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ÖKO? LOGISCH!
SACHSEN FORSCHT NACHHALTIG.
Projekte aus Hochschule und Forschung –
gefördert aus dem Europäischen Sozialfonds (ESF)

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INHALT
05
Einleitung
Aktuelle Projekte
10
Sauberes Wasser
12
Zerstörte Landschaften
effektiv rekultivieren
14
Windenergieanlagen für jeden Haushalt
16
Geruchsstoffe im Trinkwasser vermeiden
18
Ressourcen schonen
20
Akzeptanz von Elektroautos fördern
22
So gelingt die Energiewende
24
Forschung (be)greifbar machen
Intelligente dezentrale Energiespeichersysteme
28
Der Stoff, aus dem die Häuser sind
30
Welcher Baum auf welchen Platz?
32
Wenn der Acker im Vorgarten liegt
34
Elektromobilität der nächsten Generation
36
Kein Schimmel mehr an Baustoffoberflächen
38
Die Wohnung, die mitdenkt
40
Strom und Wärme zu Hause produzieren
42
Kälte aus dem Erdinnern
44
Energiequelle: Asphaltbelag
Neue
Projekte – ein Ausblick
46
Transparente Dämmstoffe
47
Integrierte
Hochwasservorsorge
48
Grundlagen für nachhaltige Energie­
versorgung schaffen
49
Nachhaltig Produzieren
50
Impressum

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FÜR DIE MENSCHEN IN EUROPA
Mit dem Europäischen Sozialfonds (ESF) fördert die EU seit
mehr als 50 Jahren die Arbeitsmarkt- und Beschäftigungs-
politik in den Mitgliedstaaten. Der ESF ist damit der älteste
der sogenannten Strukturfonds, die den wirtschaftlichen
und sozialen Zusammenhalt in der EU stärken.
Chancen verbessern
Seit Gründung der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft 1957
verbessert der ESF die Beschäftigungschancen, unterstützt
die Menschen durch Ausbildung und Qualifizierung und trägt
zum Abbau von Benachteiligungen auf dem Arbeitsmarktbei.
Investitionen in Menschen
Ziel der Europäischen Union ist es, allen Menschen eine be­
rufliche Perspektive aufzuzeigen. Jeder Mitgliedstaat und jede
Region entwickelt dabei im Rahmen eines Operationellen Pro­
gramms eine eigene Strategie. Damit kann den Erfordernis­
sen vor Ort am besten Rechnung getragen werden. Auch der
Freistaat Sachsen hat ein solches Operationelles Programm
für den ESF aufgelegt.
EU-Gelder nach regionalen Kriterien
Finanzielle Mittel aus dem Europäischen Sozialfonds können
Unternehmen, Hochschulen, Bildungsträger, Nichtregierungs­
organisationen, Wohlfahrtsverbände sowie Sozialpartner
erhal ten, die im Bereich Beschäftigung und soziale Einglie­
de rung aktiv sind. Aber auch Einzelpersonen können von der
Förderung profitieren, um ihre Chancen auf dem sächsischen
Arbeitsmarkt zu erhöhen.

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BESTE BEDINGUNGEN FÜR DIE BESTEN KÖPFE –
DIE SÄCHSISCHEN HOCHSCHULEN IM ÜBERBLICK
Dresden
• Technische Universität Dresden
• Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden
• Hochschule für Musik Carl Maria von Weber Dresden
• Hochschule für Bildende Künste Dresden
• Palucca Hochschule für Tanz Dresden
Leipzig
• Universität Leipzig
• Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
• Hochschule für Musik und Theater
„Felix Mendelssohn Bartholdy“ Leipzig
• Hochschule für Grafik und Buchkunst Leipzig
Chemnitz
• Technische Universität Chemnitz
Freiberg
• Technische Universität Bergakademie Freiberg
Mittweida
• Hochschule Mittweida
Zwickau
• Westsächsische Hochschule Zwickau
Zittau/Görlitz
• Hochschule Zittau/Görlitz

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MEHR WACHSTUM UND BESCHÄFTIGUNG
FÜR SACHSEN
Mit der Förderrichtlinie „ESF Hochschule und Forschung“
hat der Freistaat Sachsen den Grundstein für eine heraus-
ragende Bildungsinitiative gelegt.
Nachhaltige Forschung
Wissen und Bildung sind in unserer globalisierten Welt zu
wichtigen Gütern geworden. Sie bilden die Grundlage für
nachhaltige Forschung, die nötig ist, um sich den Heraus­
forderungen der Zukunft zu stellen. Gerade in Sachsen hat
das Hervorbringen von Innovationen eine jahrhundertelange
Tradition.
Akademische Impulsgeber
Das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und
Kunst (SMWK) hat die Rolle der Hochschulen als Innova­
tions­ und Impulsgeber erkannt. Mit der Förderrichtlinie zum
Europäischen Sozialfonds nimmt Sachsen eine echte Vor­
reiterrolle innerhalb der EU ein. Seit 2007 konnte der Freistaat
seinen akademischen Nachwuchs mit rund 190 Millionen Euro
fördern.
Qualifizierte Köpfe im Land halten
Sachsen ist damit das erste Bundesland, das in so großem
Umfang ESF­Mittel an Hochschulen einsetzt. Mit dem Pro­
gramm soll das Potenzial, das hervorragend qualifizierte
und motivierte sächsische Absolventen mit bringen, im Land
gehalten und damit dem drohenden Fachkräftemangel entge­
genwirkt werden. Dafür stehen zahlreiche Förderinstrumente
bereit.
Know-how-Transfer
Mit der ESF­Förderrichtlinie setzt der Freistaat mehrere
Schwerpunkte: Unter anderem geht es um den Wissens­ und
Know­how­Transfer zwischen Hochschule, Forschungs­
einrichtungen und Unternehmen in Sachsen mit dem Ziel,
Promovierende und Nachwuchsforschergruppen zu fördern.
Außerdem will Sachsen die Leistungsfähigkeit seiner
Hochschulen durch den Aufbau von Forschungsnetzwerken
stärken.

