Laufende Forschungsprojekte
ECCOTIB
Ökologisches und kreislaufgerechtes Bauen von mehrgeschossigen Holzgebäuden
Ansprechpartner: Nils Schoofs ; Kristina Lukas
Projektstart: 03/2025
Das Bauwesen ist aktuell für einen erheblichen Anteil der globalen Umweltwirkungen und des Ressourcenverbrauchs verantwortlich. Folglich trägt es maßgeblich zum Klimawandel und steigenden Flächenverbrauch bei. Trotz der großen ökologischen Vorteile von mehrgeschossigen Holzgebäuden gegenüber konventionellen Bauweisen, werden nur wenige Bauprojekte in Holzbauweise umgesetzt. Hauptgrund dafür sind Unsicherheiten in der Planung. Diese Unsicherheiten resultieren aus dem komplexen Zusammenspiel unterschiedlicher planerischer Anforderungen. Es fehlen Werkzeuge, die Planende in die Lage versetzen, fundierte Entscheidungen im Kontext der Anforderungen an mehrgeschossige Holzbauten zu treffen und ökologische Aspekte frühzeitig zu integrieren und zu bewerten.
Um diesen Unsicherheiten entgegenzuwirken, sollen in diesem Forschungsprojekt die wesentlichen Anforderungen und zugehörigen Einflussfaktoren für das Planen und Bauen von mehrgeschossigen Holzgebäuden identifiziert werden. Unter Einbeziehung des aktuellen Forschungsstands und der Erfahrungen aus der Praxis wird ein Muster-Planungskonzept entwickelt. Dieses soll die komplexen Anforderungen und ihre Zusammenhänge verständlich machen und konkrete Handlungsempfehlungen für die einzelnen Planungsschritte geben. Für das Muster-Planungskonzept entwickelte Bauteilaufbauten werden hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit und ökonomischen Effizienz untersucht. Hierbei werden mittels einer Ökobilanz die Umweltkosten ermittelt und analysiert, welchen Einfluss die Einhaltung unterschiedlicher Anforderungen, wie Brand-, Schall- oder Wärmeschutz, auf das Gesamtergebnis hat. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts werden für die praktische Anwendung aufbereitet und der Fachwelt zur Verfügung gestellt.
Ein wesentlicher Teil der Ergebnisse soll so aufbereitet werden, dass er auf der bestehenden Plattform dataholz.eu veröffentlicht werden kann. Zudem wird der Wissenstransfer durch Integration in die Lehre und Weiterbildung sowie durch Veröffentlichungen und Vorträge sichergestellt.
Dieses Projekt wird mit Mitteln der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) und der Fördergesellschaft des Zimmerer- und Holzbaugewerbes mbH gefördert.
Suffizient Bauen
Optimierungspotenziale im Gebäudetyp E für einen kostengünstigen Geschosswohnungsbau
Ansprechpartner: Kristina Lukas
Projektstart: 12/2024
Das Projekt „Suffizient Bauen“ untersucht, wie durch gezielte Vereinfachung und das kritische Hinterfragen von Standards zukunftsfähiger, ressourcenschonender und kostengünstiger Wohnungsbau gelingen kann. Im Fokus steht der mehrgeschossige Wohnbau, bei dem insbesondere die Gebäudekubatur und die Gebäudetiefe als zentrale Parameter analysiert werden. Ziel ist ein übertragbares Modell, das Suffizienz, Nachhaltigkeit und Bezahlbarkeit im urbanen und suburbanen Kontext vereint.
