Forschung

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In der Forschung befassen wir uns mit dem breiten Themenkomplex Ressourceneffizienz, Klimaschutz und Nachhaltigkeit im Hoch- und Städtebau.
Unsere Motivation ist dabei, einen positiven Wandel im Bauwesen hin zu mehr Nachhaltigkeit zu unterstützen.
Der Bausektor ist extrem umweltrelevant: ca. 30% der CO2-Emisisionen, ca. 40% des Endenergieverbrauchs, ca. 50% des Ressourcenverbrauchs, ca. 60% Abfallsaufkommens und ca. 70% der Flächenversiegelung gehen auf Bauen zurück.
Die Bauwirtschaft ist ökonomisch stark und ist mit vielen anderen Wirtschaftszweigen stark vernetzt, etwa mit der Chemieindustrie oder dem Energie- und Mobilitätssektor. Hier gezielt integriert zu handeln, birgt große Nachhaltigkeitspotentiale, etwa über die Kreislaufwirtschaft oder eine Stadt der kurzen Wege.
Bauen beeinflusst maßgeblich überdies unseren sozialen Lebensraum.
Unsere Forschungsergebnisse finden sowohl in die Lehre und Praxis als auch in die wissensbasierte Politikberatung Eingang.
Wir adressieren in der Forschung unterschiedliche Technologien, Handlungs- bzw. Prozessebenen:
– Nachhaltige Wärme- und Stromversorgung von Gebäuden
– Ressourcen- und Rohstoffbereiche (Fläche, Materialien, Energie… )
– Effizienz und Suffizienz-Strategien
– Einzelgebäude, Gebäudecluster, Stadtquartiere und Räume
– Neubau und Gebäudebestand unterschiedlicher Nutzungen und energetischer Merkmale
– Gesetzgebung, Förderung und Verwaltungsorganisation

Forschungsgebiete (Auswahl an Beispielen und Publikationen)

Energetische Sanierung kommunaler Sporthallen
Sportstätte haben im Hinblick auf ihre soziokulturelle Funktion und auch auf den gebäudebezogenen Umwelt- und Klimaschutz eine besondere Bedeutung. Den größten Anteil deutscher Sportstätten bilden Sporthallen, die vorwiegend durch die Kommunen betrieben werden und größtenteils zu Zeiten des sog. „Goldenen Plans“ (1960/70er-Jahre) erbaut wurden. Diese weisen in der Regel einen erheblichen Sanierungsbedarf auf. An ausgewählten Beispielen kommunaler Sporthallen und in Zusammenarbeit mit einer Kommune in Hessen werden die Bestandssituation erhoben sowie die Potentiale der Energieeinsparung und CO2-Minderung untersucht.

Publikation:
Horst, Patricia; Messari-Becker, L.: Kommunale Sporthallen in Deutschland – Bestandssituation und Perspektiven, Aufsatz in der Fachzeitschrift Bauphysik, Februar 2021, S. 12-17, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2021

Wirksamkeit von Fördermaßnahmen (KfW vs. CO2-Zertifikate)
Der Gebäudebestand dominiert die gebäudebezogenen CO2-Emissionen. Klimaschutzschritte im Gebäudesektor müssten daher insbesondere im Bestand erfolgen. Sanierungsmaßnahmen und der Umstieg auf erneuerbare Wärmeversorgung in Gebäuden werden seit Jahren mit Förderprogrammen der KfW (Kreditanstalt für Wideraufbau) flankiert. Wie wirken sie im Vergleich zu CO2-Zertifikate für Wohngebäude? Welche politischen Instrumente sind hier wirksamer und helfen schneller CO2-Emissionen nachhaltig zu mindern? Wie hoch sind die CO2-Vermeidungskosten der jeweiligen Sanierungsmaßnahmen?

Publikationen:
„Nachhaltige CO2-Minderung bei Wohngebäuden im Bestand- Ist ein neuer Weg möglich? Kongress Bauhaus-Solar 2007, Erfurt
Messari-Becker, L.: CO2-Vermeidungskosten energetischer Sanierungsmaßnahmen für Wohngebäude im Bestand, Bauphysik-Kalender 2010, Ernst W. und Sohn Verlag, Berlin

GIS-basierte Energieplanung im Quartier
Durch den Einsatz von sogenannten Geoinformationssystemen (GIS) lassen sich lokale Potentiale erneuerbarer Energien (Strom und Wärme) ermitteln. Die Methode ermöglicht regionale quartiersbasierte Lösungen für Wärme- und Stromversorgung, die weniger ausschließlich auf Einzelgebäude setzen, sondern viel mehr auf Gebäude-Cluster. Diese Grundsätze können in die kommunale Wärmeplanung integriert werden.

Publikationen:
Messari-Becker, L: Integrierte Klimaschutzkonzept für die Stadt Riedstadt 2013

Grundzüge integrierter kommunaler Klimaschutzkonzepte
Integrierte Klimaschutzkonzepte adressieren und vernetzen alle Sektoren (Gebäude, Industrie, Verkehr), um definierte Klimaschutzziele zu erreichen. Zentral ist dabei die Einsparungspotentiale aller Sektoren, die Potentiale erneuerbarer Energien zu gewinnen und diese lokal zu vernetzen. Stadträume werden dabei als sog. Energiehomogene betrachtet, mit ähnlichem Wärme‐ und Stromverbrauchsverhalten und ggf. ähnliche Begabungen, erneuerbare Energien zu erzeugen. Der Abschlussbericht des BMU‐geförderten Projektes wurde vom Auftraggeber unter www.hessen‐nachhaltig.de veröffentlicht.

Publikationen:
Messari-Becker, L: Integrierte Klimaschutzkonzept für die Stadt Riedstadt 2013
Messari-Becker, L., Genske, D.: Energetische Stadtsanierung und Klimaschutz; Bauphysik-Kalender 2013, Ernst W. und Sohn Verlag, Berlin
Messari-Becker, L., Bollinger, K., Grohmann, M.: Strategies for Sustainable Existing Neighborhoods, CISBAT, Lausanne, 2011

Einsatz von Recyclingbeton im Bau
Die Recylingrate mineralischer Baustoffe beträgt in Deutschland lediglich 12,5% (Stand 2022). Dabei erfordern Ressourcenknappheit und Umwelteffekte mehr denn je eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft.
Im Jahr 2001 wurde eins der wenigen Gebäude mit wiederverwendetem Zuschlag in Darmstadt gebaut (Entwurf vom Architekten Hundertwasserhaus). Erst 10 Jahre später wurde ein weiteres Wohngebäude in Ludwigshafen unter Einsatz vom Recyclingbeton errichtet. Das Projekt wurde wissenschaftlich von der TU Cottbus und IFEU in Heidelberg sowie das planende Ingenieurbüro begleitet.

Publikation:
Messari-Becker, L., Mettke, A., Knappe, F., Storck, U., Bollinger, K., Grohmann, M.: Recycling Concrete in Practice – A Chance for Sustainable Resource Management, Structural Concrete Nr. 2/2014, Ernst W. und Sohn Verlag, Berlin, 2014