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BAUEN FÜR DIE ZUKUNFT – ZUKUNFT FÜR DEN BAU FRAUNHOFER-ALLIANZ BAU
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bauen für die zukunft –zukunft für den bau
F R A U N H O F E R - A l l i A N z b A U
i N H A l t
Das Wachstum und der Wandel der Städte wird die Entwick-
lung im 21. Jahrhundert entscheidend beeinflussen, denn
der Wettlauf um eine ökologisch nachhaltige Zukunft findet
vor allem in den urbanen Zentren statt. Im Jahr 2050 werden
weitere drei Milliarden Menschen auf der Erde leben und zu-
sätzlichen Wohnraum benötigen. Rund zwei Drittel der Welt-
bevölkerung werden sich bis 2025 in Städten konzentrieren.
Zugleich gehen aktuelle Extrapolationen von einem Anstieg
des Primärenergiebedarfs von rund 50 Prozent aus sowie von
einem entsprechenden Anstieg der CO2-Emissionen.
Die Stadt der Zukunft wird mit der Stadt von heute nicht mehr
vergleichbar sein. Denn die technologischen Herausforderun-
gen sind gewaltig. Im Zuge steigender Klimaschwankungen
werden selbst in Gegenden, die heute kaum betroffen sind,
vermehrt extreme Wetterphänomene auftreten. Neue Werk-
stoffe und Verfahren eröffnen hier enorme Möglichkeiten
zur Gestaltung und Auslegung von Bauwerken, um diesen
Herausforderungen zu begegnen.
Selbst in der nicht allzu fernen Zukunft wird der industriali-
sierte Mensch durchschnittlich 90 Prozent seiner Lebenszeit
in geschlossenen Räumen verbringen. Menschen einer stetig
wachsenden Bevölkerung, in einer zunehmend alternden
Gesellschaft, die in immer größeren Städten leben bei zugleich
schwindenden Ressourcen, haben steigende Anforderungen
an Komfort und Behaglichkeit von Gebäuden und Siedlungs-
strukturen.
Was bedeutet das für die Städte von morgen? Bei Planung,
Bau und Betrieb müssen vielfältige Aspekte unterschiedlichen
Ursprungs zwingend berücksichtigt werden. Anforderungen,
die ohne ein synergetisches Zusammenspiel von Architektur,
Bautechnik, technischer Gebäudeausrüstung und Stadt-
planung nicht mehr zu erfüllen sind. Als interdisziplinäre
Organisation fungiert die Fraunhofer-Allianz Bau bereits heute
als Schnittstelle zwischen Wirtschaft, Forschung und Politik.
Damit bietet die Fraunhofer-Gesellschaft dem Markt einen
zentralen Systemintegrator zum Thema Bauforschung.
In den Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Allianz Bau
werden in enger Zusammenarbeit mit der Industrie und Kom-
munen Lösungen für die urbane Zukunft entwickelt. Diese
erstrecken sich auf Bereiche wie Materialien, Versorgung,
Produktion, Gebäudeautomation, Sicherheit oder Planungs-
prozesse und werden zum Teil bereits langfristig erforscht.
Lösungen, die den gesamten Lebenszyklus von der Planung
und Ausführung bis zum Betrieb, zur Umnutzung und zum
Recycling von Bauwerken und Siedlungsstrukturen umfassen.
Ihr
Prof. Dr. Klaus Sedlbauer
Vorsitzender der Fraunhofer-Allianz Bau und
Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik
»Ressourcenverknappung und demographischer Wandel sind die zentralen Heraus-
forderungen des 21. Jahrhunderts. Wichtige Zukunftsfragen zur Beschaffenheit von
Gebäuden, Bauwerken und Siedlungen müssen durch intensive Forschung geklärt
werden, um den bevorstehenden Veränderungen gewachsen zu sein. Für die Stadt
von Morgen ist eine vorausschauende Planung dabei ebenso unverzichtbar wie der
Einsatz innovativer Materialien und Prozesse.«
Prof. Dr. Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft
V O R w O R t 3
F R A U N H O F E R - A l l i A N z b A U – D A R s t E l l U N g 4
F R A U N H O F E R - A l l i A N z b A U – t H E m E N b E R E i c H E 6
s O F t w A R E i m b A U 8
N A N O i m b A U 1 0
b A U s t O F F E 1 2
b A U E N m i t m E m b R A N E N 1 4
m E N s c H i N R Ä U m E N 1 6
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s i c H E R H E i t 2 0
E N E R g i E V E R s O R g U N g 2 2
N A c H H A l t i g E Q U A R t i E R E 2 4
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b A U F A c H i N F O R m A t i O N E N U N D - D A t E N b A N k E N 2 8
A D R E s s E N 3 0
Heute für die Welt von morgen bauen
3
Das Forschungsportfolio
In Zeiten explodierender Energiepreise ist die Energieeffizienz von Gebäuden sowohl für Privat-
als auch für gewerbliche Gebäude ein wesentliches Thema. Der Fokus der Allianz Bau geht aber
darüber hinaus. Es gilt Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Gesundheitsverträglichkeit des
Bauens und Wohnens sicherzustellen und Fragestellungen zu Produkt-, System- und Prozess-
optimierung zu beantworten. Die Bauforschung weist dabei Schnittstellen zu den Fraunhofer-
Kompetenzen in den Forschungsbereichen Energie, Informations- und Kommunikationstechnik,
Werkstoffe und Bauteile, Life Sciences, Produktion, Mikroelektronik sowie Verteidigungs- und
Sicherheitsforschung auf, die von der Allianz Bau ebenfalls abgedeckt werden. Die systemati-
sche Betrachtung von Gebäuden – vom Werkstoff, Bauteil, Raum, Gebäude bis zur Siedlung
– fällt ebenso ins Portfolio wie die chronologische Untersuchung von Gebäuden: Angefangen
bei der Prozesskette des Bauens über Baumaterialien und -systeme bis hin zu Instandsetzung
oder Rückbau von Gebäuden sind Innovations- und Optimierungspotenziale vorhanden.
kooperation
Die Geschäftsstelle der Fraunhofer-Allianz Bau hat ihren Sitz am Fraunhofer-Institut für Bauphy-
sik IBP in Holzkirchen. Von hier aus werden Aktivitäten koordiniert und Kundenanfragen an die
zuständi gen Mitgliedsinstitute vermittelt. Die große Stärke liegt aber im breiten Spektrum an
wissenschaftlicher Expertise, das die Fraunhofer-Einrichtungen der Allianz Bau interdisziplinär
in Forschungsprojekte einbringen und gemeinsam mit Industriepartnern zu marktgängigen
Verfahren und Produkten entwickeln. Internationale Kontakte und Partnerschaften ermöglichen
die Betreuung weltweit agierender Unternehmen im Ausland. Die Forschungsaktivitäten
fokussieren im Wesentlichen die 11 nachfolgenden Themenfelder.
fraunHofer-allianz bau
• P r o d u k t- u n d
s y s t E m E N t w i c k l U N g
• B a u t e i l e , B a u s y s t e m e ,
g E b Ä U D E A l s g E s A m t s y s t E m
• s o f t wa r e , s i m u l at i o n
• B a u P l a n u n g , B a u a B l a u f,
l E b E N s z y k l U s b E t R A c H t U N g / l c A
• B a u e n i n a n d e r e n k l i m a z o n e n
• n a c h h a lt i g k e i t u n d
E N E R g i E E F F i z i E N z
• r a u m k om f o r t , B e h a g l i c h k e i t
Hintergrund und situation
Die Bauindustrie zählt mit rund 700 000 Beschäftigten zu den Schlüsselbranchen der deutschen
Wirtschaft. Ihre Innovationsfähigkeit wird entscheiden, ob wir unsere Klimaziele bezüglich
CO2-Reduktion und Energieeinsparung durch weitere Verbesserung von Energieeffizienz und
Nachhaltigkeit erreichen, gleichzeitig aber auf die sich ändernden Anforderungen an Lebens-
situation und Komfort reagieren können. Moderne Gebäude entwickeln sich zunehmend zu
komplexen Hightech-Systemen: In Zukunft werden wir Plusenergiehäuser bauen, die auch
unsere Elektroautos auftanken. Häuser werden flexibel und multifunktional sein, sich über
die Wettervorhersagen dem Klima anpassen und den Nutzer durch intelligente Systeme und
Gebäudesteuerung unterstützen. Aber bis diese Visionen Wirklichkeit werden, gibt es noch
jede Menge zu forschen und entwickeln.