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HERAUSFORDERUNGEN FÜR ÖKOLOGISCH
NACHHALTIGE FORSCHUNG
Klimawandel und Ressourcenknappheit – die Notwendig-
keit für innovative nachhaltige Technologien könnte nicht
größer sein. Über den Europäischen Sozialfonds (ESF) sind
in Sachsen daher speziell Projekte gefördert worden, die
einen öko logischen Fokus aufweisen.
Verpflichtung zu mehr Umweltschutz
Aus gutem Grund steht das Thema Nachhaltigkeit seit Jahren
verstärkt im Fokus der EU und Deutschlands. Neben dem Bio­
Siegel zur Kennzeichnung ökologisch­biologischer Erzeug­
nisse existieren inzwischen zahlreiche Richtlinien und Ver­
ordnungen, die zum Beispiel darauf abzielen, den Anteil von
Biokraftstoffen zu erhöhen oder die Energieeffizienz von Ge­
bäuden zu verbessern. Somit muss sich die Forschung immer
wieder neuen Herausforderungen zur stetigen Optimierung von
Technologien stellen. Denn nur so lassen sich die ehr geizigen
Umwelt­ und Klimaschutzziele erreichen.
Innovative Leistung
Sowohl Deutschland als auch der Freistaat Sachsen messen
dem Sektor „grüner“ Technologien und Konzepte schon seit
Jahrzehnten eine große Bedeutung bei. Nicht zuletzt liegen
hier auch die Arbeitsplätze der Zukunft. Die sächsischen
ESF­Projekte an Hochschulen sind Beispiele innova tiver
Leistungsstärke, deren Impulse weit über die Grenzen des
Freistaates hinausreichen.
Grün bis in die Spitzen
Die hier ausgewählten Beispiele veranschaulichen die beson­
deren Herausforderungen im Detail. Es geht zum Beispiel um
neue Wege der Energiegewinnung und ­speicherung. In diesem
Zusammenhang steht die Optimierung vorhandener Technolo­
gien im Vordergrund, beispielsweise die Effizienzsteigerung
von solarthermischen Anlagen. Aber auch die Entwicklung
neuer ökologischer Materialien und Werkstoffe bilden wichti­
ge Forschungsaspekte der sächsischen Promovierenden und
Nachwuchswissenschaftler. Selbst die psychologische Kom­
ponente spielt eine Rolle, wenn es etwa um die Akzeptanz oder
die Vorbehalte von Konsumenten bei Elektrofahrzeugen geht.

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GUTE PROJEKTE IN SACHSEN
In dieserBroschüre finden Sie eine Auswahl von 22 ESF-geförderten Projekten, die an ökologischen
Forschungsthemen gearbeitet haben. Diese Auswahl aus insgesamt über 600 ESF-Projekten an
Hoch
schulen stellt dabei keineswegs eine Wertung dar. Ziel ist es, die Bandbreite „grüner“ Forschung
an sächsischen Hochschulen zu veranschaulichen.
WIE WIRD GEFÖRDERT?
Die ESF-Förderung richtet sich an Hochschulen, Studierende und Nachwuchswissenschaftler und wird vom Sächsischen Staats-
ministerium für Wissenschaft und Kunst fachlich betreut. Bei den in dieser Broschüre vorgestellten Projekten kam eine Vielzahl
von möglichen Förderinstrumenten zum Einsatz, die sich an den persönlichen Bedürfnissen der Promovierenden und Nachwuchs-
wissenschaftler und den inhaltlichen Anforderungen des Projektes ausrichten.
PROMOTIONSFÖRDERUNG
Für Promovierende an sächsischen Hochschulen hat der
Europäische Sozialfonds seit 2007 etwa 25 Millionen Euro
zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, die akademischen Nach-
wuchskräfte durch ihre Forschungsarbeit im Rahmen einer
Promotion zu qualifizieren. Gefördert wird der Lebensunter-
halt der Nachwuchswissenschaftler, damit diese sich ganz
auf ihre Dissertation konzentrieren können.
NACHWUCHSFORSCHERGRUPPEN
Der Europäische Sozialfonds fördert Nachwuchsforscher-
gruppen, um jungen Akademikern die Möglichkeit zu bieten,
sich mit einer wissenschaftlichen Gemeinschaftsarbeit auf
einem Fachgebiet zu spezialisieren, Kontakte zu knüpfen und
Netzwerke in die sächsische Wirtschaft aufzubauen. Ihnen
werden dadurch Karrierechancen eröffnet: vom akademi-
schen Werdegang mit einer möglichen Promotion bis hin zum
Einstieg in ein sächsisches Unternehmen. Seit 2007 wurden
dafür rund 105 Millionen Euro investiert.

