Projekte und Referenzen

Im Rahmen der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie und zur Unterstützung der globalen Nachhaltigkeitsziele (SDG) hat das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP das Verbundprojekt »AACtion« ins Leben gerufen, das sich mit der Entwicklung umweltfreundlicher Baustoffe beschäftigt. Angesichts der Herausforderungen, die der weltweit zunehmende Urbanisierungsdruck mit sich bringt, zielt das Projekt darauf ab, die Ressourceneffizienz und den CO2-Fußabdruck in der Bauindustrie signifikant zu reduzieren.

Schlafstörungen sind längst zur Volkskrankheit geworden – über 40 % der Deutschen berichten über Ein- und Durchschlafprobleme. Doch während Gesundheit, Ernährung und Bewegung längst im Zentrum der Präventionsforschung stehen, wird der Einfluss der räumlichen Schlafumgebung oft übersehen. Dabei sind Faktoren wie Raumklima, Akustik, Licht und Luftqualität maßgeblich für erholsamen Schlaf verantwortlich. Genau hier setzt unser Projekt an: Am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP entwickeln wir innovative, digitale und bauphysikalische Lösungen, die die Schlafqualität messbar verbessern – sowohl im privaten Wohnraum als auch in Hotels, Kliniken und Pflegeeinrichtungen. Unser Ziel: ein neues Verständnis für gesunden Schlaf durch intelligent gestaltete Räume. Unternehmen aus den Bereichen Bau, Technik, Hotellerie oder Gesundheit profitieren dabei direkt von praxistauglichen Konzepten, neuen Services und fundierter wissenschaftlicher Unterstützung.

In wachsenden Städten werden immer mehr Flächen versiegelt. Dadurch steigt der Kontakt von Regenwasser mit Materialien, z. B. auf Dächern, die das Ablaufwasser mit schädlichen Substanzen belasten können. Für die meisten Dachmaterialien können aber keine eindeutigen oder statistisch relevanten Aussagen zu Schadstoffemissionen gemacht werden, da es kaum Untersuchungen gibt, die zudem meist auf einmaligen Stichproben basieren. Rahmenbedingungen wie atmosphärische Einflüsse oder Dachrinnenmaterial werden oft nicht ausreichend beschrieben. Es besteht daher erheblicher Forschungsbedarf, um wissenschaftlich fundierte Aussagen über Schadstoffe in Niederschlagsabflüssen von Nichtmetall-Dächern zu treffen.

In Zeiten nachhaltigen Bauens und steigender Anforderungen an Komfort und Effizienz gewinnt der Holz- und Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Doch gerade in diesen Bauformen stellt die Geräuschübertragung technischer Anlagen eine besondere Herausforderung dar. Das Fraunhofer IBP begegnet diesem Problem mit dem Forschungsprojekt »PreNoise Wood« – einer wegweisenden Entwicklung zur Prognose und Reduzierung von Installationsgeräuschen in ressourcenschonenden Gebäuden. Aufbauend auf den erfolgreichen Ergebnissen des Projekts »ProSa« im Massivbau, erweitern wir unsere Methoden gezielt für den Holz- und Leichtbau. Damit schaffen wir wissenschaftlich fundierte und praxistaugliche Lösungen, die insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen den Zugang zu zukunftsweisender Bauakustik erleichtern. Ziel ist es, Bauprodukte und technische Anlagen frühzeitig akustisch zu optimieren und Planungssicherheit bei der Geräuschprognose zu bieten – ein klarer Mehrwert für Bauherren, Hersteller und Planer.

Werden Wandheizungen an Außenwänden in Bestandsgebäuden montiert, ist eine zusätzliche Innendämmung besonders sinnvoll. Zum einen werden so die Wärmeverluste durch die Außenwand verringert, zum anderen ermöglicht die Umstellung auf Flächenheizung hohen thermischen Komfort, niedrigere Vorlauftemperaturen und vereinfacht die Nutzung von Umweltenergien. Es bietet sich an, das System ganzheitlich als hochenergieeffizientes Wandheizung-Innendämm-Hybrid-Systeme (H-WIHS) zu betrachten. Damit das gelingt, arbeiten in dem vom BMWK geförderten Projekt 10 Herstellerfirmen und 2 Fachverbände mit dem Fraunhofer IBP zusammen. Die reale Umsetzung von 6 Testflächen im Fraunhofer-Zentrum Benediktbeuern ermöglicht eine breit angelegte Studie und Demonstration zur Wissensvermittlung.

Aus der ursprünglichen Aufgabe eines Putzes sind im Laufe der Zeit neue Aufgaben entstanden, die bei der Herstellung der Außenputze beachtet werden müssen.

Bestimmung hygrothermischen Materialkennwerte unterschiedlicher Bambuswerkstoffe mit der international führenden Laboreinrichtungen der Hygrothermik.

