Architektur und Bauplanung

Eine wichtige Aufgabe von Architektinnen und Architekten sowie Bauplanerinnen und –planern ist es, ihrer Kundschaft die vielfältigen Wege aufzuzeigen, die energieeffizientes Bauen und Sanieren ermöglichen. Sie sind zuständig für die technische, funktionale und wirtschaftliche Planung und gestalten die Einrichtung von Bauwerken und Gebäuden. Daneben fungieren sie aber auch als fachkundige Beraterinnen und Berater der Bauherren und haben deren rechtliche und wirtschaftliche Belange im Auge.

Energieeffizienz im Gebäudesektor erfordert einen ganzheitlichen Ansatz: Gebäudehülle, Gebäudetechnologie, erneuerbare Energieversorgung und smarte Bewirtschaftung müssen zusammen gedacht und geplant werden. Hier übernehmen Architektinnen und Architekten sowie Bauplanerinnen und Bauplaner eine wichtige Brückenfunktion zur praktischen Umsetzung. Gerade bei Bestandsgebäuden ist das Potenzial groß. Eine Sanierung kann Energie einsparen, die Effizienz des Gebäudes steigern und den Einsatz erneuerbare Energien erleichtern. Dafür sind aufeinander abgestimmte Maßnahmen notwendig. So ist etwa die Nutzung klimaneutraler Niedertemperaturtechnik bei der Wärmeerzeugung nur möglich und sinnvoll, wenn eine energieeffiziente Gebäudehülle die Vorrausetzungen dafür schafft.

Energieforschung für die Praxis

©Fraunhofer IBP

"Man muss das Licht für die Menschen machen"

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 17 Ländern haben in einem Projekt der Internationalen Energieagentur zum Thema „Integrierte Lösungen für Tages- und Kunstlicht“ geforscht. Projektleiter Jan de Boer erklärt, warum es hierbei nicht nur auf die Technik ankommt.

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Energie sparen mit Fassadenelementen aus Textil

Hell, angenehm warm und blendfrei: Flexible, textile Fassadenelemente steuern die Solareinstrahlung so, dass diese Bedürfnisse der Nutzenden im Gebäude möglichst gut erfüllt werden. Jetzt haben Forschende herausgefunden, wie das noch besser funktionieren kann.

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Folienarchitektur ist vor allem bei großen Gebäuden beliebt: Die hier zu sehende Allianzarena in München hat eine Membranfassade aus Folienkissen, die das Stadion komplett umspannt.
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Smarte Folie spart Energie an Membranfassaden und überspannten Dächern

Forschende haben ein Folienelement entwickelt, dessen Lichtdurchlässigkeit elektrisch steuerbar ist. Den Strom liefern integrierte Solarzellen. Ein Gebäude mit Folienarchitektur könnte seinen Kühlenergiebedarf so um rund 20 Prozent senken.

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Um solche ganzheitlichen Konzepte zu entwickeln und um Arbeits-und Kommunikationsabläufe zu verbessern, müssen Fachleute aus Architektur und Bauplanung zudem aktuelle Entwicklungen bei digitalen Planungsmethoden wie Building Information Modeling (BIM) im Blick haben. Die Energieforschung entwickelt diese Verfahren kontinuierlich weiter. Vermehrt kommt auch Künstliche Intelligenz zum Einsatz. Nachhaltigkeit im Bausektor hängt zudem von den verwendeten Materialien und Komponenten ab. Dabei ist nicht nur der Ursprung und der Energieeinsatz bei der Erzeugung wichtig, sondern auch, dass Materialien in den Kreislauf zurückgeführt oder nachgenutzt werden können. Unterschiedliche Komponenten müssen dabei energetisch differenziert betrachtet werden.

Lüftungssysteme sind ebenfalls ein wichtiges Element energieeffizienter und nachhaltiger Gebäude, die Expertinnen und Experten aus Architektur und Bauplanung bei ihrer Arbeit berücksichtigen müssen. Luftqualität, Energieverbrauch und benutzerfreundliche Bedienung sind entscheidend, um die nötige Akzeptanz bei Kundinnen und Kunden zu schaffen. Auch hier bietet die Energieforschung verschiedene Lösungskonzepte. Eine Übersicht relevanter Projekte, News und Publikationen sowie Kontakte und weiterführende Links finden Sie hier.

