Zentrum für leichte und umweltgerechte Bauten ZELUBA®

Forschungsschwerpunkt

Bauphysik

Bauphysik ist für den Hochbau von essentieller Bedeutung, da ausschließlich bauphysikalisch richtig konstruierte Gebäude über Jahrhunderte dauerhaft und wertstabil sind. Wir entwickeln ganzheitliche Lösungen für Industrie und Handwerk. Eine große Kompetenz unseres Fachbereichs liegt in der Verbindung von Simulationsverfahren mit bauphysikalischen und mechanisch-konstruktiven Untersuchungsmethoden. Das Spektrum reicht dabei von der Entwicklung von Materialien zur Verwendung im Bauwesen über die komplexen Fragestellungen einzelner Details bis hin zu kompletten Bausystemen. Die Verbesserung der technischen Umsetzbarkeit und Gebrauchstauglichkeit sowie die Optimierung der Wirtschaftlichkeit stehen bei den meisten Entwicklungen im Vordergrund.

Unser Schwerpunkt in der Bauphysik ist die hygrothermische Betrachtungen von Gebäuden, Systemen und Bauteilen sowie von sämtlichen Materialien, die im Bau Verwendung finden. Ein ganz wesentlicher Fokus liegt dabei auf unserem Spezialgebiet: der Bauphysik im Holzbau.
Holzgebäude, leichte Konstruktionen, nachhaltige und hocheffiziente Gebäude bilden das Zentrum unserer Forschung. Die Entwicklung von neuen und verbesserten Baustoffen im Kontext der Dauerhaftigkeit und der Tragfähigkeit stellt eine weitere Herausforderung dar.

Der Holzbau und das Bauen mit anderen nachwachsenden Rohstoffen ist eines unserer Kerngebiete. Hier greifen wir auf langjährige Erfahrungen zurück, ob in der Nutzung als rein konstruktiven Baustoff oder in modifizierten Varianten als Holzwerkstoff und Dämmstoff. Bauphysikalisch unterscheiden sich Holz und andere nachwachsende Rohstoffe ganz entscheidend von mineralischen und fossilen Baustoffen: Sie reagieren sensitiv auf klimatische Einwirkungen, sie »arbeiten«. Neben dem Nachhaltigkeitsaspekt bieten diese Materialien auch bauphysikalisch große Vorteile. Das hohe Behaglichkeitsempfinden in Holzgebäuden ist Resultat der hygrothermischen Eigenschaften von Naturstoffen. Diese Eigenschaften gilt es zu berücksichtigen und so zu beeinflussen, dass ein Produkt, ein System oder ein Bauwerk exakt die gewünschten Eigenschaften aufweist. Für nachhaltige und modulare Lösungen im Leichtbau sind komplexe Verbundwerkstoffe und verschiedenste Rohstoffe nötig. Materialeinsatz, Zusammenspiel von Komponenten und die Verbindung der (Teil-)Systeme untereinander erfordern komplexes Fachwissen und eine funktionale Laborausstattung.

Im Zuge von globalen klimatischen Veränderungen müssen sowohl bestehende, als auch neu zu bauende Systeme, ob im Holz-, Leicht- oder Massivbau, gegebenen Klimabedingungen dauerhaft standhalten können und die geforderten wärme- und feuchtetechnischen Standards erfüllen. Eine viel diskutierte Eigenschaft ist dabei beispielsweise der sommerliche Wärmeschutz von Gebäuden und die damit verbundene Wärmekapazität und Phasenverschiebung von Außenbauteilen. Auf Grundlage von Klimasimulationen entwickeln wir zukünftige Szenarien und untersuchen Bauteile theoretisch auf ihr hygrothermisches Verhalten, auf ihr Tragverhalten und ihre Dauerhaftigkeit. Durch gerätetechnische Untersuchungen können wir die Simulationsergebnisse in unseren Klimasimulationsanlagen praktisch validieren.

Ein Gebäude ist ein komplexes System mit verschiedenen Komponenten. Diese müssen in der Planung aufeinander abgestimmt sein, sodass das Gesamtsystem nachhaltig und energetisch effizient arbeiten kann. Wir beschäftigen uns mit der hygrothermischen Betrachtung von einzelnen Materialien bis zu deren Wechselwirkung auf Bauteilebene. Außerdem ermitteln und simulieren wir geometrische und konstruktive Wärmebrücken zwischen Bauteilverbindungen an Gebäuden.