Die Fraunhofer-Allianz bau
Zahlreiche Problemstellungen der Bauindustrie sind derzeit so komplex, dass die Antworten nur
durch die Verbindung verschiedener Fachbereiche gefunden werden können. In der Allianz Bau
bündeln sich die Ressourcen und Kompetenzen von 17 Fraunhofer-Forschungseinrichtungen
zum Thema Bau. Mit über 4000 Mitarbeitern entstand so ein leistungsstarker Forschungsver-
bund, um gemeinsam mit der Industrie anwendungsorientierte Systemlösungen zu entwickeln
und so den neuen Herausforderungen an die Bauwirtschaft zu begegnen. Mit ihrer themati-
schen Breite ist die Fraunhofer-Allianz Bau branchenweit einmalig.
A R b E i t s g E b i E t E D E R F R A U N H O F E R - A l l i A N z b A U
4 5
nacHHaltigequartiere
Beschreibung und Bewertung von Nachhaltigkeit
im Städtebau • Kriterien sozial und ökologisch
lebenswerter Siedlungen • Bilanzierungssoftware •
Konzept elektromobile Stadt • Stadtinnovationsmanagement
nano im bau Nanomaterialien in der Baubranche • »Selbstreinigende«
Oberflächen • Antimikrobielle Farben • Verbesserung der
Raumluft • Nano auf Photovoltaik-Modulen • Entwicklung
von Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen
SicHerHeit
fraunHofer irb
Sichere Baumaterialien • Membranfassaden •
Multifunktionale Module • Low-Cost-Schutzunterkünfte
Fachinformationen zum Planen und Bauen • Drei Fachportale •
Baudatenbanken • Fraunhofer-IRB-Verlag und Fraunhofer-Verlag
menScHin räumen
Raumklima und seine Wirkung • Leistungsfördernde Umge-
bungen • Gesunde Innenräume • Klimasimulation
bauen mit membranen
bauStoffe
Vorteile und Probleme des Membranbaus • Beschichten von
Membranen • Mechanische Eigenschaften von Membranen •
Neue Fügeverfahren für Membranen
Überprüfung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen • Freiland-
versuche im Originalmaßstab • Kleben von Baustoffen •
Umweltfreundliche Dämmstoffe und Flammschutzmittel •
Multifunktionale Werkstoffe
gebäude-automation
internatio-naliSierung
Verbesserung der bauphysikalischen Eigenschaften von
Gebäuden • Bauwerksmonitoring • Assistenzsysteme •
Elektronische Infrastrukturen planen und ergänzen •
Zukunftsthemen
Megatrend »Urbanisierung« • Beratung internationaler
Bauvorhaben • Bauen in anderen Klimazonen •
Internationale Kontakte
energie-verSorgung
Energieeinsparungen im Gebäudebereich •
Photovoltaische und solarthermische Technologien •
Kraft-Wärme-Kopplung
fraunHofer-allianz bautHemenbereicHe
SoftWareim bau
Verbesserung des digitalen Informationsflusses im
Planungsprozess • Software zur Analyse des Raumklimas •
Bauwerksinformationsmodelle
7
Kältebrücken, Verdunstung und Lüftung. Diese Software ermöglicht es, Energie und Kosten
einzusparen sowie Zusammenhänge zwischen den Raumklimafaktoren und dem Behaglichkeits-
empfinden der Nutzer aufzuzeigen.
Die zukunft betrachten
Bauwerksinformationsmodelle (BIM) bezeichnen das digitale Abbild eines existierenden oder
zu planenden Bauwerks. Je nach Programmierung sind sie auch in der Lage, den gesamten
Lebenszyklus eines Bauwerks abzubilden. Die dreidimensionale Modellierung gestattet das
Ableiten konsistenter Pläne, die Konstruktion erfolgt mittels bauspezifischer Objekte. Dabei
sind Änderungen an Plänen oder Ausstattungskomponenten für alle Beteiligten sofort sichtbar.
Dies vereinfacht sowohl den Planungsprozess als auch Unterhalt und Zustandserfassung von
Bauwerken. Das Angebot des Geschäftsbereichs »Software im Bau« umfasst auch Prüfplanungen
und Schulungen mit BIM.
Von der simulation zur wirklichkeit
Bereits heute ist es unmöglich, Gebäude ohne leistungsfähige Software zu planen, zu bauen
und zu betreiben. Mit dem Anspruch der Nachhaltigkeit steigen die Anforderungen: Nur wenn
Gebäude aktiv auf Umwelteinflüsse reagieren können, lassen sich Energiemengen in erforderli-
chem Umfang einsparen. Der Geschäftsbereich »Software im Bau« unterstützt die Branche durch
gezielte Grundlagenforschung und Beratungstätigkeit in allen relevanten Fragestellungen.
SoftWare im bau
• V e r B e s s e r u n g d e s d i g i ta l e n
i n f o r m at i o n s f l u s s e s i m P l a n u n g s P r o z e s s
• s o f t wa r e z u r a n a ly s e d e s r a u m k l i m a s
• B a u w e r k s i n f o r m at i o n s m o d e l l e
Hintergrund
Die Errichtung eines Gebäudes ist ein komplexer Prozess, bei dem es häufig zu Problemen
beim Austausch baurelevanter Daten zwischen Architekt, Bauingenieur, Tragwerksplaner und
Haustechniker kommt. Dies liegt u. a. an den unterschiedlichen Softwarelösungen, mit denen
die Planer arbeiten. Da sich bislang kein verbindliches und einheitliches Datenaustauschformat
durchsetzen konnte, kommt es in der Folge zu Informationsverlusten, Planung und Ausführung
können sich unnötig verzögern. Deshalb strebt die Fraunhofer-Allianz Bau die Weiterentwicklung
und Umsetzung eines neutralen Datenaustauschformats an.
Eine ganzheitliche Herangehensweise
Um langfristig die steigenden Anforderungen erfüllen zu können, die mit dem Bau und der
Renovierung von Gebäuden unter Nachhaltigkeitsaspekten verbunden sind, ist eine ganzheitliche
Herangehensweise notwendig. Im Rahmen des Geschäftsbereichs werden innerhalb der Allianz
Bau alle baurelevanten Aspekte – von der Planung über die Errichtung und den Betrieb bis hin
zum Rückbau – mit eigens entwickelten anwendungsspezifischen Simulations- und Rechenverfah-
ren begleitet.
simulation des Raumklimas
Bereits auf dem Markt etabliert ist die Softwarefamilie WUFI. Mit ihrer Hilfe können Temperatur-
und Feuchteverhältnisse in Gebäuden und deren Außenwänden erfasst und interpretiert werden.
Bauträger erhalten so unter anderem Informationen über mögliche Energieverluste durch
SoftWare im bau – digitale innovationSScHmiede
Softwareprogramme sind die zentralen Werkzeuge in der Bauplanung. Neue Anforderungen an
die Energieeff iz ienz und das Raumklima von Gebäuden, aber auch Sicherheits- und Manage-
mentaspekte, treiben die Entwicklung neuer Lösungen voran. Der Geschäftsbereich »Software
im Bau« verbindet langjährige Forschungskompetenz mit dem Ziel, den Austausch digitaler
Informationen zu erleichtern.
beteiligte Einrichtungen
fraunhoferiBP
Fraunhofer EMI
Fraunhofer IAO
Fraunhofer ISE
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
8 9
bessere Raumluft
Unangenehme Gerüche und Schadstoffe lassen sich durch nanoporöse Materialien redu-
zieren oder sogar abbauen. So können Zeolithe – natürliche oder synthetisch hergestellte
Aluminiumsilicate – mit speziell funktionalisierten Nanoporen Moleküle absorbieren.