Weitere relevante Forschungsprojekte

Mehrere Rohrkolben sind vor blauem Himmel zu sehen.
©LianeM - stock.adobe.com

Klimafreundlich vom Feld bis zur Baustelle
Mit Rohrkolben nachhaltig und effektiv dämmen

Wie ein kreislaufgerechtes Dämmmaterial aussehen kann, hat RokoDaMi gezeigt. Die Platten sollen erdölbasierten Dämmstoffen Konkurrenz machen.

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Auf der linken Seite des Demonstrationsgebäudes InnoLiving befindet sich eine gestützte Vakuum-Isolationswand mit vorgesetzter Glasscheibe.
© Innogration GmbH – Fotograf Christopher Arnoldi

Gebäudehüllen energetisch aufwerten
Die Alleskönner-Fassade

Graue Betonwände haben es in sich: Sie können Energie speichern, kühlen, dämmen und Wärme liefern. Dies erkannten die Experten im Projekt MuFuBisS.

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Eine langfristige und sichere Bewahrung von Kulturgütern braucht energieeffiziente, kostengünstige und einfache Lagerung.
© matousekfoto - stock.adobe.com

Archivbauten
Plusenergie-Depots sollen Kulturgüter nachhaltig bewahren

Ein wesentlicher Teil der Sammlungen deutscher Museen, Bibliotheken und Archive lagert in Depots und Magazinen, die energieeffizienter werden müssen.

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Hochleistungs-Dämmputz aus nachwachsenden Rohstoffen
© Uni Bonn

Nachwachsender, recyclingfähiger Rohstoff
Mit Schilfgras Gebäude dämmen

Bei etwa 60 % aller Wärmeverbundsysteme in Deutschland (Stand 2019) wird bisher expandiertes Polystyrol als Dämmstoff eingesetzt. Klimafreundliche..

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In den Forschungsprojekten KOST und TEWISol untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie Solarthermieanlagen kostengünstiger werden können.
©GrafKoks - stock.adobe.com

Solarthermie
Kosten sparen mit standardisierten Komponenten

Um langfristig konkurrenzfähig zu bleiben, muss die Solarthermie-Technologie kostengünstiger werden.

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Mit ihrem Institutsneubau unweit des Hubland-Campus wollen die Forscher am ZAE Bayern ein ganzes Bündel innovativer Technologien demonstrieren und in der realen Baupraxis weiter erforschen.
© ZAE Bayern

Experimentelles Bauen
Energy Efficiency Center als Technologiereferenz

Mit seinem Neubau in Würzburg will ein Forschungsinstitut innovative Materialien, Systeme und Technologien experimentell testen.

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Siegerehrung der besten Ideen für einen internationalen Energieeffizienzwettbewerb.
© Dr. Günter Löhnert, sol.id.ar planungswerkstatt berlin

Wettbewerbs- und Projektbegleitung
Forschungsergebnisse erfolgreich in die Baupraxis übertragen

Ziel des Projektes ist der Transfer von Forschungserkenntnissen in die Baupraxis.

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Horizontaler baulicher Sonnenschutz als Fassadenelement: Die Forschenden haben ein Glasvordach mit integrierter OPV entwickelt.
©Energie Campus Nürnberg (ZAE Bayern)

Aktive Gebäudehülle
Multifunktionales Fassadenelement für den Geschosswohnungsbau

Ziel des Forschungsprojektes Solares Bauen: Fassade_3 ist es, die verschiedenen Funktionen der Fassade intelligent in einem System zu verknüpfen.

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Ein Beispiel für ein modernes Bürogebäude.
© DigitalGenetics - stock.adobe.com

Solaraktive Gebäudefassaden
Smart Green Tower wird zum Energieerzeuger

In der City von Freiburg entsteht der Smart Green Tower. Das 51 m hohe Wohn- und Geschäftshaus erhält eine Gebäudehülle aus Photovoltaik-Modulen.

