Gebäude

Energieoptimierte Gebäude stellen einen Arbeitsschwerpunkt unserer Forschenden dar – und das von der Planung an. So erarbeiten Expertinnen und Experten der Fraunhofer-Energieforschung Energie- und Klimaschutzkonzepte für Kommunen und Institutionen, begleiten wissenschaftliche Forschungsprogramme und bringen sich aktiv in die Normung und Standardisierung sowie die Einführung und Verschärfung von Mindeststandards im Bereich energieeffizienter Gebäude ein. Darüber hinaus überführen wir innovative Quartierskonzepte, Gebäude- und Fassadentechnologien in maßgeschneiderten Evaluationsprogrammen in die praktische Anwendung. Kernaspekt ist dabei die Nutzung von Demonstrationsgebäuden, die es erlauben, sowohl Gesamtkonzepte als auch innovative bauliche und anlagentechnische Komponenten energetisch zu bewerten. Auf dieser Basis sind fundierte Aussagen über Praktikabilität, Energieeffizienz und Nutzerfreundlichkeit der baulichen Umsetzung möglich. Die Fraunhofer-Allianz Energie ist somit ein wichtiges Bindeglied zwischen der Bauforschung und der Baupraxis.

Kompetenzen der Fraunhofer-Allianz Energie im Bereich Energie Urban

Gebäudeenergieversorgung – Planung

Die Energieversorgung von Gebäuden verursacht rund 35 Prozent des Endenergieverbrauchs und 30 Prozent der CO2-Emissionen in Deutschland. Für die Erreichung der nationalen Klimaschutzziele nimmt der Gebäudesektor daher eine besondere Stellung ein. Das Ziel eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050 soll durch eine Verbesserung der Gebäudeeffizienz und eine Dekarbonisierung der Energieversorgung erreicht werden. Die Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer Gesellschaft begleiten diese Aufgabe mit Machbarkeitsstudien, Potenzialuntersuchungen, Szenario-Analysen und wissenschaftlichen Auswertungen auf unterschiedlichen Ebenen. Hierzu gehören die Erarbeitung von Energie- und Klimaschutzkonzepten für Kommunen, Ministerien und Institutionen, die wissenschaftliche Begleitung von Forschungsprogrammen, die aktive Mitarbeit in der Normung und Standardisierung sowie die Evaluierung von Förderkonzepten und die Einführung und Verschärfung von Mindeststandards im Bereich effizienter Gebäude. Neben dezentralen Energieversorgungkonzepten erarbeiten unsere Expertinnen und Experten auch zentrale Lösungen für Gebäude und Quartiere mit Wärmenetzen unter Einbindung erneuerbarer Energien. Um die Entwicklung und Planung von klimaneutralen Versorgungskonzepten zu unterstützen, entwickeln wir digitale Planungsinstrumente für unterschiedliche Zielgruppen und Anwendungsfelder.

Projekte aus dem
Kompetenzbereich

 

BIM4Ren

Das Projekt »BIM-basierte Werkzeuge und Technologien für eine schnelle und effiziente Sanierung von Wohngebäuden - BIM4REN« zielt darauf ab, nutzerfreundliche BIM-Werkzeuge einzuführen, die übergreifendes Arbeiten zwischen KMUs ermöglichen.

 

ENERGIEWENDEBAUEN

Durch die Darstellung und Bündelung von zentralen Ergebnissen und Erfahrungen der verschiedenen Förderschwerpunkte wird ein Mehrwert zu den laufenden Einzelmaßnahmen der Forschungsförderung geschaffen.

 

Klimaneutralität in Oldenburg

Das Fraunhofer IBP unterstützte die Stadt Oldenburg durch die Bewertung von drei unterschiedlichen Szenarien auf ihrem Weg zur Klimaneutralität.

