Entwicklung eines intelligenten, nachhaltigen, klimaneutralen und emissionsfreien Gebäudesanierungssystems, unterstützt durch das Basic Science Research Program durch die National Research Foundation of Korea (NRF), finanziert durch das Bildungsministerium (2018R1D1A1B07050989), Juni 2018 – Mai 2022

An der SKKU wird das Projekt “Entwicklung eines intelligenten, nachhaltigen, klimaneutralen und emissionsfreien Gebäudesanierungssystems” durchgeführt:

Ein großer Teil des koreanischen Gebäudebestandes muss erneuert oder renoviert werden. Der Betrieb bestehender Gebäude ist mit einem hohen Energieverbrauch verbunden, insbesondere beim Heizen und Kühlen. Die energieeffiziente Sanierung von Wohn- und Geschäftshäusern könnte daher immense Energieeinsparpotenziale erschließen. Darüber hinaus würde die Verlängerung der Nutzungsdauer von Gebäuden zu einer Verbesserung der allgemeinen Ressourceneffizienz der koreanischen Bauwirtschaft führen.

Im Rahmen dieser Forschung werden daher intelligente und klimaneutrale Gebäudesanierungssysteme entwickelt, die die Erweiterung und Renovierung von bewohnten Wohn- und Geschäftshäusern erleichtern. Die Systeme bestehen aus vorgefertigten Komponenten für Deckenausbauten, energieeffiziente Fassaden und Dächer. Die Systeme werden aufgrund der Verwendung erneuerbarer Materialien und der Integration von Photovoltaikmodulen, die erneuerbaren Strom aus Tageslicht erzeugen, keinen Energie- und CO2-Fußabdruck aufweisen.

In diese Systeme werden intelligente energieeffiziente Gebäudetechniksysteme für Energiemanagement, Heizung, Kühlung und Lüftung integriert, um nach Abschluss der Sanierung bestehende Komponenten zu ersetzen. Diese Gebäudehüllensysteme werden die Renovierung von Wohn- und Geschäftsgebäuden zum Null-Energieverbrauch und die Schaffung von Synergien mit stromabhängigen Gebäudetechniksystemen und Mobilität erleichtern. Gebäudesimulationen, Lebenszykluskostenanalysen und Barwertberechnungen werden zur Quantifizierung der erreichbaren ökologischen und wirtschaftlichen Einsparungen und Gewinne durchgeführt.

Ziel des Projekts sind die folgenden Entwicklungen:

  • Nachhaltige klimaneutrale Fassaden- und Dachsysteme für die Renovierung von Gebäuden.
  • Fassaden- und Dachsysteme mit integrierter photovoltaischer Energieerzeugung und -verwaltung.
  • Fassaden- und Dachsysteme mit integrierten Lüftungs-, Heiz- und Kühlsystemen.
  • Produktions-, Bau- und Renovierungsverfahren für bewohnte Gebäude.
  • Simulation der ökologischen und wirtschaftlichen Kosten der Gebäudesanierung.
  • Simulation der sanierten Gebäude ökologische und wirtschaftliche Eigenschaften und Kosten.
  • Lebenszykluskostenanalyse (LCCA) verschiedener renovierter Wohn- und Geschäftsgebäudetypen.
  • Barwertbetrachtung der LCC der Gebäudesanierung auf Basis unterschiedlicher Lebenszyklen (10 und 20 Jahre)

Darstellung einer bestehenden Wohnhausfassade vor (unten links) und nach (unten rechts) der Sanierung mit einem intelligenten und nachhaltigen Gebäudesanierungssystem. Darstellung von Prozessbeispielen zur Entwicklung von Renovierungssystemen und möglichen Ergebnissen am Beispiel eines Mehrfamilienhauses: (1) Bestandsanalyse und Modellierung von Gebäuden, (2) Fassadenanalyse. (3) Dachausbau mit nachhaltigen Dach- und Fassadenkomponenten, (4) Integration neuer nachhaltiger Deckenausbau- und Fassadenkomponenten in eine Fassade des bestehenden Gebäudemodells, (5) Fertigstellung einer Fassaden- und Dachsanierungsoption.

Das Projekt ist eng mit dem deutschen Projekt “NEQModPlus” verbunden, das mehrere Werkzeuge zur Modellierung des Energiemanagements von Stadtquartieren und Gebäuden integriert. Forscher beider Universitäten befinden sich in einem Erfahrungsaustausch und verbringen Studienaufenthalte im jeweils anderen Land.

Ansprechpartner: Thorsten Schuetze


Partner


Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft | Karlsruhe University of Applied Sciences                 Universität Sungkyunkwan                 Karlsruher Institut für Technologie                 Land and Housing Institute (LH-I)                 Hochschule für Technik Stuttgart