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Diese Außenansicht zeigt das Demonstrationsobjekt nach der Sanierung.
© OTH Regensburg

Gebäudesanierung
Energetisch Modernisieren mit solaraktiven Baustoffen und hybridem Heizsystem

Im historische Wohnquartier Margaretenau in Regensburg kombinierten Forschende neue Technologien, um ein Mehrfamilienhaus nachhaltiger zu gestalten.

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Die Kapillarrohrmatten werden als Flächenheizsystem außen auf die Fassade aufgebracht. Im Bild wird gerade der Klebemörtel glatt gezogen für den Leichtputz.
© IZES gGmbH

Sanierung mit Niedrig-Exergie-Konzept
Gebäude über die Außenwand beheizen

Bereits mit kleinen Temperaturdifferenzen kann ein Gebäude über die Fassade temperiert werden. Das haben Forschende im Projekt LEXU II gezeigt.

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Illustration Vernetzungen
© metamorworks - stock.adobe.com

Städtische Wärmeplanung
Geografisches Wärmeinformations- und Simulationssystem

Strategische Wärmeplanung und Stadtentwicklung müssen verzahnt werden, damit Klimaschutzpotenziale ausgereizt und Ressourcen mit hoher Kosteneffektivität eingesetzt werden können. Diesem Ziel dient die Entwicklung eines Wärmeinformations- und Simulationssystems für die Hansestadt Hamburg.

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Weitere relevante News

Eine Reihe geöffneter Fenster, durch die Lichts ins Gebäude fällt, ist zu sehen.
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Klimafreundlich in Pandemiezeiten
Diese Lüftungskonzepte verringern Aerosole und sparen Energie

Erste Zwischenergebnisse: Ein Forschungsteam untersucht, wie eine höhere Raumlufthygiene in Gebäuden möglichst energieeffizient erreicht werden kann.

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Im Gebäude der Ingenieurwissenschaften an der Universität Kassel werden zwei Bestandslüftungsanlagen in semizentrale Lüftungsanlagen umgerüstet.
© Universität Kassel / Paavo Blafield

Semizentrale Lüftungen
Mit weniger Strombedarf zu guter Luftqualität

Mechanische Lüftungsanlagen sind ein wichtiges Element energieeffizienter und nachhaltiger Gebäude. Von entscheidender Bedeutung ist dabei ein geringer Ventilatorstromverbrauch. Im Forschungsvorhaben SLIM testen die Forschenden aktuell entsprechende Anlagen.

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Eine Schale für ein Sandwich-Fassadenelement wird hergestellt. Zu sehen sind Rohre, die in einer Form übergossen werden.
© Tu Kaiserslautern/IZES gGmbH

Sanierung von Bestandsgebäuden
Mehr erneuerbare Energie mit Sandwich-Elementen

Neue Heizungen könnten zukünftig in die Außenwand von Gebäuden integriert werden. Energie gewinnen, dämmen und speichern ist zusätzlich möglich.

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Erfassung der Ist-Gebäudetechnik mit Mixed-Reality-Brille im Labordemonstrator (Viega Cube).
© gia, E3D, Viega

Diagnose-Tool
energyTWIN: Digitaler Energie-Zwilling für Gebäude

Das Forschungsprojekt energyTWIN will mit virtuellen Abbildern den Gebäudebetrieb effizienter machen.

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Wer saniert, kann bei alten Häusern nicht alle Scheiben-Typen nutzen. Gerade Isolierfenster können zu schwer sein - Vakuum-Isolierverglasungen hingegen nicht.
© Gina Sanders - stock.adobe.com

Isolierglas-Forschung
Dichte, leichte Fenster dank Vakuum

Ein Vakuum zwischen Glasscheiben macht Fenster undurchlässiger für Wärme und Kälte. Bislang erreichen schwere Isolierglasscheiben mit drei oder vier Scheiben den besten Isolierschutz. 

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Ein Operationssaal, der über die Lüftungsanlage oder die Fenster gelüftet werden kann.
© Africa Studio - stock.adobe.com

Corona-Pandemie
Mit Luft und Strahlen gegen Viren

Ob mit Frischluft oder Reinigungsgerät: Die Forschung im Bereich Gebäude und Quartiere entwickelt aktuell zahlreiche Lösungen, um das Corona-Virus zu bekämpfen. 

