Arbeitsgruppe „Energie im Bauwesen“ (AG EiB)

Die Arbeitsgruppe "Energie im Bauwesen" möchte sich auf dieser Seite vorstellen und über energiebezogene Berufsbilder, Module, Abschlussarbeiten und Forschungsprojekte informieren.

„We must start... rebuilding our cities around energy efficiency and human needs, rather than around the car and wasted energy.“

Jay Inslee.

Die Arbeitsgruppe „Energie im Bauwesen“ wurde im Rahmen des Professoriums am 30.10.2023 als Teil der Arbeitsgruppe „Lehre“ ins Leben gerufen.

Ziel ist es, das Thema „Energie im Bauwesen“ stärker in die Lehre am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften zu integrieren.

Dafür werden wir uns im Folgenden kurz vorstellen und darüber hinaus dann über aktuelle energiebezogene Berufsbilder, Module, Abschlussarbeiten und Forschungsprojekte informieren.

AG Energie im Bauwesen (Logo)
AG Energie im Bauwesen (Logo)

Der Einsatz erneuerbarer Energien sowie die intelligente, ressourcenschonende Nutzung von Energie können erheblich dazu beitragen, Klimaziele zu erreichen und dem Klimawandel entgegenzuwirken sowie die Abhängigkeit von Energieträgern aus anderen Ländern abzubauen. Durch die hohe Relevanz des Themas gehört es auch in die Bildung der nachfolgenden Generationen, insbesondere im Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Technischen Universität Darmstadt. Von verschiedenen Seiten wird die Bedeutung im Fachbereich ersichtlich:

Vier Seiten, die die Relevanz des Themenbereichs „Energie im Bauwesen“ zeigen
Vier Seiten, die die Relevanz des Themenbereichs „Energie im Bauwesen“ zeigen

In der Zukunftsstrategie des Fachbereichs Bau- und Umweltingenieurwissenschaften heißt es „Im Jahr 2023 ist die TU Da die Zukunftswerkstatt für nachhaltige, klimaresiliente Quartiere“. Als Strategieziel wird auch das Lehren von „Nachhaltige[n] Quartierslösungen (Bau, Energie, Ressourcen)“ genannt.

Unter anderem durch EU-weite und nationale Vorschriften wird das Thema Energie auch in Forschungsprojekten und auf dem Arbeitsmarkt ein immer präsenteres Thema, sodass die Absolvent:innen der TU Darmstadt entsprechend ausgebildet werden müssen.

Nicht zuletzt ist auch das intrinsische Interesse bei den Studierenden vorhanden. Beispielhaft soll hier eine fachbereichsinterne Social-Media-Umfrage vom 19.09.2023 genannt werden, in der binnen 24 h über 100 Studierende teilgenommen haben, von denen sich 71 % mehr Energie-Themen in der Lehre wünschen.

Um das Thema „Energie im Bauwesen“ stärker in die Lehre zu integrieren, können grundsätzlich folgende Maßnahmen forciert werden:

Entworfene Maßnahmen zur Stärkung der Energie-Thematik im Bauwesen

Die AG EiB hat folgende kurz- bis langfristige Maßnahmen entworfen, um die Energie-Thematik in die Lehre stärker zu integrieren.

Fachlicher Wahl- und Pflichtbereich Begleitende Maßnahmen
EiB in bestehenden Modulen vertiefen Stärkere Platzierung in GPEK & IPBU
Neue Module ergänzen Bestehende Lehrveranstaltungen öffnen
Berufsbild Nachhaltigkeitsbezug in TUCaN
Berufsbild EiB als virtuelle Vertiefung Anschluss an iSP
Schwerpunkt im B.Sc. UI & M.Sc. UI/BI
EiB über eigenen Schwerpunkt stärken

Dabei umfasst das Thema „Energie im Bauwesen“ insbesondere folgende Aspekte:

  • Erneuerbare Energien
  • Energiesysteme und -verteilung auf Gebäudeebene
  • Energiesysteme und -verteilung auf Quartiersebene
  • Ressourcen- und Energieeffizienz

Vor dem Wintersemester wird über das aktuelle IPBU-Projekt mit Energiebezug informiert.

Im Folgenden werden Module aufgelistet, die im Studium der Bau- und Umweltingenieurwissenschaften belegt werden können und einen Energiebezug aufweisen. Eine energiethematische Konkretisierung sowie eine Einschätzung zur behandelten Tiefe ist enthalten.

