Forschungsprojekte

Im EU-finanzierten Projekt »AI4Cities« kommen führende europäische Städte wie Amsterdam, Helsinki oder Stavanger zusammen, um gemeinsam nach Lösungen auf Basis künstlicher Intelligenz (KI) zur Dekarbonisierung im Bereich Mobilität und Energie zu suchen. Dabei ist Fernwärme für viele Städte eine zentrale Säule in ihrer Dekarbonisierungsstrategie. Durch eine kontinuierliche und automatisierte Überwachung der Fernwärmeübergabestationen kann ein energieeffizienter und wirtschaftlicher Betrieb der Fernwärmenetze gesichert werden. Mithilfe der Softwarelösung der Fa. Symvio, die im AI4CITIES Projekt gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE entwickelt wird, können Energieversorgungsunternehmen und Kunden wie technische Stadtverwaltungen den Betrieb ihrer Fernwärmeanschlüsse besser überwachen und optimieren und damit den Energieverbrauch reduzieren und CO2 einsparen. | Laufzeit: 04/2021 - 03/2022

Die Baubranche setzt sich seit mehreren Jahren mit dem Building Information Modeling (kurz BIM) auseinander. Während diese Methode in Architekturbüros vermehrt zur optimierten Planung eingesetzt wird, halten BIM-Methoden nur langsam Einzug in die Planung der technischen Gebäudeausrüstung (TGA), die Ausführung und in die Betriebsphase von Gebäuden. Das Forschungsprojekt »BUiLD-DIGITiZED« entwickelt BIM-Methoden für die Inbetriebnahme und betriebsbegleitende Optimierung von TGA-Anlagen und demonstriert diese an einem Niedrigstenergiegebäude. Damit gibt das Projekt einen Impuls zur breiten Anwendung von BIM-Methoden von der Entwurfsplanung über die Ausführung bis hin zur Inbetriebnahme. So können BIM-Methoden zielgerichtet genutzt werden, um Arbeitsplatzqualität und Energieeffizienz deutlich zu verbessern. | Laufzeit: 07/2020 - 06/2023

Kostenoptimierte Gebäude mit einem minimalen Energieverbrauch (Nahezu-Nullenergiegebäude) sind die Grundprinzipien der Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden der Europäischen Union (EU), die im Jahr 2010 überarbeitet wurde. Diese Grundprinzipien werden in den kommenden Jahren die zentralen Einflussfaktoren im Bausektor sein, da alle neuen Gebäude in der EU ab 2021 den Standard eines Nahezu-Nullenergiegebäudes erfüllen müssen. | Laufzeit: 09/2017 - 08/2020

Wärmeübertrager, die Metalldrahtgewebe als Übertragungsstruktur nutzen, zeigen in ersten Untersuchungen ein großes Potenzial zur Massenreduktion und Energieeinsparung. Im Verbundprojekt »EffiMet«, das über das »KMU-innovativ-Programm« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde, konnten gemeinsam mit den Partnern Visiotex GmbH, Hattler & Sohn GmbH und dem Fraunhofer IFAM Dresden die theoretischen Hintergründe untersucht sowie Wege zur technischen Umsetzung identifiziert und an exemplarischen Bauteilen realisiert werden. Die Ergebnisse von einem der umgesetzten Bauteile zeigen, dass bei gleicher energetischer Effizienz ca. 50 % Material in der Oberflächenvergrößerung eingespart werden können. Korrespondierend erhöht sich bei gleichem Materialaufwand die Energieeffizienz. | Laufzeit: 09/2011 - 08/2014

Immer mehr Verbrauchende und Investierende wünschen sich Heizungen, die sowohl nachhaltig als auch wirtschaftlich sind. Für die Bewertung der Technologien fehlt bislang eine technologieübergreifend einheitliche Daten- und Modellgrundlage. Diese ist für die Investitionsentscheidung der Verbraucher sowie eine nachhaltige Produktentwicklung durch die Hersteller und die optimale Kopplung verschiedener Wärmetechnologien unerlässlich. Das Projekt »Effizientes Heizen« will diese Lücke schließen und eine Methodik zur vergleichbaren ökologischen und wirtschaftlichen Bewertung verschiedener Heizungssysteme bereitstellen und geeignete Datenformate definieren. Zusätzlich werden Referenz-Heizsysteme und Szenarien für Einfamilien- und Mehrfamilienhäuser in verschiedenen Renovierungszuständen erarbeitet. | Laufzeit: 07/2022 - 12/2025

