Projekte und Referenzen

Strahlungskonzentrationen durch konzentrierend ausgebildete Glasfassaden können zu Materialschädigungen oder Blendungen führen.

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.

IMEDAS ist ein webbasiertes Expertensystem für den MSR-Bereich mit Fokus auf wissenschaftliche Messtechnik – Eigenentwicklung Fraunhofer IBP

Das Projekt CoolDown zielt auf die Optimierung der leitungsgebundenen Wärmeversorgung im Gebäudebestand und die effiziente Integration regenerativer Wärmequellen in bestehende Netze.

Der Bedarf für Wohnraum steigt in vielen Regionen der Erde – nicht zuletzt auch in Deutschland. Die Holzbauweise wird dabei immer wichtiger, da der Energieeinsatz im Holzbau wesentlich geringer ist als bei Gebäuden aus Stahlbeton oder anderen herkömmlichen Baustoffen. Zur Erreichung der Klimaziele im Baubereich gilt der Holzbau daher als ein entscheidender Hebel. Dafür sprechen sowohl die CO2-Bilanz als auch die Kreislauffähigkeit und die Produktivität (Vorfertigung). Ein zentrales Hindernis, insbesondere bei Wohn-, Hotel- und Bürogebäuden in Holzbauweise, stellt allerdings der Schallschutz dar. Um die benötigten Anforderungen einzuhalten, sind bislang noch mineralische Materialien (Zementestrich, Schüttungen) und Kunststoffe (Elastomere, Folien) unerlässlich, die jedoch nahezu alle Vorzüge des Holzbaus wieder »neutralisieren«. Das übergeordnete Ziel des Projekts »WOODSPRINGS« ist es daher, den Holzbau als moderne, umweltschonende und auf nachwachsenden Rohstoffen basierende Bauweise voranzubringen.

Aktuell besteht durch das mobile Arbeiten ein hoher Leerstand in Bürogebäuden. Das ist ökonomisch und ökologisch ein großes Problem: klimatisierte, beleuchtete Büroflächen stehen leer, während zu Hause in weniger energieeffizienten Wohnräumen gearbeitet wird. Damit Büros genutzt werden, müssen sie den Mitarbeitenden klare Vorteile bieten. Vor allem beim Thema Privatheit hat der klassische Multi-Space, ein offenes Büro mit verschiedenen Arbeitsplatzmodulen, noch großen Nachholbedarf.

Akustische Paneele dienen der Raumakustik in Räumen mit hohem Anteil an schallreflektierenden Flächen. Aus optischen Gründen ist die Oberfläche dieser Paneele mit einem geschlitzten oder mikroperforierten Holzfurnier überzogen. Diese regelmäßige Oberflächengestaltung senkt die Breite des Absorptionsspektrums und wirkt dem hochwertigen, natürlichen Eindruck der Holzoberfläche entgegen. Im vorliegenden Projekt wird dieses technische Problem durch die Entwicklung eines Durchbürstprozesses gelöst, der das Holzfurnier entlang der Maserung öffnet, wodurch unregelmäßige Löcher entstehen.

Im Rahmen des Projekts GreenAcoustics soll ein digitales Werkzeug konzipiert und prototypisch umgesetzt werden, das einen ganzheitlicheren Ansatz verfolgt. Dazu wird auf der bestehenden reverberate Technologie des Fraunhofer IBP aufgebaut, die nicht nur die üblichen akustischen Parameter, sondern auch die Raumform und die ungleichmäßige Verteilung von Absorbern im Raum zur Berechnung der Nachhallzeit verwendet.

Im Projekt »Bassorber« soll ein am IBP entwickeltes, umfangreiches Berechnungstool verwertet werden, durch welches die Entwicklung von Absorbern beschleunigt und optimiert werden kann. Dabei können nicht nur die Absorptionsgrade nahezu aller Absorberstrukturen, sondern auch das Zusammenspiel der Absorber optimiert werden.

