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Entwicklung des energiesparenden Bauens
Referenzprojekte aus der Forschung seit 1984
2020, ca. 280 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Energiewendebauen
Forschungserkenntnisse von der Komponente bis zum Quartier
2020, 320 S., 160 Abb. u. 11 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Auf den Gebäudesektor entfallen rund 35 Prozent des derzeitigen Gesamtenergiebedarfs in unserem Land: Energieoptimierte Gebäude, intelligente Steuerung und Vernetzung sowie eine wirtschaftliche und klimafreundliche Energieversorgung der Gebäude und Quartiere sind daher zentraler Bestandteil für eine erfolgreiche Energie- und Wärmewende. Die Energieforschung als strategisches Element der Energiewende trägt wesentlich dazu bei, die energie- und klimapolitischen Ziele im Gebäudesektor durch innovative Technologien und Konzepte zu erreichen. Dazu entwickeln Forscherinnen und Forscher neue Materialien und Baustoffe und arbeiten an Innovationen für eine hocheffiziente Gebäude- und Versorgungstechnik. Denn bei der Forschung für energieoptimiertes Bauen werden neben einzelnen Gebäuden auch ihre Schnittstellen zum lokalen Energiesystem betrachtet, da sie als Energiesenke, Energiequelle oder Energiespeicher dienen können. Bei der Entwicklung solcher Systemlösungen spielt die Digitalisierung eine wesentliche Rolle: Durch intelligente Vernetzung und Steuerung können Gebäude und Quartiere flexibel und bedarfsgerecht mit dem Energieversorgungsystem interagieren. Um Nah- und Fernwärme energieeffizient bereitstellen zu können, sind Leitungsnetze und eine geeignete Infrastruktur für das Energiemanagement erforderlich. Dabei können Synergieeffekte durch die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr genutzt werden, um die Effizienz weiter zu erhöhen, mehr erneuerbare Energien zu integrieren und die Dekarbonisierung des Energiesystems voran zu bringen. All dies sind wichtige Forschungsthemen, um heute schon Lösungen vorzubereiten, die zur Erreichung der nationalen und europäischen Ziele beitragen. Damit dies gelingen kann, ist die Übertragung der Forschungsergebnisse in die Praxis ein wichtiger Erfolgsfaktor. Darum hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) die Forschungsinitiative Energiewendebauen und das gleichnamige Forschungsnetzwerk im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms ins Leben gerufen und seine

Die Instandsetzung des Blauen Turms in Bad Wimpfen
Tagungsband zum Kolloquium am 17. Mai 2019 in Bad Wimpfen
Aktuelle Forschung an Kulturdenkmalen.
2019, 127 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Während des ganztägigen Kolloquiums werden die Ergebnisse umfangreicher Voruntersuchungen zu Material und Mauerwerksaufbau des Blauen Turms in Bad Wimpfen vorgestellt. Das zum Teil noch romanische Kalksteinmauerwerk des Turms aus der Stauferzeit hat durch wiederholte Brände und Wiederherstellung des oberen Turmhelms mehrfache, statisch relevante Veränderungen erfahren. Seit etwa 1851 wird von Rissbildungen im romanischen Mauerwerk berichtet, die im Laufe der Zeit stark zugenommen haben, sodass Anfang der 1970er-Jahre eine umfangreiche Sanierungsmaßnahme mit Mauerwerksinjektionen und weiteren statischen Sicherungsmaßnahmen stattgefunden hat. In der Folgezeit sind jedoch erneut umfangreiche, statisch bedingte Rissbildungen eingetreten, deren Ursachen noch weitgehend unklar geblieben sind. Ab 2012 wurde in einem interdisziplinären Team den Schadensursachen systematisch nachgegangen. Archivrecherche, eine grundlegende Untersuchung des vorliegenden Mauerwerksaufbaus, vielfältige Materialuntersuchungen und verschiedene statische Modellberechnungen des Mauerwerks und seiner Beanspruchung wurden in Kombination mit einem vorgeschalteten aufwendigen Testprogramm zum derzeit durchgeführten Instandsetzungskonzept zusammengeführt. Ein seit Beginn der Untersuchungen eingebautes instrumentiertes Monitoringsystem überwacht äußere Einflüsse und die Veränderungen der Geometrie am Turm auch während der Instandsetzungsmaßnahmen.

Hans Joachim Blaß
Blockscheren von Holzbauteilen im Verbindungsbereich axial beanspruchter Vollgewindeschrauben
Karlsruher Berichte zum Ingenieurholzbau, Band 35
2019, 66 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Anschlüsse mit axial beanspruchten Holzschrauben, die Kraftkomponenten rechtwinklig zur Faserrichtung in Holzbauteile einleiten, wurden im Hinblick auf spröde Versagensmechanismen untersucht. Dazu wurden bestehende Versuchsergebnisse analysiert und mit Bemessungsvorschlägen für Blockscherversagen, für Reihenscherversagen sowie mit dem in vielen ETAs für Holzschrauben angegebenen Bemessungsverfahren mit einer wirksamen Schraubenanzahl nef verglichen. Um die Datenbasis mit Querzug- oder Rollschubversagen zu vergrößern, wurden gezielt weitere Versuche durchgeführt, um bestehende Rechenmodelle zu überprüfen und erforderlichenfalls zu modifizieren. Das analytische Modell von Meyer und Blaß (2018) für Reihenscherversagen in Verbindungen mit axial beanspruchten, eingeklebten Stahlstäben kann die Tragfähigkeit von Schraubenverbindungen mit Schrauben, die in Faserrichtung hintereinander angeordnet sind, ebenfalls gut vorhersagen. Das Bemessungsmodell von Mahlknecht und Brandner (2016) für Blockscherversagen wurde modifiziert, um eine bessere Übereinstimmung mit Versuchsbeobachtungen zu erzielen und um die Lasteintragung in querbeanspruchte Bauteile genauer zu berücksichtigen. Die dargestellten Ergebnisse ermöglichen eine einfache Bemessung von Verbindungen mit axial beanspruchten Schrauben und Lastkomponenten rechtwinklig zur Faser.

Michael Peeters
Überwachungskonzepte für Brückenverstärkungen - Notwendigkeit, Grundlagen und messtechnische Umsetzung
Schriftenreihe aus dem Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen, Band 8
2019, 186 S., zahlr. Abb. farbig und s/w. 21 cm, Softcover
TUDpress

 

 

Aufgrund der ungünstigen Entwicklung der Altersstruktur bestehender Brücken und den damit verbundenen Abnutzungserscheinungen und Schäden sowie der stetigen Steigerung der Verkehrsbeanspruchung besteht ein enormer Bedarf für die tragfähigkeitsrelevante Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz. Wie groß die Wirksamkeit und die dauerhafte Funktionsfähigkeit zur Verfügung stehender Verstärkungstechniken ist, kann oftmals jedoch im Rahmen der Bauwerksprüfungen nicht hinlänglich und objektiv überprüft werden. Darüber hinaus müssen die vorhandenen finanziellen Mittel sinnvoll mit Hilfe eines effizienten Erhaltungsmanagements eingesetzt werden. Die Ziele der Arbeit sind zum einen, den Verstärkungsbedarf beziehungsweise die Notwendigkeit zur Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz anhand von vorhandenen Bauwerks- und Schadensdaten grundsätzlich zu untersuchen. Die Analyse erfolgt dabei nicht objektbezogen für einzelne Bauwerke, sondern mit Hilfe von Methoden der Risikobewertung für häufig im Bestand befindliche Bauwerkstypen und Konstruktionsweisen, die repräsentativ für den Brückenbestand sind. Zum anderen besteht die Motivation der Arbeit darin, messtechnisch gestützte Konzepte für die Überwachung tragfähigkeitsrelevanter Verstärkungen von Massivbrücken zu erarbeiten, die der Bewertung der Wirksamkeit und der dauerhaften Funktionsfähigkeit von Verstärkungsmaßnahmen dienen. Dazu erfolgt im Anschluss an die konzeptionelle Entwicklung eine prototypische Implementierung eines Überwachungskonzeptes an einem realen Brückenbauwerk. Die Ergebnisse der Arbeit dienen insbesondere dem Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Planung, Umsetzung und Überwachung zukünftiger Instandsetzungs- und Verstärkungskonzepte für Massivbrücken im Rahmen eines effizienten Erhaltungsmanagements.

Verbesserung der akustischen Eigenschaften von Sporthallenböden
Forschungsprojekt im Auftrag des Bundesinstitutes für Sportwissenschaft (BISp) Bonn. Durchgeführt an der Universität Stuttgart, Lehrstuhl für Bauphysik
2018, 116 S., 48 farb. Abb. u. Fotos, 3 Tab. 21 cm, Softcover
Sportverlag Strauß

 

 

Bei der Nutzung von Sporthallen kann es zu hohen Schallpegeln kommen, die zu gesundheitlichen Belastungen, zur Beeinträchtigung der Kommunikation sowie zur Gefährdung der Sicherheit führen können. Mit dem Forschungsvorhaben wurden erstmalig in umfassender Form die akustische Charakterisierung und Gestaltung von Sporthallenböden behandelt. Die Messergebnisse umfassen neben Materialeigenschaften der untersuchten fünf Bodensysteme Daten zur Schallabsorption, Schallabstrahlung und Körperschallübertragung. Es wird betont, dass bei der Nutzung von Sporthallen die Akustik nur eine, wenn auch wesentliche Dimension ist. Die akustische Verbesserung von Sportböden muss jedoch immer im Kontext einer ganzheitlichen Gestaltung gesehen werden. Der ganzheitliche Blick sollte dabei auch die kombinierte Betrachtung mit der typischen Geräuschentwicklung und der Raumakustik in Sporthallen einschließen.

Felix Hübner, Rebekka Volk, Oktay Secer, Daniel Kühn, Peter Sahre, Reinhard Knappik, Frank Schultmann, Sascha Gentes, Petra von Both
Modellentwicklung eines ganzheitlichen Projektmanagementsystems für kerntechnische Rückbauprojekte (MogaMaR) : Schlussbe
Produktion und Energie, Band 24
2018, 208 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Der vorliegende Schlussbericht fasst die Ergebnisse des BMBF-geförderten Verbundprojekts MogaMaR (Modellentwicklung eines ganzheitlichen Projektmanagementsystems für kerntechnische Rückbauprojekte) zusammen. Das Forschungsprojekt adressiert die Entwicklung eines ganzheitlichen Projektplanungssystems mit einem integrierten Ansatz für kerntechnische Rückbauprojekte. Hierzu wurden zunächst bestehende Projektmanagement- und Projektplanungssysteme identifiziert und analysiert. Aufgrund des sich hieraus ergebenen Bedarfs eines optimierenden Projektplanungssystems für kerntechnische Rückbauprojekte wurde ein Planungssystem zur Erstellung eines integrierten Muster-Projektstrukturplans erstellt. Mit Hilfe von Projektdaten, die von den Praxispartnern AREVA und VKTA aufbereitet und zur Verfügung gestellt wurden, konnte das entwickelte Planungssystem getestet werden. Zudem wurden zur Reduktion der Planungsunsicherheit mit den verfügbaren Praxisdaten verschiedene Szenarien generiert und entsprechende Rückbaupläne berechnet. Durch eine Analyse dieser Rückbaupläne wurden Verbesserungspotentiale sowie Handlungsempfehlungen für zukünftige kerntechnische Rückbauprojekte abgeleitet.

Anna Kühlen, Julian Stengel, Rebekka Volk, Frank Schultmann, Markus Reinhardt, Heinrich Schlick, Shervin Haghsheno, Angelika Mettke, Stefan Asmus, Stephanie Schmidt
ISA: Immissionsschutz beim Abbruch - Minimierung von Umweltbelastungen (Lärm, Staub, Erschütterungen) beim Abbruch von H
Produktion und Energie, Band 16
Dissertationsschrift
2018, 374 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Im Rahmen des Projektes wurden drei Instrumente entwickelt, mit deren Hilfe der Immissionsschutz zukünftig in die Planung und Durchführung von Abbruch- und Rückbauvorhaben integriert werden kann. Erstens eine Datenbank mit ökonomischen, ökologischen und technischen Kennwerten für die Planung des Abbruch- und Rückbauprozesses, deren Datenbasis, neben Literatur- und Herstellerdaten, auch Erkenntnisse aus Expertenbefragungen und Immissionsmessungen unter Versuchsbedingungen umfasst. Zweitens ein auf die Datenbank zurückgreifender Prototyp eines IT-gestützten Planungsunterwerkzeuges, der an realen Rückbau- und Abbruchprojekten getestet wurde. Drittens ein prototypisches Immissionserfassungssystem zur permanenten Immissionsüberwachung, das unter Versuchs- und Praxisbedingungen getestet wurde. Zur Übertragung der Forschungsergebnisse in die Praxis und zur Sensibilisierung relevanter Akteure für das Thema des Immissionsschutzes bei Abbrucharbeiten wurden akteurspezifische Handlungsempfehlungen erstellt.

Karin Gruhler, Clemens Deilmann
Materialaufwand von Nichtwohngebäuden - Teil II
Wissenschaft, Band 48
Methodisches Vorgehen, Berechnungsverfahren, Gebäudedokumentation
2017, 105 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Gebäudebestand ist ein gewaltiges Materiallager, das sich durch Neubautätigkeit und Abbruchaktivitäten stetig weiterentwickelt. Jährlich fließen Baumaterialien in das Gebäudemateriallager ein und Bauschuttmassen verlassen es. Um diese stetigen Materialflüsse ressourceneffizient zu gestalten, sind Kreislaufführungen sinnvoll. Abbruchmaterialien sollten soweit wie möglich recycelt und in Neubaumaterialien integriert werden. Durch gezieltes Recycling sind erhebliche Primärrohstoffeinsparungen möglich. Das Recyclingpotenzial ist jedoch materialabhängig. Jedes Baumaterial hat spezielle Sammel- und Aufbereitungstechnologien, und es ist wichtig zu wissen, wie das Gebäudemateriallager und seine Abbruchmassen zusammengesetzt sind. Solche Informationen liegen für Wohngebäude bereits vor, bei den Nichtwohngebäuden steht der Aufbau einer entsprechenden Datenbasis noch am Anfang. Im Band 45 der "Reihe Wissenschaft" wurden bereits für acht verschieden genutzte Nichtwohngebäudearten Materialkennwerte erarbeitet und dokumentiert. Die Veröffentlichung ergänzt die Nichtwohngebäudedokumentation um weitere fünf Nutzungsarten, die mit insgesamt 100 Repräsentanten bzw. Bauobjekten hinterlegt sind.

Entwicklung eines mobilen Systems zur Erfassung und Erschließung von Ressourceneffizienzpotenzialen beim Rückbau von Inf
Produktion und Energie, Band 22
2017, 204 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Der vorliegende Endbericht des Forschungsprojektes ResourceApp wurde im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme "r hoch 3 - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz" erstellt. Das Projekt adressierte den Forschungsbedarf im Bereich Urban Mining zur Erstellung eines Ressourcenkatasters von Gebäuden und Infrastrukturen. Im Rahmen des Projektes wurde ein mobiles System zur Erfassung und Erschließung von Ressourceneffizienzpotenzialen beim Rückbau entwickelt, mit dem insbesondere Gebäudestrukturen automatisiert erfasst werden können und typologiebasiert ein Rohstoffgebäudeinventar erstellt wird. Aufbauend auf dem Gebäudeinventar gibt das System einen optimierten Projektplan für den Rückbau aus. Im Rahmen des Projektes wurde ein handgeführter Sensor eingesetzt, der die visuellen Datenpunkte der Räume im Gebäude aufnimmt und verarbeitet. Die verarbeiteten Sensordaten bilden zusammen mit Nutzereingaben und Modellparametern die Grundlage für die Erstellung des Rohstoffinventars und des Rückbauplans des Gebäudes. Durch das entwickelte System können Anwender bei einer Gebäudebegehung mit minimalen Nutzereingaben eine belastbare und reproduzierbare Aussage über das Rohstoffpotenzial eines Gebäudes treffen. Das entwickelte System wurde mehrfach im Rahmen der Projektarbeit in Wohngebäuden, Bürogebäuden und einem Krankenhaus erfolgreich getestet.