CO2-neutrale Energieversor-
eines Effizienzhauses Plus in
Validierung des BMVBS-Effizi-
tiers, modellhafte Umsetzung
rung einer Plusenergieschule
Im Auftrag der Wissenschaftsstadt
des Bundesministeriums für
terung des Förderkonzepts
gung der Wohnanlage Lilien-
Holzfertigbauweise
enzhauses Plus-Pilotgebäudes
im Neckarpark, Stuttgart
Im Auftrag der Landeshauptstadt
Darmstadt – Eigenbetrieb Kulturin­
Verkehr, Bau und Stadtent-
»Effizienzhaus Plus« des Bun-
straße Nord in München (im
Im Auftrag von Huf Haus GmbH
in Berlin
Im Auftrag der Landeshauptstadt
Stuttgart, gefördert vom Bundes-
stitute, gefördert von der Deut-
wicklung-BMVBS – Phase 1
desministeriums für Verkehr
Auftrag der Gemeinnützigen
& Co. KG, gefördert durch das
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Stuttgart
ministerium für Wirtschaft und
schen Stiftung Umwelt (DBU)
Im Auftrag des Bundesinstituts für
und digitale Infrastruktur auf
Wohnstätten- und Siedlungs-
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Bildungsgebäude (BMVI)
gesellschaft mbH [GWG])
Raumforschung (BBSR)
(BBSR)
(BBSR)
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Gefördert vom Bundesministerium
Auslandsvertretungen der
Erarbeitung eines energeti-
Untersuchungen
Bau-, Stadt- und Raumforschung
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Messtechnische Bewertung
Messtechnische und
Bundesrepublik Deutschland«
schen Sanierungskonzepts
Im Auftrag des Ingenieurbüros
Im Auftrag des Auswärtigen Amtes
für das Deutsche Schiffahrts-
Prof. Dr. Hauser GmbH
Effizienzhaus Plus II –Wissen-
eines Effizienzhauses Plus in
energetische Validierung des
Meßtechnische Validierung der
Holzfertigbauweise
Effizienzhauses Plus in Berlin
(BBSR)
schaftliches Begleitforschungs-
Energie (BMWi)
Leitfaden »Klimatisierung von
EnEV 2017 – Vorbereitende
museum Bremerhaven
projekt zum Förderkonzept
Aktualisierung der
CO2-neutralen Energieversor-
Im Auftrag von Luxhaus GmbH
Phase 2
Measurement campaign to
Im Auftrag des Deutschen Schiff­
des Bundesministeriums für
Broschüre »Wege zum
gung der Wohnanlage Lilien-
& Co. KG, gefördert durch das
Im Auftrag des Bundesinstituts für
validate the DAIKIN Net Zero
fahrtsmuseums Bremerhaven
Verkehr, Bau und Stadtent-
Effizienzhaus Plus«
straße Nord in München (im
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Energy Building Concept
wicklung-BMVBS – Phase 2
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Auftrag der Gemeinnützigen
Raumforschung (BBSR)
(BBSR)
Im Auftrag von Daikin Europe N. V.
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Wohnstätten- und Siedlungsge-
Bau-, Stadt- und Raumforschung
(BBSR)
sellschaft mbH [GWG])
(BBSR)
Gefördert vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
108 | W Ä R M E T E C H N I K
109
PROJEKTÜBERSICHT
Entwicklung und soft-
Mitarbeit und Teilprojektlei-
Untersuchungen zur
Qualitative und quantita-
Mitarbeit und Subtaskleitung
Entwicklung und Pflege einer
Pflege einer Bewertungs-
Mitarbeit in nationalen (DIN)
waretechnische Umsetzung
tung im EU-EIE-Projekt »Low
Auswirkung der veränderten
tive tageslichttechnische
im IEA-ECBCS-Annex 51:
Software zur DIN V 18599
software für Effizienzhäuser
und internationalen (CEN/
eines Anforderungskatalogs
Energy Retrofit for Multi-
Mindestanforderungen an
Fassadenplanung für die
Energy Efficient Commu-
und der EnEV 2009
Plus Wohngebäude mit
ISO/CIB) Normengremien und
an den energiesparenden
Occupancy Urban Housing«
den Primärenergiebedarf und
Beratungspraxis
nities: Case Studies and
Kooperation mit Fa. Heilmann Soft-
Informationsblatt für den
Richtlinienkomitees
Wärmeschutz von typischen
Gefördert durch die Europäische
die Wärmeschutzanforderun-
Gefördert von der Deutschen
Strategic Guidance for Urban
ware Gesellschaft für Informations-
Energieausweis
Institutionelle Förderung
Wohngebäuden zur Einhal-
Union
gen von 4 unterschiedlichen
Bundesstiftung Umwelt (DBU) und
Decision Makers
technologie mbH, Schwieberdingen
Institutionelle Förderung
Gebäudetypen durch die
diversen industriellen Partnern
Gefördert vom Bundesministerium
Weiterentwicklung, Pflege
Analyse der energetisch
Network for Information on
tung der Vorgaben der EnEV
Mitarbeit im »International
2009 und des EEWärmeG (im
Klimaschutz durch verbesser-
novellierte Energieeinsparver-
Auftrag des Wirtschaftsminis-
te Beleuchtungsplanung
ordnung 2014 auf die Festle-
Verbesserung des Klimaschut-
und Vertrieb des Lichtberech-
nachhaltigen Strategien von
Ventilation-INIVE«
teriums Baden-Württemberg)
Im Auftrag der Technischen
gungen im NEH-Beschluss
zes durch energieeffizientere
Mitarbeit und Teilprojektlei-
nungsprogramms ADELINE
Kopenhagen im Rahmen
Gefördert von diversen industriellen
Universität Berlin
Im Auftrag der Landeshauptstadt
Beleuchtungsanlagen
tung im Projekt »Operation,
Gefördert von über 40 industriellen
einer sektorenübergreifenden
Partnern und Planern
Stuttgart
Im Auftrag des Bundesministeriums
Maintenance, Improvement
Planungs- und Entwicklungspartnern
Studienreise
für Umwelt, Naturschutz, Bau und
and Promotion of the BUILD
Reaktorsicherheit (BMUB)
UP Interactive Web Portal
Weiterentwicklung und Pflege
Wissenstransfer im Bau-
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
wesen – Teilvorhaben:
Weiterentwicklung und
Transfer neuer Erkenntnisse
Pflege der elektronischen
Flächige Beleuchtungs- und
in die Normung zum energie-
Gebäude- und Anlagen-
Akustikbauteile für HIPIE
(BUILD UP+)«
des internetbasierten EnEV-
Analyse der energetisch
effizienten Bauen
Checkliste als Hilfsmittel für
Anwendungen
Arbeitshilfe für die öffentliche
Im Auftrag von INIVE, gefördert
net-Computerprogramms
nachhaltigen Strategien
Im Auftrag des VDI Technologie-
die Berechnung nach DIN V
Im industriellen Auftrag
Bauverwaltung bezüglich
von der Europäischen Union
Im industriellen Auftrag
von Berlin im Rahmen einer
Vorbereitung eines Beitrags
zentrums GmbH, gefördert vom
18599
sektorenübergreifenden
zur Mitarbeit im IEA BCS
Bundesministerium für Bildung und
Gefördert vom Bundesamt für Bau-
Tageslichtnutzung in Ge-
Erlasses »Vorgaben zur
Qualitätssicherung bei der
Pflege eines Assessmenttools
Studienreise
Annex 61: »Implementation
Forschung (BMBF)
wesen und Raumordnung (BBR)
bäuden IV: Energetisch und
Umsetzung einer modernen
Planung und Realisierung von
für die Bewertung von
Im industriellen Auftrag
energy strategies in commu-
ergonomisch optimierte neue
und energieeffizienten
energieeffizienten Gebäuden
öffentlichen Gebäuden zur
Teilprojektleitung im EU-EIE
Mitarbeit in der EU
Beleuchtungssysteme für
Beleuchtung«
Im Auftrag des Bundesinstituts für
internationalen Anwendung
Leitung des Normenaus-
Projekt »EPBD-Concerted
Cost optimum procedure
Sanierungen und Neubau
Im Auftrag des Bundesinstituts
Bau-, Stadt- und Raumforschung
Gefördert vom Bundesministerium
schusses »Energetische
Action III«
working group
Gefördert vom Bundesministerium
für Bau-, Stadt- und Raumfor-
(BBSR), gefördert von der Europäi-
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Bewertung von Gebäuden«
Durchführung von energie-
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Im Auftrag des Danish Building Re-
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
schung (BBSR)
schen Union) (IEE QualiCheck)
Institutionelle Förderung
technischen Informationsver-
Bau-, Stadt- und Raumforschung
search Institute (SBI)
der Umsetzung des BMVBS-
Mitarbeit in der Nationalen
Plattform Zukunftstadt
Institutionelle Förderung
nities«
Weiterentwicklung von Soft-
Institutionelle Förderung
anstaltungen
Entwicklung eines Energy
Mitarbeit im IEA SHC TASK
Entwicklung und Pflege eines
waretools zur Beschreibung
Mitarbeit im CEN Mandat
Entwicklung und Umsetzung
Labels für Dachoberlichter
47: Renovation of Non-
Rechenkerns zur DIN V 18599
innovativer Tageslicht-Systeme
M/480 zum EPBD recast
Im Auftrag der Europäischen Union
(BBSR), gefördert von der Europäischen Union
Im industriellen Auftrag
einer Energieeffizienz-
und einer zugehörigen
Residential Buildings towards
und der EnEV 2009 zur Imple-
Im Auftrag diverser Sonnenschutz-
Organisation und Durch-
Strategie für die Gesamtstadt
Ausstellungssoftware
Sustainable Standards
mentierung in kommerzielle
systemhersteller, gefördert vom Bun-
führung von Study Tours im
Stuttgart
Im Auftrag des FVLR – Fachverband
Gefördert vom Bundesministerium
Softwareoberflächen
desministerium für Wirtschaft und
Mitarbeit im CEN
Rahmen des EU-EIE-Projekts
Im Auftrag des Amts für Umwelt-
Tageslicht und Rauchschutz e. V.
