Forschung sichtbar gemacht

Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IBP beschäftigen sich seit Jahren und in zahlreichen Projekten mit der Luftqualität in Flugzeugkabinen. Mit Hilfe der neuen Versuchseinrichtung »Bleed Air Contamination Simulator«, kurz BACS können die Forschenden nun die physikochemischen Charakteristika eines Fume Events simulieren und analysieren, wie diese sich auf die Luftqualität in der Kabine auswirken. Mit Hilfe des BACS sind die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Lage, verschiedenste Umgebungsbedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck nachzustellen und auch andere mögliche Kabinenluftverunreinigungen wie Hydrauliköl oder Enteisungsflüssigkeit zu untersuchen.

Menschen verbringen heute den Großteil ihrer Lebenszeit in Räumen, ob während der Arbeit oder der  Freizeit. Daraus ergibt sich der Anspruch,  die Umgebungsbedingungen in Räumen so zu gestalten, dass  sie Gesundheit, Wohlbefinden  und Leistungsfähigkeit gewährleisten.

Bei der Suche nach Wirkzusammenhängen ist die Forschung in realen Räumen sehr aufwendig, langwierig und kostspielig. Daher bedarf es einer Testumgebung, in der Umgebungsbedingungen  schnell und einfach variiert werden können, um menschliche Reaktionen wie Wahrnehmung, Empfinden, Erleben und Verhalten  zu untersuchen.

Im Rahmen der Forschungs- und Entwicklungsinitiative High Performance Indoor Environment (HiPIE) wurde eine solche Testumgebung geschaffen. Das HiPIE-Labor.

Im »Mixed Reality Experience Lab« begegnen Sie dem digitalen Zwilling ihrer Pläne und einer neuen Dimension der 3D Technologie. Das Lab ergänzt die virtuelle Realität um weitere Sinne: Raumlufttemperatur, Wärmestrahlung sowie Luftfeuchtigkeit und -strömung werden erfahrbar gemacht. Es ändert Bauteile und Materialen in Echtzeit und zeigt deren Wirkung - nicht nur visuell, sondern als gefühltes Erlebnis. Bauherren, Planer und Produkthersteller sehen so vor Baubeginn, ob ihre Wünsche hinsichtlich Raumklima und Behaglichkeit mit der Wirkung ihrer Planung übereinstimmen.

Das »Mixed Reality Experience Lab« ist ein Demonstrator des »Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrums Planen und Bauen« am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Holzkirchen mit Unterstützung des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart.

Seit 2008 entwickeln und testen die Partner des Forschungsbereichs eco DESIGN im Rahmen der EU-Technologie-Initiative Clean Sky neue Materialien, nachhaltige Planungs-, Fertigungs- und Recyclingkonzepte für die zivile Luftfahrt. Ihr Ziel: ökologisch effiziente Flugzeuge und damit ein nachhaltiger Umgang mit den auf der Erde endlichen Ressourcen.

eco DESIGN hat Wege geschaffen für mehr Ressourceneffizienz in der Luftfahrt. Die hier entwickelten Innovationen unterstützen die Hochleistungsluftfahrttechnologien bei der Erreichung der hochgesteckten Ziele zur Emissionsminderung. Mit Hinblick auf die Maßgaben der EU ist das allerdings erst der Anfang. Um die Anforderungen des eco Innovation Action Plan adressieren zu können, braucht die Europäische Luft- und Raumfahrt vermarktbare Lösungen. In dieser Beziehung war eco DESIGN bereits mehr als erfolgreich.

Jeder Punkt auf der Weltkarte unersetzlicher historischer Monumente ist ein Wegweiser für die Gegenwart. Dieses Erbe müssen wir erhalten und pflegen! Deshalb haben sich im POMPEII SUSTAINABLE PRESERVATION PROJECT international renommierte Forschungsinstitutionen unter der Leitung des Fraunhofer IBP zusammengeschlossen, die in einem vorbildlichen Konservierungsprojekt antike Bauten restaurieren, für den Kulturerhalt forschen und junge Talente ausbilden wollen. Dabei sollen langfristige Perspektiven für die Denkmäler in Pompeji entstehen.

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Im Fluglabor befinden Sie sich 13 000 Meter über dem Meeresspiegel und doch am Boden. Das funktioniert dank einer Niederdruckröhre, die um den vorderen Teil eines Airbus A310, unsere Flight Test Facility, gebaut wurde. So entstand ein weltweit einzigartiges Fluglabor, in dem untersucht wird, wie sich Raumklima, Luftqualität und Akustik auf Passagiere und Crew auswirken. Zudem eröffnet die Thermal Test Bench, ein thermischer Prüfstand, den Wissenschaftlern und ihren Partnern neue Forschungsfelder.