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SAUBERES WASSER
Mit dem umweltverträglichen Eliminieren organischer Spurenstoffe wollten
Nachwuchsforscher des Internationalen Hochschulinstituts Zittau
die Wasser-
qualität
nachhaltig erhöhen. Im Modellversuch hat dies schon funktioniert.
Projektname:
Untersuchung zur enzymati­
schen Oxidation refraktärer
Stoffe im Abwasser
Hochschule:
Internationales Hochschul­
institut
Zittau
Fördersumme:
1,1 Mio. Euro
Projektlaufzeit:
01.05.09 – 30.04.12
Projektleitung
und Kontakt:
Dr.­Ing. Gernot Kayser
Dr. Matthias
Kinne
Tel. 03583 612716
kayser@ihi­zittau.de
www.ihi­zittau.de
Externe Projektpartner:
Saxonia BioTec, Radeberg;
SOWAG, Zittau;
G.U.B. Ingenieur AG, Chemnitz

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Arzneimittel im Trinkwasser
Unter „refraktären Stoffen“ versteht man organische Spuren­
stoffe, mit denen konventionelle Kläranlagen überfordert sein
können. Reste von Pharmazeutika, Duftstoffen oder Weichma­
chern lassen sich schwer oder nur unvollständig entfernen.
Sie reichern sich deshalb im Wasserkreislauf an und tauchen
teilweise wieder im Trinkwasser auf.
Abwasserreinigung 2.0
Die Zittauer Nachwuchsforschergruppe untersuchte den Ab­
bau von ausgewählten refraktären Stoffen mit Hilfe von pilz­
lichen Enzymen. Sie verfolgte damit einen neuen Ansatz zur
Eliminie rung solcher Substanzen bei der Abwasserreinigung
und entwickelte die Grundlagen für neue Wasserreinigungs­
technologien.
Nachhaltig und umweltverträglich
So wurde die Enzymtechnologie mit den Interessen einer
nachhaltigen, gesundheits­ und umweltverträglichen Wasser­
versorgung und Abwasserentsorgung verknüpft. Das Ziel
der Arbeiten bestand darin, zu prüfen, ob und unter wel­
chen Bedingungen welche refraktären Stoffe mit Hilfe von
verschiedenen pilzlichen Enzymen abgebaut werden können.
„Reinigende“ Enzyme
Mit dem Projekt wurde angestrebt, die Anreicherung orga­
nischer Spurenstoffe in natürlichen Gewässern und im Trink­
wasser zu verhindern oder langfristig rückgängig zu machen.
Damit sind diese Untersuchungen für die gesamte entwickel te
Welt und wahrscheinlich auch für Entwicklungsländer relevant.
Mit diesem Projekt bekamen fünf sächsische Nachwuchs­
wissenschaftler die Chance, sich für zukünftige Forschungs­
und Entwicklungstätigkeiten weiterzuqualifizieren.
Machbarkeit nachgewiesen
Nachdem die Zittauer Forschungsgruppe zunächst mit Mo­
dellsubstanzen im kleinen Labormaßstab die prinzipielle
Machbarkeit gezeigt hatte, wurde der enzymatische Abbau
von ausgewählten real auftretenden Spurenstoffen in Modell­
abwässern untersucht. Im nächsten Schritt folgte dann die
Anwendung auf reale Abwässer.
Erste Erfolge
Wie sinnvoll dieses Vorhaben war, verdeutlicht folgendes Bei­
spiel: So ist den Nachwuchsforschern der teilweise Abbau von
Propranolol, einem weit verbreiteten Herzmedikament, im
Abwasser gelungen. Dabei ließen sich sowohl die schrittweise
enzymatische Umsetzung nachweisen als auch die Abbauwege
klären.
„Sauberes Trinkwasser ist unver-
zichtbar und ein Menschenrecht. Mit
dieser Forschung wollen wir dafür
sorgen, dass diese Aussage auch
noch für unsere Urenkel eine echte
Bedeutung hat. Außerdem leisten
wir damit einen aktiven Beitrag zum
Gewässerschutz.“
Dr.-Ing. Gernot Kayser

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ZERSTÖRTE LANDSCHAFTEN
EFFEKTIV REKULTIVIEREN
Eine Promovendin an der TU Bergakademie Freiberg beschäftigt sich
mit den Folgen des Braunkohletagebaus.
Projektname:
Entwicklung eines
modell gestützten Verfahrens
zur Beurteilung der
Erosionsgefährdung technisch
hergestellter Böschungen in
Rekultivierungslandschaften
Hochschule:
Technische Universität
Bergakademie Freiberg
Fördersumme:
61.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.05.2011 – 30.04.2014
Projektleitung und Kontakt:
Dipl.­Geoökologin Franziska
Kunth
Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau
Fachbereich Boden­ und Gewässerschutz
Tel.: 03731 39­2679
franziska.kunth@student.tu­freiberg.de
Externe Projektpartner:
Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau­
Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV);
IPROconsult GmbH – Niederlassung Lausitz