Die Auflistung stellt eine grobe Übersicht dar, sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und es gilt keine Gewähr.

Modul-Nr. Modulbezeichnung Bewertung

13-D3-M001 Advanced Building Physics Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Energieeffizienz“ und „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Transiente Prozesse der Wärmeübertragung auf Material-, Bauteil- und Gebäudeebene
> Aktuelle Regulatorik und Anforderungen an energieeffiziente Gebäude
13-M2-0024 Angewandte Baudynamik – Vibrationen und Aerodynamische Anregungen Im Modul wird der Anteil des Themas „“Energie im Bauwesen„“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Dynamik von Windenergieanlagen
13-M2-M022 Artificial Intelligence for Building Industry Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als optional vorhanden eingeschätzt – Den Umfang können die Studierenden durch eine entsprechende Themenwahl im Projekt selbst bestimmen.

Beispielhafte Sammlung möglicher Themen:
> Arbeiten mit Wetterdaten, z.B. das Auffinden von „Dunkelflauten“
> Arbeiten mit Satellitenbildern, z.B. nutzbare Flächen für PV-Anlagen
> Arbeiten mit Klimadaten, Wärmeverbrauchsdaten (z.B. aus dem Forschungsprojekt Eneff Campus)
> …
13-B2-M033 Ausgewählte Kapitel der Bauleitplanung Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Windenergie
> Erstellung eines Energiekonzepts für einen Bebauungsplanentwurf als Studienleistung
13-D3-M015 Bauen im Bestand und Energetische Sanierung Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als hoch eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Dämmstoffe
> Schadensfälle
13-D0-M001 Baukonstruktion und Bauphysik Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Energieeffizienz“ und „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen (Vorlesung / Theorie):
> Stationäre Prozesse der Wärmeübertragung im Bauteil
> Aktuelle Regulatorik und Anforderungen an energieeffiziente Gebäude
> Winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz
> Wärmebrücken
13-D3-M003 Bauphysik Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Energieeffizienz“ und „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Übungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen (Übung):
> Stationäre Prozesse der Wärmeübertragung im Bauteil
> Aktuelle Regulatorik und Anforderungen an energieeffiziente Gebäude
> Winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz
> Wärmebrücken
13-D3-M005 Bauschäden und Bauwerksanalyse Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Erneuerbare Energien in Bestandsgebäuden
> Zukünftige Schadensfälle
> Klimawandel und Temperaturprofile
13-D3-M020 Computational Methods for Building Physics and Construction Materials Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über den Aspekt „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Gekoppelter Wärme- und Feuchtetransport
13-K3-M016 Energy Efficiency Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als hoch eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Energiesysteme und -verteilung“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Energiebedarf (Energiebilanzierungen, Effizienzindikatoren, Bedarfsprognosen)
> Energieeffizienz in Haushalten & Tertiärsektor (Gebäudebestand & Renovierungsstrategien, Ökodesign)
> Energieeffizienz in der Industrie (Sektorüberblick, Querschnittstechnologien, Prozesse)
> Energiemanagement (Benchmarking, gemeinschaftliche Ansätze)
> Energieeffizienz-Politik
13-M4-M003 Facade Technology II Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über den Aspekt „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Energie- und Materialkreisläufe
13-D1-M007 Green Building Design I Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als hoch eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“, „Energiesysteme und -verteilung“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Wärmedämmung und Klimatisierung, Haustechnik
> Steuerung von Gebäudehüllen (KfW-Standards, Null- und Plusenergiehäuser)
> Energiebereitstellung und –verteilung inkl. Erneuerbarer Energien und Energieeffizienz
13-D1- M008 Green Building Design II Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als hoch eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“, „Energiesysteme und -verteilung“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die Energie-Themen aus Green Building Design I mit der Möglichkeit, ein eigenes energiebezogenes Thema für den Bericht und die Präsentation zu wählen, z.B. jüngste Renovierungen von Energieerzeugungs-, -verteilungs- und -speichersystemen, energieeffiziente Gebäude, energetische Sanierungen.
13-B2-M034 Grundlagen der Räumlichen Planung Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Erneuerbare Energien in der Regionalplanung
> Genehmigungsverfahren von Infrastrukturprojekten
> Festsetzungsmöglichkeiten für Photovoltaikanlagen in der Bauleitplanung
13-K7-M002 Grundlagen der Verfahrenstechnik für Bau- und Umweltingenieure Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über den Aspekt „Energiesysteme und -verteilung“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Grundlagen (Thermodynamische Grundbegriffe, Gleichgewichtszustände, Wärme- und Stofftransport, Bilanzen)
> Thermische Verfahrenstechnik
13-K1-M002 Kreislauf- und Abfallwirtschaft Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Energetische Verwertung
> Baustoffe als Abfallstrom
13-C0-M021 Regenerative Energien Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als hoch eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“, „Energiesysteme und -verteilung“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei regelmäßig Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Energieerzeugung: Stromgewinnung (Solar-, Wasser- und Windenergie) und Wärmegewinnung (Geothermie, Aquathermie, Biomasse)
> Energieeffizienz (Theorie)
> Energetische Optimierung von Gebäuden
> Kreislaufwirtschaft und ökonomische Aspekte
13-K3-J021 Sustainable Waste Management and Life Cycle Assessment Application Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über die Aspekte „Erneuerbare Energien“ und „Energieeffizienz“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Verbrennungs- und Biogasanlagen
> Circular Economy
13-L2-M001/3 Wasserbau II: Flussbau, Hochwasserschutz und Wasserkraftnutzung Im Modul wird der Anteil des Themas „Energie im Bauwesen“ als teilweise vorhanden eingeschätzt. Das Thema wird über den Aspekt „Erneuerbare Energien“ behandelt und nimmt dabei peripher Raum in den Vorlesungseinheiten ein.