PV Brandwand
Risikoanalyse zum Brandverhalten von PV-Dachanlagen in Verbindung mit Brandwänden
Ansprechpartner: Christine Hani
Projektstart: 10/2024
Dachflächen eignen sich in besonderem Maße als Aufstellorte für Photovoltaik (PV) zur Energiegewinnung. Es fehlen Grundlagen, auf Basis derer die erforderlichen brandschutztechnischen Anforderungen erstellt werden können. Nach dem Vorsorgeprinzip wird im Forschungsprojekt ermittelt, welche Risiken tatsächlich vorliegen, und welche Anlagenteile brandweiterleitend sind. Aus den Untersuchungen ist abzuleiten, welche Anforderungen an PV-Dachanlagen im Bereich von BW gestellt werden sollen, und ob eine Reduzierung des Sicherheitsabstands bis an die Brandwandgrenze das Risiko einer Brandweiterleitung beeinflusst. Mit entsprechenden experimentellen Prüfungen soll untersucht werden, ob unzulässige Temperaturen an den Oberflächen der angrenzenden Bauteile des benachbarten Brandabschnittes entstehen. Es soll ein repräsentativer Vergleich von unterschiedlichen PV-Systemen im Zusammenhang mit den unterschiedlichen BW-Konstruktionen entwickelt werden. Ziel der Untersuchungen ist es, das Brandverhalten von PV-Dachanlagen im Bereich von BW zu ergründen. Durch Bewertungskriterien lassen sich Gefährdungspotentiale identifizieren und daraus Risikoanalysen erstellen, die für eine Neubeurteilung der Abstandsregeln dienen soll.
Wertewandel am Berg
Entwicklung und Umsetzung von nachhaltigen und zirkulären Schutzhütten in den Alpen
Ansprechpartner: Christine Hani
Projektstart: 02/2023
Bereits in den Tölzer Richtlinien des DAV von 1923 wurde der Grundstein für suffiziente und einfache Schutzhütten in den Alpen gelegt. Entgegen diesem Ansatz hat sich der Charakter von Schutzhütten immer mehr hin zu komfortabel ausgestatteten Berggasthöfen entwickelt, mit einem damit einhergehenden unverhältnismäßigen Ressourcenverbrauch und entsprechenden negativen Umweltwirkungen. Der Ursprung für diese Entwicklungen liegt in der zunehmenden Zahl an Bergtouristen mit unterschiedlichsten Interessen und gestiegenen Komfortansprüchen, denen mit entsprechenden Baumaßnahmen durch die eigenständig handelnden Alpenvereinssektionen Rechnung getragen wird. Behördenvorschriften und Normung passen sich den Erwartungen der Gäste und dem technischen Fortschritt an, sodass mittlerweile auch von Seiten der Gesetzgebung und allgemein anerkannten Regeln der Technik Forderungen an alpine Schutzhütten gestellt werden wie an Gebäude im Tal. Diese Entwicklungen erschweren das Bauen und Betreiben von nachhaltig ausgerichteten, dem Ort und Nutzen angemessenen Schutzhütten im Gebirge und entfernen sich immer mehr vom Leitgedanken der Tölzer Richtlinien, die vorrangig eine ”Einrichtung und Betriebsführung auf eine einfache, gesunde Lebensweise...” propagieren. Ziel ist es daher, an die ursprünglich gedachte und praktizierte ‚Einfachheit‘ alpiner Bauten anzuknüpfen, unter Berücksichtigung der grundlegenden Schutzbedürfnisse der Nutzer:innen, mit Respekt und Schonung des sensiblen, örtlichen Kontexts und dabei unter Verwendung von möglichst lokalen und bereits vorhandenen Ressourcen.
EA.timber
Aufbau einer Holz-Wertschöpfungskette in Ostafrika
Ansprechpartner: Lucas Bienert, Theresa Blömer (Lehrstuhl für Architektur und Holzbau)
Projektstart: 03/2023
Als im März 2023 eine Delegatoin der TUM.wood-Gruppe nach Tansania reiste, wurde der Grundstein für eine langfristige Kooperation gelegt, um in Ostafrika eine lokale Wertschöpfungskette für Holzprodukte für bauliche Zwecke aufzubauen. In Ostafrika wird in den nächsten Jahrzehnten mit das größte Bevölkerungswachstum der Welt erwartet, zeitgleich steigt der Lebensstandard, was zusammen zu einem enormen Bedarf an Wohnraum führt. Wenn weiter wie bisher auf konventionelle, CO2-intensive Materialien wie Stahlbeton gesetzt wird, werden die Klimaziele wahrscheinlich unerreichbar. Daher ist es wichtig, auf nachhaltige Baumaterialien wie Holz umzuschwenken. Zugleich würde dies die lokale Wirtschaft stärken, denn Holzressourcen sind ausreichend vorhanden. Nur werden diese bisher nicht für Bauzwecke genutzt, weil dafür die Infrastruktur wie verarbeitende Betriebe, Know-How und die nötigen Zertifizierungen fehlen. Einige Pioniere wie CPS bauen bereits mit Holz, sind aber bisher gezwungen, das Holz z.B. aus Europa zu importieren.