In Gips- oder Holzspanplatten eingebracht, verbessern sie so die Raumluft.
mehr Energieausbeute
Großes Marktpotenzial bietet die Nanotechnologie auch im Bereich der solaren Energie-
gewinnung: An der Glasabdeckung von Photovoltaik-Modulen gehen durch die Reflexion der
Sonnenstrahlen bis zu vier Prozent der Energie verloren. Nanoporöse Schichten verhindern
diesen unerwünschten Effekt weitgehend und steigern so die Energieeffizienz der Anlagen.
marktreife durch teamwork
Um der Industrie eine leichte, sichere und wirtschaftliche Produktion und Verarbeitung der
Nanowerkstoffe zu ermöglichen, fokussiert sich der Geschäftsbereich »Nano im Bau« auf die
Entwicklung von Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen. Bei all diesen Aktivitäten werden
Sicherheitsaspekte im Umgang mit Nanomaterialien berücksichtigt.
Um den Praxisbezug herzustellen, werden für gemeinsame Projekte Partner aus der
Industrie gesucht.
nano im bau
• n a n om at e r i a l i e n i n d e r B a u B r a n c h e
• » s E l b s t R E i N i g E N D E « O b E R F l Ä c H E N
• a n t i m i k r o B i e l l e f a r B e n
• V e r B e s s e r u n g d e r r a u m l u f t
• n a n o a u f P h o t o V o lta i k - m o d u l e n
• e n t w i c k l u n g V o n h e r s t e l l u n g s - u n d
V e r a r B e i t u n g s P r o z e s s e n
Nano in der bauwirtschaft
Unter Nanomaterialien versteht man Werkstoffe, deren besondere Eigenschaften in der nanoska-
ligen Größe ihrer Bestandteile beruhen. Durch die – im Verhältnis zur Masse – größere Oberfläche
bewirken Nanomaterialien veränderte physikalisch-chemische Eigenschaften. In der Baubranche
werden Nanotechnologien bereits erfolgreich eingesetzt, um mechanische, energetische, hygieni-
sche oder ästhetische Eigenschaften von Baumaterialien zu verbessern. Im Zentrum der Forschung
des Geschäftsbereichs »Nano im Bau« steht die Frage, wie sich Nanomaterialien in bestehende
Produktionsprozesse oder Wertschöpfungsketten integrieren lassen. Dazu gehören zum einen
die Beimischung zu den Werkstoffen und zum anderen das Aufbringen der Nanomaterialien als
Beschichtung.
saubereundantimikrobielleoberflächen
Besonders erfolgreich ist der Einsatz von Nanotechnologie im Fassaden-, Dach- und Fensterbau.
So erzeugt eine Beschichtung mit nanoskaligem Titandioxid durch den Effekt der Photokatalyse
eine aktiv Schmutz abbauende Oberfläche. Aufgebracht auf einen PVC-Fensterrahmen oder eine
Verglasung, wirkt diese Beschichtung »selbstreinigend« und erhöht das ästhetische Erscheinungs-
bild des Gebäudes. Auch Dachziegel können auf diese Weise sauber gehalten werden. Selbst die
Hygiene kann durch Nanotechnologie verbessert werden: Nanosilberpartikel als Beimischung zu
Gebäudefarben können Oberflächen dauerhaft antimikrobiell ausrüsten. Die biozide Wirkung der
freigesetzten Silberionen verhindert das Wachstum von Schimmelpilzen, Algen und Bakterien. Auf
den Einsatz von Bioziden kann dadurch verzichtet werden.
nano im bau – Winzige Strukturen, groSSe Wirkung
Durch den Einsatz von Nanotechnologien lassen sich Eigenschaften bestehender Baustoffe verbes-
sern, völ l ig neue Material ien entwickeln und innovative Bauweisen real is ieren. Der Geschäftsbereich
»Nano im Bau« bündelt dazu die Kompetenzen der Fraunhofer-Al l ianz Bau in den Bereichen Herstel-
lung und Modif iz ierung sowie Analyse und Verarbeitung von Nanomaterial ien.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer isc
Fraunhofer EMI
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ICT
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer WKI
Fraunhofer IVV
Die Oberflächenmodifizierung von Nano-
partikeln führt zu einer gezielten und
reversiblen Agglomeration. Das vereinfacht
die Handhabung als Pulver und ermöglicht
ein vollständiges Dispergieren im Matrix-
Material. (© Fraunhofer ISC)
10 11
Leichtbaukonstruktionen. Außerdem können zusätzliche Funktionen in das Bauelement integriert
werden: So können u. a. Beschädigungen wie Risse in Gebäudeteilen über farbliche Indikatoren
frühzeitig kenntlich gemacht werden.
Nachhaltige materialien
Neben der Verbesserung der Dämmeigenschaften klassischer Dämmstoffe wie Polystyrol ist ein
Forschungsschwerpunkt die Entwicklung recycelbarer Bioschaumstoffe aus nachwachsenden Roh-
stoffen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung umweltfreundlicher Flammschutzmittel
und neuartiger Beschichtungswerkstoffe für den Brandschutz unterschiedlichster Bauteile.
baustoffe mit mehrwert
Nachhaltiges Bauen erfordert auch nachhaltige Baustoffe. Es gilt, die bewährten Eigenschaften
klassischer Baustoffe durch gezielte Weiterentwicklung mit zusätzlichen Merkmalen zu kombinie-
ren. Ein Beispiel ist die Verwendung von Phasenwechselmaterialien (PCM) zur Wärmespeicherung
in Putzsystemen oder Fassaden. Neben der Grundlagenforschung fokussiert sich der Geschäfts-
bereich »Baustoffe« in Zusammenarbeit mit Industriepartnern auf die Entwicklung innovativer
Werkstoffe und deren Vermarktung.
bauStoffe
• Ü B e r P r Ü f u n g d e r d a u e r h a f t i g k e i t
V O N b A U s t O F F E N
• f r e i l a n d V e r s u c h e i m o r i g i n a l m a s s s ta B
• k l e B e n V o n B a u s t o f f e n
• u mw e lt f r e u n d l i c h e d ä mm s t o f f e u n d
F l A m m s c H U t z m i t t E l
• m u lt i f u n k t i o n a l e w e r k s t o f f e ( P c m )
Angebot
Ein effizienter Einsatz von Material und Energie ist ebenso ein zentraler Aspekt wie die
Entwicklung umweltfreundlicher und gesundheitsverträglicher Baustoffe. Auf dem Feld der
Qualitätssicherung hat sich der Geschäftsbereich »Baustoffe« auf zerstörungsfreie Prüfmethoden
spezialisiert. Die Entwicklung von Prüfsystemen sowie die Durchführung von System- und
Bedarfsanalysen gehören ebenfalls zum Angebot. Darüber hinaus können Konzepte zur
Lebensdauerbewertung von Baustoffen erstellt werden. Damit deckt die Allianz Bau die gesamte
Wertschöpfungskette der Baustoffentwicklung vom Konzept über die Produktion und Verarbei-
tung bis hin zum Recycling ab.
Erprobung im Freiland
Für langfristig angelegte Feldversuche steht der Allianz Bau ein nach dem neuesten Stand der
Technik ausgestattetes Freilandversuchsgelände zur Verfügung; das größte dieser Art in Europa.
Hier kann die Dauerhaftigkeit von Baustoffen unter realen Bedingungen und im Originalmaßstab
untersucht werden.