für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Im industriellen Auftrag
Energie (BMWi)
Mandat M/480 zum
»EPBD-Concerted Action III«
schutz (AfU) der Landeshauptstadt
Im Auftrag des Bundesinstituts für
Stuttgart, gefördert vom Bundes-
DIN V 18599 Modul für ein
Bau-, Stadt- und Raumforschung
ministerium für Bildung und For-
Plusenergiehaus-Beratungstool
(BBSR), gefördert von der Europäi-
schung (BMBF)
Im industriellen Auftrag
Institutionelle Förderung
EPBD recast Phase 2
Im Auftrag der Europäischen Union
schen Union
110 | W Ä R M E T E C H N I K
111
GESCHÄFTSFELDER | MORGENSTADT
G E S C H Ä F T S F E L D E R | AV I AT I O N
LÖSUNGEN FÜR MEHR NACHHALTIGKEIT
IM LUFTFAHRTBEREICH – AVIATION
BALLUNGSGEBIETE DER ZUKUNFT –
INITIATIVE MORGENSTADT
Neben der Ökonomie in der Luftfahrtbranche sollen ökologische Aspekte noch stärker als
Stadtviertel versorgen sich selbst mit Strom und Wärme, Elektroautos dienen gleichzeitig als
Weitere Informationen:
bisher in den Vordergrund treten. Das Fraunhofer IBP arbeitet gemeinsam mit zahlreichen
Stromspeicher, intelligente Häuser bieten einen komfortablen und sicheren Lebensraum für
www.morgenstadt.de
weiteren Fraunhofer-Instituten sowie Industriepartnern intensiv an Lösungen für die Herausfor-
alle Generationen – das alles klingt zwar wie Zukunftsmusik, ließe sich jedoch technologisch
derungen, die diese »Ökolonomie« mit sich bringt.
meist bereits umsetzen. Dennoch gestaltet sich schwer, diese Technologien in den Alltag zu
integrieren. Es braucht konkrete Pilot- und Umsetzungsprojekte, soll dieser Sprung in die Praxis
Nach dem Abschluss der ersten Auflage der europäischen Technologieinitiative Clean Sky im Jahr
gelingen. In der Fraunhofer-Initiative »Morgenstadt« haben sich daher mehrere Fraunhofer-
2013, startete Mitte 2014 mit Clean Sky 2 der zweite Teil des europäischen Großforschungspro-
Institute zusammengeschlossen, geleitet wird das Vorhaben vom Fraunhofer IBP und vom
jekts, an dem auch das Fraunhofer IBP maßgeblich mitbeteiligt ist. Die Europäische Kommission
Fraunhofer IAO. Das Ziel: Es sollen nachhaltige Technologien und Systeme für die Städte der
wird gemeinsam mit der Industrie für Clean Sky 2 über sieben Jahre eine Gesamtsumme von
Zukunft entwickelt und in das neue Stadtmodell integriert werden. Kurzum: Die Forscher
knapp 4 Milliarden Euro aufbringen. Das Programm geht dabei Hand in Hand mit den Zielen
entwickeln in dem Verbundforschungsprojekt Innovationen für die Stadt von morgen.
des »Flightpath 2050« – ein Konzept der Europäischen Kommission, das eine hochrangige
Forschergruppe für Luftverkehr und Luftfahrt erarbeitet hat. Auch soll es die neue Agenda für
Der Bedarf für eine solche Forschung ist groß – schließlich sind Städte unsere zentralen
Strategische Forschung und Innovation des »Advisory Council for Aeronautics Research in Euro-
Lebensräume und wachsen ungebremst. Bereits jetzt leben über die Hälfte der sieben Milliarden
pe« (Acare) berücksichtigen. Weiterer Teil der Vereinbarung ist, Clean Sky 2 in das europäische
Weltbürger im urbanen Raum, bis zum Jahr 2050 wird die Zahl auf fast zehn Milliarden steigen.
Forschungs- und Innovationsprogramm »Horizon 2020 – A framework programme for research
Städte verbrauchen drei Viertel aller Ressourcen, stoßen dabei gigantische Wolken von Treibh-
and innovation« einzubetten. Dieses Programm läuft ebenfalls von 2014 bis 2020 und umfasst
ausgasen aus und produzieren Milliarden Tonnen von Müll.
ein Budget von circa 80 Milliarden Euro.
Diesen Negativtrends wollen die Forscher mit der Initiative Morgenstadt entgegenwirken. Im
Das Fraunhofer IBP erforscht in mehreren Labors, wie beispielsweise der weltweit einmaligen
Teilprojekt »Morgenstadt – City Insights«, kurz m:ci, analysierten und bewerteten sie zunächst
Testeinrichtung »Flight Test Facility« (FTF) oder dem thermischen Prüfstand »Ground Thermal
die sechs internationalen Vorreiterstädte Berlin, Freiburg, Kopenhagen, New York, Singapur
Test Bench«, das Kabinenklima, aber auch das Flugzeug als Gesamtsystem. Dabei werden zum
und Tokio – und überführten die Ergebnisse in das m:ci-Stadtsystemmodell. Damit konnten sie
Beispiel Cockpit, Passagierkabine, Avionik und Frachtraum unter energetischen Aspekten und
die Städte systematisch auf ihre Nachhaltigkeitsperformance hin überprüfen und individuelle
Nutzungsanforderungen betrachtet oder Untersuchungen, die dem Vergleich und der Optimie-
Roadmaps, Strategien und operative Projekte für eine nachhaltige Stadtentwicklung ableiten.
rung verschiedenster Avioniksysteme unter Realbedingungen im Labor dienen, durchgeführt.
Seit Januar 2014 läuft nun die Forschungsphase II des Projekts. Langfristiges Ziel ist es, gemein-
Um Planern und Designern einen leichteren und vor allem zeitigeren Zugang zu den Ökobilan-
sam mit Städten und Industriepartnern ganzheitliche Strategien und integrierte Lösungen zu
zen ihrer Flugzeuge zu geben, hat das Fraunhofer IBP gemeinsam mit seinen Projektpartnern im
erarbeiten und in der Praxis zu etablieren.
Rahmen von Clean Sky das eco DESIGN® Tool ENDAMI entwickelt. Der Abschluss des Projekts
erfolgte Ende Mai 2014.
112
113
FRAUNHOFER-ALLIANZ BAU
BÜNDELUNG DER FRAUNHOFER-BAUKOMPETENZ
FRAUNHOFERALLIANZ BAU
Die folgenden Vorträge drehten sich um die politischen
9. Oktober 2014: Fachveranstaltung »Baumaterialien der
Rahmenbedingungen, den Innovationsbedarf der Bauindustrie
Zukunft«, Fraunhofer-Zentrale, München
sowie ihr Image. So sollte die Bauwirtschaft im Sinne des
Mehr als zwei Drittel aller technischen Neuerungen hängen
Framing ihre Wortwahl überdenken: Vielfach beschreibt sie
direkt oder indirekt von den Eigenschaften der verwendeten
ihre Produkte mit Begriffen, die emotional negativ besetzt
Materialien ab – das ergab eine aktuelle Erhebung des
sind, etwa Nullenergie- oder Passivhaus, was ihrer Bedeutung
Bundesforschungsministeriums. Denn das moderne Bauwesen
nicht gerecht wird. Denn darin waren sich die Vortragenden
stellt hohe Anforderungen, was den Vorfertigungsgrad, die
einig: Die Bauwirtschaft spielt eine zentrale Rolle dabei, die
Ressourceneffizienz sowie die Verarbeitungsmöglichkeiten
Klimaschutzziele der Bundesregierung zu erreichen. Eine
angeht. Die Nachfrage nach neuartigen Verbundwerkstoffen
Schlüsselposition hat dabei die energetische Sanierung des
und Smart Materials ist daher hoch. Karbon ist einer dieser
Gebäudebestands. Sie darf jedoch nicht zu einer übermäßigen
Stoffe, die ganze Arbeitsgebiete revolutionieren könnten –
Mietpreissteigerung führen.
denn er ist leicht und gleichzeitig stabil. Weitere innovative
Die Bauindustrie sieht sich derzeit zahlreichen komplexen Problemstellungen gegenüber: Vielfach lassen sich die
Werkstoffe sowie deren Einsatzmöglichkeiten in der Bauwirt-
Antworten nur dann finden, wenn verschiedene Fachbereiche Hand in Hand arbeiten. Die Fraunhofer-Allianz Bau,
In diesem Zusammenhang wurde aufgezeigt, dass der Anstieg
schaft präsentierten Experten aus Industrie und Forschung
die 2008 gegründet wurde, führt daher die Ressourcen und Kompetenzen von 15 Fraunhofer-Instituten zum Thema
der Mietpreise nicht auf die Rohbaukosten, sondern auf die
auf der jährlichen Fachtagung der Fraunhofer-Allianz Bau.