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Nach der Braunkohle
Was passiert nach der Schließung von Braunkohletagebauen
mit den komplett zerstörten Landschaften? Dazu beizutragen,
diese wieder in stabile, nutzbare Ökosysteme umzuwandeln, ist
eine Herausforderung, mit der sich diese Landesinno vations ­
promotion beschäftigt. Das Ziel ist die Erarbeitung einer
Methodik zur Ermittlung der aktuellen Erosionsgefährdung
von Böschungen in Rekultivierungsgebieten ehemaliger Braun ­
kohletagebaue.
Effektivere Rekultivierung
Am Beispiel des Lausitzer Braunkohlereviers, welches sich
südöstlich von Berlin bis nach Sachsen erstreckt, wird an einer
Lösung für das Problem gearbeitet. Ziel ist es, ein standardi­
siertes Verfahren zur Auswahl oberflächennaher Böschungs­
Sicherungsmaßnahmen zu entwickeln, bei spielsweise durch
Anpflanzungen in den betreffenden Rekultivierungslandschaf­
ten. So kann eine verlässliche Abschätzung von Erosions­
risiken die langfristige und sichere Gestaltung der Rekulti­
vierungsflächen gewährleisten.
IT-gestützte Böschungssicherung
Die Wirksamkeit der üblichen oberflächennahen Sicherungs­
maßnahmen lässt sich durch Erosionsmodellierung mit Hilfe
des Simulationsmodells EROSION 3D überprüfen. Das 1996
entwickelte Computermodell basiert auf physikalischen Pro­
zessen und ist somit universell anwendbar. Es soll nun unter­
sucht werden, inwieweit die derzeitige Version des Modells auf
die Fragestellungen der Böschungssicherung von noch unbe­
wachsenen sowie bereits begrünten Rekultivierungsflächen
anwendbar ist.
Erosionsgefahr bei kohlehaltigen Böden
Als zusätzliches Programmmodul werden die wasserabwei­
senden Eigenschaften der braunkohlehaltigen Kippenböden
berücksichtigt und in EROSION 3D implementiert. Die in der
Braunkohle enthaltenen Verbindungen ummanteln die Boden­
partikel und bewirken, dass Wasser die Partikeloberflächen
nicht benetzt, sondern abperlt. Das auf den Boden auftref­
fende Wasser kann nicht oder nur schwer in den Boden ein­
dringen und fließt beinahe vollständig oberflächlich ab. Die
Strömung des abfließenden Wassers löst Bodenpartikel und
transportiert diese weiter, was zu starken Erosionsschäden
führen kann.
Ohne Daten keine Simulation
Da das Computermodell bislang nicht für Kippenflächen zur
Anwendung kam, müssen modellspezifische Parameter im
Vorfeld experimentell ermittelt werden. Dazu dienen aufwen­
dige Beregnungsversuche, die direkt vor Ort auf ausgewählten
Böschungen durchgeführt werden. Mithilfe der experimentell
ermittelten Daten kann im Anschluss das Simulationsmodell
EROSION 3D verwendet werden, um verschiedene Szenarien
zur Oberflächensicherung zu simulieren.
„Die Wiedernutzbarmachung von
Landschaften nach den tiefschür-
fenden Eingriffen durch Braun-
kohletagebau stellt eine enorme
Herausforderung dar.“
Franziska Kunth

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WINDENERGIEANLAGEN
FÜR JEDEN
HAUSHALT
Als Alternative zu großen Windparks entwickeln
Nachwuchsforscher an der Hochschule Zittau/Görlitz
Kleinwindenergieanlagen, die sich für den Einsatz in
unmittelbarer Nähe zum Verbraucher eignen.
Projektname:
Gebäudeintegrierte Windenergieanlagen
Hochschule:
Hochschule Zittau / Görlitz
Fördersumme:
550.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.08.2012 – 31.07.2014
Projektleitung
und Kontakt:
Prof. Dr.­Ing. Jens Bolsius
Tel.: 03583 612235
j.bolsius@hszg.de
http://f­w.hszg.de/forschung/forschungsprojekte/
gebaeudeintegrierte­windnutzung.html

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Windenergie auf dem Vormarsch
Unter den erneuerbaren Energien in Deutschland entfällt der
Großteil auf Strom aus Windparks, die oft mehrere hundert
Kilometer vom Verbraucher entfernt liegen. Um dazu eine
Alternative aufzuzeigen, hat die Hochschule Zittau/Görlitz ein
Forschungsprojekt ins Leben gerufen, das sich mit Kleinwind­
energieanlagen beschäftigt.
Wirtschaftliche Lösung gesucht
Die Nachwuchsforschergruppe will dabei alle Aspekte bear­
beiten, die die Integration von Kleinwindenergieanlagen an Ge­
bäuden oder in der unmittelbaren Nähe von Gebäuden betref­
fen. Hieraus sollen umsetzbare Lösungen zu einer möglichst
breiten und wirtschaftlich effektiven Anwendung solcher Mini­
Stromerzeuger direkt beim Verbraucher entstehen.
Vibrationen eliminieren
Als praktisches Forschungsobjekt dient derzeit ein Wind­
rad, das sich auf dem Dach eines Laborbaus der Hochschule
Zittau/Görlitz befindet. Damit untersucht das Forscherteam,
wie viel Energie durch Kleinwindenergieanlagen erzeugt und
mit welchem Anteil sich der Strombedarf von Liegenschaften
decken ließe. Dabei spielt die Ausnutzung der Gebäudehöhe
eine große Rolle. Zudem muss die Problematik der Geräusch­
und Vibrationsübertragung stark beachtet werden. Eine For­
schungsaufgabe liegt somit in der Eliminierung dieser Effekte.
Entlastung der Stromnetze
Auch die Akzeptanz der Bevölkerung soll im Projekt unter­
sucht werden. Die Kombination aus der technischen, ge­
stalterischen und sozialen Forschung soll den Weg zu ei­
ner musterhaften Entwicklung der „kleinen“ Windturbinen
ebnen. Die Kleinwindkraft sollte als ein Baustein der rege­
nerativen Energie angesehen werden, mit der nicht nur die
Bevölkerung Geld sparen kann, sondern auch Bund und Län­
der, da durch die Nähe zum Verbraucher keine Netzbenutzung
anfällt. Durch die Kombination aus Eigenversorgung und der
Nutzung von Intelligenten Energienetzwerken können die
Stromnetze in Deutschland und Europa entlastet werden.
„Durch die Integration der bewegten
Bauteile als dynamisches Design -
element kann Kleinwindkraft ihren
Beitrag
an der Energiewende
leisten.“
Prof. Dr.-Ing. Jens Bolsius

