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

Im Rahmen des Vorhabens wird die dezentrale Einbindung von solarthermischen Anlagen in ein auf einem Blockheizkraftwerk (BHKW) basierenden Wärmeversorgungskonzept untersucht. Der Betrieb des BHKW wird dabei hinsichtlich bestmöglicher Interaktion mit dem Stromnetz und der Betrieb des Nahwärmenetzes hinsichtlich einer Minimierung der Verteilverluste optimiert. Zentraler Inhalt des Vorhabens ist es, Konzept und Betriebsführung in dem Demonstrationsvorhaben Freiburg-Gutleutmatten zu implementieren, zu überprüfen und daraus allgemeingültige Regeln für die langfristige Nutzung von Solarthermie in vergleichbaren Wohnquartieren, insbesondere vor dem Hintergrund einer sich massiv ändernden Energieversorgungsstruktur, abzuleiten. | Laufzeit: 06/2013 - 04/2018

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

Ziel des Projektes ist es neuartige Wärme- und Kälteerzeugungstechnologien sowie neue Lösungen zur Steigerung und Qualitätssicherung der Energieeffizienz und zur Integration erneuerbarer Energien in 3 Case Studies - in Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) und Industrie - zu demonstrieren. Es soll gezeigt werden, wie die einzelnen Sektoren Strom, Wärme und Kälte effizient gestaltet werden können und durch eine Verknüpfung das Potenzial zur Flexibilisierung in der Industrie und im GHD-Sektor gehoben werden kann. Hierfür werden Markt- und Betreibermodelle entwickelt, die die Schnittstellen der Sektoren adressieren und die Einbindung der GHD- und Industriebetriebe in die Energiewirtschaft schaffen. | Laufzeit: 10/2017 - 01/2021

Dieses Projekt baut auf den Erfolgen der ersten beiden Teilprojekte auf und zielt darauf ab, die „FFB Fab“ auszubauen. Ziel ist die Minimierung von Energie- und Ressourcenverbrauch, um eine nachhaltigere sowie wirtschaftlichere Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen in Europa zu ermöglichen. Die Forschung hat ergeben, dass etwa 80 % des Energieumsatzes in der Zellfertigung auf die Betriebskosten der Rein- und Trockenräume sowie der Elektrodenfertigung entfallen. Wir arbeiten an innovativen Ansätzen, die den CO2-Fußabdruck signifikant reduzieren. Dabei werden neueste Erkenntnisse in die gesamte Wertschöpfung integriert, um die Qualität zu erhöhen und Kosten zu senken. Begleiten Sie uns auf dem Weg zu einer effizienten und ressourcenschonenden Batteriezellproduktion | Laufzeit: 09/2022 - 08/2027

Im Teilprojekt HEAVEN des Projekt-Verbundes LowEx-Bestand wurden Wärmequellen für Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern im städtischen Umfeld mit wenigen dafür nutzbaren Umgebungsflächen adressiert. Es wurden die kombinierte Nutzung der Wärmequellen Außenluft und Erdreich entwickelt und untersucht. Des Weiteren wurden dezentrale Wohnraumlüftungen untersucht, denen eine Schlüsselrolle in der MFH-Sanierung zukommen kann. Insbesondere eine bedarfsgeführte Regelung verspricht erhebliche Energieeinsparpotenziale. Daher wurde die Regelung dieser Geräte optimiert und eine Methode zur Bewertung entwickelt. Die Anforderungen an die Geräte in Bezug auf deren Kompaktheit, Wärmerückgewinnung und Geräuschentwicklung steigen stetig, die technischen Eigenschaften eines Koaxial-Wärmeübertragers adressieren diese. | Laufzeit: 01/2018 - 12/2023

Trocknungsprozesse sind Bestandteil vieler Produktionsabläufe im Agrar- und Lebensmittelbereich. Übliche Trocknungsverfahren arbeiten in der Regel mit einem beheizten Luftstrom. Durch Wärmepumpen und der Nutzung von Sorptionstechnologie lässt sich der Trocknungseffekt optimieren. Daraus resultiert eine Reihe vorteilhafter Effekte. Die Reduktion der Prozesstemperatur ermöglicht einerseits eine vitaminerhaltende Trocknung und Erhöhung der Produktqualität hinsichtlich Bissfestigkeit und Farbe, andererseits einen energetisch effizienteren Trocknungsprozess. Die thermische Energie kann beispielsweise aus Solarkollektoren, aus Abwärme, oder auch aus einer solar gespeisten Wärmepumpe bezogen werden. Die Energieeffizienz der Trocknung soll so weit optimiert werden, dass die elektrische Energie für die Wärmepumpe und den Ventilator im Trockner über eine gekoppelte Photovoltaikanlage erzeugt werden kann. | Laufzeit: 11/2022 - 10/2024

Projekt im Geschäftsfeld: Energieeffiziente Gebäude, Thema: Lüftung, Klima, Kälte; Betriebsführung von Gebäuden; Wärmepumpen, Laufzeit: 03/2021 - 04/2025

Projekt im Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude, TestLab Solar Thermal Systems; Thema: Niedertemperatur-Solarthermie, Laufzeit: 4/2016 - 3/2019