Im Verbundprojekt EnEff-BIM werden informationstechnische Methoden für die Planung, Auslegung und Betriebsführung von energieeffizienten Neu- und Bestandsbauten entwickelt, getestet und Fachplanern zugänglich gemacht. Die Modellierung, Simulation und Betriebsoptimierung erfolgt auf Basis offener digitaler Bauwerkinformationsmodelle (BIM). Ausgehend von einem digitalen 3D-Planungsmodell soll ein durchgängiger Datenaustausch erreicht werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer offenen Schnittstelle zur automatischen Generierung von Modelica-Teilmodellen aus BIM-Daten. Die zu entwickelnde Modelica Schnittstelle bietet ferner eine Grundlage für Lebenszykluskostenanalysen, die energetische Nachweisführung und Nachhaltigkeitszertifizierung von Gebäuden. | Laufzeit: 12/2013 - 11/ 2016

Der Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) der Bundesregierung liegt das Ziel zugrunde, den Gebäudebestand bis 2050 nahezu klimaneutral zu gestalten. Hierfür ist der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf durch eine Kombination aus Energieeinsparung und dem Einsatz erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2050 in der Größenordnung von 80 % gegenüber dem Jahr 2008 zu senken. Durch die beschleunigte Umsetzung von Innovationen, neuen Technologien und Konzepten kann diese ambitionierte Aufgabe gelingen, dabei gewinnt der Transfer von Erkenntnissen aus langjährigen Forschungsarbeiten zunehmend weiter an Bedeutung. Mit der Förderinitiative EnEff.Gebäude.2050 im Rahmen der ESG soll gezielt der Transfer von Forschungsergebnissen hin zur Breitenwirkung angestoßen und beschleunigt werden. Das Projekt begleitet diesen Transfer von der Forschung ins breite Feld. | Laufzeit: 7/2017 - 12/2020

Die Digitalisierung in der Bau- und Gebäudetechnik ist ein elementares Umsetzungsinstrument, um das Ziel der Energiewende zu erreichen. Mit dem Vorhaben »EnergieDigital« soll eine durchgängige und systematische Methode zur Verknüpfung und Integration der Domänen Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Gebäudebetrieb in Building Information Modelling (BIM) entwickelt werden, damit die gesetzte Energieeffizienz erzielt wird. Im Rahmen des Vorhabens sollen die erarbeiteten Lösungen im Planungsprozess und im Betrieb eines Plusenergiegebäudes in der Praxis demonstriert werden. | Laufzeit: 12/2018 - 11/2021

Rund 57% des Endenergiebedarfs Deutschlands entfällt auf Wärme, davon gut die Hälfte auf Raumwärme, knapp 40% auf Prozesswärme und knapp 10% auf Warmwasser. Rund 15% des Strombedarfs Deutschlands wird für Kälteprozesse – überwiegend in der Industrie – aufgewendet. Wärme- und Kälteanwendungen sind insofern maßgeblich an den energiebedingten Emissionen von Treibhausgasen beteiligt. Zentrale Fragestellungen unserer Analyse sind daher: Welcher Mix aus Verbrauchssenkung, Erhöhung der Effizienz der Wandlungsketten und Einsatz von erneuerbaren Energien ist sinnvoll, um die avisierten Klimaschutzziele für Wärme- und Kälteanwendungen zu erreichen? Und welche Bündel aus politischen Maßnahmen sind hierfür zielführend? | Laufzeit: 05/2010 – 10/2013

Eine wichtige zukünftige Anforderung an Gebäude wird sein, den Betrieb bzw. die Wärme- und Kälteversorgung netzdienlich zu gestalten. Diese Anforderung ergibt sich aus den derzeit stattfindenden drastischen Änderungen im deutschen Energiesystem: der steigende Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien führt zu starken zeitlichen Schwankungen in der Stromproduktion. Durch den Übergang zu einer zunehmend dezentralen Versorgung entstehen lokale bzw. regionale Differenzen zwischen Erzeugung und elektrischer Last, was erhöhte Anforderungen an die Stabilität der Stromnetze stellt. Ein Ansatz, um Differenzen zwischen Stromangebot und -nachfrage auszugleichen, liegt im Demand-Side-Management (DSM) um so den elektrischen Leistungsbedarf variabel gestalten zu können. | Laufzeit: 01/2016 - 12/2019