Ein Überblick über einige unserer Forschungsprojekte
Verbundvorhaben:EnEff:Stadt 0-CO2-WSHH - CO2-neutrales Welterbe Speicherstadt Hamburg
Phase I (0-CO2-WSHH); Teilvorhaben Energie- und umweltgerechte Sanierung unter Berücksichtigung der denkmalschutzrechtlichen Anforderungen
Ziel des Verbundvorhabens „CO2-neutrales Welterbe Speicherstadt Hamburg -Phase I (0-CO2-WSHH)“ (BMWi Förderkennzeichen 03EN3027C) ist es, durch die Entwicklung eines ganzheitlichen Energiekonzepts, innovative hybride Dachelemente, thermisch aktivierte Bodenplatten aus Magerbeton zur Speicherung und die Umwandlung von Innenhöfen zu Energiegärten und eine intelligente elektrische, thermische und digitale Einbindung, denkmalgeschützte Quartiere zu einem nahezu CO2- neutralen Quartier zu sanieren.
Das Welterbe Speicherstadt in Hamburg dient zur Analyse des Ansatzes, in dem die im Projekt entwickelten innovativen Ansätze umfangreich simulativ mittels einer Reihe von Parameterstudien sowie vereinzelt an Demonstratoren exemplarisch erprobt werden sollen. Dabei wird das entwickelte Energiekonzept des Quartiers ganzheitlich sowohl energetisch als auch ökologisch sowohl für einzelne Gebäude, als auch für die ganze Speicherstadt untersucht und hinsichtlich seiner Klimaneutralität bewertet.
- BMWi Förderkennzeichen 03EN3027C
- Laufzeit 10/2021 – 06/2024
- Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIC6)
- Hamburger Hafen und Logistik Aktiengesellschaft HHLA Immobilien (Projektkoordination)
- Universität Stuttgart, Institut für Werkstoffe im Bauwesen (wissenschaftliche Leitung)
- Hafen-City Universität Hamburg
- RWTH Aachen University E.ON Energy Research Center, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik
Assoziierte Partner:
- FHH - Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft
- FHH - Behörde für Kultur und Medien / Denkmalschutzamt Hamburg
CampUS hoch i - ein Reallabor für Klimaschutz und Klimaneutralität 'mit Intelligenz'
Ziel des Vorhabens „CampUS hoch i - ein Reallabor für Klimaschutz und Klimaneutralität 'mit Intelligenz' an der Universität Stuttgart“ ist es, experimentell zu untersuchen und zu demonstrieren, wie Klimaneutralität in einem Quartier und beispielhaften Gebäuden erreicht und gleichzeitig die Ziele von wirtschaftlichem Umgang (mit Geld und Ressourcen) und Steigerung an Lebensqualität und Komfort umgesetzt werden können. Dazu soll ein ganzheitlicher Ansatz und Konzept entwickelt und erprobt werden, um Klimaneutralität mit „intelligenten“ Technologien im Gleichklang mit den Bedürfnissen und der Intelligenz der Menschen (direkt Betroffener und weiterer Beteiligter) zu entwickeln, umzusetzen sowie die teils gegenläufigen Trends miteinander zu versöhnen.
Als Experimentierfeld dient der Campus der Universität Stuttgart im Stadtteil Vaihingen, welcher ein komplexes Quartier mit unterschiedlichen Nutzungsarten (Forschen, Lehren, Wohnen, Leben) darstellt, aber in seiner Zusammensetzung, insbesondere auch im Hinblick auf die Kombination von Bestandsgebäuden und Neubauten, und Ausrichtung auch in industrienahen Siedlungen und Gewerbegebieten anzutreffen ist.