Energieversorgung im Quartier – Cross-sektorale Betriebsführung

In maßgeschneiderten Evaluationsprogrammen werden innovative Quartierskonzepte, Gebäude- und Fassadentechnologien in die Praxis überführt. Dazu nutzen die Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft Testgebäude auf Freilandversuchsgeländen und bewerten real genutzte Gebäude sowohl in Deutschland als auch im internationalen Kontext. Solche Demonstrationsgebäude stellen ein wichtiges Bindeglied zwischen der Bauforschung und der Baupraxis dar. Sie zeigen Lösungsansätze auf, demonstrieren Machbarkeit und regen zur Nachahmung an. Gebäude- und Anlagenkonzepte werden während der baulichen Umsetzung mit Messtechnik ausgestattet, die es erlaubt, sowohl das Gesamtkonzept als auch innovative bauliche und anlagentechnische Komponenten energetisch zu bewerten. Nach der Messperiode können anhand der Messdaten sehr valide Aussagen über die Praktikabilität, die Energieeffizienz und die Nutzerfreundlichkeit der baulichen Umsetzung gemacht werden. Unsere Expertinnen und Experten nutzen dafür Methoden der automatisierten Fehlererkennung (regelbasiert bzw. modellbasiert) sowie Methoden zur modellbasierten Betriebsoptimierung (Model predictive control).

Projekte aus dem
Kompetenzbereich

 

OBSERVE

Im Verbundprojekt »OBSERVE« sollen die in den Projekten »ModBen« und »ModQS« entwickelten Methoden zur Überwachung und Optimierung des energetischen Betriebs von Heizungssystemen erweitert und auf andere Systeme übertragen werden. 

 

EnergieDigital

Mit »EnergieDigital« soll eine Methode zur Verknüpfung und Integration der Domänen Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Gebäudebetrieb in Building Information Modelling (BIM) entwickelt werden, damit die gesetzte Energieeffizienz erzielt wird.

 

BUiLD-DIGITiZED

Das Forschungsprojekt »BUiLD-DIGITiZED« entwickelt BIM-Methoden für die Inbetriebnahme und betriebsbegleitende Optimierung von TGA-Anlagen und demonstriert diese an einem Niedrigstenergiegebäude.

Bedarfsorientierte energetische Anlagenparametrierung

Kontinuierlich steigende Energiekosten und die CO2-Bepreisung fossiler Energieträger sowie ein zunehmendes Bewusstsein für die existentielle Bedeutung der Klimaneutralität haben dafür gesorgt, dass in den vergangenen Jahren zahlreiche innovative Entwicklungen zur Nutzung regenerativer Energiequellen und zum energiesparenden Bauen entstanden sind. Die daraus resultierende Veränderung hinsichtlich der Anforderungen an Technologien fordert wiederum eine ständige Anpassung und Weiterentwicklung der einzelnen Systeme wie auch deren optimales Zusammenspiel. Unsere Forscherinnen und Forscher unterstützen hierzu die Inbetriebnahme-Teams vor Ort mit ihrer Fachexpertise. Sie nutzen unter anderem Konzepte der virtuellen Inbetriebnahme von Gebäudeautomationssystemen auf Basis von Model-in-the-loop (MiL), Software-in-the-loop (SiL) und Hardware-in-the-loop (HiL).

Projekte aus dem
Kompetenzbereich

 

Herzo Op

Ziel des Verbundvorhabens war es, den Reihenhauskomplex über drei Jahre zu begleiten und die Betriebsoptimierung weiterzuführen. Dabei vereinten das Langzeitmonitoring und die Regelungsstrategien unterschiedliche Disziplinen.

 

LowEx-Bestand Analyse

Im Verbundprojekt »LowEx-Bestand« werden LowEx-Systemkonzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäude umfassend analysiert, weiterentwickelt und demonstriert.

 

GENERIS

Die Software »GENERIS« bietet die Möglichkeit, aus einem Katalog mit Standardkonstruktionen ein Gebäude zu modellieren, zusätzlich die vorkalkulierten Betriebsparameter einzugeben und das Bauvorhaben hinsichtlich seiner Ökobilanz auszuwerten.