Bau zusammen. Die leistungsstarke Forschungsgemeinschaft steht als zentraler Ansprechpartner für alle baurele-
hohen Energiepreise und die Immobilienspekulation zurück-
Die Veranstaltung fand im Oktober 2014 in der Zentrale der
vanten Fragestellungen innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft zur Verfügung – sei es für Baubranche oder die Poli-
zuführen sind. Diesen Entwicklungen kann man nur adäquat
Fraunhofer-Gesellschaft statt und wurde vom Bayerischen
tik. Die Aktivitäten der Fraunhofer-Allianz konzentrieren sich dabei auf acht Geschäftsfelder: Materialentwicklung,
begegnen, wenn das »Produkt« Gebäude stärker als Einheit
Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und
Bausysteme und Komponenten, Komfort und Gesundheit, Prozessoptimierung, Energie- und Ressourceneffizienz,
betrachtet und auch der Siedlungs- sowie der soziale Kontext
Technologie (StMWi) gefördert.
Gebäudetechnik, Sicherheit und die Betrachtung von Gebäuden im Quartierskontext.
mit einbezogen wird.
Eine Digitalisierung des Bauwesens – analog Industrie 4.0 –
würde es ermöglichen, die Bauprozesse, den Gebäudebetrieb
und den Rückbau zu optimieren. Vor diesem Hintergrund gewinnt das Building Information Modeling (BIM) an Bedeutung,
Bau-Forum Berlin
Am 2. Dezember 2014 initiierte sie dazu in Berlin ein Bau-
denn es begegnet den Herausforderungen der zersplitterten
Das deutsche Bauwesen steht aktuell vor großen Herausfor-
Forum. Der Einladung, sich als Referenten aktiv an der Diskus-
Prozesskette auf dem Bau. Information und Kommunikation
Ansprechpartner
derungen: Neue Wettbewerber drängen auf den Markt, der
sion zu beteiligen, folgten Heike Marcinek von der Deutschen
verbessern sich, die Verluste an den Schnittstellen sinken, neue
Jan Peter Hinrichs
Preisdruck steigt. Für bestehende Betriebe gilt es daher, ihr
Energie-Agentur, Heiko Stiepelmann vom Hauptverband der
wirtschaftliche Anreize werden gesetzt. Im Mittelpunkt dieses
M. Eng, Dipl.-Ing. (FH)
Produktportfolio zu erweitern und Nischensegmente auszu-
Deutschen Bauindustrie, Carsten Herlitz vom Bundesverband
ganzheitlichen Ansatzes sollten das Wohlbefinden und der
Geschäftsführer
bauen. Doch nur wenn Wirtschaft, Forschung und Politik gut
deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen sowie Frau
Komfort der Bewohner stehen. Noch haben kleine und mittel-
Fraunhofer-Allianz Bau
zusammenspielen, lassen sich vorhandene Potenziale ausschöp-
Bärbel Höhn vom Ausschuss für Umwelt, Naturschutz, Bau und
ständische Unternehmen jedoch vielfach Berührungsängste ge-
c/o Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
fen, nur dann kann man dem schwachen Marktwachstum der
Reaktorsicherheit des Deutschen Bundestages. Prof. Dr. Klaus
genüber dieser Softwarelösung. Sie gilt es abzubauen, soll BIM
Institutsteil Holzkirchen
am Bau Beteiligten entgegenwirken. Die Fraunhofer-Allianz Bau
Peter Sedlbauer vertrat die Fraunhofer-Allianz Bau. Prof. Dr.
sich in der Baubranche durchsetzen. Dafür sind die Vorteile der
Fraunhoferstraße 10
hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, hier eine Schnittstelle
Alexander Verl, Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft, eröffnete
Software deutlicher herauszuarbeiten und zu kommunizieren.
83626 Valley
zu bilden und den Dialog zu fördern.
die Veranstaltung und gab mit dem Brückenschlag von Industrie
4.0 zur Bauwirtschaft Impulse für die weitere Diskussion.
114
[email protected]
Aufgrund des guten Echos bei den etwa 50 Teilnehmern
Telefon +49 8024 643-600
strebt die Fraunhofer-Allianz Bau an, das Bau-Forum als
Fax +49 8024 643-366
jährlich stattfindende Veranstaltung zu verstetigen.
www.bau.fraunhofer.de
115
FRAUNHOFER-ZENTRUM
BAUTECHNIK ROSENHEIM
KOMPETENZEN FÜR DIE BAUTECHNIK
FRAUNHOFER-ZEN­
TRUM BAUTECHNIK
D A S F R A U N H O F E R - Z E N T R U M B A U T E C H N I K B Ü N D E LT D R E I
KOMPETENTE EINRICHTUNGEN IM BEREICH FORSCHUNG
1
UND ENTWICKLUNG FÜR DAS BAUWESEN:
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, die Hochschule Rosenheim und das Institut für Fenstertechnik (ift Rosenheim).
In Fragen der Bautechnik steht das Zentrum der Industrie als kompetenter wissenschaftlicher Partner für Forschungs-,
Entwicklungs- und Consultingprojekte zur Verfügung. Als weiteren Partner unterstützt das Fraunhofer IRB bei Veröffentlichungen und Verbreitung der wissenschaftlichen Erkenntnisse.
FUE-BEREICHE
PROJEKTE 2014
1 Visualisierung einer möglichen
Im Fokus steht die effiziente Gebäudehülle –
RiFaRe
Überdachung des Innenhofs der
vor allem im Hinblick auf aktuelle Themen
Entwicklung vorgefertigter, modularer Fassa-
Messe Bozen.
wie Energie- und Ressourceneffizienz,
densysteme für den italienischen Markt – in
nutzerorientierte Konzepte, Funktionalisierung
Kooperation mit dem Fraunhofer IEC in Bozen
und Konstruktion. Auch optimierte bauliche
Gesamtkonzepte sowie neuartige Bausyste-
Nexus
me, -komponenten und -prozesse erarbeiten
Analyse des Baubestands in Südostasien –
die Forscher im Zentrum kooperativ.
als Grundlage für kosteneffiziente und
klimatisch angepasste Neubau- und Sanierungsmaßnahmen
Bahnhof Luxemburg
Konzeptentwicklung: Wie lassen sich durch
ETFE-Folienkissen abrutschende Schneebretter
vermeiden?
Messe Bozen
Machbarkeitsstudie zur Überdachung des
Innenhofs der Messe Bozen
116
N A M E N , D AT E N , E R E I G N I S S E | D A S W I C H T I G S T E I N K Ü R Z E
NAMEN, DATEN, EREIGNISSE
DAS WICHTIGSTE IN KÜRZE
AUF LEITUNGSEBENE
119
AUF LEITUNGSEBENE
ABSCHIED IN DEN RUHESTAND
R U F V O N P R O F. D R . K L A U S P E T E R S E D L B A U E R
Abschied in den Ruhestand
Ruf von Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer an
Wie sich die Bauphysik in 41 Jahren von einer Unbekannten zur
die Technische Universität München
Innovationskraft entwickelte, schilderte Prof. Dr. Gerd Hauser in
Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer wurde von TU-Präsident Prof.
seiner Abschiedsvorlesung am 30. Januar 2014 im Audimax der
Dr. Wolfgang Herrmann an die Technische Universität München
Technischen Universität München.
berufen. Seit dem 1. April 2014 ist er der Inhaber des Lehrstuhls
A N D I E T E C H N I S C H E U N I V E R S I TÄT M Ü N C H E N
SEIT 85 JAHREN
120
für Bauphysik an der TU München.
EHRUNGEN UND AUSZEICHNUNGEN
F R A U N H O F E R - M E D A I L L E F Ü R P R O F. D R . G E R D H A U S E R
Gerd Hauser leistete während seiner beruflichen Laufbahn
MEHRFACHAUSZEICHNUNG FÜR KLIMABRUNNEN
wichtige Beiträge zur Energieeffizienz. Seine Entwicklung
In Personalunion ist Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer seit 1. April
» M O R G E N S TA D T « I S T A U S G E Z E I C H N E T E R O RT
des ersten Energiepasses zur Kennzeichnung von Gebäuden
zudem alleiniger Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik
SEIFRIZ-PREIS FÜR ZÜNDENDE IDEEN AUS HANDWERK UND WISSENSCHAFT
machte ihn in der Fachwelt als »Vater des Energieausweises«
IBP mit den Standorten Stuttgart, Holzkirchen, Kassel, Nürn-
I N N O VAT I O N S P R E I S F Ü R S C H A L L M A S K I E R E N D E B Ü R O L E U C H T E
bekannt. Er war Berater des Bundesbauministeriums und
berg und Rosenheim.
trieb sein Thema in zahlreichen Organisationen voran. Ohne
121
U N S E R E T O P V E R A N S TA LT U N G E N
Sanierung des Gebäudebestands ist die Energiewende nicht zu
Seit 85 Jahren
schaffen, ist seine Aussage.