Hier setzt dieses Projekt an und möchte, zusammen mit diversen lokalen Stakeholdern, die Rahmenbedingungen schaffen für eine Wertschöpfungskette für Holz, vom Forst bis ins fertige Haus. Geplant sind u.a. ein groß angelegtes Prüfprogramm zur Klassifizierung von lokal verfügbaren Holzarten wie Kiefer und Eukalyptus, Workshops zum Austausch von Know-How, Design-Build-Projekte mit Studierenden aus Deutschland und Afrika als Best-Practice-Beispiele für Holzkonstruktionen u.v.m.
DENSITIM - Urban Densification Timber System
Entwicklung einer Baugruppensystematik zur urbanen Nachverdichtung mit Holz
Kurzbeschreibung
Ansprechpartner: Clara Hübner
Projektstart: 02/2024
Timber Use and Maintain – TU&M
Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen
Kurzbeschreibung
Ansprechpartnerin: Zsofia Varga
Projektstart: 01/2023
Holzbewehrtes Holz - Teil 2
Hybride Holzbauteile aus Brettschichtholz aus Nadelholz und Furnierschichtholz aus Laubholz
Ansprechpartner: Niklas Kainz
Projektstart: 11/2022
Kurzbeschreibung
Erste Untersuchungen wurden von Markus Lechner [Link zur Dissertation] in HBH - Teil 1 durchgeführt. Das aktuelle Projekt baut teilweise auf den Ergebnissen aus dem ersten Teil auf.
BraStaHo
Brandschutztechnisch sichere Konstruktionen in Stahl-Holz-Mischbauweise
Die bedarfsgerechte Kombination der positiven Eigenschaften verschiedener Baustoffe in einem neuen Verbundbaustoff, einer Verbundkonstruktion oder in einer Mischbauweise hat maßgeblich zu zahlreichen Innovationen im Bauwesen beigetragen. Durch die Kombination des Kohlenstoffspeichers Holz mit der Trag- und Recyclingfähigkeit von Stahl erhält man architektonisch anspruchsvolle, barrierefreie und flexibel nutzbare transparente Räume und Gebäude mit hervorragenden ökonomischen, ökologischen und sozialen Eigenschaften, die den heutigen Anforderungen des Marktes und der Gesellschaft an die Nachhaltigkeit von Gebäuden entsprechen. Im konstruktiven Ansatz der Stahl-Holz-Mischbauweise dienen lineare Stahl-Tragelemente, wie Stützen und Träger sowie Rahmensysteme als Haupttragwerk, welches durch ein Nebentragwerk aus flächigen Holzelementen in Massivholz oder Holztafelbauweise komplettiert wird. Im Forschungsvorhaben werden mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen Konstruktionsregeln und Beurteilungsverfahren zum Nachweis des Feuerwiderstandes von Stahl-Holz-Mischkonstruktionen entwickelt. Hierbei steht ebenfalls die ganzheitliche Betrachtung der brandschutztechnischen Sicherheit im Vordergrund.
