Jahresbericht 2013 Auf Wissen Bauen
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FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR BAUPHYSIK IBP JAHRESBERICHT 2013 AUF WISSEN BAUEN FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR BAUPHYSIK IBP JAHRESBERICHT 2013 Stand 22.04.14, 23:58 IMPRESSUM INSTITUTSLEITUNG HERAUSGEBER Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer REDAKTION ANSCHRIFTEN Rita Schwab, Presse und Öffentlichkeitsarbeit, Fraunhofer IBP Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart BILDQUELLEN Postfach 800469, 70504 Stuttgart U2 Sino-German Industrial Service Platform; S.4,6,8,44,127,128,149, Telefon +49 711 970-00 163,165,167 Christian Hass; S.5,126,146,159 Uwe Völkner (FOX); [email protected] S.13 scusi–fotolia; S.16,69 MEV-Verlag; S.18 Martin Kjer; www.ibp.fraunhofer.de 6 8 3DDYR%OÆğHOG6 .DL Standort Holzkirchen Nielsen; S.24 Valerijs Kostreckis–fotolia-; S.26,136 Ralf Kilian; Fraunhoferstraße 10, 83626 Valley S.27 xenotar–istock; S.28 H.-R. Schulz; S.30 W. Rössle, Büro Postfach 1152, 83601 Holzkirchen Tettenborn; S.31 Bernd Mueller; S.37 real444–iStock; S.38 Jür- Telefon +49 8024 643-0 gen Lippert; S.40 Lignum; S.42 Nüsing GmbH; S.58 Wagner- Solar GmbH; S.61 T. Schäfer, PIA Ffm; S.66 Cezary Cioch–istock; Standort Kassel S.68 Daniel Schoenen–istock; S.70 M. Maricic–istock; S.71 deep- Gottschalkstraße 28a, 34127 Kassel blue4you–istock; S.72 kanvag–istock; S.73 JacobH–istock; S.74 Telefon +49 561 804-1870 SergeyIT–istock; S.75 Anton Starikov–istock; S.76 joas–istock; Standort Nürnberg S.83,130 Caplio; S.94 Ben Dratz; S.97,139 Kurt Fuchs; S.102 c/o Energie Campus Nürnberg, Asböck Architekten; S.120 EADS; S.131 Fraunhofer ISC; S.136 Fürther Straße 250, 90429 Nürnberg Mazzatenta/National Geographic Stock; S.137 Andreas Leder; Standort Rosenheim S.139 momius–fotolia; S.142 Udo Schmidt; S.143 Uli Regenscheit; Fraunhofer-Zentrum Bautechnik S.187 Edhar–fotolia; S.193 artjazz–fotolia; S.203, U4 (1) Thomas Hochschulstraße 1, 83024 Rosenheim Plettenberg; U4 (1) Roland Halbe; Telefon +49 8031 805-2683 fotolia: www.fotolia.com; istock: www.istockphoto.com; Alle anderen: Mitarbeiter und Archiv des Fraunhofer IBP Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung Wankelstraße 5, 70563 Stuttgart TEXTE Telefon +49 711 970-00 Joachim Wekerle; Mitarbeiter des Fraunhofer IBP und Rita Schwab Titelseite: GESTALTUNG UND PRODUKTION Zwei 185 m hohe Bürotürme für die Heimo Klose, Weil der Stadt »Sino-German Industrial Service Platform« DRUCK Fraunhofer IRB, Stuttgart sollen Vorzeigeprojekt für nachhaltiges Bauen in der chinesischen Stadt Foshan werden. © Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart 2014 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, Fraunhofer IBP begleiten das ehrgeizige Vorhaben. sowie Übersetzung nur mit schriftlicher Genehmigung der Redaktion. 2 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP – Jahresbericht 2013 Stand 22.04.14, 23:58 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 4 1 DAS INSTITUT IM ÜBERBLICK 6 3 NAMEN | DATEN | EREIGNISSE 126 Bauphysik – für das Bauen mit Erfolg! 