Vor 85 Jahren wurde mit dem Institut für Schall- und Wärmetechnik der Grundstein des heutigen Fraunhofer-Instituts für
BAU CONGRESS CHINA
WUFI -SEMINAR IN CHINA
Als Aufgabe für die Zukunft sieht Gerd Hauser die Weiter­
Bauphysik IBP gelegt – mit dem Eintrag in das Vereinsregister
N AT I O N A L E P L AT T F O R M Z U K U N F T S S TA D T
entwicklung der Gebäude vom Energieerzeuger zum
am Amtsgericht Stuttgart am 4. Mai 1929, der am 12. Mai
W E LT L E I T M E S S E L I G H T + B U I L D I N G , F R A N K F U RT
Energiespeicher. Weiteres Potenzial für künftige Forschung und
rechtskräftig wurde.
®
Entwicklung erkennt er in einer Steigerung der Bauqualität,
122
ENGAGEMENT FÜR DEN FORSCHUNGSNACHWUCHS
kostengünstigen Sanierungstechniken mit leicht austauschbaren
Geheimrat Prof. Dr. phil. Dr.-Ing. E. h. Oskar Knoblauch und
Fassadenelementen und noch mehr Nachhaltigkeit.
seine Schüler – unter anderem Priv.-Doz. Dr.-Ing. Hermann Rei-
ASIAN EXCELLENCE TEAM
TA G D E R B A U P H Y S I K F Ü R S C H Ü L E R
123
124
118
her – wandten im Jahre 1908 die Methoden wissenschaftlicher
Synergien nutzen, die Bauphysik sichtbar machen und eine
Forschung erstmals auf Probleme des Wärme- und Schallschut-
verstärkte Internationalisierung waren einige der Ziele der
zes im Bauwesen an. Um die Erkenntnisse, die die Forscher im
Kooperation zwischen der TU München und Fraunhofer, die
Laboratorium für Technische Physik der Technischen Hochschule
WEITERE EREIGNISSE
Herr Hauser mehr als erfüllt habe, so Dekan Prof. Dr.-Ing.
München auf dem Gebiet der Wärme- und Schalltechnik
REAKKREDITIERTE PRÜFSTELLEN
Gerhard Müller. Dabei betonte der Dekan die Bedeutung der
gewonnen haben, möglichst gut in die Praxisanwendung zu
BRAND VERURSACHT SACHSCHADEN
Lehre im Wissenschaftsbereich. Es sei nicht zu unterschätzen,
überführen, sollte eine eng mit der Praxis verbundene Anstalt
dass zentrale Persönlichkeiten wie Hauser jungen Menschen
errichtet werden. Mit Unterstützung des Württembergischen
Wissen und gesellschaftliche Verantwortung vermitteln
Landesgewerbeamts, des Württembergischen Kultusministeri-
IM GEDENKEN
und eine Vorbildfunktion übernehmen würden. Mit dem
ums, der Technischen Hochschule Stuttgart sowie einer Reihe
N A C H R U F A U F P R O F. D R . R E R . N A T . H A B I L . F R I D O L I N P. M E C H E L
Stabwechsel an Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer hofft die
engagierter Persönlichkeiten und Firmen konnte im April 1929
Universität München auf eine Fortsetzung der erfolgreichen
das Institut für Schall- und Wärmetechnik gegründet werden,
Kooperation mit Fraunhofer.
das von einem gleichnamigen Förderverein unterstützt wurde.
119
EHRUNGEN UND AUSZEICHNUNGEN
Innovationspreis für schallmaskierende Büroleuchte
Die Leuchte überdeckt ablenkende Geräusche – man spricht
Der erste Innovationspreis 2014 des Fraunhofer-inHaus-
dabei auch von Maskierung – und hilft den Mitarbeitern auf
Zentrums ging an das Fraunhofer IBP mit seinem Forschungs-
diese Weise, sich besser auf ihre Arbeit konzentrieren zu
Fraunhofer-Medaille für Prof. Dr. Gerd Hauser
Morgenstadt. In dem interdisziplinären Projekt geht es darum,
partner Nimbus Group GmbH. Die Partner entwickelten
können. Die Jury kam zu dem Schluss, dass die schallmaskie-
Am 30. Januar 2014 gab Prof. Dr. Gerd Hauser seine
nachhaltige urbane Technologien und Systeme sowie neue
gemeinsam eine Leuchte, mit der lärmgeplagte Büromitarbei-
rende Arbeitsleuchte ein nachhaltiges und innovatives Beispiel
Abschiedsvorlesung – und erhielt bei diesem Anlass für seine
Perspektiven und Ansätze für Städte und Metropolen weltweit
ter störende Geräusche am Arbeitsplatz überdecken können.
erfolgreicher Entwicklungsarbeit ist. Die erstmalige Verleihung
Verdienste in der Fraunhofer-Gesellschaft die Fraunhofer-
zu entwickeln. Die Standortinitiative »Deutschland – Land der
Denn ständige Kommunikation ist in Mehrpersonenbüros
dieses Preises sollen die Forschungs- und Entwicklungsaktivitä-
Medaille. Denn als visionärer Forschungsmanager entspricht
Ideen« der Bundesregierung und des Bundesverbands der
an der Tagesordnung. Dabei erfordern viele Büroarbeiten ein
ten stärken und erfolgreiche Projekte würdigen.
Hauser dem Vorbild Joseph von Fraunhofer, der brillanter
Deutschen Industrie (BDI) sowie die Deutsche Bank würdigten
Mindestmaß an Ruhe und Konzentration.
Wissenschaftler, einfallsreicher Erfinder und praktischer
das Engagement zu Morgenstadt mit dem Preis »Ausgezeich-
Unternehmer war. Nach diesen Gesichtspunkten sei auch
nete Orte im Land der Ideen«.
U N S E R E T O P V E R A N S TA LT U N G E N
die Fraunhofer-Gesellschaft aufgebaut, würdigte FraunhoferVorstand Prof. Dr. Alfred Gossner die Verdienste von Hauser.
Seifriz-Preis für zündende Ideen aus
Handwerk und Wissenschaft
Mehrfachauszeichnung für Klimabrunnen
Wie lassen sich Schulen zukunftsweisend sanieren? Diese
BAU Congress China
China anzubieten sowie an einer chinesischen WUFI®-Version zu
Schwirren Pollen oder sonstige Verunreinigungen durch die Bü-
Frage hat das Fraunhofer IBP gemeinsam mit dem Amt für
Zu den Highlights 2014 zählte die Premiere des »BAU Congress
arbeiten. Neben der sprachlichen Übersetzung gilt es, vor allem
ros oder Wohnräume, ist dies für Allergiker vielfach eine Qual.
Umweltschutz mit einem Energiekonzept beantwortet. Auf
China« in Peking, bei dem sich die Fraunhofer-Allianz Bau als
zusammen mit den Kooperationspartnern, landesspezifische Kli-
Konventionelle Kühlsysteme wie luftumwälzende Klimaanlagen
den Berliner Energietagen zeichnete der Bundesminister für
Partner der Messe München International mit einer Sonderschau
ma- und Materialdaten in die WUFI®-Datenbank zu integrieren.
oder Kühldecken verbessern die Situation nicht gerade. Der
Wirtschaft und Energie, Sigmar Gabriel, das Projektteam
präsentierte. Unter dem Motto »Better Building – Better Life«
neuartige Klimabrunnen »Monotop Klimawand« der Firma
»Plus-Energieschule Stuttgart« dafür mit dem BMWi-Preis
zeigte das Fraunhofer IBP zusammen mit sieben Projektpartnern,
Nationale Plattform Zukunftsstadt
C+P Möbelsysteme schafft dagegen Abhilfe: Sein Wasserfilm
»Schule 2030 – Lernen mit Energie« aus.
wie sich die Bauqualität durch das Zusammenwirken von
Die Initiative »Nationale Plattform Zukunftsstadt« wird getragen
Planung, Produktentwicklung und Nachhaltigkeitszertifizierung
von den Bundesministerien für Bildung und Forschung (BMBF),
reinigt die Luft von den ungewünschten Bestandteilen und ist
nicht nur für Allergiker eine Wohltat. Kurzum: Die patentierte
Die Gründe für die Auszeichnung sind zahlreich: So konnten
steigern lässt. Die Zahl der Messebesucher und Kongressteilneh-
für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB),
Technologie kühlt Räume aller Art auf saubere, energiesparende
die Forscher beispielsweise bei der Plusenergieschule in
mer übertraf alle Erwartungen. So füllte sich auch das Plenum der
für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie für Verkehr und
und gesunde Weise. Nach der Auszeichnung als »Ort im
Stuttgart-Rot die Qualität der historischen Bausubstanz
Kongressveranstaltung bis zum letzten Stehplatz, als Dr. Künzel
digitale Infrastruktur (BMVI).