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GERUCHSSTOFFE IM TRINK-
WASSER
VERMEIDEN
In Sachsens Talsperren beeinträchtigen Cyanobakterien das Trinkwasser
mit einem muffigen Geruch. Ein neues UV-basiertes Verfahren einer
Promovendin der TU Dresden bietet Abhilfe ganz ohne Chemie.
Projektname:
Untersuchungen zur
photooxidativen Entfernung von
Geruchs­ und Geschmacksstoffen
aus Rohwässern
Hochschule:
Technische Universität Dresden
Fördersumme:
42.000 Euro
Projektlaufzeit:
07.10.2010 – 06.04.2012
Projektleitung:
Prof. Dr. E. Worch
Kontakt:
Dr. Kristin Zoschke
Institut für Wasserchemie
kristin.zoschke@tu­dresden.de
www.tu­dresden.de/iwc
Interne Projektpartner:
Institut für Mikrobiologie, TU Dresden
Externe
Projektpartner:
UMEX GmbH Dresden

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Qualitätsminderung des Wassers
Trinkwasser soll „farblos, klar, kühl, geruchlos und von gutem
Geschmack sein“ (DIN 2000). Allerdings treten weltweit
Geruchsstoffe in Trinkwasserreservoiren auf, welche die ge­
ruchliche Qualität des Rohwassers mindern. Eine Entfernung
dieser Stoffe im Zuge der Trinkwasseraufbereitung ist not­
wendig, da die Geruchsbeeinträchtigungen zu Beschwerden
seitens der Verbraucher führen.
Bakterien als Urheber
Sachsen bezieht 40 Prozent des Rohwassers für die Trink­
wasserbereitstellung aus Talsperren – dies ist im bundes­
weiten Vergleich der größte Anteil. Ein Problem stellt dabei
das saisonale Auftreten von Geruchsstoffen dar. Benthische
Cyanobakterien setzen diese erdig oder muffig riechenden
Stoffe frei. Die wirkungsvolle und kostengünstige Aufbe­
reitung der belasteten Rohwässer ist gerade im Freistaat
Sachsen von besonderer Bedeutung.
Neuartiges Aufbereitungsverfahren
Die Promovendin an der TU Dresden behandelte ein neuartiges
Aufbereitungsverfahren für geruchsstoffhaltige Rohwässer.
Dabei beruht die Wirkung des Verfahrens auf dem Einsatz von
Vakuum­UV­Strahlung (VUV). Dieser Wellenlängenbereich
lässt sich sowohl zur Photooxidation als auch zur Generierung
von Ozon nutzen. Mit einem neuartigen UV­Reaktor konnten
Ozongenerierung und Bestrahlung mit nur einer Strahlungs­
quelle realisiert werden.
Verzicht auf Chemikalien
Die Entfernung von Geruchsstoffen mittels UV­basierter
erweiterter Oxidationsverfahren wurde als Alternative zur
bisher eingesetzten Adsorption an Pulveraktivkohle unter­
sucht. Umfassende Laborversuche ergaben, dass sich eine
effektive Umsetzung der Geruchsstoffe und zahlreicher
weiterer Spurenstoffe sowie die gleichzeitige Desinfektion
des Rohwassers erreichen lässt. Unter den untersuchten
UV­basierten Verfahren ist die Kombination VUV/Ozon mit
interner Ozongenerierung für die Entfernung von saisonal
auftretenden Geruchsstoffen am besten geeignet. Die Ver­
fahrenskombination zeichnet sich durch ein geringes Risiko
hinsichtlich der Bildung unerwünschter Nebenprodukte, den
Verzicht auf den Einsatz von Chemikalien und die Vermei­
dung von Rückständen sowie einen vergleichsweise geringen
Energieverbrauch und Wartungsaufwand aus.
„Trinkwasser sollte geruchlos sein.
Jedoch sind die sächsischen Trink-
wassertalsperren immer wieder
von
Geruchsproblemen biologischen
Ursprungs betroffen. Wir haben ein
neuartiges UV-Verfahren für die Auf-
bereitung der geruchsstoffhaltigen
Rohwässer entwickelt und getestet.“
Dr. Kristin Zoschke

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RESSOURCEN SCHONEN
Nachwuchsingenieure aus vier Fakultäten der HTWK Leipzig
suchen nach Lösungsansätzen, um Bausubstanz zu erhalten und die
Nutzung von Gebäuden so ökologisch wie möglich zu gestalten.
Projektname:
Ressourcenschonung und
Substanzerhaltung (ResuS)
Hochschule:
Hochschule für Technik,
Wirtschaft und Kultur Leipzig
Fördersumme:
900.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.11.2010 – 31.10.2013
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr.­Ing. Volker Slowik
Tel.: 0341 30766261
volker.slowik@htwk­leipzig.de
Interne Projektpartner:
Fakultäten:
Bauwesen;
Elektrotechnik und Informationstechnik;
Informatik, Mathematik und
Natur wissenschaften;
Maschinenbau und Energietechnik