Ansprechpartner: Patrick Dumler, Jakob Blankenhagen
Projektstart: 10/2022
GreenTES
Fassadenintegration von Photovoltaik und Begrünung im vorgefertigten Holzbausystem
Das Ziel eines klimaneutralen Gebäudebestandes bis 2050 kann nur erreicht werden, wenn eine Steigerung der Sanierungsrate sowie eine Integration von erneuerbarer Energieerzeugung in Neubau- und Sanierungskonzepte erfolgt. Gleichzeitig erfordert der Klimawandel Anpassungsmaßnahmen, um auch in Zukunft ein gesundes Klima in Städten zu erreichen. Das Forschungsprojekt greenTES adressiert beide Probleme, indem die Integration von PV und Begrünung in vorgefertigte Holzbaukonstruktionen untersucht wird. Mit der TES Energy Facade (Timber based Element System) steht ein Bausystem und ein systematischer Workflow für die tiefe Sanierung von Bestandsgebäuden auf zukunftsfähige Standards zur Verfügung. Es erlaubt die Verwendung diverser Fassadenbekleidungen sowie die Integration von Gebäudetechnik und soll nun für die „grünen“ Komponenten PV und Begrünung erweitert sowie für Anwendungen im Neubau geöffnet werden. Vorfertigung und standardisierte Prozesse minimieren den objektspezifischen Entwicklungsaufwand und Fehlerquellen beim Einsatz der neuen Fassadenbaustoffe.
Um flexible Maßnahmen bereit zu stellen, zielt die Forschung auf die konkrete, aber übertragbare Lösung kritischer Integrationsfragen ab. Sie klärt die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Begrünungssysteme und PV-Modulvarianten und die Eignung vorgefertigter Holzbausysteme am Beispiel der TES-Fassade grundlegend. Die konstruktive Integration verschiedener Begrünungs- und PV-Systeme wird konzeptionell entwickelt und anschließend anhand eines 1:1-Mock-Ups erprobt und optimiert. Hygrothermische Simulationen und deren messtechnische Validierung an den Mock-Ups untersuchen die bauphysikalischen Implikationen beider Systeme auf die Holzkonstruktion. Brandschutztechnische Bewertungen erfolgen durch umfangreiche Brandversuche. Die Forschungsergebnisse einschließlich integriertem Workflow und Wirtschaftlichkeitsbewertung werden der Praxis in Form eines Planungsleitfadens und digitaler Musterdetails zur Verfügung gestellt.
Ansprechpartner:in: Christine, Hani
Projektstart: 11/2021 - 10/2023
HoFeMon
Entwicklung einer modularen Sensortechnologie zur effizienten Feuchtebestimmung von Holzbauteilen für Produktion und Bauwerksüberwachung; Erforschung der Sensorik-Grundlagen, Signalkalibrierung und Artefaktminimierung für die Holzfeuchtebestimmung
Kurzbeschreibung folgt
Ansprechpartner:in: Nina Flexeder, Patrik Aondio
Projektstart: 07/2020
Holztafelbild
Entwicklung und modellhafte Anwendung einer ‚in situ‘ Befeuchtungsmethode mit Monitoringkonzept am Beispiel eines anthropogen geschädigten großformatigen Holztafelbildes
Das Vorhaben möchte modellhaft die Möglichkeiten der Wiederauffeuchtung von – durch niedrige, anthropogen bedingte Luftfeuchten – stark geschädigten Kulturgütern praxisorientiert untersuchen. Denn um die konservatorische und restauratorische Bearbeitung der stark geschädigten Malschicht zu ermöglichen, muss das Tafelbild zuerst durch eine kontrollierte Auffeuchtung an seine geometrischen Ursprungsmaße angenähert werden und messtechnisch begleitet werden. Kurzbeschreibung
Ansprechpartner: Alex Fröhlich, Patrik Aondio, Stephan Ott
Projektstart: 01/2022
Fire-Safe Green
Untersuchung der brandschutztechnischen Anwendbarkeit von begrünten Fassaden an mehrgeschossigen Gebäuden
Entwicklung eines material- und energieeffizienten Holzbausystems aus Laub- und Nadelholz (LaNaSys)
Einfach Bauen: Realisierung eines Nullenergiestandards für drei Studentenwohnhäuser auf dem TUM Campus Garching
PhyTAB - Potenziale hygrothermisch aktivierter Bauteile
TIMpuls - Brandschutztechnische Grundlagenuntersuchung zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus
dataholz.de - Anpassung des österreichischen Kataloges geprüfter Holzbauteile auf die Rahmenbedingungen in Deutschland, Erstellen einer Plattform mit in Deutschland baurechtlich verwendbaren Bauteilaufbauten
