Building Systems Technology

When it comes to building systems engineering, we take a holistic approach and deal with the following areas of work:

 

Building Energy Concepts

 

Analysis of the Building Stock

 

Heat Networks

 

Load Flexibilization in Buildings

 

Monitoring an Operational Analysis

In the field of building systems technology, we deal with the system integration of innovative heat and cold supply (conversion and transfer) and ventilation technologies in buildings and their interaction in districts. Integral planning, comprehensive quality assurance in implementation and effective operational analysis are the keys to energy performance throughout the lifecycle of buildings. Our focus is on "low-exergy systems", i.e. the use of environmental heat as a heat source (outside air, soil, water, solar radiation, waste heat) and the transfer of useful energy with small temperature differences. Heat pump systems (electrically or thermally driven) are a focus of technological realization, as well as grid-connected supply via fifth generation heating grids. The implementation takes place in both: new and existing buildings.

Fluctuating and decentralized energy generation requires increased coordination on the demand-side and the use of flexible operating options for load transfer. Currently, a large amount of new business models for Smart Homes and grid-supportive buildings are being developed: Energy management gateways are used for communication and control of different systems, sensors, meters, supply systems, controllable loads and feedback systems as well as for directed energy efficiency analysis and for optimizing grid operation.

Our range of services extends from planning support in the development of building and renovation concepts to monitoring and the development of optimized model-based operating strategies.

Selected Research Projects

 

LowEx-Stock Analysis

LowEx-Concepts for the Heat Supply of Existing Multi-Family Houses

 

SysWärme

Systemic Challenge of Heating Sector Transformation

 

EnWiSol

Solar Thermal Energy in the Municipal Energy Supply

 

Net-Zero Energy Building

Freiburg’s New City Hall Demonstration Building

Constanze Bongs

Contact Press / Media

Dr. Constanze Bongs

Building Systems Technology

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Phone +49 761 4588-5487

Peter Engelmann

Contact Press / Media

Dr. Peter Engelmann

Building Systems Technology

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Phone +49 761 4588-5129

Current Publications - Building Systems Technology:

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2021 Die Wärmewende im Gebäudesektor - Herausforderungen und Handlungsoptionen
Köhler, B.; Bürger, D.V.; Meyer, R.; Engelmann, P.; Sandrock, M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Heizungstechnologien im Gebäude: Ein Beitrag zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Klimawirksamkeit
Meyer, R.; Senkpiel, C.; Heilig, J.; Berneiser, J.; Fluri, V.; Gorbach, G.; Herkel, S.; Kost, C.
Studie
Study
2021 Pendellüfter: Aktuelle Forschung zu Luftaustausch und thermischem Wirkungsgrad
Auerswald, S.; Bongs, C.; Pflug, T.; Dinkel, A.; Devineni, R.; Bavia Bampi, B.
Vortrag
Presentation
2021 Systemische Herausforderung der Wärmewende. Abschlussbericht
Engelmann, P.; Köhler, B.; Meyer, R.; Dengler, J.; Herkel, S.; Kießling, L.; Quast, A.; Berneiser, J.; Bär, C.; Sterchele, P.; Heilig, J.; Bürger, V.; Braungardt, S.; Hesse, T.; Sandrock, M.; Maaß, C.; Strodel, N.; Steinbrenner, J.
Bericht
Report
2021 Maßnahmen und Instrumente für eine ambitionierte, klimafreundliche und sozialverträgliche Wärmewende im Gebäudesektor. Tl.2: Instrumentensteckbriefe für den Gebäudesektor
Meyer, R.; Berneiser, J.; Burkhardt, A.; Doderer, H.; Eickelmann, E.; Henger, R.; Köhler, B.; Sommer, S.; Yilmaz, Y.; Blesl, M.; Bürger, V.; Braungardt, S.; Herkel, S.
Bericht
Report
2021 A new retrofitting strategy for the improvement of indoor environment quality and energy efficiency in residential buildings in temperate climate using prefabricated elements
Pungercar, V.; Zhan, Q.; Xiao, Y.; Musso, F.; Dinkel, A.; Pflug, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Experimentelle Versuche zu Ver- und Enteisung am Luft/Sole-Wärmeübertrager
Metz, J.; Helling, T.; Günther, D.; Bongs, C.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Lösungsansätze für einen klimaneutralen Gebäudesektor
Henning, H.-M.
Vortrag
Presentation
2021 Ventilation Effectiveness of Alternating Façade-Integrated Ventilation Devices
Auerswald, S.; Hörberg, C.; Pflug, T.; Pfafferott, J.; Bongs, C.
Vortrag
Presentation
2021 Maßnahmen und Instrumente für eine ambitionierte, klimafreundliche und sozialverträgliche Wärmewende im Gebäudesektor. Tl.1: Analyse der Herausforderungen und Instrumente im Gebäudesektor
Berneiser, J.; Burkhardt, A.; Henger, R.; Köhler, B.; Meyer, R.; Sommer, S.; Yilmaz, Y.; Kost, C.; Herkel, S.
Bericht
Report
2021 Wärmepumpen in Bestandsgebäuden
Bongs, C.; Miara, M.; Günther, D.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Charakterisierung von Lüftungseffektivität und thermischer Effizienz von Pendellüftern
Auerswald, S.; Pflug, T.; Devineni, R.; Bavia Bampi, B.; Bongs, C.
Vortrag
Presentation
2021 A method of optimizing and spatially distributing heating systems by coupling an urban energy simulation platform and an energy system model
Steingrube, A.; Bao, K.; Wieland, S.; Lalama, A.; Kabiro, P.; Coors, V.; Schröter, B.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Systemic Challenges of Germany's Heat Transition - a Measure and Policy Roadmap for a Climate Neutral Building Stock
Köhler, B.; Bürger, V.; Meyer, R.; Engelmann, P.; Sterchele, P.; Heilig, J.; Berneiser, J.; Sandrock, M.; Braungardt, S.; Hesse, T.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Wärmewende im Kontext des integrierten Energiesystems
Henning, H.-M.
Vortrag
Presentation
2021 Klimapolitik für die Wärmewende. Handlungsoptionen für die neue Regierung
Henning, H.-M.
Vortrag
Presentation
2021 Optimierte Regelung von thermisch getriebenen Kühlsystemen - Simulation und Praxistest
Nienborg, B.; Singler, J.; Gührlich, D.; Dalibard, A.
Aufsatz in Buch
Book Article
2020 Solarthermiekosten senken
Kramer, W.; Keuper, A.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Schallimmissionen von Luftwärmepumpen. Methodik zur und erste Ergebnisse einer Langzeitmessung im Feld
Nienborg, B.; Oltersdorf, T.; Günther, D.; Henninger, S.; Müller, M.; Rollwage, C.
Vortrag
Presentation
2020 Basic concepts of PVT collector technologies, applications and markets
Lämmle, M.; Herrando, M.; Ryan, G.
Bericht
Report
2020 Smart Urban Energy Concept: Integration of Heat Pumps, PV, Cogeneration, and District Heating in Existing Multi-Family Buildings
Lämmle, M.; Hess, S.; Herkel, S.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Wie geht es weiter mit privaten PV-Anlagen nach Auslaufen des EEG-Förderzeitraumes