Weitere Videos:

• Das Fluglabor und die Thermal Test Bench (veröffentlicht: 06/2015) [ MP4  426.51 MB ]
• Besseres Klima in Flugzeugkabinen (veröffentlicht: 08/2006) [ MP4  51.07 MB ]

Forscher des Fraunhofer IBP beschäftigen sich gezielt mit Technologien, die den Komfort für Fluggäste optimieren sollen. Im Mittelpunkt steht unter anderem das Raumklima in Flugzeugen, das häufig Quell von Beschwerden ist. Dazu sind neben menschlichen Testpersonen vor allem auch virtuelle im Einsatz. Der DressMAN 2.0 ist ein eigens entwickeltes Klimamesssystem des Fraunhofer IBP, das für Messungen des Innenraumklimas in Flug- und Fahrzeugen sowie im Büro verwendet wird. Das neue Systemkonzept berücksichtigt dabei neben der Lufttemperatur, auch die Luftgeschwindigkeit sowie die Wärmestrahlung. Gleichzeitig ermöglicht ein von den Fraunhofer-Forschern neu entwickelter Sensor die Bestimmung der Äquivalenttemperatur. Dies ist die Temperatur eines gedachten homogenen Raumes ohne Luftbewegung, in dem eine Person die gleiche trockene Wärme durch Strahlung und Konvektion abgibt wie in der tatsächlichen, nicht-gleichmäßigen Umgebung. Somit werden thermische Umgebungsbedingungen mit nur einem Zahlenwert, dem Klimasummenmaß, beschreibbar. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Klimaszenarien vergleichend zu bewerten und schließlich das Innenraumklima zu optimieren.

Häuser, die mehr Energie erzeugen als sie verbrauchen, sind schon heute technisch umsetzbar. Nach nur einem Jahr Planungs- und Bauzeit wurde am 7. Dezember 2011 das »Effizienzhaus Plus« des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung eröffnet. Das Gebäude ging als Sieger aus einem offenen interdisziplinären Planungswettbewerb hervor. Die Fraunhofer Allianz Bau und im Besonderen das Fraunhofer-Institut für Bauphysik waren von Beginn an wissenschaftlich in das Wettbewerbsverfahren eingebunden. Über einen Zeitraum von zwei Jahren erfolgen jetzt unter anderem durch das Fraunhofer IBP begleitende Messungen und Forschungsaufgaben am Gebäude im bewohnten und nichtbewohnten Zustand. (Veröffentlicht: 05/2012)

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Wie 19 Kaminöfen und Pelletsöfen auf ihre Energieeffizienz, Verarbeitung und Stabilität am Fraunhofer IBP geprüft werden, zeigt dieser Filmbeitrag. Auch Aspekte der Sicherheit, Messungen von Umwelteigenschaften sowie der Einfluss der Luftzufuhr kommen zur Sprache. (Veröffentlicht: 05/2012)

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Gemeinsam gute Ideen erfolgreich machen - so verstehen wir Innovation. Das Fraunhofer IBP ist im Fraunhofer-inHaus-Zentrum federführend für den Bereich „Bauen und Bausysteme“. Sieben Fraunhofer-Institute und ca. 100 Wirtschaftspartner kooperieren im inHaus-Zentrum, um neue Lösungen für Räume und Gebäude partnerschaftlich zu entwickeln, zu testen, zu demonstrieren und in den Markt zu bringen. Energieeffizienz durch neue Materialien, durch Gebäudetechnik und -automation, optimierte Office- und Hotelräume, mehr Sicherheit und Assistenz für den Pflegebereich sind Beispiele für die inHaus-Aktivitäten. (Veröffentlicht: 08/2011)

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Altbauten brauchen 3- bis -5mal mehr Heizenergie als moderne Gebäude – und die größten Wohnflächen stecken laut Branchenuntersuchungen hierzulande in Häusern, die zwischen 1920 und 1980 erbaut worden sind. Aber auch Schulgebäude bieten enormes Potenzial zum ernergetischen Sanieren.(Veröffentlicht: 11/2009)

Zukunftsthema »Energieeffizienter Altbau - Mehr als nur Fassade« [ PDF  0.53 MB ]

 

Bei einer Antriebsleistung von 300 kW pro Rolle ist der Prüfstand geeignet für eine Fahrgeschwindigkeit bis 320 km/h und stellt eine konstante Zugkraft von 7500 N bis 120 km/h zur Verfügung. Damit lässt sich eine Beschleunigung von annähernd 1g realisieren. Eine hochpräzise Regelung ist dafür zuständig, den exakten Synchronlauf der Rollen sicherzustellen. (Veröffentlicht 11/2008)

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