EEC
Energy Efficient Construction

Energieeffizienz im Bauwesen

Die Forschungsgruppe ‚Energieeffizienz im Bauwesen‘ widmet sich der wissenschaftlichen Untersuchung von Methoden zur Reduzierung des Energieverbrauchs von Gebäuden und Siedlungen, bis hin zu Null-Energie-Gebäuden und Energie-positiver Siedlungsbausteine. Die Forscher:innen stehen hierbei im engen fachlichen Austausch mit Partnerinstituten innerhalb und außerhalb der TU Darmstadt als auch mit lokal ansässigen Bauträgern und Energieversorgern und entwickeln so Systemlösungen zur Reduzierung des Energiebedarfs im Gebäudesektor. Darüber hinaus widmen sich die Wissenschaftler der Erforschung innovativer, thermisch aktivierter Fassadenelemente, welche unter anderem im Rahmen des Leuchtturmprojektes „ETA-Fabrik: Energieeffiziente Fabrik für interdisziplinäre Technologie- und Anwendungsforschung“ Anwendung finden und untersucht werden. In diesem Zusammenhang wird ebenso die Thematik der Lebenszykluskosten untersucht. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung energieaktiver und energieflexibler Gebäudehüllelemente mit dem Ziel der energieflexiblen thermischen Konditionierung von Räumen, welcher u.a. im Forschungsprojekt „SynErgie“ verfolgt wird.

Dr. Nadja Bishara,
Nachwuchsgruppenleiterin Energieeffizienz im Bauwesen

Unser Fokus liegt auf innovativen und energieeffizienten Technologien, welche mittels interdisziplinärer Forschungsansätze auf Gebäude- und Siedlungsebene, beispielsweise im Projekt „SWIVT - Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere – Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien“ erforscht werden.

Im Nachfolgeprojekt SWIVT II soll die im Vorfeldprojekt entwickelte Strategie zur Verknüpfung von Gebäudekonzepten im vernetzten Betrieb mit betriebsoptimierten, innovativen Energietechnologien auf Siedlungsebene im Quartier Postsiedlung in Darmstadt umgesetzt und in der Praxis demonstriert werden.

Nach erfolgreicher Verifizierung des SWIVT-Ansatzes durch theoretische und experimentelle Untersuchungen, Prototypenbau und gekoppelte Simulationen wollen die Projektpartner die Wirksamkeit des Lösungsansatzes auf Systemebene in allen seinen Teilaspekten validieren. Dabei werden sowohl Modelle aus SWIVT (z. B. als Anwendungswerkzeuge für die Auslegung von Energiespeichern) in die Praxis übertragen als auch das Konzept einer bestehenden Wohnsiedlung als energieeffiziente, systemorientierte Einheit umgesetzt und validiert.

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Das zukünftige Stromsystem in Deutschland wird stark von der Energiewende geprägt sein. Aufgrund des steigenden Anteils erneuerbarer Energien und der damit verbundenen schwankenden Stromerzeugung müssen Lösungen entwickelt werden, die das Stromnetz stabilisieren, d. h. den Stromverbrauch mit der Stromerzeugung in Einklang bringen. Hier will das Projekt SynErgie erforschen und demonstrieren, wie energieintensive Produktionsprozesse an die schwankende Stromversorgung angepasst werden können, um so einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Darüber hinaus werden damit die Voraussetzungen geschaffen, dass Deutschland zum führenden Anbieter neuer Technologien und Verfahren wird, die energieintensive, individualisierte Industrieprozesse mit der volatilen Einspeisung erneuerbarer Energien verbinden.

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Im Verbundvorhaben „ETA im Bestand“ (FKZ: 03EN2048A-I) werden technische und methodische Lösungen entwickelt, welche eine Energieeffizienzsteigerung im Industriebestand ermöglichen. Hierbei wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt, in dem alle Teilsysteme eines Produktionssystems (Maschinen und Anlagen, TGA und Versorgungstechnik, Produktionsumgebung), unter dem Aspekt einer breiten Anwendbarkeit betrachtet werden.