Neue Verbindungen für neue bauweisen
Mit konstruktivem Kleben lassen sich nahezu alle Werkstoffkombinationen langzeitbeständig
verbinden. Vorteil dieser Technologie ist, dass der Klebprozess im Vergleich zum Schweißen oder
Löten relativ wärmearm ist. Da die Fügteile nicht verletzt werden, bleiben die ursprünglichen
Materialeigenschaften erhalten. Dies ermöglicht die Realisation neuer Bauweisen wie z. B.
bauStoffe – baSiS innovativer gebäude
Die Qual ität eines Gebäudes hängt unmittelbar von den Eigenschaften der verwendeten Bau-
material ien ab. Innerhalb des Geschäftsbereichs »Baustoffe« konzentriert s ich die Fraunhofer-
Al l ianz Bau auf die Weiterentwicklung klassischer Werkstoffe sowie die Erforschung innovativer
Baumaterial ien und Oberflächenbeschichtungen. Gleichzeit ig werden geeignete Herstel lungs-
und Verarbeitungstechnologien entwickelt und erprobt.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer isc
Fraunhofer EMI
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ICT
Fraunhofer IFAM
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer USA –
Fraunhofer CSE
Fraunhofer WKI
12 13
zerreißprobe
Membranbauten sind starken mechanischen Belastungen wie Kisseninnendruck, Wind- und
Schneelasten ausgesetzt. Um die mechanischen Eigenschaften von Membranmaterialien
erfassen und einsatznah prüfen zu können, wurde eine biaxiale Testvorrichtung entwickelt,
die nun an der vom Deutschen Institut für Bautechnik zertifizierten Prüf-, Überwachungs- und
Zertifizierungsstelle für Membranwerkstoffe in Halle zur Verfügung steht.
Formenvielfalt
Die Wissenschaftler der Allianz Bau haben zudem neue Fügeverfahren entwickelt, die ganz
neue bautechnische Möglichkeiten mit ETFE-Membranen bieten. Neben einem Laser-Schweiß-
verfahren, das auch auf der Baustelle zu Reparaturzwecken eingesetzt werden kann, steht nun
ebenfalls ein klebetechnisches Verfahren für die Folien zur Verfügung. Mit diesen Methoden
können künftig beliebige Membrankissen-Geometrien realisiert werden.
membranen als fünfter baustoff
Neben Behaglichkeit und Raumklima müssen auch Verarbeitungsqualität und Dauerhaftigkeit
von Membranbauten verbessert werden. Mit ihren Aktivitäten will die Allianz Bau die Anwend-
barkeit und Akzeptanz von Membranen innerhalb der Bauindustrie verbessern.
bauen mit membranen
• V o r t e i l e u n d P r o B l e m e d e s m e m B r a n B a u s
• B e s c h i c h t e n V o n m e m B r a n e n
• m e c h a n i s c h e e i g e n s c h a f t e n V o n m e m B r a n e n
• n e u e f Ü g e V e r f a h r e n f Ü r m e m B r a n e n
Forschungsbedarf
Pneumatisch stabilisierte Membrankissen aus ETFE-Folie (Ethylen-Tetrafluorethylen) gehören
zu den bekanntesten Membran-Materialien. Allerdings gibt es auch Probleme im Einsatz des
noch jungen Baustoffs, wenn dessen besondere Eigenschaften nicht in ausreichender Weise
berücksichtigt werden. In geschlossenen Membranbauten kann Sonneneinstrahlung im Som-
mer schnell zu Überhitzung führen, während im Winter die massearme Konstruktion Wärme
verliert. Um das wärmetechnische Verhalten von Membranen sowie deren bauphysikalische
Eigenschaften standardisiert erfassen zu können, verfügt die Fraunhofer-Allianz Bau über einen
multifunktionalen Dachprüfstand. Zudem werden werkstoffmechanische Aspekte und Fragen
der Weiterverarbeitbarkeit (Fügeverbindungen) untersucht.
Veränderungdermembraneigenschaften
In einem Eigenforschungsprojekt hat sich die Allianz Bau im Geschäftsbereich »Bauen mit
Membranen« wissenschaftliche Grundlagen erarbeitet, die nun in weiterreichende Forschungs-
und Entwicklungsaufgaben der Industrie einfließen können. Unter anderem wurde an der
Entwicklung keramischer Lackschichten mit antimikrobieller Wirkung geforscht. Auch das
Problem, auf ETFE-Folien Infrarot-reflektierende Beschichtungen aufzubringen und dauerhaft
gegen Korrosion zu schützen, wurde gelöst. Damit werden sowohl sommerliches Aufheizen als
auch winterlicher Wärmeverlust vermindert. Im Rahmen dieser Forschung wurden prototypisch
auch gaschrome Kissen entwickelt, mit denen sich Licht- und Wärmedurchlässigkeit der ETFE-
Folien aktiv von rund 80 auf unter 10 Prozent Transmission schalten lassen.
bauen mit membranen – die flexible gebäudeHülle
Membranen sind der Trendbaustoff der Zukunft. Mit ihnen lassen sich leichte und freitragende
Bauten umsetzen, die vergleichbaren Glaskonstruktionen in Preis und Flexibil ität überlegen sind.
Bekannt sind die All ianz-Arena in München oder das National Aquatics Center (»Water Cube«) in
Peking. Im Rahmen des Geschäftsbereichs »Bauen mit Membranen« treiben sieben Institute der
Fraunhofer-All ianz Bau die Entwicklung der noch jungen Technologie voran.
beteiligte Einrichtungen
fraunhoferiBP
Fraunhofer IFAM
Fraunhofer ISC
Fraunhofer ISE
Fraunhofer IVV
Fraunhofer IWM (Halle)
Fraunhofer UMSICHT
Geklebte Membrankissen in Freifor-
men aus ETFE-Folien, schattiert und
transparent (@ Fraunhofer IFAM)
14 15
Ein gutes klima schaffen
Da das Außenklima das Raumklima maßgeblich beeinflusst, muss stets von einem ganzheitlichen
Planungsansatz ausgegangen werden – bei der Entwicklung von Neubauten ebenso wie bei der
Sanierung von Bestandsgebäuden. Die Einrichtungen der Fraunhofer-Allianz Bau arbeiten an Stra-
tegien zur Einstellung des Raumklimas in Abhängigkeit von Außenklima, Funktion und Form des
Gebäudes, Standort sowie Gebäudekonzept. Beispiele hierfür sind passive Solarenergienutzung,
passive Kühlung und natürliche Lüftung. Intelligente Verschattungssysteme und eine angepasste
Gebäudedämmung tragen ebenfalls zu einem verbesserten Raumklima bei.
Neue baukonzepte erfordern ein angepasstes klimadesign
Innovative Räume mit maximalem Komfort und minimalem Energieaufwand stellen hohe Anfor-
derungen an die Planung. Ziel des Geschäftsbereichs »Mensch in Räumen« ist die Analyse des
komplexen Wechselspiels zwischen Raumklima und Behaglichkeit, um praxistaugliche Lösungen
entwickeln zu können. Weitere Aufgabenstellungen sind die Schaffung leistungsfördernder
Arbeitsbedingungen und gesunder Innenräume. Neben der Forschung im Baubereich befassen
sich die Einrichtungen der Fraunhofer-Allianz Bau auch mit anderen Formen umschlossener
Räumlichkeiten, wie beispielsweise Fahrgastzellen oder Flugzeugkabinen.
menScH in räumen
• r a u m k l i m a u n d s e i n e w i r k u n g
• l e i s t u n g s f ö r d e r n d e u m g e B u n g e n
• g e s u n d e i n n e n r ä u m e
• k l i m a s i m u l at i o n
Raumwirkung auf den menschen
Hält sich ein Mensch in einem Raum auf, unterliegt er verschiedenen Einflüssen wie Temperatur,
Feuchte und Zirkulation der Raumluft, aber auch Akustik und Beleuchtung beeinflussen neben
Behaglichkeit, die Leistungsfähigkeit und Gesundheit des Nutzers. Letzteres gilt vor allem für die
mögliche Belastung durch Emissionen aus Holzschutzmitteln, Wandfarben und Bodenbelägen.
wirkung des menschen im Raum
Aktivität, Zahl der Benutzer und Außenklima wirken ebenfalls auf die Umgebung ein. In einem
Großraumbüro beispielsweise sinkt atmungsbedingt im Lauf des Tages der Sauerstoffgehalt der
Luft und in der Folge nimmt das Konzentrationsvermögen der Angestellten ab. Auch schlechte
Akustik und optische Störquellen mindern die Leistungsfähigkeit, was im Endeffekt zu wirtschaft-
lichen Einbußen für ein Unternehmen führt.
forschungfürdiePraxis
In Versuchsaufbauten untersuchen die Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Allianz Bau die
Raumklimabedingungen in Schulräumen und Großraumbüros unter dem Einfluss verschiedener
Fassadensysteme. Auch Klimasimulation und Monitoring von Benutzerverhalten in Gebäuden
gehören zu den Forschungsbereichen und stellen – neben den bauphysikalischen Faktoren – die
individuellen Bedürfnisse der Nutzer in den Mittelpunkt. Die Akzeptanz neuer Klimatisierungs-
technologien wird ebenso untersucht wie der Einsatz erneuerbarer Energien. Ziel ist, in Gebäuden
eine optimale Behaglichkeit bei minimalem Energie- und Ressourcenverbrauch zu erreichen.
menScH in räumen – meHr leiStung durcH beHaglicHkeit
Menschen in Industr ienationen verbringen bis zu 90 Prozent ihrer Lebenszeit in Innenräumen.