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Umweltbewusste Ingenieure
Einen schonenden Umgang mit natürlichen Ressourcen haben
sich die Nachwuchsingenieure der HTWK Leipzig auf die
Fahnen geschrieben. Aber nicht nur zum Schutz der Umwelt,
sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen ist es erforderlich,
neue technische Lösungen zur Ressourcenschonung sowie zur
Erhaltung baulicher Substanz zu entwickeln. Letztere bildet
einen großen Teil des gesellschaftlichen Gesamtvermögens.
Interdisziplinäre Forschung
Trotz der Verschiedenheit der einzelnen Lösungsansätze
eröffnen sich an der HTWK Leipzig Chancen für eine inter­
disziplinäre Zusammenarbeit, da sich an mehreren technisch
orientierten Fakultäten Ressourcenschonung und Substanz­
erhaltung zu Forschungsschwerpunkten entwickelt haben.
Schnell anwendbare Lösungen
Die interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe konzentriert
sich dabei auf die Schwerpunkte „Ressourcenoptimierung in der
Wasserwirtschaft und Geotechnik“, „Ökoeffiziente Gebäude­
technik“ sowie „Bauliche Substanzerhaltung und schadens­
freies Bauen“. Diese Vorhaben erfordern innovative, schnell
anwendbare und kostengünstige Einzellösungen. Sie betreffen
beispielsweise die Nutzung nachwachsender Rohstoffe, die
Optimierung von Heizungssystemen oder die Erhaltung von
Bauwerken.
Stroh für Lärmschutz
Die Nachwuchsforscher streben sowohl einen gesellschaft­
lichen als auch einen wirtschaftlichen Nutzen an. Aufgrund
der thematischen Ausrichtung des Projekts wird die An­
wendung der Ergebnisse hauptsächlich für kleine und mittlere
Unternehmen sinnvoll sein. Beispiele für konkrete Problem­
stellungen sind die Nutzung von Stroh für Lärmschutz wände,
die Optimierung von Regenwasser behandlungsanlagen und
Heizungssystemen für Gebäude, die Schadstoffreduktion
bei der Biomasseverbrennung sowie die Nutzungsdauer­
verlängerung von Mauerwerksgewölbebrücken.
„Unsere Arbeit ist nicht auf neuarti-
ge Funktionalitäten technischer Sys-
teme ausgerichtet, sondern auf die
Nachhaltigkeit bei deren Planung,
Erhaltung und Nutzung. Damit sollen
natürliche und finanzielle Ressour-
cen eingespart werden.“
Prof. Dr.-Ing. Volker Slowik

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AKZEPTANZ VON
ELEKTROAUTOS
FÖRDERN
Noch sieht man Elektroautos selten auf deutschen Straßen. Aber was sind
die Vorbehalte gegen die sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Autos?
Dieser Frage widmet sich eine Promovendin an der TU Chemnitz.
Projektname:
Akzeptanz von Elektrofahrzeugen
Hochschule:
Technische Universität
Chemnitz
Fördersumme:
27.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.09.2012 – 31.01.2014
Projektleitung
und Kontakt:
Dipl.­Psych. Franziska
Bühler
franziska.buehler@psychologie.tu­chemnitz.de

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Elektrofahrzeuge – unsere Zukunft?
Die Entwicklung der Elektromobilität wird national sowie inter­
national mit großem Interesse verfolgt. Den Elektrofahrzeugen
wird zum einen ein hohes Potenzial zur Verbesserung der CO
2
­
Bilanz zugeschrieben und zum anderen könnten sie zukünftig
zur Netzstabilität beitragen. Damit Elektrofahrzeuge die von
der Europäischen Union, dem Bund und den Ländern ange­
strebte Verbreitung finden, bedarf es der Akzeptanz von Elek­
trofahrzeugen bei der Bevölkerung.
Kaufentscheidung entschlüsseln
Das Ziel der Regierung, im Jahre 2020 eine Million Elektrofahr­
zeuge auf deutschen Straßen zählen zu können, lässt sich aber
nur erreichen, wenn die produzierten Elektrofahrzeuge auch
wirklich ihre Besitzer finden. Kenntnisse über die Aspekte, die
den potenziellen Elektroautofahrer besonders bei der Kaufent­
scheidung beeinflussen, sind von hohem Wert. Darauf basierend
könnten Hersteller ihre Fahrzeuge gezielter weiterentwickeln
und Marketingstrategien Konsumenten treffsicherer erreichen.
Neuland für Fahrer
Elektrofahrzeuge bringen nicht nur Vorteile mit sich, sondern
auch Herausforderungen. Neue Fahrzeugcharakteristika, wie
die geringe Geräuschkulisse, die eingeschränkte Reichweite
oder die starke Beschleunigung, sind ungewohnt für den Fahrer
eines herkömmlichen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Dies
macht deutlich, dass neben der technologischen Weiterent­
wicklung die humanwissenschaftliche Forschung nicht außer
Betracht bleiben darf.
Akzeptanz von Elektrofahrzeugen verstehen
Die zentralen Fragen lauten: Können Elektrofahrzeuge für sich
begeistern? Was löst Begeisterung aus, was mindert oder
verhindert diese? Das Ziel der Promotion besteht darin, die
Akzeptanz von Elektrofahrzeugen tiefgehend zu erforschen
und ein Modell zu erstellen, das Einstellung und Verhaltens­
weisen integriert und Optionen zur Erhöhung der Akzeptanz
von Elektrofahrzeugen aufzeigt.
Verschiedene Studien sollen zum Ziel führen
Für dieses Vorhaben werden auf Basis bisheriger Forschungs­
arbeiten widersprüchliche Ergebnisse aufgegriffen und neue
Annahmen formuliert. Zum einen soll der Einfluss von Erfah­
rung in längeren Feldstudien und einer Studie mit ausgedehnter
Testfahrt untersucht werden. Zum anderen soll in den schon be­
nannten und weiteren Studien das Einflusspotenzial von Fahr­
zeugcharakteristika, dem sozialen Umfeld und anderen Fakto­
ren erforscht und in einem Akzeptanzmodell integriert werden.
Die Kombination aus längeren Feldstudien, Onlinebefragungen
und einer Studie mit ausgedehnter Probefahrt über 24 Stunden
bietet ein weites Spektrum an Untersuchungsmöglichkeiten,
aus denen vielversprechende Ergebnisse zu erwarten sind.
„Wer ein Elektrofahrzeug testen
durfte, weiß aus Erfahrung, welche
persönlichen Vorteile das elektri-
sche Fahren mit sich bringt und wie
viel Spaß es machen kann. Es zeigt
sich aber auch, dass es noch einige
Hürden zu überwinden gilt, damit
Elektrofahrzeuge von der breiten
Bevölkerung akzeptiert werden.“
Franziska Bühler