Laufzeit: 04/2021 bis 03/2024
Förderung durch: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Baden-Württemberg
- Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER)
- Zentrum für Interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung an der Universität Stuttgart (ZIRIUS)
- IWB (Institut für Werkstoffe im Bauwesen)
- Institut für Gebäudeenergetik Thermotechnik und Energie-speicherung (IGTE)
- „Green Office“, ein von Studierenden und Hochschulmitarbeitern geführtes Nachhaltigkeitsbüro
SWIVT I
Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere – Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien
Im Forschungsprojekt „Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere – Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien“ (BMWi Förderkennzeichen 03ET1276A) soll am Beispiel einer realen Siedlung ein Konzept entwickelt werden, das die Energiebilanz der Siedlung um mindestens 30% im Vergleich zur konventionellen Sanierung verbessert. Durch die enge Zusammenarbeit mit Bauträger und Energieversorger erfolgt die Konzeption auf Basis realer Verbrauchs- und Lastdaten sowie Bestandsdaten.
Der Lösungsansatz sieht vor, die bestehende Wohnsiedlung mit einem energiepositiven Baustein nachzuverdichten. Mittels elektrischen und thermischen Speichersystemen sowie einem übergreifenden Energiemanagement wird die Energiebilanz der Siedlung in einem Schritt, bei gleichzeitig geringem Eingriff in den Bestand, erheblich verbessert.
- BMWi Förderkennzeichen 03ET1276A
- Laufzeit 12/2014 bis 3/2018
- Technische Universität Darmstadt (Verbundkoordinator), Institut für Werkstoffe und Mechanik im Bauwesen (IWMB), Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Industrielle Stoffkreisläufe und Raum- und Infrastrukturplanung (IWAR), Fachgebiet Entwerfen und Baugestaltung (EuB), Fachgebiet Unternehmensfinanzierung (CF), Fachgebiet Rechnungswesen, Controlling und Wirtschaftsprüfung (RCW)
- Universität Stuttgart, Institut für Werkstoffe im Bauwesen
- AKASOL GmbH
- bauverein AG Darmstadt
- HSE AG
- Bilfinger Bauperformance GmbH
- leitec Gebäudetechnik GmbH
- Autarq GmbH & Co. KG
- SMA Solar Technology AG
SWIVT II
Umsetzungsphase zu Siedlungsbausteinen für bestehende Wohnquartiere - Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien
Im Anschlussvorhaben „Umsetzungsphase zu Siedlungsbausteinen für bestehende Wohnquartiere - Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien“ (SWIVT II) (BMWi Förderkennzeichen 03ET1545B) wird die im Vorfeldprojekt entwickelte Strategie für die Verknüpfung von Gebäudekonzepten im vernetzten Betrieb mit steuerungsoptimierten, innovativen Energietechnologien in der Postsiedlung in Darmstadt real umgesetzt.
Nach erfolgreicher Verifizierung des SWIVT Ansatzes durch theoretische und experimentelle Untersuchungen, Prototypenaufbau und gekoppelte Simulationen, wollen die Projektpartner die Wirksamkeit der Ansatzlösung auf Systemebene in allen ihren Teilaspekten validieren. Auf der baulichen Ebene wird Low-Exergy im Bestand durch die Verknüpfung unterschiedlicher Gebäudekonzepte in einem thermischen und elektrischen Siedlungsnetz erprobt.
- BMWi Förderkennzeichen 03ET1545B
- Laufzeit 01/2018 bis 12/2022
- Technische Universität Darmstadt (Verbundkoordinator), Institut für Statik und Konstruktion (ISM+D), Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Industrielle Stoffkreisläufe und Raum- und Infrastrukturplanung (IWAR), Fachgebiet Unternehmensfinanzierung (CF), Fachgebiet Rechnungswesen, Controlling und Wirtschaftsprüfung (RCW)
- Universität Stuttgart, Institut für Werkstoffe im Bauwesen
- bauverein AG, Darmstadt
- ENTEGA AG, Darmstadt
Excellenzcluster Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC), Universität Stuttgart
RP 1-2: Bausysteme aus funktional gradierten Betonbauteilen – Design, Optimierung, digitale Produktion und Wiederverwendung
Basierend auf den Ergebnissen der ersten Förderperiode konzentriert sich dieses Projekt auf die Weiterentwicklung von Bausystemen aus Gradientenbeton mit dem Ziel einer drastischeren Reduzierung des Verbrauchs natürlicher Ressourcen, der Treibhausgasemissionen (THG) und des Abfallaufkommens. Die Strategie basiert auf der Anwendung von Recycling und Wiederverwendung als Kernprinzipien der Kreislaufwirtschaft sowie auf der Erweiterung digitaler Design- und automatisierter Herstellungsmethoden.