Im vorangegangenen Projekt „ETA-Fabrik“ konnte bereits für den Neubau einer Forschungsfabrik erfolgreich demonstriert werden, dass dieser Ansatz eine hohe Energieeinsparung generieren kann. In „ETA im Bestand“ wird nun die Umsetzung derartiger Effizienzmaßnahmen für Industriebestandsgebäude erforscht. Es erfolgt eine Typisierung industrieller Bestandsgebäude und der darin befindlichen Industrieprozesse. Daraus können Energieeffizienzmaßnahmen für Industriegebäude abgeleitet werden.

Ein Lösungsansatz ist die thermische Zonierung einzelner Maschinen oder Produktionsprozesse mit besonders hohen Anforderungen an Raumlufttemperatur oder Raumluftqualität, damit nicht die ganze Produktionshalle dahingehend klimatisiert werden muss. Hierfür werden als bauliche Nachrüstlösung modulare Versorgungs- und Klimatisierungselemente aus mikrobewehrtem, ultrahochfestem und durch Kapillarrohrmatten thermisch aktiviertem Beton entwickelt.

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Das Reallabor DELTA („Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung“, Förderkennzeichen: 03EWR002A-K) fungiert als Schaufenster für die urbane Energiewende durch interagierende, energieoptimierte Quartiere. Ziel ist es, die wirtschaftliche Machbarkeit und gesellschaftliche Akzeptanz bewährter Techniken zur Steigerung der Energieeffizienz und Flexibilität zu demonstrieren. Als Reallabor will DELTA Vorbildfunktion einnehmen und Ergebnisse gewinnen, die auch auf andere Städte übertragbar sind. Hierzu haben sich in Darmstadt mehrere Akteure zusammengeschlossen, darunter große Industrie-Unternehmen, kleine Mittelständler, Start-ups, kommunale Unternehmen und Forschungseinrichtungen; koordiniert von der TU Darmstadt.

Innerhalb des Projekts wird ein vielschichtiger, sektorenübergreifender Ansatz verfolgt. Im Fokus steht die konsequente Steigerung der Energieeffizienz aller Sektoren, die bereits heute als größtes nutzbares Potenzial der Energiewende gesehen wird. Beides wird durch die intelligente Verknüpfung einzelner Quartiere des urbanen Energiesystems sowie durch Sektorenkopplung erreicht.

Das Teilprojekt 1 realisiert ein energieoptimiertes Wohnquartier unter der Berücksichtigung bezahlbaren Wohnraumes auf dem Gelände zweier ehemaliger US-Kasernen für rund 3000 Menschen. Um hier die klima- und energiepolitischen Ziele der Bundesregierung im Gebäudebereich umsetzen zu können, ist es neben dem Einsatz nachhaltiger Baustoffe notwendig, die Energieeffizienz und Energieflexibilität durch den Einsatz innovativer Gebäudetechnik zu steigern. In Kombination mit intelligenter, elektrischer und thermischer Vernetzung bildet dies den Grundstein heutiger energieoptimierter Wohnquartiere. Darüber hinaus werden innovative (kooperative) Geschäftsmodelle entwickelt, um das entstehende Energiesystem subventionsfrei betreiben zu können. Somit ist die Teilhabe aller Akteure des Energiesystems an den energetischen und wirtschaftlichen Potenzialen gewährleistet.

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Leitung

  Name Kontakt
Dr. Nadja Bishara
In Elternzeit | Papier und Energie
+49 6151 16-23031
L5|06 630
Miriam Schuster M.Sc.
Glas und Polymere
+49 6151 16-23014
L5|06 659

Team

  Name Kontakt
Bianca Biernatek M.A.
Paper Construction and Design | Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23017
L5|06 416
Carina da Silva M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23019
L5|06 632
Xenia Kirschstein M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23018
L5|06 420
Joscha Reber M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23067
L5|06 462
Anja Schaffarczyk M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23018
L5|06 420
Henry Schneider M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23063
L5|06 462
S
Vanessa Schneiker M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-20574
L5|06 465
Yang Xue M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-21516
L5|06 465