Projekte und Referenzen

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.

Die Akustiker des IBP beschäftigen sich im Projekt »Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität« mit Aspekten zukünftiger Antriebe, Energiespeicherung etc.

Anhand Forschungsorgel am Fraunhofer IBP werden technische und klangliche Fragen sowie das Wechselspiel zwischen Instrument und Raum untersucht.

Im Projekt wurde eine Konstruktion entworfen, mit der eine einfache und wiederholbare Untersuchung an Forschungsobjekten in Bezug auf deren abgestrahlte Schallleistung möglich ist.

Elektrisch betriebene Wärmepumpen und Kälteanlagen sind eine Zukunftstechnologie der Energiewende. Für die breite Nutzung in Mehrfamilienhäusern oder Bürogebäuden bedarf es einer neuen Gerätegeneration, die neben hoher Energieeffizienz auch eine niedrige Schallemission aufweist.

Forscher des Fraunhofer IBP setzten Schallabsorber aus PTFE (Teflon) ein und erreichen damit Nachhaltigkeit in dreierlei Hinsicht.

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.

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.

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.

Baustoff aus Rohrkolben ist aufgrund der enormen Produktivität prädestiniert für die industrielle Verwertung. Das Fraunhofer IBP zeigt den Anbau von Typha.

Eine Alternative zur Innendämmung ist ein natürlicher Baustoff aus Typha. Dieser wird im Rahmen eines durch die DBU geförderten Projekts untersucht werden.

Als Rohstoff für die Baustoffproduktion bieten Rohrkolben zahlreiche ökologische und ökonomische Vorteile.

Im Rahmen der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie und zur Unterstützung der globalen Nachhaltigkeitsziele (SDG) hat das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP das Verbundprojekt »AACtion« ins Leben gerufen, das sich mit der Entwicklung umweltfreundlicher Baustoffe beschäftigt. Angesichts der Herausforderungen, die der weltweit zunehmende Urbanisierungsdruck mit sich bringt, zielt das Projekt darauf ab, die Ressourceneffizienz und den CO2-Fußabdruck in der Bauindustrie signifikant zu reduzieren.

Schlafstörungen sind längst zur Volkskrankheit geworden – über 40 % der Deutschen berichten über Ein- und Durchschlafprobleme. Doch während Gesundheit, Ernährung und Bewegung längst im Zentrum der Präventionsforschung stehen, wird der Einfluss der räumlichen Schlafumgebung oft übersehen. Dabei sind Faktoren wie Raumklima, Akustik, Licht und Luftqualität maßgeblich für erholsamen Schlaf verantwortlich. Genau hier setzt unser Projekt an: Am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP entwickeln wir innovative, digitale und bauphysikalische Lösungen, die die Schlafqualität messbar verbessern – sowohl im privaten Wohnraum als auch in Hotels, Kliniken und Pflegeeinrichtungen. Unser Ziel: ein neues Verständnis für gesunden Schlaf durch intelligent gestaltete Räume. Unternehmen aus den Bereichen Bau, Technik, Hotellerie oder Gesundheit profitieren dabei direkt von praxistauglichen Konzepten, neuen Services und fundierter wissenschaftlicher Unterstützung.

In wachsenden Städten werden immer mehr Flächen versiegelt. Dadurch steigt der Kontakt von Regenwasser mit Materialien, z. B. auf Dächern, die das Ablaufwasser mit schädlichen Substanzen belasten können. Für die meisten Dachmaterialien können aber keine eindeutigen oder statistisch relevanten Aussagen zu Schadstoffemissionen gemacht werden, da es kaum Untersuchungen gibt, die zudem meist auf einmaligen Stichproben basieren. Rahmenbedingungen wie atmosphärische Einflüsse oder Dachrinnenmaterial werden oft nicht ausreichend beschrieben. Es besteht daher erheblicher Forschungsbedarf, um wissenschaftlich fundierte Aussagen über Schadstoffe in Niederschlagsabflüssen von Nichtmetall-Dächern zu treffen.

Aus der ursprünglichen Aufgabe eines Putzes sind im Laufe der Zeit neue Aufgaben entstanden, die bei der Herstellung der Außenputze beachtet werden müssen.

Bestimmung hygrothermischen Materialkennwerte unterschiedlicher Bambuswerkstoffe mit der international führenden Laboreinrichtungen der Hygrothermik.

Die rasche wirtschaftliche Entwicklung in Vietnam hat zu Veränderungen in Lebensstilen und Bedürfnissen geführt, begleitet von neuartigen Materialien, Gebäudetypologien, Konstruktionen und Versorgungssystemen. Dies bringt vielfältige bauphysikalische Herausforderungen mit sich, insbesondere unter den anspruchsvollen Klimabedingungen. Das deutsch-vietnamesische Projekt »CAMaRSEC« unterstützt die Bewältigung dieser Herausforderungen durch die Umsetzung und Weiterentwicklung von energieeffizienten, ressourceneffizienten und nachhaltigen Baupraktiken.

Die Abteilung Hygrothermik hat Produkte entwickelt, die Fragen zum Wärme- und Feuchtehaushalt von Bauteilen und Gebäuden per Simulation beantworten.

ReBuMat fördert die Entfaltung der deutschen Innovationskraft im Ausland und die globale Wissensgesellschaft als Beitrag zur Lösung der globalen Problemen.