Im Rahmen des Projekts Digitale Raumakustikplanung (DIGAKUST) wird eine Softwarelösung einwickelt, mit der durch Übertragung technischer Raumparameter (z.B. Größe des Raumes, Anordnung von Objekten im Raum, Materialeigenschaften der Oberflächen) relevante akustische Kennzahlen vollautomatisch berechnet und in einer Simulationsumgebung in Echtzeit hörbar gemacht werden. Ziel ist es, dem Nutzer ein niederschwellig anwendbares Tool zu bieten, mit dem Innenräume in einem hohen Detailgrad erfasst werden, Objekteigenschaften vollautomatisch zugeordnet werden, die Raumgeometrie über ein intuitiv steuerbares Userinterface individuell konfigurierbar ist und die daraus resultierenden Veränderungen der Raumakustik unter Echtzeitbedingungen erlebbar gemacht werden. Damit wird sofort ersichtlich, welchen Einfluss bauliche oder gestalterische Veränderungen auf die Gesamtakustik haben werden.

Propofol, als intravenös appliziertes Hypnotikum, hat gegenüber den herkömmlich verwendeten Inhalationsanästhetika herausragende Vorteile. Es wirkt gegen postoperative Übelkeit, löst keine maligne Hyperthermie, eine potenziell tödliche Anästhesiekomplikation, aus und stellt kein Treibhausgas dar. Der entscheidende Nachteil von Propofol ist allerdings, dass dessen Wirkstoffkonzentration im Gegensatz zu den Inhalationsanästhetika bislang mit keinem klinisch anwendbaren Verfahren während der Narkose bestimmt werden kann. Einen sehr aussichtsreichen Lösungsansatz für das klinisch anwendbare Atemgasmonitoring von Propofol stellt die photoakustische Spektroskopie dar.

Im Projekt Akustisch optimiertes Design für Ventilator-Anbauteile und Gehäuse (ADVentAGe) werden in Zusammenarbeit mit Projektpartnern hybride, aktive Schallschutzsysteme entwickelt und validiert, die in Ventilator-Gehäuse oder typischen Ventilator-Anbauteilen wie Einlaufdüsen, Schutzgitter und Diffusoren, integriert werden können, um so die akustischen Emissionen von Ventilatoren deutlich zu reduzieren.

Zu Hause, im Hotel oder bei der Arbeit im Büro, das Problem ist oft dasselbe: Man möchte das Fenster zur Raumlüftung öffnen, doch die Außengeräusche sind zu laut. Nach kurzer Zeit wird das Fenster wieder geschlossen, um den Lärm zu vermeiden. Die Lösung: automatische Fenster, die sich bei sensorisch erfasstem Lüftungsbedarf öffnen und zusätzlich eine automatische Schließfunktion besitzen, die aktiviert wird, sobald außerhalb des Gebäudes ein bestimmter Geräuschpegel erreicht wird. Die Entwicklung im Projekt „Sound Controlled Ventilation“ geht allerdings über die einfache Lautstärke-Steuerung hinaus. So kann auch nach Art des Geräusches gefiltert und über ein im Raum angeschlossenem Mikrofon der Innenpegel mit in die Entscheidung einbezogen werden.

Die Anforderungen an die Wohnungslüftung steigen rasant. Um den energetischen sowie gleichzeitig den Ansprüchen an den Schallschutz gerecht zu werden, muss ein immer stärker wachsender Anteil an Lüftungskonzepten mit ventilatorgestützten Systemen umgesetzt werden. Das ventilatorgestützte Abluftsystem nach DIN 1946-6 ist dabei vergleichsweise günstig und einfach realisierbar. Bei diesem wird die Abluft über Ventilatoren in den Ablufträumen übernommen, und in allen Zulufträumen wird eine passive Frischluftnachströmung über Außenbauteilluftdurchlässe (ALD) benötigt. Allerdings wird durch die zunehmend dichtere Bauweise von Neubauten auch ein zunehmend höherer Volumenstrom benötigt. Durch den hohen Luftstrom können die Schallschutzanforderungen bei einer ausreichend hohen Luftmenge nicht gewährleistet werden. Gerade in (Innen)städten kann dies problematisch sein.

Im Technologieprojekt »QUEEN-HP-MEEP« befasst sich mit Mikrokanal-Verdampfern und der Funktionsintegration an Bauteilen in der Verdampfer-Umgebung. Dabei werden thermische, optische und akustische Vermessungen miteinander kombiniert um ein umfassendes Bild des Verdampfers mit neuen Bauteilen und neuen Funktionsintegrationen bewerten und optimieren zu können. Fokus der Funktionsintegration liegt auf der Tropfwanne und dem Expansionsventil.