8Kurzberichte 127 Das Kuratorium 10 Fachveranstaltungen als Publikumsmagnet 127 Weniger ist mehr – Leichtbau 11 Wir sind präsent auf Messen 131 Bericht der Verwaltung 13 Kooperationen 135 Personalentwicklung Neue Strukturen erhöhen Schlagkraft 137 Finanzentwicklung Weitere Institutsaktivitäten 139 Synergien in Expertise Den Nachwuchs fördern 140 Verbünde und Allianzen 14 Auszeichnungen 142 Fraunhofer-Zentren 17 Personalia 144 Sonstige Vereinigungen 18 Publikationen 145 Qualitätsmanagement 19 Veranstaltungen, Messen, Seminare 146 $NNUHGLWLHUWH3UđĠDERUH Lehrtätigkeit und Vorlesungen 148 Spezielle Versuchs einrichtungen 22 Vorträge 151 Blick in die Zukunft 24 Veröffentlichungen 169 Erteilte Patente 179 2 ERGEBNISSE 2013 26 Gastwissenschaftler 180 Dissertationen 181 Highlights aus Forschung und Entwicklung 28 Master Theses 182 Akustik 38 Diplomarbeiten 184 Bauchemie, Baubiologie, Hygiene 46 Bachelor Theses 185 Energiesysteme 54 Internationale Kooperationen 187 Ganzheitliche Bilanzierung 66 Mitarbeit in Ausschüssen und Gremien 193 Hygrothermik 78 Lizenz-Partner und -Produkte 197 Raumklima 90 Bauphysikalische Software 198 Wärmetechnik 102 Medien 201 Geschäftsfelder 118 Auf einen Blick 204 Aviation 119 Informationsservice 206 Morgenstadt 121 6RğQGHQ6LHXQV Fraunhofer-Allianz Bau 124 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP – Jahresbericht 2013 3 Stand 22.04.14, 23:58 »DANK INSTATIONÄRER LÖSUNGEN WERDEN SICH GEBÄUDE DER ZUKUNFT SOWOHL AN WITTERUNGSVERHÄLTNISSE ALS AUCH KOMFORTANFORDERUNGEN DER BEWOHNER AUTOMATISCH ANPASSEN.« VORWORT Liebe Freunde und Partner des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik, sehr geehrte Damen und Herren, rund die Hälfte der Weltbevölkerung lebt heute in Städten. Im konventionellen Bauten anhand der optimalen Steuerung von Jahr 2050 werden es nach Prognosen der Vereinten Nationen Heizung, Lüftung und Klimatisierung der Energieverbrauch um mehr als zwei Drittel sein. Dieser globale Trend ist in Europa 30 bis 50 Prozent reduzieren. Im Haus der Zukunft wird die und in Deutschland bereits deutlich spürbar: 73 Prozent der Gebäudetechnik Systeme wie Elektro- und Wasserversorgung, Europäer und 74 Prozent der Deutschen wohnen in urbanen Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Sicherheitslösungen zu Ballungsräumen. Innerhalb der nächsten 40 Jahre werden einer Einheit vernetzen und unter Einbeziehung von Daten wie diese Zahlen für Europa und auch für Deutschland voraussicht- die Wettervorhersage vorausschauend steuern. lich um zehn Prozent steigen. Die zunehmende Urbanisierung führt zu großen Problemen bei Umwelt und Infrastrukturen, Wie bei den meisten künftigen Technologien wird auch die beispielsweise aufgrund des steigenden Energiebedarfs. Gebäudetechnik von der Material- und Werkstoffentwicklung dominiert: Bei den Dämmstoffen konzentrieren sich aktuelle Nach aktuellen Schätzungen der Europäischen Umweltagentur Entwicklungen auf Platzeinsparung, Reversibilität und Verwert- (EUA) gehen knapp 70 Prozent der in Europa verbrauchten barkeit beispielsweise durch Vakuumdämmung, Aerogele oder Energie auf das Konto von Metropolen. Weltweit ist der Ener- regenerative Wärmedämmmaterialien. Bei Energiespeichern giehunger der urbanen Zentren noch größer, und städtische sind es Latentwärmespeicher und bei den Fassaden selbst- Ballungsräume sind heute für 80 Prozent der globalen CO2- reinigende Anstriche oder Fenster