Forschungsgruppe "Auswirkungen des Klimawandels"

Der Klimawandel stellt ein Risiko für die gebaute Umwelt dar. Die Erderwärmung und die damit verbundenen Veränderungen des Klimasystems erhöhen das Risiko irreversibler schädlicher Folgen, mit bisher nicht abschätzbaren Konsequenzen für die Sicherheit und Resilienz von Bauwerken sowie für die Bevölkerung selbst (Hitzestress, extreme Niederschläge, Inlands- und Küstenüberschwemmungen, Erdrutsche, Luftverschmutzung, Dürre und Wasserknappheit). Nachhaltige bauliche Anpassungen an den Klimawandel durch ingenieurtechnische Maßnahmen können zu einer Verringerung der Verletzbarkeit von Bauwerken und deren Exposition gegenüber klimatischen Veränderungen führen. Systematische Untersuchungen und konzeptionelle Studien zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die strukturelle Integrität, das Raumklima sowie die Energieeffizienz von Bauwerken liegen jedoch bislang nicht vor.

Zielsetzung und Projektbeteiligte

Im Kern des wissenschaftlichen Arbeitsprogramms der Forschergruppe steht die Entwicklung eines Konzeptes zur Abbildung und Erfassung der klimatischen Veränderungen auf Gebäude, Quartiere und Infrastruktur in Folge des Klimawandels und den daraus resultierenden bemessungs-, tragfähigkeits-, gebrauchstauglichkeitsrelevanten Einwirkungen. Neben Aspekten der statischen und dynamischen Beanspruchung durch veränderte klimatische Einwirkungen soll das Raumklima und die Energieeffizienz bestehender und neuer Wohn- und Industriegebäude unter Anwendung automatisierter, digitaler Aufnahmeverfahren für die Erfassung des Ist-Zustandes existierender Gebäude und der Verwendung von Bauwerksinformationsmodellen gesteigert werden. Ein weiteres Ziel ist die Erarbeitung methodischer Grundlagen für die direkte Bewertung klimatischer Änderungen und deren Folgen für die Bauwerkssicherheit und -nutzung mittels einwirkungsspezifischer Akzeptanzkriterien, Messkonzepte und -methoden für die Entwicklung von smarten, sicheren Systemen zur Steuerung adaptiver Prozesse, beispielsweise unter Verwendung von tragwerksbezogenen Sensor- und IoT-Daten. Die Forschergruppe konstituiert sich aus den fünf beteiligten Professuren Komplexe Tragwerke (Jun.-Prof. Dr.-Ing. Lars Abrahamczyk, Koordinator), Informatik im Bauwesen (Prof. Dr.-Ing. Kay Smarsly), Bauphysik (Prof. Dr.-Ing. Conrad Völker), Modellierung und Simulation - Konstruktion (Prof. Dr. Guido Morgenthal) und Stahl- und Hybridbau (Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraus). Die Transferprozesse in die Thüringer Wirtschaft werden durch einen projektbegleitenden Industriebeirat unterstützt.

Auswirkungen des Klimawandels auf den thermischen Komfort und den Energieverbrauch in Gebäuden

Innerhalb der Forschergruppe befasst sich die Professur Informatik im Bauwesen mit den Auswirkungen des Klimawandels auf den thermischen Komfort und den Energieverbrauch in Gebäuden. Der anthropogen verursachte Klimawandel führt zu einer Zunahme von sommerlichen Hitzeperioden. Dies führt auch in Gebäuden zu höheren Luft- und Strahlungstemperaturen, worunter der thermische Komfort der Nutzer leidet. Im Rahmen des Teilprojekts, das die Professur Informatik im Bauwesen gemeinsam mit der Professur Bauphysik bearbeitet, sollen die Wechselwirkungen zwischen dem Klimawandel sowie dem thermischen Komfort und dem Energieverbrauch analysiert werden. Hierbei sollen kabellose Sensornetze und verteilte künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen und eine Demonstratorentwicklung als Cyber-physisches System realisiert werden. Schließlich soll eine Kopplung mit den Strukturmodellen und Anpassungsstrategien des konstruktiven Ingenieurbaus erfolgen, die in einem prototypisch zu entwickelnden digitalen Zwilling mittels IoT-Anbindung verfügbar gemacht werden.

Programminformationen
Die Forschergruppe wird gefördert im Rahmen der Richtlinie zur Förderung der Forschungs- und Entwicklungsintensität in Thüringer Unternehmen und Forschungseinrichtungen ("FuE-Personalrichtlinie") aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds und des Freistaats Thüringen. Vollständiger Titel der Forschergruppe: "Auswirkungen des Klimawandels auf Gebäude und Quartiere – Strukturelle Integrität, Raumklima und Energieeffizienz".

Förderdauer
2020 - 2022

Projekt-bezogene Publikationen
Coming soon...

Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Kay Smarsly
Bauhaus-Universität Weimar
Informatik im Bauwesen
Coudraystraße 7, Raum 518
99423 Weimar
E-Mail: kay.smarsly[at]uni-weimar.de

Ammar Osman, M.Sc.
Bauhaus-Universität Weimar
Informatik im Bauwesen
Coudraystraße 13B, Raum 107
99423 Weimar
E-Mail: ammar.osman[at]uni-weimar.de

Ansprechpartner für die anderen Teilprojekte