Behandelt werden die folgenden Energie-Themen:
> Wasserkraftnutzung (Grundlagen, Anlagentypen, Komponenten, Umweltwirkungen)
Allgemeiner Wahlbereich Inhalt

18-en-2020 bis 2026 		Mini-Forschungsprojekt
 Das Mini-Forschungsprojekt wird in einem Fachgebiet oder Institut eines am Studienbereich Energy Science and Engineering beteiligten Fachbereichs durchgeführt. Es kann die folgenden Themen beinhalten:

> Energie – Bau – Infrastruktur
> Energieeffiziente Mobilitäts- und Transportkonzepte
> Materialien für energietechnische Prozesse
> Erneuerbare Energien und Technologien
> Multimodale Energiesysteme und Nachhaltigkeitsbewertung
> Zukünftige Kraftwerke
> Querschnittsthemen der Energiewissenschaft und -technik
18-en-2010 Interdisziplinäres Energieprojekt IEP Ausschnittsweise Bearbeitung eines möglichst praxisnahen und interdisziplinären Planungs- oder For-
schungsprojektes mit Energiebezug durch studentische Projektteams.

Offene Abschlussarbeiten

Im Folgenden werden Themen für Abschlussarbeiten aufgelistet, die im Studium der Bau- und Umweltingenieurwissenschaften bearbeitet werden können und einen Energiebezug aufweisen.

Die Auflistung wird semesterweise bei den Fachgebieten abgefragt, sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und es gilt keine Gewähr.