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SO GELINGT DIE ENERGIEWENDE
Eine Nachwuchsforschergruppe der TU Dresden bündelt Kompetenzen aus
der Elektroenergietechnik und der Energiewirtschaft, damit die Wende zum
„grünen Strom“ gelingen kann.
Projektname:
Energiewende Sachsen –
Strategien und Lösungsansätze
für ein nachhaltiges Energie­
versorgungssystem
Hochschule:
Technische Universität Dresden
Fördersumme:
900.000 Euro
Projektlaufzeit:
29.10.12 – 31.12.14
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr.­Ing. Peter Schegner
Fakultät
Elektrotechnik und
Informationstechnik
Lehrstuhl für
Elektroenergie ver sorgung
Tel.:
0351 463­34374
peter.schegner@tu­dresden.de
Prof. Dr. habil. Dominik Möst
Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Lehrstuhl für Energiewirtschaft
Tel.: 0351 463­39770
dominik.moest@tu­dresden.de

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Ehrgeizige Ziele
Bis zum Jahr 2030 soll mindestens die Hälfte der deutschen
Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stammen. Mit der
damit verbundenen Umgestaltung des Elektrizitätssystems
gehen zahlreiche Herausforderungen einher, mit denen sich die
Nachwuchsforschergruppe der TU Dresden im Forschungs­
projekt „Energiewende Sachsen“ beschäftigt.
Herausforderungen der Energiewende
Mit dem Anstieg der Einspeisung aus wetterabhängigen er­
neuerbaren Energien wächst das Risiko, dass Angebot und
Nachfrage zunehmend auseinanderfallen. Die Dresdner Nach­
wuchswissenschaftler wollen wirksame Möglichkeiten erfor­
schen, um dieser Herausforderung zu begegnen. Außerdem
analysieren sie die gesamtwirtschaftlichen Auswirkungen im
Zusammenspiel mit den Förderinstrumenten für erneuerbare
Energien. Zudem sollen Fragen der Akzeptanz von Technolo­
gien Berücksichtigung finden.
Neue Technologien für grünen Strom
Eine der Kernaufgaben am zunehmenden Anteil „grünen
Stromes“ sieht das Dresdner Forscherteam in der Übernahme
der Systemverantwortung durch Anlagen auf Basis regene­
rativer Energiequellen. Hierdurch entsteht die Notwendigkeit
für neue Planungs­ und Betriebsverfahren in diesen Netzen.
In Kooperation mit inter nationalen Partnern entwickeln die
Nachwuchsforscher neue Methoden auf den Gebieten der
Selektivschutztechnik, der Netzplanung und Sternpunkt­
behandlung unter Berücksichtigung technischer und wirt­
schaftlicher Rahmen bedingungen.
Qualifizierter Nachwuchs
Die Herausforderungen der Energiewende ziehen einen stei­
genden Bedarf an hochqualifiziertem Personal nach sich. Die
Nachwuchswissenschaftler haben im Projekt die Möglichkeit,
sich durch forschungsnahe Tätigkeiten in Energiewirtschaft
und Elektroenergietechnik weiterzubilden und stärken da­
durch langfristig die Kompetenz in energie wirtschaftlichen
und ­technischen Fragen am Standort Sachsen.
Unmittelbarer Nutzen für Sachsen und Deutschland
Neben innovativen Strategien und Lösungsansätzen zur
Transformation des Elektrizitätssystems auf Bundesebene
steht auch der regionale Bezug im Fokus des Projektteams.
So werden beispielsweise Fragestellungen zur Gestaltung
der Verteilungs­ und Niederspannungsnetze in Sachsen bear­
beitet. Dabei stehen die Wissenschaftler in engem Austausch
mit den ansässigen Netzbetreibern und schaffen so Synergien
zwischen Wissenschaft und lokaler Energiewirtschaft.
„Die Energiewende ist ein Topthema
unserer Zeit, und zwar international.
Wir wollen
der Energietechnik und
-wirtschaft in Sachsen positive
Impulse geben.“
Prof. Dr. habil. Dominik Möst

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FORSCHUNG (BE)GREIFBAR MACHEN
Zwischen Wind und Wolken: 3D-Umweltdaten im virtuellen Raum. Die Promotionsarbeit
von Carolin Helbig an der HTWK Leipzig beschäftigt sich mit der Visualisierung klimatischer
Prozesse in einer Virtual-Reality-Umgebung.
Projektname:
3D­Visualisierung von Umweltdaten
zur
Analyse von Prozessen und Modellen
Hochschule:
Hochschule für Technik, Wirtschaft und
Kultur Leipzig
Fördersumme:
58.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.10.2011 – 30.09.2014
Projektleitung
und
Kontakt:
Carolin Helbig
Tel.: 0341 235­1032
carolin.helbig@ufz.de
Externe
Projektpartner:
Helmholtz­Zentrum für
Umweltforschung
Leipzig – UFZ;
Technische Universität Dresden;
Universität Hohenheim