Land der Ideen« wurde der Klimabrunnen nun ein weiteres
erhalten. Insgesamt ermöglicht das Konzept, dass die Schulen
zum Thema »City of Tomorrow – Balancing comfort requirements
Mal prämiert: Auf der Messe INDEX in Dubai – internationale
sich selbst mit Energie versorgen und sogar einen Überschuss
and future energy supply« referierte.
Fachmesse für Möbel und Innenausstattung – gewann er den in
produzieren – sie werden also vom Energieverbraucher zum
der Möbelbranche begehrten Produkt-Award in der Kategorie
Erzeuger. Was den Wärmeschutz angeht, so setzen die Wis-
WUFI -Seminar in China
und Kommunen. In zwölf Workshops diskutierten sie, wie
Trennwandsysteme. Die prämierte Klimawand entstand in
senschaftler mit ihrem Konzept auf unterschiedliche innovative
Direkt im Anschluss an den »BAU Congress China« fand das
ihre Ideen für eine nachhaltige Stadt der Zukunft weiterent-
Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP.
Systeme, etwa eine Vakuum-Dämmung im Kellerdeckenbe-
erste ganztägige WUFI -Seminar in China statt. Der Einladung
wickelt werden können. Am 19. Februar 2015 wurden die
reich oder spezielle Materialien mit verbesserten Eigenschaf-
vom Kooperationspartner Tongji University in Shanghai folgten
Ergebnisse der »Nationalen Plattform Zukunftsstadt« an die
»Morgenstadt« ist ausgezeichneter Ort!
ten. Das hybride Lüftungskonzept sieht Fensterlüftung und
mehr als 20 ausgewählte Teilnehmer: Während der eintägigen
Bundesregierung übergeben – als strategische »Forschungs-
Stadtviertel, die Strom und Wärme selbst erzeugen, Elektroau-
unterstützende dezentrale Lüftungssysteme vor. Dafür sind
Veranstaltung lernten sie sowohl die theoretischen Grundlagen
und Innovationsagenda für die CO2-neutrale, energie- und
tos, die gleichzeitig als Stromspeicher dienen, und intelligente
beispielsweise in den Fenstern kleine Motoren integriert, die
als auch die Anwendung der Software für hygrothermische
ressourceneffiziente sowie klimaangepasste Stadt« – und
Häuser, in denen auch ältere Menschen bequem und sicher le-
diese in der Nacht öffnen.
Bauteilsimulation kennen. Die fachlich versierten Teilnehmer
veröffentlicht. Im gleichen Jahr greifen auch Veranstaltungen
diskutierten rege mit den Trainern. Dies ermutigte das
rund um das »Wissenschaftsjahr« das Thema der Zukunft
Entwicklerteam um Dr. Künzel, weitere WUFI®-Seminare in
unserer Städte auf.
ben können – all dies sind Beispiele der Zukunftsszenarien für
120
Zur Fachkonferenz am 30. September 2014 kamen weit
über 400 Teilnehmern aus Forschung, Wirtschaft, Städten
®
®
121
Weltleitmesse Light + Building, Frankfurt
Das Architekten Forum »Die Zukunft des Bauens – Effizienz-
Schülergerecht aufbereitet erhielten die jungen Menschen
Bilanzierung – und gab einen Überblick, welche Faktoren für
Als weltgrößte Messe für Licht und Gebäudetechnik zeigt die
haus Plus: Status Quo, Potentiale, Entwicklungen« verfolgten
Einblicke in die Bauphysik: Welchen Einfluss hat sie auf den Alltag
die Behaglichkeit im Klassenzimmer ausschlaggebend sind.
Light + Building Lösungen, die den Energieverbrauch eines
über 350 Teilnehmer mit großem Interesse. Koordiniert wurde
eines jeden? Wie beeinflusst etwa die Beleuchtung das Denken?
Ein weiterer wichtiger Programmpunkt: Die Besichtigung der
Gebäudes senken und zugleich den Wohnkomfort erhöhen Ganz
es von der Architektenkammer Hessen, dem Zentralverband
Der Beitrag »Nachhaltig leben« spannte den Bogen zwischen
Versuchseinrichtungen im Fraunhofer IBP, an dem sich die
im Zeichen der Weltleitmesse der weltgrößten Leistungsschau
der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Hand-
Bauphysik und Alltag mittels der Methode der Ganzheitlichen
Schülerinnen und Schüler interessiert und rege beteiligten.
für Licht, Elektrotechnik, Haus- und Gebäudeautomation sowie
werke (ZVEH) und der Informationsstelle Effizienzhaus Plus des
Software für das Bauwesen präsentierte das Fraunhofer IBP
Bundesbauministeriums (BMUB). Als erfolgreicher Schlusspunkt
sein gut aufgestelltes Portfolio speziell auf dem Themenfeld der
bot die vom Fraunhofer IBP organisierte Abschlussveranstal-
Lichttechnik. Das Fraunhofer IBP zeigte
tung der IEA-Arbeitsgruppe
Präsenz in mehreren Veranstaltungen
Task 47 »Renovation of Non-
der Messe. In Kooperation mit dem
Residential Buildings towards
Reakkreditierte Prüfstellen
Die Urkunden bestätigen: Die Prüflabors sind für die nächsten
Joint Research Center der EU richtete
Sustainable Standards« den
Das Fraunhofer IBP betreibt vier Prüflabors, die DIN EN ISO / ­
fünf Jahre flexibel akkreditiert.
das Institut die 8th International Con-
IEC 17025:2005 durch die Deutsche Akkreditierungsstelle
Teilnehmern aufschlussreiche
ference »Improving Energy Efficiency in
mehr Informationen
Commercial Buildings (IEECB’14)« aus.
Zukunftsstadt
Einblicke in die Fachthematik.
WEITERE EREIGNISSE
weitere Veranstaltungen
ENGAGEMENT FÜR DEN FORSCHUNGSNACHWUCHS
(DAkkS) akkreditiert sind. Turnusmäßig fand daher im Mai
Die Prüfstelle in Holzkirchen wurde erfolgreich um zwei neue
2014 das Reakkreditierungsaudit der DAkkS statt – in den
Prüfbereiche erweitert. Neu hinzugenommen wurden die
Labors für Bauakustik Schallimmissionsschutz, Feuerstätten
Geruchsuntersuchungen und die Umwelteigenschaften von
und Abgasanlagen, Wärmekennwerte sowie Feuchte, Mörtel,
Bauprodukten.
Strahlung, Emissionen.
Brand verursacht Sachschaden
Asian Excellence Team
Die Abteilung Hygrothermik erhofft sich durch das »Asian
Sieben asiatische Studenten und Gastwissenschaftler haben
Excellence Team« einen noch intensiveren Austausch mit der
sich im Dezember 2014 zum »Asian Excellence Team in Hygro-
Bauforschung in Fernost und sieht insbesondere in China
thermics« zusammengeschlossen. In ihren Abschlussarbeiten
einen chancenreichen Zukunftsmarkt.
und Dissertationen erforschen die Nachwuchswissenschaftler
Solche Akkreditierungen bieten eine Reihe von Vorteilen:
Am Abend des Aschermittwochs im Jahr 2014 verursachte ein
–– Sie steigern die Akzeptanz von Produkten und Dienstleis-
Brand im Analytik-Labor der Abteilung Bauchemie, Baubiologie,
tungen und erleichtern den Marktzugang bzw. ermöglichen
Hygiene am Fraunhofer IBP in Holzkirchen erheblichen
diesen erst.
Sachschaden; Menschen wurden zum Glück nicht verletzt.
–– Die Zertifikate, Inspektionen, Prüfungen oder Kalibrierungen
Glücklicherweise bemerkte ein Mitarbeiter, der abends noch
sind international vergleichbar und auf der ganzen Welt aner-
an seinem Schreibtisch arbeitete, einen orangefarbenen Schein
kannt. Dies vermeidet Kosten durch mehrfache Bewertungen.
am Nachthimmel und beim Blick aus dem Fenster bereits
Es gilt: Einmal geprüft, überall akzeptiert.