Derzeit wird der Großteil der recycelten Betonabfälle aus dem Abriss von Gebäuden für den Straßenbau genutzt [27]. Durch den Einsatz von rezyklierten Gesteinskörnungen in Betonmischungen kann ein geschlossener Recyclingkreislauf aufgebaut werden. Zur Erweiterung der Anwendung werden Mischungskonzepte für öko-selbstverdichtenden Beton unter Verwendung von rezyklierten Gesteinskörnungen und alternativen Bindemitteln für den Einsatz in funktional gradierten Betonbauteilen untersucht. Der Herausforderung, die erforderlichen Eigenschaften für solche veränderten Mischungsrezepturen beizubehalten, wird durch Implementierung inhärenter Beobachtungs- und Kontrollmethoden während des Mischprozesses begegnet.
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
EnQM: Energieoptimiertes Quartier Margarethenhöhe Essen
Im Verbundvorhaben „Energieeffiziente Wohnsiedlungen durch zukunftsfähige Konzepte für den denkmalgeschützten Bestand – Energieoptimiertes Quartier Margarethenhöhe Essen (EnQM)“ (BMWi Förderkennziffer 03ET1417) soll gezeigt werden, wie durch energetische Sanierung, innovative Gebäudetechnik und intelligente elektrische, thermische und digitale Vernetzung denkmalgeschützte Quartiere energetisch optimiert werden.
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
- Universität Stuttgart, Institut für Werkstoffe im Bauwesen (Verbundkoordination)
- Margarethe-Krupp-Stiftung für Wohnungsfürsorge
- Gas- und Wärme-Institut Essen e.V.
- RWTH Aachen, Lehrstuhl für Integrierte Analogschaltungen
- RWTH Aachen, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik (Langzeitmonitoring)
Denk mal CO2-neutral
ETA Fabrik
ETA steht für Energieeffizienz, Technologie und Anwendungszentrum. Im Rahmen dieses Projekts wird eine repräsentative Produktionsanlage für die Metallbearbeitung (Zerspanungs-, Reinigungs- und Wärmebehandlungsprozesse) geplant, gebaut und betrieben. Die Modellfabrik stellt ein Demonstrationsgebäude dar, in welchem realitätsnah geforscht werden kann.
HomeSkin - Thinner Insulation Systems
- Scherinduzierte Partikelmigration - DFG Schwerpunktprogramm "OpusFluidum Futurum - Rheologie reaktiver, multiskaliger mehrphasiger Baustoffsysteme"
- Entwicklung eines schnellen zeitaufgelösten Prüfverfahrens zur Charakterisierung von sedimentationsgefährdetem Frischbeton
- Labor-Intensivmischer mit integriertem Rheometer - Messwerte in relativen und absoluten Einheiten
- Staubgold - Poröse Baumaterialien für Schall- und Wärmeschutz aus feinkörnigen Beton-, Bau- und Abbruchabfällen
- Mischungsentwicklung mittels Drehmomentmessung im Mischer zur Bestimmung des Wasseranspruchs
- SWIVT Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere - Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien
- ETA-Fabrik - Energieeffizienz, Technologie- und Anwendungszentrum
Kontakt

Harald Garrecht
Prof. Dr.-Ing.Professor,
Direktor
Christian Baumert
Dr.-Ing.Leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter