Forschungsprojekte

85 % des europäischen Gebäudebestands wurde vor 2001 gebaut und entspricht nicht den Niedrigenergiestandards. Um die notwendigen Klimaziele bis 2050 zu erreichen, muss Europa die Renovierungswelle beschleunigen! Für die Gebäudehülle werden im Projekt vier verschiedene Sanierungskonzepte am Beispiel von Demonstrationsgebäuden entwickelt, die auf die Bedürfnisse verschiedener Gebäudetypen, Klimazonen, sozialer Schichten und Nutzerpräferenzen abgestimmt sind. Sie können skaliert und an neue oder bestehende Gebäude in ganz Europa angepasst werden. Das Fraunhofer ISE beschäftigt sich hierbei mit der Integration von Lüftungsleitungen in die modularen, vorgehängten und hinterlüfteten Fassaden. Basierend auf den Erfahrungen aus der zunächst manuellen Planung in 3D-Gebäudemodellen wird anschließend eine Planungssoftware entwickelt, welche automatisiert die optimalen Routen für die Luftleitungen in der Dämmebene der Fassadenmodule ausgibt | Laufzeit: 10/2022 - 09/2026

Die Bauwerkintegrierte Photovoltaik, kurz: BIPV, ist eine Schlüsseltechnologie auf dem zukünftigen Energiemarkt. Solaraktive Flächen sind vorhanden, das Knowhow über die BIPV-Technologien ist jedoch noch wenig verbreitet und bei PlanerInnen in der Bevölkerung fehlt die Akzeptanz bzw. das Wissen, wie mit solaraktiven Modulen gebaut werden kann. Vier Projektpartner haben mit einem Forschungsprojekt zum Ziel, den Ausbau der bauwerkintegrierten Photovoltaik zu unterstützen und die gesellschaftliche Akzeptanz für das Planen und Bauen mit bauwerkintegrierten Solarmodulen zu fördern. Damit soll der Ausbau der Solarstromerzeugung am Gebäude mit integrierten Dachelementen und Fassadenbauteilen als Markt besser erschlossen werden. | Laufzeit: 07/2021 - 08/2023

Der überwiegende Anteil des Gebäudebestands in Deutschland ist energetisch sanierungsbedürftig – die jährliche Sanierungsrate beträgt dabei weniger als 1 %. Um die klimapolitischen Ziele im Baubereich dennoch zu erreichen, sind eine energetische Sanierungsrate von deutlich über 2% pro Jahr und eine schnelle Umstellung auf erneuerbare Energieträger im Gebäudebetrieb erforderlich. Zudem sind erhebliche Effizienzsteigerungen in der Fertigung notwendig. Das Fraunhofer Leitprojekt »Bau-DNS« zielt darauf ab, die Produktivität im Bauwesen, insbesondere in der Gebäudesanierung, deutlich zu steigern und gleichzeitig die Voraussetzungen für Kostensenkungen zu schaffen. Verfolgt werden drei parallel verlaufende Prozessstränge, die stark voneinander abhängig sind und daher gleichzeitig optimiert werden müssen: die durchgängige Datennutzung, die Gestaltung nachhaltiger Prozesse sowie die systemische Fertigung von Bauteilen. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2026

Im EU-Projekt »Construct PV« werden kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Das Projekt konzentriert sich auf BIPV-Anwendungen im opaken Bereich der Gebäudehülle. Bei den Entwicklungen wird Priorität auf hohen Ertrag, ansprechende Ästhetik und niedrige Kosten gelegt, wobei nicht nur die Herstellungskosten für die Module, sondern auch die Kosten für die Planung, Installation und den Betrieb berücksichtigt werden. Dabei wird insbesondere Wert darauf gelegt, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten [€/m2] amortisieren, die wegen der Integration der Funktion »Solarstromerzeugung« bei der Gebäudehülle anfallen. Im Projekt wurden mehrere Neuentwicklungen zum Patent angemeldet, in diesem Beitrag werden neu entwickelte BIPV-Schindeln und ihr erfolgsversprechendes elektrisches Verhalten unter klimatischer und mechanischer Lasten dargestellt. | Laufzeit: 02/2013 - 01/2018

Im EU-Projekt »Construct PV« werden kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Das Projekt konzentriert sich auf BIPV-Anwendungen im opaken Bereich der Gebäudehülle. Bei den Entwicklungen wird Priorität auf hohen Ertrag, ansprechende Ästhetik und niedrige Kosten gelegt. Dabei wird besonders Wert darauf gelegt, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten [€/m2] amortisieren, die wegen der Integration der Funktion »Solarstromerzeugung« bei der Gebäudehülle anfallen. Eine der Neuentwicklungen des Projekts ist das Konzept des Mosaikmoduls, das neue Freiheitsgrade für die gesamtheitliche Gestaltung der Fassade eröffnet und sich mit existierender Anlagentechnik herstellen lässt. | Laufzeit: Februar 2013 - Januar 2018

Mit dem Forschungsprojekt EQWIN-P soll das Preis-Leistungs-Verhältnis von energieeffizienten Gebäuden verbessert werden, indem der Automatisierungsgrad der Verarbeitung von Gebäudehülldaten erhöht wird. Bislang werden Gebäudehülldaten zwar innerhalb einer Softwareanwendung verarbeitet, aber meist sind die Daten zwischen verschiedenen Anwendungen nicht kompatibel. Sie müssen daher manuell oder in gebrochenen digitalen Ketten übertragen werden. Dies umfasst zahlreiche proprietäre Formate, die in Teilen auch nur in bestimmten Wissenskontexten interpretierbar sind. Außerdem erhalten viele hochkomplexe Messdaten erst durch Algorithmen einen planerischen Mehrwert, so dass es dringend erforderlich ist, relevante Methoden zur Bewertung von Gebäudehüllen dem breiten Markt möglichst einheitlich bereit zu stellen. | Laufzeit: 01/2023 - 06/2026

Im Verbundvorhaben »FIHLS« wurden haustechnische Komponenten für die einfache Integration in die Dämmebene der Gebäudehülle erforscht, entwickelt und angepasst. Der Fokus lag dabei auf der Sanierung von Wohngebäuden sowie auf der Minimierung der Eingriffe in die Gebäudesubstanz. In Verbindung mit Niedrigexergiesystemen zur Wärmeversorgung bietet sich so ein äußerst sinnvoller technischer Sanierungsansatz. Erforderlich ist hierfür die Entwicklung von minimalinvasiven Sanierungsmethoden mit der Integration von Heizungs- und Lüftungskomponenten in der Fassade, angepassten Heizflächen und auch die Integration dezentraler Wohnungslüftungssysteme. In diesem Projekt wurden neuartige Verteilsysteme in Kombination mit der Gebäudehüllensanierung untersucht, darunter Dämmelemente, Aufnahmeelemente für Fenster, zentrale- und dezentrale Lüftungsgeräte und Verteilsysteme in der Fassade. | Laufzeit: 06/2016 - 04/2020

In den nächsten Jahren sollen laut einer Prognose aus dem Jahr 2015 sollen rund 230.000 neue Wohnungen pro Jahr für das Bundesgebiet geschaffen werden und die Erfordernisse für die Gebäudehüllsanierung sind ungleich größer. Die Bevölkerungszahl Deutschlands steigt und die Wohnungsbautätigkeit wächst. Prognosen gehen davon aus, dass sich diese steigende Nachfrage in den nächsten Jahren stabilisieren wird. Gleichzeitig bietet die Klimapolitik, die die Reduktion von Energieimporten und Treibhausgasen verfolgt, wirtschaftliches Potenzial für Deutschland. Die beiden Projekte »Fenstermaschine« und «Fenstermaschine II« befassten sich, für typische Gebäude aus den 1950er- bis 1970er-Jahren, mit dem Thema eines beschleunigten, störungsminimierten Bauablaufs unter Integration von fenstertypischer Technik, aber auch mit der Integration von Gebäudetechnik in das Fensterelement. Ziel der Fenstermaschine ist ein industriell vorgefertigtes Komplettsystem für die Fenstermontage in der Sanierung wie auch im Neubau. Es beinhaltet alle umlaufenden Anschlussstellen rund um das Fenster, z.B. zwischen Fenster und Wärmedämmverbundsystemen (WDVS), Fenster und Bestandmauerwerk, Fenster und Rollladenkasten etc. Des Weiteren werden weitere Systeme in Modulbauweise in die Fenstermaschine integriert. | Laufzeit: 10/2013 - 09/2018

Das Projekt „LowEx:Bestandsgewerbebauten: Niedrig-Exergie Wärme- und Kälteversorgungskonzepte für Bestandsgewerbebauten“ gliedert sich ein in das Verbundvorhaben LowEx – Heizen und Kühlen mit Niedrig-Exergie. Das Projekt fokussiert auf die Entwicklung von Niedrigexergie-Heiz- und Kühlkonzepten und deren messtechnische Analyse für Bestandsgewerbebauten und liefert damit einen Beitrag zur Systemintegration von sogenannten LowEx-Komponenten im Bereich der Gebäudetechnik (z.B. reversible Wärmepumpe, Kaltwasserspeicher) und der Gebäudehülle (z.B. vorgefertigte Fassadenelemente). | Laufzeit: 01/2023 - 12/2026

Die von der Europäischen Kommission in der EU-Solarstrategie empfohlenen PV-Aufdach- und BIPV-Anlagen kommen immer häufiger zum Einsatz, weshalb Regeln für deren Umweltverträglichkeitsprüfung als notwendig erachtet werden. Die detaillierte Lebenszyklusanalyse ist derzeit jedoch nicht verfügbar und ist daher Gegenstand intensiver Forschung. Für EPDs (Umweltzeichen vom Typ 3) sind Neutralität und eine unabhängige Überprüfung eingehender umweltrelevanter Daten ein wichtiges Kriterium. Obwohl bereits PCR zur Erstellung von EPDs für PV-Module und PV-Systeme verfügbar sind, gibt es momentan keine derart umfassende PCR, die zu harmonisierten EPD-Ergebnissen für PV-Module als auch für PV-Aufdach- und BIPV-Systeme führt und zugleich standardisierte, sowohl produkt- als auch nutzungsspezifische Bewertungen ermöglicht. | Laufzeit: 06/2024 - 05/2026