Flammen. Er alarmierte sofort die Feuerwehr, die 15 Minuten
vielseitige Aspekte zum klimaspezifischen und kulturell ange-
Tag der Bauphysik für Schüler
passten Bauen. So haben sie beispielsweise die Charakteristika
Der »Tag der Bauphysik« lockte 330 Schülerinnen und Schüler in
der unterschiedlichen Klimazonen in China systematisch
die Hörsäle an die Universität Stuttgart. Alle Teilnehmer kamen
analysiert und kategorisiert: Welche Anforderungen ergeben
aus baden-württembergischen Gymnasien und haben Physik
Dienstleister für die Konformitätsbewertung von Waren
zwei als Büro genutzte Räume im 1. Obergeschoss sind völlig
sich daraus für die hygrothermische Gebäudesimulation? Um
als Neigungs- oder Profilfach gewählt. Die Veranstaltung wird
und Dienstleistungen
ausgebrannt. Durch die Verteilung von Rauch und Ruß im
die Vorhersagen durch die hygrothermische Simulation noch
gemeinsam vom Stuttgarter Lehrstuhl und vom Fraunhofer IBP
auszuwählen.
gesamten Obergeschoss sowie durch das Löschwasser entstand
näher an die Realität zu bringen, integrierten die Forscher un-
organisiert und hat bereits Tradition: Zum 9. Mal widmet sie sich
ter anderem spezifische Simulationsmodelle und entwickelten
der wichtigen Zielgruppe der Schülerinnen und Schüler. Welche
Rechtssicherheit steigt
sich bislang nicht beziffern, der Wert aller beschädigten Geräte
ein praxistaugliches Modell zur Simulation der Hysterese bei
Berufsmöglichkeiten hätten sie, wenn sie den Studiengang Im-
aufgrund dokumen-
dürfte im 7-stelligen Bereich liegen. Als Brandursache werden
der Feuchtespeicherung von Baumaterialien.
mobilientechnik und Immobilienwirtschaft mit bauphysikalischer
tierter und nachvoll-
weitere Informationen zu unseren
Dachdeckerarbeiten am Übergang zum Chemie-Neubau ange-
Ausbildung absolvieren? Wie gestaltet sich die wissenschaftliche
ziehbarer Prüf- und
akkreditierten Prüfstellen
sehen. Wäre der Brand noch später am Abend ausgebrochen,
Forschung und bauphysikalische Lehre an einer Universität?
Managementprozesse.
–– Der Kompetenznachweis erleichtert es, einen passenden
–– Die internationale
später vor Ort war. Die Brandfläche ist vergleichsweise klein,
noch größerer Schaden. Die exakte Höhe des Schadens lässt
wäre er vermutlich länger unbemerkt geblieben und das ganze
Gebäude hätte zerstört werden können.
122
123
IM GEDENKEN
Nachruf auf Prof. Dr. rer. nat. habil. Fridolin P. Mechel
Der ehemaliger Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP, Prof. Dr. rer. nat. habil.
Fridolin P. Mechel, ist am 4. Mai 2014 im Alter von 84 Jahren verstorben.
Der am 16. April 1930 geborene Wissenschaftler übernahm 1977 die Institutsleitung des
Fraunhofer IBP von Prof. Dr. Karl Gösele und blieb in dieser Position bis zu seinem Ruhestand im
PARACELSUS ERKANNTE FÜR DIE MEDIZIN, DASS BEI
VIELEN STOFFEN DER UNTERSCHIED IN DER WIRKUNG ALS
GIFT ODER ALS HEILMITTEL IN DER DOSIERUNG LIEGT.
Jahr 1990. Während seiner Amtszeit konzipierte Fridolin P. Mechel das Institutszentrum Stuttgart und dessen bauphysikalisches Technikum mit aufwendigen bauakustischen Einrichtungen.
Auch nach seiner Verabschiedung in den Ruhestand 1990 blieb er dem Institut wissenschaftlich
ÄHNLICH ENTSCHEIDET BEI SCHALLABSORBERN DIE
RICHTIGE DIMENSIONIERUNG ÜBER DIE WIRKSAMKEIT.
verbunden und pflegte noch lange darüber hinaus persönliche Kontakte zu Mitarbeitern des
Fraunhofer IBP.
Fridolin P. Mechel
Fridolin P. Mechel forschte vor allem auf dem Gebiet der Akustik. Er veröffentlichte neben
zahlreichen Fachpublikationen das dreibändige Standardwerk »Schallabsorber«. 1997 wurde
Prof. Dr. Mechel mit der Helmholtz-Medaille für sein herausragendes Lebenswerk im Bereich
der Akustik ausgezeichnet.
Wir werden ihm ein ehrendes Andenken bewahren.
124
WISSENSCHAFTLICHES
PROFIL
STRUKTUREN,
AKTIVITÄTEN,
INSTRUMENTE
Mitarbeit in Ausschüssen und Gremien
Wissenschaftliche Vorträge
Das Fraunhofer IBP engagiert sich in zahlreichen nationalen
Die Vorträge der Wissenschaftler weisen eine große themati-
und internationalen Ausschüssen und Gremien. Die Mitarbeit
sche Bandbreite auf und spiegeln die vielfältigen Forschungs-
ermöglicht einen direkten Erfahrungs- und Informationsaus-
gebiete des Fraunhofer IBP wider.
tausch auf den relevanten Fachebenen.
A U F W I S S E N B A U E N I S T D A S L E I T M O T I V D E S F R A U N H O F E R I B P.
DER ERFOLG DER FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGSARBEITEN
B A S I E R T A U F V I E L S C H I C H T I G E N A K T I V I TÄT E N U N D I N S T R U M E N T E N , D I E G E Z I E LT D A S W I S S E N S C H A F T L I C H E F U N D A M E N T
DES INSTITUTS UNTERSTÜTZEN.
Vorträge
mehr Information
Publikationen
Lehrtätigkeiten
Das Publizieren von Forschungsergebnissen in der Wissen-
Im Zusammenspiel von Forschung und Lehre befruchten sich
schaft ist unverzichtbar. Das Fraunhofer IBP blickt auf eine
Spezielle Versuchseinrichtungen
Internationale Kooperationen
neueste Erkenntnisse aus der Wissenschaft und langjährige
Vielzahl von Veröffentlichungen in unterschiedlichen Diszipli-
Leistungsfähige Labore und teils einmalige Prüfeinrichtungen
Die internationale Zusammenarbeit in Wissenschaft und
Erfahrung in der Praxis wechselseitig. Die Lehrbeauftragten
nen im Berichtsjahr zurück. Das Wissen steht der Fachwelt, der
sowie das größte bekannte Freilandversuchsgelände am Standort
Forschung ist zentrales Instrument, die Leistungsfähigkeit der
vermitteln den Studierenden sowohl theoretische als auch pra-
Öffentlichkeit und allen Interessierten offen.
Holzkirchen ermöglichen die Erforschung eines breites Spektrums
wissenschaftlichen Disziplinen zu steigern. Das Fraunhofer IBP hat
xisbezogene Inhalte und sichern die hohe Qualität der Lehre.
von komplexen Forschungs- und Entwicklungsthemen. Moderne
zu vielen nationalen und internationalen Institutionen Vereinba-
Labormesstechnik und Berechnungsmethoden, Untersuchungen
rungen zur projektbezogenen Zusammenarbeit und verfolgt das
www.ibp.fraunhofer.de/de/ueber-uns/lehre/
in Modellräumen, im Prüffeld und am ausgeführten Objekt
Konzept von »strategischen Partnerschaften« weltweit.
lehrtaetigkeiten-und-vorlesungen.html
dienen der Erprobung von Komponenten und Gesamtsystemen.
Fachpublikationen
Bauphysikalische Software
mehr Information
mehr Information
Abschlussarbeiten und
Lehrtätigkeiten und
Die am Fraunhofer IBP entwickelten und/oder validierten
Dissertationen
Vorlesungen
Programme erlauben die Berechnung von Gebäude- und
Bauteilverhalten unter akustischen, feuchte-, licht- und
wärmetechnischen Aspekten.
126
mehr Informationen
127
GASTWISSENSCHAFTLER
Gastwissenschaftler aus vielen Ländern fanden auch im letzten Jahr ihren Weg ans Fraunhofer IBP. Die gezielte Zusammenarbeit
in unserem Netzwerk fördert den intensiven fachlichen Austausch, um gemeinsam nach neuen Lösungen zu suchen und Innovationen voranzutreiben. Beide Seiten profitieren davon und tragen zur Stärkung der internationalen Beziehungen bei.
GASTWISSENSCHAFTLER IN
IN DER ABTEILUNG BAUCHEMIE,
IN DER ABTEILUNG
DER ABTEILUNG AKUSTIK
BAUBIOLOGIE, HYGIENE
HYGROTHERMIK
Ana Petelj
Hyejin Jang
ZHANG Xiao Bo
1. Februar 2013 bis 31. Januar 2014
1. Dezember 2013 bis 31. Juli 2014
25. Oktober 2014 bis 24. Oktober 2015
Im Themenbereich Raumakustik und technischer Schallschutz;
Hyundai Motor Company, Korea
Doktorand, Tongji University Shanghai (China)
DBU; von der Universität Novi Sad (Serbien)
IN DER ABTEILUNG ENERGIESYSTEME
Sara Freitas
KUANG Wei, M. Eng
Manuel Andrés Chicote
Doktorandin in gemeinsamer Betreuung der Universidade de
20. Oktober 2013 bis 30. April 2015
15. September 2014 bis 14. Dezember 2014
Porto und des Fraunhofer IBP. Thema: Dachbegrünungen,
Im Themenbereich Musikalische Akustik, im Rahmen des
Universidad de Valladolid, Departamento de Ingeniería energé-
Einfluss auf Feuchteverhalten, Komfort und Energiebedarf in
Gastwissenschaftler-Programms DPP (Doctoral Promotion Pro-
tica y fluido-mecánica, Valladolid (Spanien)
Portugal
Selin Hülagü
Sughwan Kim
30. Juni 2014 bis 30. September 2014
1. Oktober 2014 bis voraussichtlich 2019
Cristina Zamorano Martinez, B. Tech.