Berneiser, J.; Gölz, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Measurement Results of a District Heating System with Decentralized Incorporated Solar Thermal Energy for an Energy, Cost Effective and Electricity Grid Favorable Intermitting Operation
Oliva, A.; Kim, Y.; Lämmle, M.; Herkel, S.; Ripka, A.; Gebele, C.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Campusweites Kältenetz für Höhere Effizienz und Netzdienlichkeit
Nienborg, B.; Notheis, M.; Kurzlechner, P.; Seiz, J.; Engelmann, P.
Vortrag
Presentation
2020 Systemische Herausforderung der Wärmewende - Roadmap Wärmewende
Köhler, B.; Engelmann, P.; Bürger, V.; Sandrock, M.
Vortrag
Presentation
2020 A Hybrid Method for an Integral Function Description of Building Services
Ihlenburg, M.; Rist, T.; Benndorf, G.A.; Réhault, N.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Comfort-oriented Control Strategies for Decentralized Ventilation Using Co-Simulation
Carbonare, N.; Pflug, T.; Bongs, C.; Wagner, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Effizientere solarthermische Heizungsanlagen durch Künstliche Intelligenz (KI)
Kramer, W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Analysis and Cross-Comparison of Business Models for nearly Zero-Energy Buildings in Europe
Köhler, B.; Quast, A.; Dinkel, A.; Andaloro, A.; Knotzer, A.
Vortrag
Presentation
2019 TEWISol - Technisch-wirtschaftliche Optimierung von solarthermischen Kombianlagen. Gesamtvorhabe. Abschlussbericht
Oliva, A.; Schneeweis, J.; Kramer, W.; Tönnes, C.; Dölle, C.; Schuh, G.
Bericht
Report
2019 Characterization and Assessment of a Novel Plate and Frame MD Module for Single Pass Wastewater Concentration-FEED Gap Air Gap Membrane Distillation
Schwantes, Rebecca; Seger, Jakob; Bauer, Lorenz; Winter, Daniel; Hogen, Tobias; Koschikowski, Joachim; Geißen, Sven-Uwe
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Life Cycle Cost Reduction and Market Acceleration for New Nearly Zero-energy Buildings
Weiß, T.; Pernetti, R.; Garzia, F.; Köhler, B.; Stobbe, M.; Meier, K.; Berggren, B.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Messtechnische Analysen aus der Inbetriebnahme der dezentral eingebunden Solarthermieanlagen im Demonstrationsvorhaben Freiburg-Gutleutmatten
Oliva, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Model-Predictive Control for Testing Energy Flexible Heat Pump Operation within a Hardware-in-the-Loop Setting
Frison, L.; Kleinstück, M.; Engelmann, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 EnWiSol. Solarthermie in der städtischen Energieversorgung - Energiewirtschaftliche Analyse und Demonstrationsvorhaben "Freiburg-Gutleutmatten". Gesamtvorhaben
Oliva, A.; Herkel, S.; Elci, M.; Helmling, S.; Wappler, J.; Ripka, A.
Bericht
Report
2019 Behaglichkeit und Co-Benefits von Nullenergiegebäuden - eine Lebenszyklusbetrachtung. Erste Ansätze zur monetären Quantifizierung von Co-Benefits
Köhler, B.; Berggren, B.; Togerö, Å.
Vortrag
Presentation
2019 D5.2: Existing nZEB Business Models
Dinkel, A.; Köhler, B.; Quast, A.; Kießling, L.; Andaloro, A.; Köhler, G.; Stöcker, T.; Foletti, C.; Matricardi, F.; Torriglia, D.; Knotzer, A.
Bericht
Report
2019 D4.3: Energy flexible building managing models
Köhler, B.; Knotzer, A.; Pernetti, R.
Bericht
Report
2019 Ermittlung des Treibhausgasminderungspotentials - Rahmenwerk in der Förderlinie EnEff.Gebäude.2050
Walther, K.; Meyer, R.; Schmid, M.
Bericht
Report
2019 Künstliche Intelligenz regelt Heizungsanlagen effizienter
Kramer, W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 flexcontrol - netzdienliche Betriebsführungsstrategien für eine energieeffiziente Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden im GHD-Sektor. Endbericht
Frison, L.; Engelmann, P.; Klein, K.; Gölz, S.; Meyer, R.; Köhler, B.; Felsmann, C.; Schmidt, J.; Bachseitz, M.; Pfeiffer, D.; Knoll, P.; Koenigsdorff, R.; Becker, M.; Rehm, M.; Vennemann, S.; Ansari, E.; Kitzig, J.-P.; Rumler, N.; Post, T.; Massa Gray, F.; Reimann, S.; Löhning, M.; Gall, J.; Klimke, K.
Bericht
Report
2019 Heizen mit künstlicher Intelligenz
Kramer, W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Untersuchung und simulationstechnische Optimierung von Wärmeversorgungskonzepten für Wohngebäude, deren Gesamtwärmebedarf zu 50 % bis 100 % mit Solarwärme gedeckt wird und Vergleich mit anderen CO2-reduzierten Wärmeversorgungskonzepten. Schlussbericht zum Verbundvorhaben
Oliva, A.; Stryi-Hipp, G.; Kobelt, S.; Bestenlehner, D.; Drück, H.; Müller, M.; Bühl, J.; Dasch, G.; Kerschl, C.
Bericht
Report
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