Im Projekt »QUEEN-HP-MENESA« arbeiten die drei Forschungsinstitute Fraunhofer ISE, Fraunhofer IBP und Fraunhofer IWU an Methoden zur Verbesserung von Wärmepumpen hinsichtlich Schwingungen und Schall. Die resultierenden Methoden erlauben eine frühzeitige Berücksichtigung von strukturdynamischen und akustischen Aspekten bei der Entwicklung von Wärmepumpen, sodass ein schallarmer Betrieb im realen Einsatzumfeld ermöglicht werden kann.

Bereinigung des Gebäude-Energieverbrauchs von Einflüssen durch Witterung und Nutzung basierend auf Kurzzeitmessungen.

Moderne Isolierverglasungen senken den Energieverbrauch von Gebäuden, haben allerdings auch einen Einfluss auf den Schallschutz.

Die Psychoakustik unterstützt die Schallimmissionsprognose zur Abbildung der tatsächlich wahrgenommenen Lärmbelastung zu Gunsten des Lärmschutzes.

Das Fraunhofer IBP unterstützte das PHIUS bei der Entwicklung eines Passivhausstandards und implementierten diesen in die Software WUFI® Passive.

An einer Schule in Kochi testen regionale Partner vor Ort und Forschende verschiedener Fraunhofer Institute Technologien für die Klimawandelanpassung.

In diesem Projekt wird das bestehende Leistungsportfolio hinsichtlich Wasserretentionsvermögen und stadtklimatischer Wirkung von Gründächern ergänzt.

Im Projekt »Climate for Culture« wird mit 27 Partnern der Einfluss des Klimawandels auf Kulturgüter in Europa ermittelt.

Aufgrund neuer Regelungen wie der Energieeinsparverordnung stellt sich die Frage, wie effizient Lüftungssysteme im Hinblick auf den Energieverbrauch arbeiten.

Es mangelt an geeigneten Depots, die neben den konservatorischen auch den Anforderungen an Nachhaltigkeit und Energieeffizienz gerecht werden.

Bei der Entwicklung akustischer Fenstersteuerung konzentriert sich das Fraunhofer IBP v.a. auf die Sensorik, die Regelungstechnik und ruhige Antriebssysteme.

Nahezu jedes Gebäude verfügt über eine Abwasserinstallation, bei der hauptsächlich Abwasserrohre aus Kunststoff eingesetzt werden. Ein entscheidendes Qualitätsmerkmal dieser Abwassersysteme ist die schallschutztechnische Eigenschaft, durch die in schutzbedürftigen Räumen störende Fließgeräusche minimiert werden. Bei der Entwicklung schalltechnisch optimierter Abwassersysteme setzen Herstellende Unternehmen häufig auf Annahmen und Erfahrungswerte, die durch Messungen an Prototypen überprüft werden. Einfachstes Mittel ist dabei, die Rohre und Formteile mit hohem Materialaufwand, mehrschichtigem Aufbau und schweren Zuschlagstoffen (z. B. Bariumsulfat) möglichst dickwandig und schwer herzustellen. Dem ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoff oder gar von recycelten oder klimaneutralen Materialien wird bisher allerdings wenig Chancen eingeräumt. Dies soll durch das Projekt »Ressourceneffizient akustisch optimierte Abwassersysteme« geändert werden.

Ökobilanzen sind in der Regel, abhängig von der Zielsetzung und dem Untersuchungsrahmen, relativ aufwendig und erfordern ein hohes Maß an Expertise. Durch die Zusammenarbeit mit dem Institut cyclos-HTP wurde ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur schnellen und effizienten Berechnung von Carbon Footprints (CF) von Verpackungen erzielt. Die PACFAST (Packaging Carbon Footprint Fast and Standardised) genannte Anwendung nutzt eine in CHI-RA automatisch erzeugte Datei, die für die Berechnung des Carbon Footprints dieser Verpackung relevante Verpackungsspezifikationen enthält.

Durch mikrostrukturierte opti­sche Komponenten sollen Energie­effizienz, Lebenszyklusbilanz und die Aufenthaltsqualität im Gebäudebereich verbessert werden.

Gründächer verbessern die Lebensqualität im urbanen Raum. Wie wirkt jedoch die Freisetzung von Mecoprop aus Bitumenbahnen auf die Umwelt?