Gebäude und Infrastruktur

Lösungen für nachhaltige und resiliente Bau- und Infrastruktursysteme

Die Leistungsfähigkeit von Gebäuden und Infrastruktursystemen bestimmt maßgeblich Sicherheit, Energieeffizienz und Lebensqualität in Städten und Regionen. Ihre Planung, Sanierung und der Betrieb erfordern präzise Daten, digitale Modelle und prozesstechnische Ansätze, um Ressourcen effizient einzusetzen, Schäden frühzeitig zu erkennen und die Lebensdauer von Bauwerken zu verlängern. Mit modernster Sensortechnik, Drohnen-gestützter Datenerfassung und digitalen Zwillingen werden Tragwerke, Fassaden und Infrastrukturelemente detailliert erfasst, analysiert und bewertet. Dies ermöglicht gezielte Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen, optimierte Instandhaltungsstrategien und adaptive Lösungen für wechselnde Umweltbedingungen. Gleichzeitig werden Neubauten und bestehende Infrastrukturen durch vernetzte Prozesse, Simulationen und KI-gestützte Analysen energieeffizienter, resilienter und zukunftsfähiger gestaltet.

Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung und Optimierung bestehender Bauwerke.

Dabei kommen zum Einsatz:

  • Präzise Zustandsdiagnosen von Tragwerken, Fassaden und Infrastrukturelementen
  • Drohnen-gestützte Datenerfassung und hochauflösende Sensortechnik
  • Automatisierte Prüf- und Überwachungssysteme

Auf Basis dieser Daten können Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen effizient geplant und priorisiert werden, wodurch die Lebensdauer von Bauwerken verlängert und Ressourcen gezielt eingesetzt werden. Zustandsmonitoring und frühzeitige Schadenserkennung ermöglichen eine vorausschauende Instandhaltung.

Digitale Technologien bilden die Grundlage einer modernen, vernetzten Bauplanung.

Wir setzen ein auf:

  • Building Information Modeling (BIM) für vernetzte Planungs-, Ausführungs- und Betriebsprozesse
  • Digitale Zwillinge zur Simulation und Optimierung von Bauwerk und Infrastruktur
  • KI-gestützte Analysen zur Bewertung von Energieeffizienz, Materialverbrauch, CO₂-Bilanz und Wartungsbedarf

So entsteht eine durchgängige, multidimensionale Datenbasis, die Planungs- und Betriebsprozesse effizient, transparent und ressourcenschonend gestaltet.

Angesichts steigender Extremwetterereignisse entwickeln wir widerstandsfähige Bau- und Infrastruktursysteme.

Kernaufgaben umfassen:

  • Simulation und Bewertung von Entwässerungs-, Rückhalte- und Speichersystemen
  • Thermische und mechanische Simulationen zur Material- und Systembewertung unter Klimabelastung
  • Entwicklung adaptiver Schutzkonzepte, z. B. automatische Verschlusssysteme oder temperaturregulierende Fassaden
  • Erprobung neuer Werkstoffe mit funktionalen Oberflächen zur aktiven Regulierung von Feuchte und Wärme

Diese Ansätze erhöhen die Betriebssicherheit und Langlebigkeit von Bauwerken unter extremen Umweltbedingungen.

Die Verbindung von Prozesstechnik und Digitalisierung eröffnet neue Perspektiven für die Stadt- und Infrastrukturentwicklung.

Dazu gehören:

  • Integration von digitalen Zwillingen in urbane Infrastrukturnetze
  • Ganzheitliche Modellierung und Optimierung von Energie-, Wasser- und Verkehrsflüssen
  • KI-gestützte Prognosemodelle für Instandhaltungs- und Anpassungsmaßnahmen
  • Interaktive Plattformen für den Austausch zwischen Planern, Betreibern und öffentlichen Institutionen

Diese Methoden ermöglichen die Entwicklung resilienter, klimaneutraler Städte und intelligenter Infrastruktur, die flexibel auf neue Anforderungen reagieren kann.

Durch die enge Verzahnung von Prozesstechnik, Digitalisierung und Nachhaltigkeit entstehen Gebäude und Infrastruktursysteme, die effizient, belastbar und zukunftsfähig sind. Unsere Arbeit schafft die Grundlage für:

  • energieeffiziente und ressourcenschonende Bauwerke
  • adaptive, lernfähige Systeme, die auf Umwelt- und Nutzungsbedingungen reagieren
  • digitale und vernetzte Infrastruktur für eine nachhaltige Stadtentwicklung
  • langlebige, sichere und funktionsfähige Bauwerke, die den gesellschaftlichen und ökologischen Anforderungen des 21. Jahrhunderts gerecht werden

So tragen moderne Methoden dazu bei, die Balance zwischen Wirtschaftlichkeit, Klimaanpassung und Lebensqualität nachhaltig zu sichern.

Erdwärme für eine nachhaltige Energieversorgung

Im Rahmen unserer Forschungsaktivitäten entwickeln wir neue Technologien und Verfahren zur Nutzung von Geothermie. Im Mittelpunkt stehen oberflächennahe Erdwärmetauscher, hybride Systeme mit Solarthermie oder PV sowie thermische Energiespeicherung. Praxisnahes Monitoring und Optimierung bestehender Anlagen erhöhen Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Ziel ist die nachhaltige, wirtschaftliche und zukunftsfähige Nutzung von Erdwärme für die Energieversorgung von morgen.

Ansprechpartner

Torsten Schmidt

Gebäude & Infrastruktur

Dr. Justus Lipowsky

Technologie & Verfahren

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