Damit Benutzer langfrist ig gesund und leistungsfähig bleiben, müssen Räume besondere
Eigenschaften hinsichtl ich ihres Kl imas und der Behagl ichkeit aufweisen. Ziel des Geschäfts-
bereichs »Mensch in Räumen« ist es, die relevanten Raumfaktoren zu untersuchen und
geeignete Lösungen zu entwickeln.
beteiligte Einrichtungen
fraunhoferiBP
Fraunhofer IAO
Fraunhofer ICT
Fraunhofer ISE
Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer WKI
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
Raumklimamessungen zur Entwicklung
von Lüftungsstrategien in Klassenräumen
mithilfe von Personenlastsimulatoren.
16 17
Neue Anwendungsbereiche
Miniaturisierte Sensortechnik eröffnet der Gebäudeautomation immer neue Anwendungsbe-
reiche, wie z. B. für das Bauwerksmonitoring. Im Marktsegment der Assistenzsysteme gibt es
viele Neuentwicklungen, die alten oder pflegebedürftigen Menschen länger ein eigenständiges,
sicheres und komfortables Leben ermöglichen.
Vorausschauend planen
Da alle Automationssysteme mit Strom betrieben und teils über Datenkabel angesteuert
werden, müssen entsprechende Infrastrukturen verfügbar sein. Dieser Aspekt wird aber bislang
bei den meisten Neubauprojekten nicht berücksichtigt. Eine vorausschauende Planung in
Kooperation mit allen Baubeteiligten verhindert eine teure und aufwendige Nachrüstung. Bei
energetischen Sanierungen können die notwendigen Strom- und Netzwerkanschlüsse mit nur
geringem Mehraufwand realisiert werden.
diegebäudederzukunftsindintelligent
Bisher haben vor allem automatisierte Steuer- und Überwachungssysteme für die Versorgungs-
technik Marktreife erlangt. Doch auch kluge Lösungen aus den Bereichen Entertainment,
Sicherheit und Komfort haben großes Marktpotenzial. Das Geschäftsfeld »Gebäudeautoma-
tion« untersucht verstärkt die Wechselwirkungen zwischen aktiven und passiven Innenraum-
Umgebungen. Ein weiteres Ziel ist es, innovative Baumaterialien mit mikroelektronischen
Komponenten zu verbinden und somit neue Funktionen zu erschließen.
gebäudeautomation
• V e r B e s s e r u n g d e r B a u P h y s i k a l i s c h e n
E i g E N s c H A F t E N V O N g E b Ä U D E N
• B a u w e r k s m o n i t o r i n g
• a s s i s t e n z s y s t e m e
• e l e k t r o n i s c h e i n f r a s t r u k t u r e n P l a n e n
U N D E R g Ä N z E N
• z u k u n f t s t h e m e n
mikroprozessoren im Vormarsch
Im Bereich der Gebäudeautomation verdrängen Mikroprozessoren zunehmend die klassische
analoge Regel- und Steuerungstechnik. An deren Stelle treten integrale Steuerungs- und
Überwachungssysteme mit deutlich größerem Funktionsumfang. Obwohl die Vorteile klar über-
wiegen, ist der Einsatz von Automationstechnologien noch nicht überall möglich, da höhere
Investitionskosten und vergleichsweise große Planungsanforderungen noch zu viele Bauherren
davon abhalten. Um die bestehenden Hürden zu überwinden, fördert die Fraunhofer-Allianz
Bau aktiv den Informationsaustausch zwischen Architekten und Gebäudetechnikern.
senkung des Energieverbrauchs
Ziel der Gebäudeautomation ist es, die bauphysikalischen Eigenschaften eines Gebäudes durch
ganzheitliche Regelungskonzepte und den Einsatz geeigneter Technologien zu verbessern. Mit-
hilfe der intelligenten Steuerung und Überwachung der Versorgungstechnik sollen Energie und
Kosten eingespart werden. Automatisierte Lösungen, die Heizung, Klimaanlage und Beleuch-
tung bedarfsgerecht regulieren, sind bereits weit verbreitet. Besonders energieeffizient sind
intelligente Belüftungs- und Verschattungslösungen. So können beispielsweise durch Systeme
zur Fensterüberwachung bis zu zehn Prozent der Heiz- und Kühlenergie eingespart werden.
gebäudeautomation – meHr lebenSqualität durcH SenSortecHnik
Gebäude und Bauwerke sollen sicher sein, energieeffizient und komfortabel. Mithilfe moderner
Automationstechnologien lassen sich solche und viele weitere Ansprüche erfüllen. Allerdings
erfordert der Einsatz entsprechender Lösungen eine eigene Infrastruktur die bereits bei Planungs-
beginn berücksichtigt werden muss. Mit seiner Forschungs- und Entwicklungstätigkeit vermittelt
der Geschäftsbereich »Gebäudeautomation« zwischen Architekten und Gebäudetechnikern.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer ims
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ISE
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
Fraunhofer USA –
Fraunhofer CSE
18 19
umgerüstet werden können. Ursprünglich als akustischer Schutz vor temporären Lärmquellen
konzipiert, lassen sich diese Bauteile durch Befüllung mit Wasser oder mit schweren Materialien
in Sicherheitsbarrieren gegen Explosionen verwandeln. Speziell entwickelte Haltekonstruktionen
gewährleisten im Detonationsfall einen festen Stand. Eine Kombination des Blastschutzes mit
schusssicheren Faserverbundwerkstoffen wird gleichfalls untersucht.
mobile Unterkünfte für krisengebiete
Um die Sicherheit militärischen und zivilen Personals bei nationalen und internationalen Einsätzen
garantieren zu können, werden im Auftrag sogenannte Low-Cost-Schutzunterkünfte entwickelt.
Diese lassen sich am Einsatzort nach dem Baukastenprinzip aus wenigen leichten und luftverlad-
baren Einzelteilen zu einer Hülle zusammenbauen und mit lokal verfügbaren Materialien wie Erde
befüllen, wodurch eine widerstandsfähige Gebäudehülle entsteht.
sicherheit mit gestaltungsspielraum
Der Geschäftsbereich »Sicherheit« hat das Ziel, Sicherheitsaspekte mit Aufgabenstellungen der
Gebäudedämmung sowie der architektonischen Gestaltung zu verbinden und so multifunktionale
Bauelemente zu schaffen. Ein aktuelles Forschungsthema dazu sind bedruckbare Membranfassa-
den, die nicht nur gestalterisch wirken, sondern gleichzeitig das Gebäude dämmen und schützen.
SicHerHeit
• s i c h e r e B a u m at e r i a l i e n
• m e m B r a n f a s s a d e n
• m u lt i f u n k t i o n a l e m o d u l e
• l o w - c o s t- s c h u t z u n t e r k Ü n f t e
sicherheit beginnt beim material
Von besonderem Interesse sind Baustoffe, die im Fall eines Erdbebens oder einer Explosion
durch ihr hohes Energieabsorptionsvermögen Stoßwellen dämpfen können. Dies gelingt einem
Polymerbeton, der neben porösen organischen Füllstoffen auch Fasern zur Verstärkung enthält.