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Die Streifenkollektor-Elemente lassen sich flexibel gestalten und ausrichten und entsprechend in Fassaden integrieren.
© DAW SE/Karim Donath

Streifenkollektoren und solarthermische Jalousien
Neue Kollektoren: Technik und Ästhetik in Einklang gebracht

Gute Nachrichten für Architekten und Techniker: Ein Forschungskonsortium hat Solarkollektoren entwickelt, die sich ästhetisch ansprechend in transparente und lichtundurchlässige Gebäudehüllen integrieren lassen. 

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Sicht auf ein Stadtquartier
© SIZ energieplus

Energy Tool Kit
Kostenloses Planungswerkzeug für Energieexperten

Mit dem Energy Tool Kit haben Forschende der Technischen Universität Braunschweig jetzt ein Tool entwickelt, das den Stromverbrauch verschiedener Gebäudetypen eines Quartiers bewertet.

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Häuser mit Solaranlagen
© Ingo Bartussek - stock.adobe.com

Veranstaltung zu Gebäuden und Quartieren
Klimaneutral dank Zukunftstechnologien

Bis 2050 peilt die Bundesregierung einen klimaneutralen Gebäudebestand an. Die dazu notwendigen Technologien stehen bereit.

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Energie-Anlagen im Haus funktionieren klimafreundlicher und wirtschaftlicher, wenn sie intelligent gesteuert werden. Dazu kann eine Box beitragen, die Wissenschaftler der TU Dresden aktuell entwickeln.
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Effizienz in Gebäuden
Mit intelligenter Plug-and-Play-Box Energie einsparen

Wird die Energie dort verbraucht, wo sie erzeugt wird, hat dies viele Vorteile. Damit diese möglichst effizient genutzt werden können, entwickeln Forschende der TU Dresden aktuell eine Box.

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Energy Tool Kit
Kostenloses Planungswerkzeug für Energieexperten

Mit dem Energy Tool Kit haben Forschende der Technischen Universität Braunschweig jetzt ein Tool entwickelt, das den Stromverbrauch verschiedener Gebäudetypen eines Quartiers bewertet.

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Diese graphische Visualisierung gibt einen ersten Einblick in die diskutierten Themen des Projektleitungstreffen.
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Wissenschaftliche Begleitforschung Energiewendebauen
Jetzt online: Dokumentation zum 9. Projektleitungstreffen

Ein ausführlicher Bericht  zum Treffen der Projektleitenden aus dem Forschungsbereich Gebäude und Quartiere ist jetzt online verfügbar.

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Ein Pärchen schaut bei der Renovierung einer Wohnung aufs Tablet
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EU-Sanierungsstrategie
Eine Renovierungswelle für Europa und Deutschland

Mit der „Renovation Wave“-Strategie will die EU-Kommission die Schlagzahl an energetischen Sanierungen in den nächsten zehn Jahren verdoppeln – und gleichzeitig die Wohnqualität verbessern und neue Arbeitsplätze schaffen.

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Ausgelegte Nahwärmenetze auf einer Wiese
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Rund 103 Millionen Euro für Gebäude und Quartiere
Kabinett verabschiedet Bundesbericht Energieforschung

In seiner heutigen Sitzung hat das Bundeskabinett den Bundesbericht Energieforschung 2021 beschlossen.

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Forschungsnetzwerk Energiewendebauen

Das Forschungsnetzwerk Energiewendebauen bringt Expert:innen aus Forschung und Wirtschaft zusammen und stärkt ihren Erfahrungsaustausch in transparenten, offenen Strukturen. Es sind unter anderem universitäre Forschungseinrichtungen, Planer, Architekten, Hersteller und Fachverbände im Forschungsnetzwerk vertreten. Werden Sie Teil des Forschungsnetzwerks!

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Symbolbild
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Forschungsförderung

Im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms fördern die Bundesministerien für Wirtschaft und Energie, für Bildung und Forschung sowie für Ernährung und Landwirtschaft Projekte, die zum Erreichen der energiepolitischen Ziele der Bundesregierung beitragen. Hier finden Sie weitere Informationen zur BMWK-Forschungsförderung im Bereich Gebäude und Quartiere.

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