Zu den transformativen Handlungsfeldern der Städte gehören ihre baulich-räumliche Gestalt und die urbane Flächennutzung. Mehr dazu im Projekt Buolus.

Fraunhofer CIRCONOMY® Hubs – Umgestaltung linearer Wertschöpfungsketten hin zu souveränen Wertschöpfungszyklen

Alljährlich werden zahlreiche Kunstobjekte und Denkmäler zum Schutz vor der Witterung eingehaust, meist mit Holz. Deren feuchtes Innenraumklima fördert mikrobiellen Bewuchs und verstärkt Frost-Tau-Schäden, was teure Restaurierungen nach sich ziehen kann. Daher entwickelten die Projektpartner ein modulares Einhausungssystem für außenexponierte Kulturgüter mit transparenten Membranen und neuartigem Belüftungssystem.

Die Entwicklung solarbetriebener Wasserentsalzungsanlagen ist ein vielversprechender Ansatz zur nachhaltigen Wasseraufbereitung in wasserarmen Regionen. Am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP wurden mehrere aufeinander aufbauende Projekte durchgeführt, um diese Technologie voranzutreiben. Ziel war es, die technische Umsetzbarkeit zu bewerten, Optimierungspotenziale zu identifizieren und die Grundlage für eine Marktreife zu schaffen.

Bei der Wilden Klimawand handelt es sich um ein innovatives Grünfassadensystem zur Förderung der Biodiversität und Klimaresilienz in urbanen, hochverdichteten Räumen. Die Wilde Klimawand weist durch die Integration von einheimischen Wildstauden, Kräutern und Gräsern sowie gezielt darauf abgestimmten modularen Habitatsystemen (= Brut- und Nistplätze für Wildbienen, Vögel sowie Fledermäuse) eine für Vertikalbegrünungen bisher einzigartige, heterogene Pflanzen- und Strukturvielfalt auf.

Um eine biologische Transformation zu erreichen, müssen Stoffströme als Ganzes betrachtet und biointelligente Lösungen dafür gefunden werden. Geschlossene Stoffkreisläufe sind dabei essenziell. Bei den Dämmstoffen auf Pilzbasis verbinden Myzelien die biologischen bzw. mineralischen Strukturbaustoffe miteinander.

Im Rahmen dieses Sondierungsprojektes soll das grundsätzliche Entwicklungs- und Verwertungspotential eines nachhaltigen Baustoffes auf Basis der Pflanze Rohrkolben ermittelt werden. Die Innovation liegt in der Wahl des Bindemittels: hier soll ein Geopolymer zum Einsatz kommen.

Um die UNESCO-Welterbestätte Petra (Jordanien) angesichts der Herausforderungen des raschen gesellschaftlichen und klimatischen Wandels dauerhaft zu bewahren, will die Academy of Conservation and Care for the Environment 2024 (ACCE) den nationalen und internationalen Wissensaustausch zwischen Postgraduierten und jungen Fachleuten fördern. Dafür schafft ACCE eine Plattform für aufstrebende Fachleute, um durch die gemeinschaftliche Arbeit vor Ort an Projekten im Natur- und Kulturerbe-Bereich gegenseitig voneinander zu profitieren.

Der Klimawandel hat erhebliche Auswirkungen auf unser Leben. Im Verlauf der nächsten Jahrzehnte werden Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Starkregen oder Hochwasser weiter zunehmen. Zusätzlich treten schleichende Veränderungen wie die Verschiebung von Niederschlagsmustern und steigende Jahresdurchschnittstemperaturen mit zukünftig mehr und mehr Hitzetagen auf. Im Rahmen des Pilotprojektes werden 20 Kultureinrichtungen u.a. aus den Bereichen Museen, Bibliotheken, Theater, Sozio-Kultur und Parkanlagen hinsichtlich ihrer Vulnerabilität gegenüber den standortspezifisch zu erwartenden Veränderungen untersucht und Maßnahmen zur Klimaanpassung abgeleitet. Dabei werden bauliche, organisatorische und programmatische Potenziale beleuchtet. Neben dem Schutz des Menschen, stehen die Gebäude selbst sowie ihre z.T. schützenswerte Ausstattung im Fokus.

Die volkswirtschaftlichen Produktionsausfallkosten und die ausgefallene Bruttowertschöpfung durch Arbeitsunfähigkeit wird allein im Jahr 2021 auf etwa 153 Mrd. Euro geschätzt (Quelle: Suga 2021, S.163 nach BAUA, Arbeitswelt im Wandel, Ausgabe 2023). Die angezeigten Berufserkrankungen sind dabei vielfältig. Als belastend wird häufig das Arbeiten unter folgenden Bedingungen genannt: Kälte, Hitze, Nässe, Feuchtigkeit oder Zugluft; Lärm; Rauch, Gase, Staub oder Dämpfe; Grelles Licht oder schlechte Beleuchtung. In diesen Themenbereichen können die gesammelten Kompetenzen und integrierten Leistungen der Mitarbeitenden des Fraunhofer IBP signifikante Verbesserungen schaffen. Hierfür haben sie sich im Projekt »Optimized Performance in Temperature, Illumination, Movement, Acoustics and Air Quality @ Production Workplaces« (OPTIMA PRO) zusammengeschlossen.