Durch das hohe Porenvolumen kann dieser Baustoff die zerstörende Wirkung von Detonationen
deutlich reduzieren.
schützendezweitehautfürgebäude
Um Gebäude zuverlässiger vor Beschädigung durch kurzzeitdynamische Ereignisse zu schützen,
wird auch an der Entwicklung von Membranfassaden gearbeitet, die vor der eigentlichen Gebäu-
defassade angebracht werden sollen. Sie erfüllen zum einen – als Klimahülle – bauphysikalische
Aufgaben, darüber hinaus dämpfen sie die Auswirkungen von Stoß- und Druckbelastungen.
Dabei wird bewusst eine Teilperforation zugelassen, um die extremen Kräfte einer Druckwelle
(Blast) auf die Haltekonstruktion zu mindern. Textile Vorsatzfassaden können als Spreng- und
Splitterschutz für besonders gefährdete Gebäude wie Botschaften, Regierungseinrichtungen und
Polizeistationen dienen.
Alleskönner
Ein weiterer Forschungsbereich beschäftigt sich mit Systemlösungen, die sich durch ihre modulare
Konzeption an unterschiedliche Anwendungsbereiche anpassen lassen oder nachrüstbar sind.
Ein Beispiel dafür sind mobile Schallschutzsysteme, die zu sogenannten Blastschutz-Elementen
SicHerHeit – Security by deSign
Naturkatastrophen oder Terrorakte haben oft den Einsturz betroffener Gebäude zur Folge. Eine voraus-
schauende Gebäudeplanung und der Einsatz innovativer Baustoffe können das Einsturzrisiko stark
verringern. Mit diesem Ziel haben sich sechs Institute der Fraunhofer-Allianz Bau zum Geschäftsbereich
»Sicherheit« zusammengeschlossen. Neben Aspekten der Desastervermeidung (Security) werden Auf-
gabenstellungen bezüglich der Normbelastungen von Gebäuden (Safety) untersucht.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer Emi
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ICT
Fraunhofer IFAM
Fraunhofer IWM (Halle)
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer WKI
20 21
Regenerative technologien
Für die Wärme- und Stromversorgung kommen unterschiedliche photovoltaische und solarther-
mische Technologien infrage. Einen hohen Wirkungsgrad weist die Energiegewinnung durch
Kraft-Wärme- beziehungsweise Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung in Kombination mit thermisch
angetriebenen Wärmepumpen auf. Zusammen mit kleinen Stirlingmotoren, Gasturbinen oder
Brennstoffzellen kann die Wärmeversorgung bei besonders effizienten Gebäuden sogar ohne
aufwendiges Reserveheizgerät erfolgen. Auch der Einsatz von Biomasse zur Wärmeerzeugung
findet zunehmend Verbreitung und verbessert darüber hinaus die CO2-Bilanz des betreffenden
Gebäudes. Eine weitere Technologie mit Energiesparpotenzial ist der monoenergetische Betrieb
einer Wärmepumpe mit elektrischer Zusatzheizung. In Kombination mit einer thermischen
Solaranlage kann ein Höchstmaß an Nachhaltigkeit in der Haustechnik erreicht werden.
nachhaltigeenergiekonzepteerfordernPlanungundzusammenarbeit
Dank bereits verfügbarer Technologien und Produkte lässt sich schon heute eine regenerative
Energieversorgung kosten- und ressourceneffizient umsetzen. Die Effizienz wird jedoch von vielen
Faktoren beeinflusst. Der Geschäftsbereich »Energieversorgung« verfolgt daher einerseits einen
integralen Ansatz, bei dem sämtliche Aspekte in den Kontext der gesamten Wertschöpfungskette
gestellt werden – von der Grundlagenforschung bis zur Markteinführung und von der Mate-
rialentwicklung bis zum Betrieb. Andererseits wird ein starker Fokus auf den interdisziplinären
Wissenstransfer zwischen Entwicklern, Bauingenieuren, Architekten und Baufirmen gelegt.
energieverSorgung
• e n e r g i e e i n s Pa r u n g e n i m g e B ä u d e B e r e i c h
• P h o t o V o lta i s c h e u n d s o l a r t h e r m i s c h e
t E c H N O l O g i E N
• k r a f t- wä r m e - k o P P l u n g
themen
Zu den inhaltlichen Schwerpunkten gehören die Bereiche solare Energieversorgung mit
Photovoltaik und Solarthermie, solares Heizen und Kühlen, Kraft-Wärme- und Kraft-Wärme-
Kälte-Kopplung, Wärme- und Kältespeicher, sorptive Systeme und gebäudeintegrierte Solar- und
Klimatechnik. Darüber hinaus befassen sich die beteiligten Fraunhofer-Einrichtungen mit den
Themen Energiemanagement, Gebäudebetriebsführung und Versorgungsstrategien für Städte
oder Siedlungen.
grundlagen für intelligente Energiekonzepte
Generell lassen sich Energiesparpotenziale nur dann voll ausschöpfen, wenn bereits in der
Planungsphase ein geeignetes Energiekonzept vorliegt. Dies gilt gleichermaßen für die energe-
tische Sanierung von Altbauten wie für Neubauten. Bei Bestandsbauten ist eine genaue und
effiziente Zustandserfassung erforderlich, um die notwendigen Maßnahmen effizient planen und
zielgerichtet umsetzen zu können. Insbesondere die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem
physikalisch bedingten Energiebedarf des Gebäudes und der Energieeffizienz der eingesetzten
Haustechnik müssen berücksichtigt und ein optimales Zusammenspiel der passiven und aktiven
Techniken gefunden werden.
energieverSorgung – effizient, umWeltfreundlicH, nacHHaltig
Gebäude zählen zu den größten Energieverbrauchern weltweit. Sollen fossile Brennstoffe langfristig
eingespart und Umweltbelastungen gesenkt werden, muss daher bei der Energieversorgung von
Gebäuden angesetzt werden. Gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt der Geschäftsbereich
»Energieversorgung« innovative Technologien und Konzepte, um diese Ziele Wirklichkeit werden
zu lassen. Dabei stehen Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Nutzerkomfort im Mittelpunkt.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer isE
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ISC
Fraunhofer IVV
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
Fraunhofer USA –
Fraunhofer CSE
22 23
nen. Auch der Vergleich verschiedener baulicher Ausführungen oder Materialien ist möglich.
Dies verbessert den Lebenszyklus der Gebäude und hilft Kosten einzusparen.
Ansprechpartner für neue stadtsysteme
Hoher Zeit- und Kostendruck, fehlende Informationen und mangelnde Kommunikation
zwischen den Beteiligten erschweren bislang die Umsetzung nachhaltiger Quartiere.
Durch die Veröffentlichung von Forschungsergebnissen und die Entwicklung geeigneter
Instrumente positioniert sich die Fraunhofer-Allianz Bau als kompetenter Ansprechpartner für
nachhaltiges Bauen. Gemeinsam mit Industriepartnern werden umfassende Bewertungs- und
Lösungsmodelle umgesetzt. Ein Beispiel hierfür sind Konzepte für die »elektromobile Stadt«.
Weitere Aufgaben sind das Stadtinnovationsmanagement für die Integration unterschiedlicher
Stadtsysteme. Nutzeranalysen und Verhaltensstudien in Bezug auf urbane Prozesse ergänzen
das Leistungsangebot.
gemeinsambesserestädtebauen
Die Gebäude der Zukunft werden keine unabhängigen Einzelbauten mehr sein. Stattdessen
stehen sie in Gestaltung, Funktion und Infrastruktur in enger Wechselwirkung mit ihrer Umge-
bung. Die Fraunhofer-Allianz Bau treibt diesen Prozess durch weitere Grundlagenforschung und
die Entwicklung realisierbarer Konzepte für Städteplaner und Bauindustrie voran.
nacHHaltige quartiere
• B e s c h r e i B u n g u n d B e w e r t u n g
V O N N A c H H A l t i g k E i t i m s t Ä D t E b A U
• k r i t e r i e n s o z i a l u n d ö k o l o g i s c h
l E b E N s w E R t E R s i E D l U N g E N
• B i l a n z i e r u n g s s o f t wa r e
• k o n z e P t e l e k t r o m o B i l e s ta d t
• s ta d t i n n o Vat i o n s m a n a g e m e n t
ganzheitliche sicht
Die beteiligten Fraunhofer-Einrichtungen entwickeln Modelle, Methoden und Werkzeuge, mit
denen sich die Nachhaltigkeit von Städtebauprojekten beschreiben und bewerten lässt. Die
Forschung begleitet den gesamten Gebäudelebenszyklus vom Bau über die Nutzung bis hin
zu Abriss und Entsorgung. Dabei werden die unterschiedlichen Ebenen des Bauwesens – also
Produkte, Gebäude und Siedlungsstrukturen – aus einem ganzheitlichen Blickwinkel betrachtet.