Die rasche wirtschaftliche Entwicklung in Vietnam hat zu Veränderungen in Lebensstilen und Bedürfnissen geführt, begleitet von neuartigen Materialien, Gebäudetypologien, Konstruktionen und Versorgungssystemen. Dies bringt vielfältige bauphysikalische Herausforderungen mit sich, insbesondere unter den anspruchsvollen Klimabedingungen. Das deutsch-vietnamesische Projekt »CAMaRSEC« unterstützt die Bewältigung dieser Herausforderungen durch die Umsetzung und Weiterentwicklung von energieeffizienten, ressourceneffizienten und nachhaltigen Baupraktiken.

Die Abteilung Hygrothermik hat Produkte entwickelt, die Fragen zum Wärme- und Feuchtehaushalt von Bauteilen und Gebäuden per Simulation beantworten.

ReBuMat fördert die Entfaltung der deutschen Innovationskraft im Ausland und die globale Wissensgesellschaft als Beitrag zur Lösung der globalen Problemen.

Der Bausektor muss einen erheblichen Beitrag zur Erreichung der klimapolitischen Ziele von Bundesregierung und EU leisten. In Deutschland gehen rund 40 Prozent aller CO2-Emissionen auf die Errichtung und den Betrieb von Gebäuden zurück. Der überwiegende Anteil entfällt dabei auf Strom und Wärme. Deshalb muss mehr Gebäudebestand schneller, effizienter und mit regenerativen Energieträgern saniert werden. Zentrale Ansätze des Leitprojekts BAU-DNS sind eine Produktivitätssteigerung, verbunden mit Kostensenkung, und die Erhöhung der Zirkularität und CO2-Neutralität von Materialien und Systemen. Das Konsortium verfolgt dafür drei Stränge: durchgängige Datennutzung, nachhaltige Prozesse und eine systemische Fertigung, die dem Fachkräftemangel entgegenwirken soll. Das Konsortium widmet sich auch der aktuell mangelnden Materialverfügbarkeit: Regionale Verfügbarkeiten und rezyklierte Materialien werden entscheidende Säulen der Branche. Deshalb konzipiert das Konsortium von BAU-DNS den Bauprozess auch aus der Sicht von Rückbau und Recycling: Komponentenentwicklung, Fabrikauslegung, Gebäudeplanung und weitere Projektschritte werden vom Ende her entwickelt.

Zu den transformativen Handlungsfeldern der Städte gehören ihre baulich-räumliche Gestalt und die urbane Flächennutzung. Mehr dazu im Projekt Buolus.

Fraunhofer CIRCONOMY® Hubs – Umgestaltung linearer Wertschöpfungsketten hin zu souveränen Wertschöpfungszyklen

Alljährlich werden zahlreiche Kunstobjekte und Denkmäler zum Schutz vor der Witterung eingehaust, meist mit Holz. Deren feuchtes Innenraumklima fördert mikrobiellen Bewuchs und verstärkt Frost-Tau-Schäden, was teure Restaurierungen nach sich ziehen kann. Daher entwickelten die Projektpartner ein modulares Einhausungssystem für außenexponierte Kulturgüter mit transparenten Membranen und neuartigem Belüftungssystem.

Die Entwicklung solarbetriebener Wasserentsalzungsanlagen ist ein vielversprechender Ansatz zur nachhaltigen Wasseraufbereitung in wasserarmen Regionen. Am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP wurden mehrere aufeinander aufbauende Projekte durchgeführt, um diese Technologie voranzutreiben. Ziel war es, die technische Umsetzbarkeit zu bewerten, Optimierungspotenziale zu identifizieren und die Grundlage für eine Marktreife zu schaffen.

Bei der Wilden Klimawand handelt es sich um ein innovatives Grünfassadensystem zur Förderung der Biodiversität und Klimaresilienz in urbanen, hochverdichteten Räumen. Die Wilde Klimawand weist durch die Integration von einheimischen Wildstauden, Kräutern und Gräsern sowie gezielt darauf abgestimmten modularen Habitatsystemen (= Brut- und Nistplätze für Wildbienen, Vögel sowie Fledermäuse) eine für Vertikalbegrünungen bisher einzigartige, heterogene Pflanzen- und Strukturvielfalt auf.

Um eine biologische Transformation zu erreichen, müssen Stoffströme als Ganzes betrachtet und biointelligente Lösungen dafür gefunden werden. Geschlossene Stoffkreisläufe sind dabei essenziell. Bei den Dämmstoffen auf Pilzbasis verbinden Myzelien die biologischen bzw. mineralischen Strukturbaustoffe miteinander.

Im Rahmen dieses Sondierungsprojektes soll das grundsätzliche Entwicklungs- und Verwertungspotential eines nachhaltigen Baustoffes auf Basis der Pflanze Rohrkolben ermittelt werden. Die Innovation liegt in der Wahl des Bindemittels: hier soll ein Geopolymer zum Einsatz kommen.

Wie kann der Prozess der Wärmepumpeninstallation effizienter und produktiver gestaltet werden, um den Herausforderungen des Fachkräftemangels und des zeitaufwändigen Einbaus zu begegnen? Hierzu untersucht und entwickelt das Forschungsprojekt WESPE innovative, standardisierte und digitalisierte Prozesse, um die Installationszeit von Wärmepumpen um bis zu 40 % zu reduzieren.