Master- / Bachelorarbeit: Vergleichsplattform für Erdwärmesondenmodelle
Link zur Ausschreibung 		Xenia Kirschstein, M.Sc., Institut für Statik und Konstruktion, Energy Efficient Construction
Master- / Bachelorarbeit: Optimierungspotenzial in der Wärmeversorgung eines Wohnquartiers mit Alt- und Neubauten
Link zur Ausschreibung 		Xenia Kirschstein, M.Sc., Institut für Statik und Konstruktion, Energy Efficient Construction
Masterarbeit: Lebenszyklusanalyse in den frühen Tragwerkentwurfsphasen
Link zur Ausschreibung 		Bernadette Lang-Eurisch, M.Sc., Institut für Statik und Konstruktion, Energy Efficient Construction
Master-/Bachelorarbeit: Experimentelle Untersuchungen an Kissenplatten-Wärmeübertragern
Das geschlossene Wärmepumpen-System für Fließgewässer sieht vor, Wärmeübertrager ins Gewässer einzusetzen, um diesem Wärme zu entziehen. Die entzogene Wärme kann Gebäuden zu deren Raumbeheizung oder Warmwasserbereitung zur Verfügung gestellt werden. Kissenplatten-Wärmeübertrager (sogenannte „Pillow Plates“) sind eine vielversprechende Art des Wärmeübertragers, die durch ihre geschwungene Form für die Flusswärmeentnahme geeignet und effizient sein kann. Die genaue Konstruktion (Schweißmuster, Aufblasdicke etc.) beeinflusst die Druckverluste und den Wärmeübergang. Das Ausmaß soll im Rahmen der Abschlussarbeit anhand mehrerer Prototypen experimentelle untersucht werden. 		Jessika Gappisch, M.Sc., Fachgebiet Wasserbau und Hydraulik
Masterthesis: Haus Osterwald – Entwurf eines ökologischen Ferienhauses in Holz-Lehm-Bauweise
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Masterthesis: Haus Osterwald – energetische, raumklimatische und ökologische Bewertung eines Ferienhauses in Holz-Lehm-Bauweise
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Heizungstausch und GEG – Analyse an einem Praxisbeispiel
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Wärmepumpen im Bestand – Analyse auf Gebäude- und Quartiersebene
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Serielle Fassadenelemente – NetZero im Gebäudebestand
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelorthesis: Grundlagen des modernen Lehmbaus
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Dr.-Ing. Robert Burgaß, Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Die bioreaktive Fassade zur Energiegewinnung
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Nikola Bisevac, M.Sc., Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Entwurf eines Energieplushauses: Das Wohngebäude als Energieproduzent
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Nikola Bisevac, M.Sc., Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelor- oder Masterthesis: Parametrische Methoden und digitale Fabrikation als Grundlage eines nachhaltigen Bausystems
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Nikola Bisevac, M.Sc., Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Masterthesis: Wege zu einer CO2-neutralen und einem klimafreundlichen Gebäudebestand
Link zur Ausschreibung (wird in neuem Tab geöffnet) 		Nikola Bisevac, M.Sc., Institut für Konstruktives Gestalten und Baukonstruktion
Bachelorthesis: Entwicklung eines optimierten Versuchsaufbaus zu Bestimmung der Permeabilität von Asphalt für die Berechnung des Wärmeübertragungsrates Mariam Hussein
(mhussein@vwb.tu-darmstadt.de)
Maximilian Schütz
(mschuetz@vwb.tu-darmstadt.de)
Masterthesis: Untersuchung des Strömungsverhaltens und des Wärmeübertragungsrats innerhalb permeabler Asphaltschichten (horizontal/vertikal) Mariam Hussein
(mhussein@vwb.tu-darmstadt.de)
Maximilian Schütz
(mschuetz@vwb.tu-darmstadt.de)

Im Folgenden werden Forschungsprojekte am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften bearbeitet werden und einen Energiebezug aufweisen.

Die Auflistung wird semesterweise bei den Fachgebieten abgefragt, sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und es gilt keine Gewähr.

Projektliste

Institut / Fachgebiet Projekt
Institut für Statik und Konstruktion DELTA
Das Reallabor DELTA 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.
Institut für Statik und Konstruktion B-SWIVT
Das Vorhaben B-SWIVT schließt an das Verbundvorhaben SWIVT II an, in dem ein sektorenkoppelndes Energiesystem für Bestands- und Neubauten im Wohnquartier Postsiedlung in Darmstadt implementiert wurde.
Institut für Statik und Konstruktion

Institut für Verkehrswegebau 		INNASOL
Das Forschungsprojekt INNASOL widmet sich der innovativen Nutzung von Asphaltflächen zur Energiegewinnung und nachhaltigen Gebäudeversorgung. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Asphalt-Prototyps mit integrierter Wärmeübertragungsfunktion.
Fachgebiet Wasserbau und Hydraulik Aquathermie-Viewer Deutschland
Erstellung und Visualisierung einer Datenbank zum Anlagenbestand für die aquathermische Nutzung von Oberflächengewässern in Deutschland
Institut für Verkehrswegebau HEIZ – Zwischenschicht für beheizte Straßzen
Ziel des Projektes ist es, eine beheizbare Straße mittels einer porösen Asphaltzwischenschicht herzustellen und zu erproben.

Kontakt

  Name Arbeitsgebiet(e) Kontakt
Xenia Kirschstein M.Sc.
Energy Efficient Construction
+49 6151 16-23018
L5|06 420
Jessika Gappisch M.Sc.
Lehrstuhlkoordination
Wärmeenergetische Nutzung von Fließgewässern, Numerische Simulation hydrothermaler Prozesse, Betreuung der Homepage des Fachgebietes Wasserbau und Hydraulik
+49 6151 16-21168
L5|01 306
Timo Grafe M.Sc.		Wasserbauliches Versuchswesen, Ethohydraulik, Hochwasserschutz
+49 6151 16-21136
L5|01 306