Die gewonnenen Erkenntnisse sollen als Grundlage für die Konzeption sozial und ökologisch
lebenswerter Siedlungen dienen.
themenfelder
Zu den wesentlichen Aufgabenstellungen gehören die intelligente Flächennutzung sowie
energieeffizientes und schadstoffarmes Bauen. Der Einsatz erneuerbarer Energien und die
Verwendung von Recyclingmaterialien sind weitere zentrale Aspekte. Außerdem beschäftigt
sich das Geschäftsfeld mit dem integralen Management von Frisch- und Brauchwasser auf Sied-
lungsebene, der Umsetzung innovativer Mobilitätskonzepte und der Schaffung ökologischer
Nischen zum Nutzen von Mensch und Natur.
Nachhaltig bauen hilft sparen
Integrale Planungsprozesse machen sich bezahlt: So lassen sich beispielsweise energetische
Schwachstellen durch ganzheitlich angewandte Bilanzierungssoftware bereits im Vorfeld erken-
nacHHaltige quartiere – energieeffizient und lebenSWert
Nachhalt ig gebaute Siedlungen sind konventionel len Bauprojekten langfrist ig ökologisch, wirt-
schaft l ich und soziokulturel l überlegen. Der Geschäftsbereich »Nachhalt ige Quartiere« führt
al le Themengebiete des Bauwesens zusammen, um Städteplaner und Bauindustr ie in sämtl ichen
Aspekten des nachhalt igen Siedlungsbaus zu unterstützen.
beteiligte Einrichtungen
fraunhoferiBP
Fraunhofer IAO
Fraunhofer IGB
Fraunhofer ISE
Fraunhofer UMSICHT
Fraunhofer WKI
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
Nachhaltige Quartiere erfordern eine
ganzheitliche Betrachtung – von der
Planung bis zum Abriss.
Dezentrale Energiespeicher
– ein zentraler Bestandteil
nachhaltiger Quartiere.
24 25
andereländer,andererahmenbedingungen
Da die am stärksten wachsenden und innovativsten Märkte der Zukunft nicht in Europa, sondern
hauptsächlich in Asien liegen, werden heimische Unternehmen bei Auslandsprojekten verstärkt
mit teils unbekannten Rahmenbedingungen konfrontiert. Zusammen mit der Fraunhofer-Allianz
Bau können sie sich – beispielsweise durch Simulationen und Feldversuche – umfassend auf
die klimatischen Gegebenheiten und deren Auswirkungen auf ein Bauprojekt vorbereiten. Dies
verschafft den Unternehmen entscheidende Wettbewerbsvorteile, um sich in neuen Märkten
erfolgreich etablieren zu können.
gemeinsamneuemärkteerschließen
Neben den Kompetenzen in den Bereichen Forschung und Entwicklung will die Fraunhofer-
Allianz Bau ihre weltweite Präsenz und ihr Dienstleistungsportfolio weiter ausbauen. So sollen
auf internationaler Ebene verstärkt Kontakte zu staatlichen wie auch privaten Entscheidungs-
trägern und Investoren geknüpft werden. Gleichzeitig unterstützt die Allianz ihre Kunden
gezielt beim Markteintritt und der Akquise von Projekten. Beispiele hierfür sind die Identifikati-
on von Zukunftsmärkten sowie Marktanalysen, die Durchführung von Studien und Forschungs-
aufträgen ebenso wie die Vermittlung von Projektpartnern im Ausland.
internationaliSierung
• m e g at r e n d » u r B a n i s i e r u n g «
• B e r at u n g i n t e r n at i o n a l e r B a u V o r h a B e n
• B a u e n i n a n d e r e n k l i m a z o n e n
• i n t e r n at i o n a l e k o n ta k t e
wachstumderstädte
Bis zum Jahr 2050 wird die Weltbevölkerung von aktuell sechs Milliarden auf etwa neun
Milliarden ansteigen. Bereits in den nächsten 15 Jahren leben voraussichtlich zwei Drittel aller
Menschen in Städten. Um mit diesen Entwicklungen Schritt halten zu können, müssen in den
nächsten 20 Jahren etwa zwei Drittel aller Städte weltweit neu geplant und gebaut werden. Für
den Städtebau ergeben sich daraus viele, teils konkurrierende Herausforderungen. Neubauten
beispielsweise sollen möglichst energieeffizient, umweltfreundlich und sicher sein. Zugleich
beeinflusst aber der sich zunehmend verschärfende Zeit- und Kostendruck die Entscheidungs-
prozesse maßgeblich.
individuelle lösungen
Um die vielen Anforderungen an den Städtebau erfüllen zu können, müssen bereits in der
Planungsphase alle Aspekte des nachhaltigen und ressourcenorientierten Bauens berücksichtigt
werden. Der Geschäftsbereich »Internationalisierung« bündelt hierzu innerhalb der Fraunhofer-
Allianz Bau alle relevanten Kompetenzen und ermöglicht so eine ganzheitliche Herangehens-
weise. Dabei setzt die Allianz nicht nur auf nationales Know-how, sondern pflegt bewusst den
Wissenstransfer mit internationalen Partnern und eigenen Forschungseinrichtungen im Ausland.
Dies ermöglicht individuelle Lösungen entsprechend der Situation vor Ort, ohne dabei auf
bewährte Analyseverfahren und Werkzeuge verzichten zu müssen.
internationaliSierung – teamWork für WeltWeiten erfolg
Anhaltendes Bevölkerungswachstum und Urbanisierung führen weltweit zu vermehrter Bautä-
t igkeit. Im Städtebau entsteht dadurch der Konfl ikt, dass einerseits schnel l und günstig ausrei-
chend Infrastruktur geschaffen werden sol l und gleichzeit ig sparsam mit knappen Ressourcen
wie Siedlungsflächen, Wasser und Energie umgegangen werden muss. Der Geschäftsbereich
»International is ierung« koordiniert internationale Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der
Fraunhofer-Al l ianz Bau, um Lösungen für diese komplexen Aufgaben zu erarbeiten.
beteiligte Einrichtungen
Fraunhofer-gesellschaft
Fraunhofer IAO
Fraunhofer IBP
Fraunhofer ISE
Fraunhofer IZFP
Fraunhofer Italia –
Fraunhofer IEC
Fraunhofer USA –
Fraunhofer CSE
26 27
eigenePublikationen
Der Fraunhofer IRB Verlag gehört mit einer Vielzahl von Publikationen aus den Bereichen Bauen
im Bestand, Bautechnik, Bausanierung, Bauphysik und Bauforschung zu den angesehenen Bau-
fachverlagen im deutschsprachigen Raum. Das lieferbare Programm umfasst derzeit über 4000
Forschungsberichte, etwa 400 Fachbücher und vier Fachzeitschriften. Hinzu kommen 15 000
internationale Bauforschungsdokumente und rund 900 Veröffentlichungen aus interdisziplinären
Forschungsgebieten der Fraunhofer-Gesellschaft, die seit 2009 im Fraunhofer-Verlag erscheinen.