mit integrierten Solarzellen Emissionen verantwortlich. sowie elektrochrome Schaltungsmöglichkeiten. Mit der von der Bundesregierung beschlossenen Energiewen- Städte werden im Bereich der Grundlast Strom weiterhin auf de sind die energiepolitischen Ziele Deutschlands bis zum Jahr Importe von außen angewiesen sein. Aufgrund des sinkenden 2050 klar vorgegeben: Der Primärenergieverbrauch soll um 50 5DXPZÃUPHEHGDUIVLQIROJHGHU]XQHKPHQGHQ(Iğ]LHQ]VWHLJH- Prozent gesenkt, der Anteil erneuerbarer Energien am Brutto- rungen im Bereich der Gebäude wird es in Zukunft darauf an- endenergieverbrauch für Strom und Wärme um 50 Prozent kommen, Strom dort zu produzieren wo noch Wärme benötigt erhöht und die CO2-Emissionen um mindestens 80 Prozent im ZLUG+RFKHIğ]LHQWH)HUQZÃUPHYHUVRUJXQJZLUGGDEHLZHLWHU Vergleich zum Referenzjahr 1990 reduziert werden. Zudem Bestand haben, zusätzlich bedarf es der Implementierung von sollen bis 2050 Gebäude nahezu klimaneutral sein und die von Nahwärmenetzen in Verbindung mit kleineren Blockheizkraft- ihnen benötigte Energie aus erneuerbaren Energien beziehen. werken und der Nutzung regenerativer Potenziale. Insgesamt läuft dies auf deutlich dezentrale Strukturen hinaus, da sich Bis zum Jahr 2050 werden daher viele Häuser nicht nur Ener- kleinere Siedlungseinheiten bis hin zum Einzelgebäude künftig gie verbrauchen, sondern auch selbst erzeugen und über selbst versorgen werden. das Smart Grid mit den umliegenden Gebäuden teilen. Mit- hilfe intelligenter Gebäudetechnik lässt sich zudem auch bei 4 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP – Jahresbericht 2013 Stand 22.04.14, 23:58 »BAUTEN WERDEN KÜNFTIG NICHT NUR ALS ENERGIEERZEUGER FUNGIEREN, SONDERN SICH ALS AKTIVER ENERGIESPEICHER ZU EINER INTELLIGENTEN SCHALTZENTRALE DES ENERGIESYSTEMS ENTWICKELN.« Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP arbeitet daran, die 6XEVWLWXLHUHQGH/ùVXQJVDQVÃW]H]XU6WHLJHUXQJGHU(Iğ]LHQ] wissenschaftlichen Grundlagen dafür zu schaffen, dass Städte in der Bauwirtschaft treiben auch die Betontechnologen und Gemeinden lebenswert bleiben. So entwickeln Wissen- des Fraunhofer IBP an. Durch den Einsatz von Stahlfasern in schaftler des Fraunhofer IBP beispielsweise unter dem Schlag- Betonbauteilen kann in ausgewählten Fällen eine herkömm- ZRUWŊ0LNUROHLVHʼnĠH[LEOH%DXWHLOHIđUZHQLJHU/ÃUPLP$OOWDJ liche Stabstahlbewehrung teilweise oder ganz ersetzt werden. Diese Technologie eignet sich für zahlreiche Materialien und Einem breiten Einsatz von Stahlfaserbeton in tragenden Bau- ermöglicht multifunktionale, optisch ansprechende Schallab- teilen steht bislang allerdings entgegen, dass die Fasern ihre VRUEHUGLHVHKUĠH[LEHOHLQVHW]EDUVLQG6RPLWNùQQHQVLHQLFKW Bewehrungswirkung nur bei angepasster Ausrichtung und nur architektonisch zurückhaltend in Innenräumen (selbst in Konzentration entfalten können. Es besteht sonst die Gefahr hygienesensiblen Bereichen), sondern auch an Fassaden oder des Versagens dieser Bauteile. Deshalb haben Forscher des als Lärmschutzwände ihre Wirkung entfalten. Fraunhofer IBP ein Simulationstool zur zuverlässigen Voraussa- ge der Verteilung und Orientierung von Stahlfasern in Beton- Mit der Umsetzung des Nachhaltigkeitsgedankens in der Bau- bauteilen entwickelt. wirtschaft beschäftigen sich