Ege University, Faculty of Engineering, Civil Engineering,
Doktorand aus Seoul (Südkorea)
4. März 2014 bis 21. März 2014
Bornova, Izmir (Türkei)
im Rahmen des MOE-Austauschstipendienprogramms der
31. Mai 2014 bis 12. Jul 2014
gramme) der Chinese Academy of Science (CAS) Beijing, China
und der Fraunhofer-Gesellschaft, von der CAS Beijing (China)
Prof. Dr. Johannes Aschaber
Im Themenbereich Musikalische Akustik vom Erich-ThienhausInstitut (ETI). University of Music Detmold, Detmold (Germany)
Giorgio Lupato
1. März 2014 bis 30. September 2014
17. März 2014 bis 15. September 2014
Sabbatical-Semester in der Gruppe »Hygrothermische
Dr. rer. nat. Leonardo Mota de Oliveira
Università degli Studi di Padova, Master degree in Energy
Gebäudeanalyse«, Hochschule Rosenheim
16. Mai 2014 bis 6. Juni 2014
Engineering, Padua (Italien)
Ass. Prof. Mark Walter
Im Rahmen des DAAD/PROBRAL-Kooperationsprojekts
»Verbesserte photoakustische Verfahren und Sensoren und
Zahra Mehdipour
15. September 2014 bis voraussichtlich Juni 2015
deren Anwendung zur empfindlichen Detektion biologisch
1. Dezember 2012 bis 15. Februar 2014
Sabbatical in der Gruppe »Hygrothermische Gebäudeanalyse«,
relevanter Gase« von der Universidade Estadual do Norte
Master of Architecture, Teheran (Iran)
Ohio State University, Columbus / Ohio (USA)
Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) Campos dos Goytacazes / Rio de Janeiro (Brasilien)
Pietro Pagliaro
16. September 2014 bis 31. März 2015
Università degli Studi di Padova, Faculty Ingegneria Energetica,
Padua (Italien)
128
129
S TA N D O R T E | F R A U N H O F E R - E I N R I C H T U N G E N
FRAUNHOFERGESELLSCHAFT
DIE FRAUNHOFERGESELLSCHAFT
FORSCHEN FÜR DIE PRAXIS IST DIE ZENTRALE AUFGABE
D E R F R A U N H O F E R - G E S E L L S C H A F T. D I E 1 9 4 9 G E G R Ü N D E T E
F O R S C H U N G S O R G A N I S AT I O N B E T R E I B T A N W E N D U N G S O R I ENTIERTE FORSCHUNG ZUM NUTZEN DER WIRTSCHAFT UND
Z U M V O R T E I L D E R G E S E L L S C H A F T. V E R T R A G S PA R T N E R U N D
AUFTRAGGEBER SIND INDUSTRIE- UND DIENSTLEISTUNGSUNTERNEHMEN SOWIE DIE ÖFFENTLICHE HAND.
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit
Wirkung der angewandten Forschung geht über den direkten
66 Institute und Forschungseinrichtungen. Knapp 24 000
Nutzen für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder
Entwicklungsarbeit tragen die Fraunhofer-Institute zur
ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche
Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands und Europas
Forschungsvolumen von mehr als 2 Milliarden Euro. Davon
bei. Sie fördern Innovationen, stärken die technologische
fallen rund 1,7 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich
Leistungsfähigkeit, verbessern die Akzeptanz moderner
Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses Leistungsbereichs er-
Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung des dringend
wirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der
benötigten wissenschaftlich-technischen Nachwuchses.
Hamm
Soest
Industrie und mit öffentlich finanzierten Forschungsprojekten.
Knapp 30 Prozent werden von Bund und Ländern als Grund­
Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-
finanzierung beigesteuert, damit die Institute Problemlösungen
Gesellschaft die Möglichkeit zur fachlichen und persönlichen
entwickeln können, die erst in fünf oder zehn Jahren für
Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten,
Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.
an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft. Studierenden
eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und
Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungs-
Erfahrung an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs-
partnern und innovativen Unternehmen weltweit sorgen für
und Entwicklungschancen in Unternehmen.
einen direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und
zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.
Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten FraunhoferGesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer
Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung
(1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer
und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltech-
gleichermaßen erfolgreich.
nologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale
Rolle im Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die
130
www.fraunhofer.de
131
S TA N D O R T E D E S
FRAUNHOFER IBP
Mit den Grundsätzen der Bauphysik entstehen Bauten, die akustische und raumklimatische Behaglichkeit ausstrahlen,
Energie effizient nutzen und Kriterien der Nachhaltigkeit erfüllen. Bauphysikalische Erkenntnisse fließen inzwischen in
viele weitere Bereiche des Lebens ein. Das Fraunhofer IBP forscht neben den klassischen Themen wie Schutz vor Lärm,
Maßnahmen zur Energieeffizienz-Steigerung oder Aspekte der Bausubstanzerhaltung an einer großen Bandbreite von
B3
Ihringshäuse
Mönch
r.
str
.
ch
erStr
aß
e
Kassel
B 7/B 83
ma
traße
e
öh
sh e 1
of lm ini
nh ilhe n L
h
1
Ba -W ah
e
E- el b
e ini
IC ass ßen
itt L
K tra
tm ahn
d
S
a b
St en
ße
1
ab traß
ra
st
S
er
es
W
5
er
hu
horsts
Sc
Anfahrtsbeschreibung
ße
rt-
Schützenstr.
erstra
Ku
NUTZEN FÜR ALLE.
enbe
rg
str.
Holländischer
Regional-Bhf.
Platz
Kassel
»Kulturbahnhof«
Scham
U N D I N V I E L F Ä LT I G E R W E I S E A N G E W A N D T Z U M B R E I T E N
Universitätsstandort
Holländischer
Platz
Ku
rtWo
lte
rsStr
.
W
es
ers
t
lung anlagentechnischer Komponenten.
51
W
es
SCHAFT« GEBLIEBEN, SONDERN WIRKT IN VIELEN FÄLLEN
B2
Wolfhager Str.
Fu
burg
Energieverwendung und bündelt die Entwick-
Moritzstraße
ße
ra
lst
ta
a
ld
Ysen
Aktivitäten auf den Gebieten der rationellen
DIE BAUPHYSIK IST KEINE »ELFENBEINTURM-WISSEN-
83
KASSEL, NÜRNBERG UND ROSENHEIM IHRE EXPERTISE EIN.
Gottschalkstraße 28a
Fraunhofer-Institut
für Bauphysik IBP
B 7/B
Der Standort Kassel verstärkt die traditionellen
Mombachstraße
H
aße
e Str
F R A U N H O F E R I B P B R I N G E N I N S T U T T G A R T, H O L Z K I R C H E N ,
Halitplatz/PhilippScheidemann-Haus
disch
R U N D 3 0 0 M I TA R B E I T E R I N N E N U N D M I TA R B E I T E R D E S
n
Hollä
Standort Kassel
r Straße
zu gestalten, das Fliegen umweltfreundlicher zu machen oder das energetische Potenzial ganzer Städte auszuloten.
Gottschalkstraße
DIE STANDORTE DES
FRAUNHOFER-INSTITUTS FÜR
BAUPHYSIK IBP
Vorhaben mit hoher gesellschaftlicher Relevanz. So geht es beispielsweise darum, Schulen oder Arbeitsräume integral
A7
ße
tra
ner S
Dresd
Le
ipz
Platz der
Deutschen
Einheit
ige
rS
tr.
B
3
Kassel
tr.
ns
ilia
im
ax
M
B2
e
Ostendstraß
r Strasse
PassauerBa
straße
Hbf. U
se
as
r
lst B
4
ta
da
l
Fu
Ihringshäuse
Innenstadtgürtel
Süd
Moritzstrasse
tr.
ers
e
Fraunhofer Institute for
Building Physics IBP
er
ang
tzw
Ka
str
.
ße
Westendorfer Stra
Marienbe B 3
rger Str.
Hubertusstr.
tr.
ilia
ns
im
ax
erstr.
reuth
Leistungsspektrum des Instituts.
d
an
as
ss
tstangen
te
Bayernstrasse
133
B8
tr.
ra
St
p
au
H
Südwes
rS
sse
tra
ers
A 73
er
au
He
Ulmenstrasse
asse
e
sn
Bü
ss
ra
st
se
Nopitschstr
ner
nch
Mü se
s
Stra
lm
tr
ts
A 831
tow
B 14
Mü
Münchener Straße
Splittertorgraben
nch
Eberhardshof
ene
se
FrüSrtthra
FErnaze U
Ostendstras
eßreStr
nknes
aLss
pnesc
e
u
itp Fra
rghen
old
Passauerrset llw
stra uentorg
hnhofstr.
r. eg Bhf.
Ba
ra
ße
ben
strasse
Ros
enh
U Central
eim
Gießereistr.
station
Innenstadtgürtel
Rosenheim
B
4
Klepperstr.
Süd
Rothenburger
Strasse
Al
up
Exit
Stuttgart
Betontechnologie komplettieren das
Welserstrasse
Stadtpark Inn
str.
Von-der-Tann-Strasse
Ha
StuttgartVaihingen
interchange
und Hygiene sowie das Arbeitsgebiet
Rosenheim
2
Pillen
Exit
äts
Universität
rsitFraunhoferstraße
10
ive
Un asse83626 Valley
Str
Fraunhofer-Institut
für Bauphysik IBP
rasse
Nobelst
W
es
er
S
Allm
B8
Äußere
North
ßtrain
e
station
tra
M
B 14
Pfaffenwald-
alzb
ngurg
andri
Forschungsfelder Bauchemie, Baubiologie
Mug
herstr.
hofe gen- Wittelsbac
r Str.
Anfahrtsbeschreibung
45
/E
str.
ter
ss
ra
A 95
hS
Bauteile für Neu- und Bestandsbauten.
B
3
str.
St
Nobelstrasse 12
nac
innovative Baukonzepte und optimierte
Nutzungsbedingungen zu testen. Die
Nordring
König
S
Ring
Maßstab 1:1 unter realen Klima- und
A
Fraunhofer Institute for
Building Physics IBP
c/o Energie Campus Nürnberg,
Prin Erlanger
zStrasse
Auf AEG, Bau 16
reg
en
traße
KüpferlingsNordwestring
ten
s
73
Holzkirchen
Schattenring
Fürther Strasse 250
und
Zentrum Bautechnik am Standort Rosenheim
A
Büsnauer
B 13
Büsnau
A8
52
A9
S.
to West
city
cen
99
A
5
A9
entwickelt und konzipiert das Fraunhofer-
und Baustoffe sowie Anlagenkomponenten
tr.
Magstadter Strasse
h
nac g
er
rnb
nach Garmisch-P.
Möglichkeit, Baukonstruktionen, Bauteile
Sigm
A9
04
Mahdentalstrasse
S. Süd
to city center
Inn
B3
rs
Kaise
und dem Institut für Fenstertechnik (ift)
B4
Hauptbahnhof
au
Pass
B 7/B 83
nach
straße
Fraunhofer IBP, der Hochschule Rosenheim
seinen extremen Klimaverhältnissen die
Pürstling
lände am Standort Holzkirchen bietet mit
sse
A 94
Stuttgart-Vaihingen
S
6
tow
Kar ards
ls
Heil ruhe
bro ,
nn
In einer Kooperation zwischen dem
asse
München
99
erstra
A
burg
99
h
nac au
d
towards
Lin Leonberg
Das größte bekannte Freilandversuchsge-
orststr
A
Standort Rosenheim
.
er Str
t
Standort Holzkirchen
Nürnberg
Str.
W
es
dustrie bietet dabei ein Höchstmaß an Präsenz
Anfahrtsbeschreibung
Bayernstraße
University of
Nopitschstr
Wolfhager Str.
Ulmenstraße
aße Kassel
Holländischer
Platz
Holländischer
B8
Ku
Regional station
Platz
rtWo
Kassel
Südwes
lte
Schützenstr.
tstangen
“Kulturbahnhof”
r
tes-St
r.
Ku
Nürnberg
rtSc
hu
ma
e
ch
eröh
sh
p
o m
Str
st hel
ass
Adlerweg
in il
e
a
A7
tr -W 1
er
Hochschulstraße 1
E el y
nt
e
IC ass wa
c
asse
Fraunhofer-Zentrum Bautechnik
tr
y
K am
S
1
r
t
ne
ci ay
Tr
c/o Hochschule Rosenheim
Dresd
om w
se
fr am
1 Bhf.
as
r
r
T Hoch st
Rosenheim
r ulstr. Burgfriedstr.
Le
esch
ipz
Platz der
Hochschule
es
Kassel
ige
W
Deutschen
5
r S 14
Westendorfer Straße
tr.
Einheit
B7
Geschäftsstelle des
B Fraunhofer-Zentrums
83
A 49
Bautechnik
51
h
Scham
ar
hnhofstr.
B3
rgstr.
enbe
H
Rothenburger
Gottschalkstrasse
Straße 28a
Fraunhofer Institute for
Von-der-Tann-Straße
Building Physics IBP
Mönch
Halitplatz/PhilippScheidemann-Haus
hne
Gottschalkstrasse
str.
Pfaffenwaldße
tra
Fürth
er Str
aße
Fraue
llw
ntorg
eg
rabe
Mombachstrasse
n
nsc
Ysen
ers
moderate Kosten verursachen.
U
nke
ner
nch
Mü e
ß
Stra
Relevanz. Die Anbindung an die regionale In-
Fra
A 73
He
gerecht sind und bei geringem Energieeinsatz
B 14
Splittertorgraben
Eberhardshof
erstr.
von Vorhaben mit hoher gesellschaftlicher
Welserstraße
Stadtpark
reuth
Gesundheitsunterstützung aufweisen, alters-
Nord Bhf.
Pillen
Gebäude, die ein Maximum an Komfort und
Witterungsschutzes an einer großen Bandbreite
S
A9
1
oder Aspekten des Wärme-, Feuchte- und
/E
berg
tg
8
Sta
132
Nürnberg an ganzheitlichen Lösungen für
B
2
Ebers
St
ut
Holzkirchen
Lichttechnik, Nachhaltigkeit, Raumklima
3
45
Nordring
83
e
rg
nsbu
Rege
na
Anfahrtsbeschreibung
effiziente Gebäude« forscht am Standort
B8
B 7/B
ß
ra
nach
2
A
Akustik, Baubiologie und Hygiene, Energie und
e
aß
A9
h
nac berg
n
Nür
A 92
A9
ch
derte Arbeitsgruppe »Systemintegration
der jeweiligen Fachkompetenz.
tr
hen
klassischen bauphysikalischen Themen wie
A
Erlanger
Straße
Nordwestring
Mug
hofe genr Str.
asse
St
ts
ünc
A8
Eine an die Abteilung Raumklima angeglie-
he Str
ße
tra
er
au
sn
p
au
en
Bü
H
hM
ing
hS
c
na
e
A
A 831
Ausfahrt
Stuttgart
nac
ds
aß
1
an
tr
ts
nac
Heil h Karls
bro
r
nn uhe,
83
lm
up
Al
Ha
Autobahnkreuz
StuttgartVaihingen
Das Fraunhofer IBP forscht neben den
ndisc
raße
Nobelst
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
c/o Energie Campus Nürnberg,
Auf AEG, Bau 16
Hollä
Fraunhofer-Institut
für Bauphysik IBP
Ausfahrt
Universität
äts
rsit
ive
Un aße
r
St
ße
Stuttgart
S
ng
Fürther Straße 250
73
ra
Nobelstraße 12
Ring
andri
Allm
St
Anfahrtsbeschreibung
Schattenring
Standort Nürnberg
A
Büsnauer
Büsnau
Magstadter Straße
Standort Stuttgart
und
Mahdentalstraße
B 14
nach Leonberg
nach S. Süd
Zentrum
Sigm
Stuttgart-Vaihingen
B7
A 49
B4
na
c
Zen h S.
tru Wes
m
t
B 83
IMPRESSUM
Herausgeber
Redaktion
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart
Rita Schwab, Unternehmenskommunikation, Fraunhofer IBP
Institutsleitung
Texte
Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer
Christian Wetzel, Janine van Ackeren, Janis Eitner, Rita Schwab
Anschriften
Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, sowie
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Übersetzung nur mit schriftlicher Genehmigung der Redaktion.
Postfach 80 04 69, 70504 Stuttgart
Telefon +49 711 970-00
Gestaltung
[email protected]
Ansichtssache, München
www.ibp.fraunhofer.de
Bildquellen
Standort Holzkirchen
Carbon Composites/SGK Carbon Seite 72
Fraunhoferstraße 10, 83626 Valley
fotolia Seite 28, 64, 127, 128
Postfach 11 52, 83601 Holzkirchen
Gotland University Seite 89
Telefon +49 8024 643-0
handwerk magazin / Fotograf KD Busch Seite 12 links
iStockphoto Titel, Seite 10, 14, 16, 18, 31, 32, 34, 67, 70,
Standort Kassel
73, 81 rechts, 118
Gottschalkstraße 28a, 34127 Kassel
Krausmann et al. Seite 35
Telefon +49 561 804-1870
Roland Halbe Seite 132
T. Schäfer, PIA, Ffm Seite 66
Standort Nürnberg
U2 Sino-German Industrial Platform Seite 78
c/o Energie Campus Nürnberg
Fürther Straße 250, 90429 Nürnberg
Alle weiteren Abbildungen:
© Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Standort Rosenheim
Fraunhofer-Zentrum Bautechnik
Druck
Hochschulstraße 1, 83024 Rosenheim
Fraunhofer IRB, Stuttgart
Telefon +49 8031 805-2683
Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung
Wankelstraße 5, 70563 Stuttgart
Telefon +49 711 970-00
134
© Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart 2015

Atme dich gesund

WISSENSCHAFTLICHE/R MITARBEITER/-IN

Vorlage für 2-Seiter DIN A4 (Produktblatt )

P R E S S E M I T T E I L U N G

Schlaf-Home- Monitoring-Set

Flyer Talent-School 2015 - Fraunhofer

PDF - Wissenschaft im Dialog

Gesamtausgabe Forschung Kompakt April 2015

geräte der MYSMArtgrId

wetterdatenbasierte ana lyse und simulation für mehr