Entwicklung des energiesparenden Bauens
Referenzprojekte aus der Forschung seit 1984
2021, ca. 280 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Johann Reiß, Micha Illner, Hans Erhorn, Annette Roser, Karin Schakib-Ekbatan, Edelgard Gruber, Manuel Winkler, Werner Jensch
Energieeffiziente Schulen
Konzept - Umsetzung - Messung - Ergebnis - Kosten
2021, 372 S., 262 Abb. u. 63 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die räumlichen und hygienischen Bedingungen vieler Schulen erfüllen nicht mehr die heutigen Erwartungen. Zudem weisen die Gebäude einen hohen Energieverbrauch auf und belasten damit den Haushalt der Kommunen. In der Bevölkerung besteht Konsens, dass Schulen für die gesellschaftliche Zukunft eine hohe Bedeutung haben. Mit der Forschungsinitiative "Energieeffiziente Schulen - EnEff:Schule" förderte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ein Vorhaben, bei dem gezeigt wurde, wie Schulgebäude das energetische Niveau einer 3-Liter-Haus-Schule oder einer Plusenergieschule erreichen können. Neben der energetischen Sanierung von zum Teil 50 Jahre alten Schulgebäuden wurden auch Schulneubauten erstellt. Die umgesetzten Beispiele zeigen, wie durch heute verfügbare technische und bauliche Innovation der Primärenergiebedarf für Heizung, Lüftung, Kühlung, Trinkwarmwassererwärmung und Beleuchtung wirtschaftlich gesenkt werden kann. Eine Begleitforschung hat alle Projekte intensiv begleitet, die Messergebnisse ausgewertet, dokumentiert und die Daten in Querauswertungen einander gegenübergestellt. Ferner fanden Befragungen der Schülerinnen und Schüler sowie der Lehrerinnen und Lehrer vor und nach der Sanierung statt. Anhand der ermittelten Daten und Erkenntnisse konnten umfangreiche Empfehlungen zusammengestellt werden, die sowohl für die Sanierung als auch für den Schulneubau hilfreich sind. Für alle Personen und Institutionen, die bei der Planung eines Schulneubaus oder der Sanierung eines Schulgebäudes eingebunden sind, enthält das Buch wertvolle Informationen.

Nico Meyer
Tragfähigkeit mechanischer und geklebter Verbindungsmittel in Buchenfurnierschichtholz
Karlsruher Berichte zum Ingenieurholzbau, Band 36
2021, 322 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Buchenfurnierschichtholz weist gegenüber Brettschichtholz aus Nadelholz eine bis zu dreimal so hohe Zugfestigkeit auf. Aufgrund dessen ist Buchenfurnierschichtholz der ideale Werkstoff, um weitgespannte und gleichzeitig filigrane Tragwerke aus Holz zu realisieren. Innerhalb dieser Arbeit wurden die Bemessungs- und Konstruktionsgrundlagen für eine wirtschaftliche Dimensionierung der notwendigen Verbindungen zwischen Buchenfurnierschichtholz-Bauteilen geschaffen.

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.

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. 21 cm, 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. 21 cm, 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. 21 cm, 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.

W. Brameshuber, A. Rahimi, F. Weise
Tiefenabhängige Feuchtemessung in Betonbauwerken - Vergleichende Untersuchungen mit der Multiring-Elektrode und dem Kernspinresonanz-Verfahren. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3329
2016, 72 S., 46 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die realitätsnahe Bewertung der Frostbeanspruchung eines Betonaußenbauteils erfordert eine möglichst genaue Kenntnis des zeitlichen Verlaufs der örtlichen Temperatur- und Feuchteverteilung im Bauteil in Abhängigkeit von den äußeren hygrothermischen Einwirkungen. Im Rahmen mehrerer Forschungsvorhaben ist zu diesem Zweck die Multiring-Elektrode (MRE) bereits vielfach bei verschiedenen Bauwerken eingesetzt worden. So ermöglicht diese eine indirekte Feuchtemessung über den Elektrolytwiderstand des Betons. Durch Kalibrierversuche werden die Widerstände in Feuchtegehalte umgerechnet, wobei jedoch eine Vielzahl an Einflüssen für eine exakte Berechnung berücksichtigt werden muss. Exemplarisch sei hier der Einfluss des Salzes auf den Elektrolytwiderstand genannt. Die Bewertung der Güte der MRE-Messungen ist Gegenstand dieses Forschungsvorhabens. Zu diesem Zweck wurden vergleichende Messungen mit dem Kernspinresonanzverfahren durchgeführt. Mit dem Kernspinresonanzverfahren, auch als Nuclear Magnetic Resonance (NMR) bezeichnet, können bindungsspezifisch die im Beton enthaltenen Wasserstoffkerne und somit indirekt der Wassergehalt quantitativ ermittelt werden. Man nutzt dabei den Effekt, dass die Wasserstoffkerne im Beton bei angelegtem Magnetfeld und zusätzlicher Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen bei bestimmten Frequenzen in Resonanz versetzt werden. Dieses Phänomen wird als Kernspinresonanz bezeichnet. Der Vorteil der NMR-Methode gegenüber dem MRE-Verfahren besteht einerseits in der höheren Tiefenauflösung bis an die Baustoffoberfläche sowie andererseits in der Unempfindlichkeit gegenüber dem im Wasser des Betons gelösten Salz. Die Vergleichsuntersuchungen erfolgten an zwei Bauwerken, an denen bereits seit mehreren Jahren die kontinuierliche Feuchtemessung mittels MRE durchgeführt wird. Dabei handelt es sich um den Gäubahntunnel in Stuttgart und die Schleuse Hohenwarthe bei Magdeburg. Die Untersuchungen wurden in drei Arbeitsschritten durchgeführt.