Um die UNESCO-Welterbestätte Petra (Jordanien) angesichts der Herausforderungen des raschen gesellschaftlichen und klimatischen Wandels dauerhaft zu bewahren, will die Academy of Conservation and Care for the Environment 2024 (ACCE) den nationalen und internationalen Wissensaustausch zwischen Postgraduierten und jungen Fachleuten fördern. Dafür schafft ACCE eine Plattform für aufstrebende Fachleute, um durch die gemeinschaftliche Arbeit vor Ort an Projekten im Natur- und Kulturerbe-Bereich gegenseitig voneinander zu profitieren.

Der Klimawandel hat erhebliche Auswirkungen auf unser Leben. Im Verlauf der nächsten Jahrzehnte werden Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Starkregen oder Hochwasser weiter zunehmen. Zusätzlich treten schleichende Veränderungen wie die Verschiebung von Niederschlagsmustern und steigende Jahresdurchschnittstemperaturen mit zukünftig mehr und mehr Hitzetagen auf. Im Rahmen des Pilotprojektes werden 20 Kultureinrichtungen u.a. aus den Bereichen Museen, Bibliotheken, Theater, Sozio-Kultur und Parkanlagen hinsichtlich ihrer Vulnerabilität gegenüber den standortspezifisch zu erwartenden Veränderungen untersucht und Maßnahmen zur Klimaanpassung abgeleitet. Dabei werden bauliche, organisatorische und programmatische Potenziale beleuchtet. Neben dem Schutz des Menschen, stehen die Gebäude selbst sowie ihre z.T. schützenswerte Ausstattung im Fokus.

Die volkswirtschaftlichen Produktionsausfallkosten und die ausgefallene Bruttowertschöpfung durch Arbeitsunfähigkeit wird allein im Jahr 2021 auf etwa 153 Mrd. Euro geschätzt (Quelle: Suga 2021, S.163 nach BAUA, Arbeitswelt im Wandel, Ausgabe 2023). Die angezeigten Berufserkrankungen sind dabei vielfältig. Als belastend wird häufig das Arbeiten unter folgenden Bedingungen genannt: Kälte, Hitze, Nässe, Feuchtigkeit oder Zugluft; Lärm; Rauch, Gase, Staub oder Dämpfe; Grelles Licht oder schlechte Beleuchtung. In diesen Themenbereichen können die gesammelten Kompetenzen und integrierten Leistungen der Mitarbeitenden des Fraunhofer IBP signifikante Verbesserungen schaffen. Hierfür haben sie sich im Projekt »Optimized Performance in Temperature, Illumination, Movement, Acoustics and Air Quality @ Production Workplaces« (OPTIMA PRO) zusammengeschlossen.

Für die Stadt Kochi, Indien, werden Maßnahmen zur Erhöhung der Klimaresilienz auf ihre Eignung und Wirksamkeit zur konkreten Umsetzung untersucht.

Das Projekt zielt darauf ab, Stadtplaner*innen und Kommunenmitarbeitende für die Herausforderungen des Klimawandels zu sensibilisieren und sie praxisnah zu befähigen, Städte klimaresilient zu gestalten. Im Rahmen der geplanten Fortbildung sollen sie befähigt werden, Anpassungsmaßnahmen zielgerichtet in kommunale Planungsprozesse zu integrieren, trotz begrenzter Ressourcen und sich widersprechender Interessen verschiedener Akteur*innen.

Extremwetterereignisse ausgelöst durch den Klimawandel stellen den Erhalt unseres Kulturguts vor Herausforderungen. Daher beschäftigen sich Forschende mit der Schadensprävention für Kulturgüter.

Das Kooperationsprojekt, das im Sommer 2015 startete, soll das Verständnis zum Umgang mit Denkmälern erhöhen und das monumentale Erbe nachhaltig schützen.

Das Denkmallabor in Mauerbach nimmt sich vor, in einem einwöchigen interdisziplinären Workshop zukunftsfähige Lösungsansätze für eine Denkmalpflege im Klimawandel zu entwickeln. Pflege, Reparatur, Prävention und gezielte Anpassungsmaßnahmen spielen dabei eine wesentliche Rolle.

Kulturgüter sind kritische sozio-kulturelle Infrastrukturen, die mit ihren Dienstleistungen zur wirtschaftlichen Entwicklung und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands beitragen und das Gemeinwesen fördern. Die Zunahme von Extremwetterereignissen durch den Klimawandel birgt jedoch eine Bedrohung für diese Infrastrukturen, wie sie das gebaute Kulturerbe und die historischen Gärten und Kulturlandschaften darstellen. Das BMBF-SiFo-Projekt »KERES« befasste sich daher mit zukünftigen Extremwetterereignissen und deren Auswirkungen auf unser kulturelles Erbe in Deutschland und untersuchte diese Szenarien modellhaft.

Das Projekt CycloPlasma kombiniert ein innovatives Adsorbermaterial und Plasmatechnologie zur Dekontamination von Lindan- und PCP-belasteten Holzkonstruktionen.

ENOB hat zum Ziel, unter Vorgaben der Präventiven Konservierung eine Musterlösung für Plusenergie-Depots und -Archive mit zu entwickeln.