Alle infos rund um den bau
Durch die enge Verknüpfung von Datenbank-Recherchetools und Fachverlag ist das Fraunhofer
IRB die zentrale Anlaufstelle für alle Informationsanfragen rund um den Bau. Dieses belegen
auch die Nutzerzahlen: allein im Jahr 2009 haben täglich durchschnittlich 25 000 User das
Internetportal besucht. Insgesamt 320 000 Dokumente wurden im Lauf des Jahres 2010 von
den Datenbanken des Fraunhofer IRB heruntergeladen. Das Fraunhofer IRB leistet einen aktiven
Beitrag zum Wissenstransfer innerhalb der Baubranche und stärkt damit die Fachkompetenz
und Innovationskraft der Fraunhofer-Allianz Bau.
fraunHofer irb
• f a c h i n f o r m at i o n e n z u m P l a n e n u n d B a u e n
• d r e i f a c h P o r ta l e
• B a u d at e n B a n k e n
• f r a u n h o f e r i r B - V e r l a g u n d f r a u n h o f e r - V e r l a g
wissenspool Fraunhofer iRb
Die zentrale Aufgabe des Fraunhofer IRB ist es, wissenschaftliche und praxisorientierte Fachin-
formationen aus allen Bereichen des Planens und Bauens zu erschließen und bereitzustellen.
Zahlreiche Partnerschaften mit relevanten Fachinstitutionen und -verbänden, Forschungseinrich-
tungen und Fachverlagen helfen dabei. Die Informationen sind entweder über Recherche in einer
der zahlreichen Datenbanken zugänglich oder können als Print-Publikation vom hauseigenen
Fachverlag bezogen werden. Viele Veröffentlichungen stehen auch als digitales Dokument zum
Download bereit.
Einfache suche
Drei spezialisierte Fachportale decken die Themenbereiche Stadt- und Raumplanung, Denkmal-
pflege und Bauforschung ab. Außerdem betreibt das Fraunhofer IRB eigene Baudatenbanken
und hostet zusätzlich Datenbanken von Partnern. Das Angebot umfasst Volltext-, Literatur-
hinweis-, Forschungs- und Adressdatenbanken. Von besonderer Bedeutung sind die beiden
bibliographischen Datenbanken RSWB® und ICONDA®, in denen nationale und internationale
Fachliteratur nachgewiesen wird. Die Fraunhofer IRB-Volltexdatenbank SCHADIS® hält zudem
aktuelles Expertenwissen aus Fachbüchern, Forschungsberichten sowie Zeitschriftenartikeln zu
allen denkbaren Bauschadensfällen bereit. Das Portal www.baufachinformationen.de macht die
wichtigsten Fachinformationen aus allen Datenbanken einem breiten Fachpublikum zugänglich.
fraunHofer irb – geSammelteS WiSSen für die baubrancHe
Forschungsergebnisse können nur dann sinnvol l genutzt werden, wenn sie schnel l und einfach
verfügbar s ind. Das Fraunhofer- Informationszentrum Raum und Bau IRB erfasst baurelevante
Informationen und macht diese einem breiten Fachpublikum zugänglich. Durch die Vermeidung
von Doppel- oder Fehlentwicklungen in Forschung und Praxis leistet das Fraunhofer IRB Unter-
sützung bei der Verbesserung von Bau- und Planungsleistungen.
28 29
adreSSen
BremenFraunhofer IFAM
BraunschweigFraunhofer WKI
OberhausenFraunhofer UMSICHT
Fraunhofer IBPKassel
SaarbrückenFraunhofer IZFP
FreiburgFraunhofer EMIFraunhofer ISE
Fraunhofer IZFPFraunhofer IFAMDresden
DuisburgFraunhofer IMS
HalleFraunhofer IWM
WürzburgFraunhofer ISC
Fraunhofer ICTPfinztal
StuttgartFraunhofer IAOFraunhofer IBPFraunhofer IRBFraunhofer IGB
HolzkirchenFraunhofer IBP
FreisingFraunhofer IVV
AlbuquerqueFraunhofer USA –Fraunhofer CSE
BostonFraunhofer USA –Fraunhofer CSE
BozenFraunhofer Italia –Fraunhofer IEC
Fraunhofer iRb
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Telefon +49 711 970-2500
Fax +49 711 970-2508
www.irb.fraunhofer.de
Fraunhofer isc
Neunerplatz 2
97082 Würzburg
Telefon +49 931 4100-0
Fax +49 931 4100-199
www.isc.fraunhofer.de
Fraunhofer isE
Heidenhofstraße 2
79110 Freiburg
Telefon +49 761 4588-0
Fax +49 761 4588-9000
www.ise.fraunhofer.de
Fraunhofer iVV
Giggenhauser Straße 35
85354 Freising
Telefon +49 8161 491-0
Fax +49 8161 491-555
www.ivv.fraunhofer.de
Fraunhofer iwm
Walter-Hülse-Straße 1
06120 Halle (Saale)
Telefon +49 345 5589-0
Fax +49 345 5589-101
www.iwm.fraunhofer.de
fraunhoferizfP
Campus E3 1
66123 Saarbrücken
Telefon +49 681 9302-0
Fax +49 681 9302-5935
www.izfp.fraunhofer.de
Fraunhofer lbF
Bartningstraße 47
64289 Darmstadt
Telefon +49 6151 705-0
Fax +49 6151 705-214
www.lbf.fraunhofer.de
Fraunhofer UmsicHt
Osterfelder Straße 3
46047 Oberhausen
Telefon +49 208 8598-0
Fax +49 208 8598-1290
www.umsicht.fraunhofer.de
Fraunhofer wki
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig
Telefon +49 531 2155-0
Fax +49 531 351587
www.wki.fraunhofer.de
Fraunhofer iFAm
Wiener Straße 12
28359 Bremen
Telefon +49 421 2246-0
Fax +49 421 2246-300
www.ifam.fraunhofer.de
Fraunhofer igb
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Telefon +49 711 970-4401
Fax +49 711 970-4200
www.igb.fraunhofer.de
Fraunhofer ims
Finkenstraße 61
47057 Duisburg
Telefon +49 203 3783-0
Fax +49 203 3783-266
www. ims.fraunhofer.de
Fraunhofer iAO
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Telefon +49 711 970-2124
Fax +49 711 970-2299
www.iao.fraunhofer.de
fraunhoferiBP
Fraunhoferstraße 10
83626 Valley / Oberlaindern
Telefon +49 8024 643-0
Fax +49 8024 643-366
www.ibp.fraunhofer.de
Fraunhofer ict
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 7
76327 Pfinztal
Telefon +49 721 4640-392
Fax +49 721 4640-111
www.ict.fraunhofer.de
Fraunhofer Emi
Eckerstraße 4
79104 Freiburg
Telefon +49 761 2714-0
Fax +49 761 2714-316
www.emi.fraunhofer.de
Mit der Fraunhofer-Allianz Bau bündelt die Fraunhofer-Gesellschaft ihre Kom-
petenzen im Baubereich und bietet damit der Bauwirtschaft eine kompetente
Anlaufstelle. Sie ist zentraler Ansprechpartner für integrale Systemlösungen im
Kontext Bau und fungiert darüber hinaus als Indikator und Initiator für innova-
tive Lösungen und neue Themen rund um die Bauforschung.
Andreas Kaufmann, Geschäftsführer der Fraunhofer-Allianz Bau
Fraunhofer-gesellschaft
Hansastraße 27 c
80686 München
Telefon +49 89 1205-0
Fax +49 89 1205-7531
www.fraunhofer.de
Fraunhofer italia –
Fraunhofer iEc
Schlachthofstraße 57
39100 Bozen, Italien
Telefon +39 0471 1966900
Fax +39 0471 1966949
www.fraunhofer.it
Fraunhofer UsA –
Fraunhofer csE
25 First Street
Cambridge, MA 02141, USA
Telefon +1 617 575-7250
Fax +1 617 588-0618
www.cse.fraunhofer.de
30 31
Fraunhofer-Allianz bau
c/ofraunhofer-institutfürBauphysikiBP
Fraunhoferstraße 10 | 83626 Valley
Telefon +49 8024 643-240
Fax + 49 8024 643-366
www.bau.fraunhofer.de
geschäftsführerderfraunhofer-allianzBau
Andreas Kaufmann | [email protected]
assistentindergeschäftsführung
Astrid Achatz | [email protected]
Pressesprecherderfraunhofer-allianzBau
Janis Eitner | [email protected]
Vorsitzender der Fraunhofer-Allianz bau
Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer | [email protected]
stellvertretender Vorsitzender der Fraunhofer-Allianz bau
Prof. Dr. Peter Elsner | [email protected] © F
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hofe
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