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Unser Klima verstehen
Aufgrund des Klimawandels ist es notwendig, klimatische
Prozesse besser zu verstehen. Anhand von Modellen, die das
Klima und Wetter simulieren, lassen sich Veränderungen bes­
ser bewerten. Dabei sind besonders regionale Klimasimula­
tionen interessant, da sie die zu erwartenden Veränderungen
des Wetters und die damit zusammenhängenden Veränderun­
gen für den Menschen und seine Umwelt abbilden.
Auf einen Nenner bringen
Die hieraus entstehenden komplexen Datensätze lassen
sich mit Hilfe von wissenschaftlichen 3D­Visualisierungen
analysieren. Die Daten der Modelle sowie die Messdaten
haben allerdings eine unterschiedliche Struktur. Um sie
visuell zu kombinieren und vergleichbar zu machen, müssen
die Daten mit Hilfe spezieller Software konvertiert und trans­
formiert werden. Die Darstellung der Ergebnisse in einer
Virtual­Reality­Umgebung hilft dabei, die Daten erforschbar
zu machen. Möglich ist das am Helmholtz­Zentrum für
Umweltforschung (UFZ) in Leipzig.
Die Übersicht im Komplexen bewahren
Konkrete Anwendung findet die Visualisierung bei der Analyse
von Prozessen, zum Beispiel von Stofftransporten in Wolken
hinein und aus diesen heraus, ebenso wie bei der Validie­
rung von Modellen, bei welcher verschiedene Simulationen
sowie Observationsdaten miteinander abgeglichen werden.
Die wissen schaftliche Visualisierung bildet nicht zuletzt
ein wichtiges Instrument bei der Kommunikation zwischen
Wissenschaftlern und Entscheidungsträgern aus Politik und
Wirtschaft.
Forschungsergebnisse leichter analysieren
Das Ziel dieses Projekts im Rahmen einer kooperativen Pro­
motion ist es, durch die wissenschaftliche 3D­Visualisierung
einen besseren Einblick in komplexe, heterogene Datensätze
aus dem Bereich der Umweltforschung zu geben und Wech­
selbeziehungen verschiedener darin enthaltener Variablen
aufzudecken. Mit Hilfe von Experten werden unterschiedliche
Visualisierungsmethoden verglichen und bewertet sowie
Workflows zur Visualisierung der Ergebnisse in einer Virtual­
Reality­Umgebung sowie auf einem gewöhnlichen Desktop­PC
entwickelt.
„Um auf die Herausforde-
rungen des Klimawandels
reagieren zu können, ist
ein tiefes Verständnis der
zugrundeliegenden Prozesse
und Phänomene notwendig.
An diesem Punkt versuche ich
durch die wissenschaftliche
Visualisierung einen Beitrag
zu leisten, so dass Daten und
Modelle einfacher analysiert
und validiert werden können.“
Carolin Helbig

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INTELLIGENTE DEZENTRALE
ENERGIESPEICHERSYSTEME
Der Umstieg auf fluktuierende erneuerbare Energien stellt die Stromnetze vor Heraus-
forderungen. Eine Nachwuchsforschergruppe der TU Chemnitz widmete sich leistungsstarken
Energiespeichersystemen
zur dezentralen Netzstabilisierung und Effizienzsteigerung.
Projektname:
Intelligente dezentrale
Energiespeichersysteme
Hochschule:
Technische Universität
Chemnitz
Fördersumme:
1,75 Mio. Euro
Projektlaufzeit:
22.05.2010 – 21.05.2013
Projektleitung:
Professur Energie­ und
Hochspannungstechnik
Prof. Dr. Wolfgang Schufft
Dr. Thilo Bocklisch
Dipl.­Ing. Jens Teuscher
Kontakt und wissenschaftliche
Koordination:
Dr. Thilo Bocklisch
Tel.: 0371 531­32133
E­Mail:
thilo.bocklisch@
etit.tu­chemnitz.de

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Energiewende unterstützen
Die Nachwuchsforschergruppe „Intelligente dezentrale Ener­
giespeichersysteme“ setzte sich aus verschiedenen tech­
nischen und naturwissenschaftlichen Disziplinen zusammen.
Ziel war es, wissenschaftliche und anwendungsorientierte
Forschungsbeiträge zur Unterstützung der Energiewende zu
erbringen.
Moderne Energiespeicher- und Energiewandlerkomponenten
Ein neuartiges Verfahren zur Modellierung, Simulation und
Optimierung von Lithium­Ionen­Batterien, Doppelschichtkon­
densatoren sowie Brennstoffzellen­ und Elektrolyseanlagen
auf Zell­ und Systemebene wurde entwickelt. Besonderes
Augenmerk lag dabei auf der Beschreibung von Ladezustand,
Wandlungsverlusten sowie Beanspruchungs­ und Alterungs­
mechanismen.
Intelligente Energiespeichersysteme
Der zweite Schwerpunkt bestand in der Entwicklung von Ver­
fahren zur optimalen Auslegung und Betriebsführung „Intelli­
genter dezentraler Energiespeichersysteme“ bestehend aus
Batterie­, Wasserstoff­ und Wärmespeicherpfad. Die Unter­
suchung und Testung des Gesamtsystemkonzepts erfolgte auf
der Basis von Simulationswerkzeugen, Versuchsständen und
zeitlich hoch aufgelösten Erzeuger­ und Verbraucherprofilen.
Für das Forschungsprojekt wurden drei Referenzobjekte – ein
Mehrfamilienhaus, ein Passivhaus und eine Photovoltaik­
Anlage der TU Chemnitz – messtechnisch ausgerüstet und
betreut. Darüber hinaus wurde ein Konzept für die möglichst
verlustlose und damit optimale Einspeisung fluktuierender
erneuerbarer Energiequellen aus Windkraft oder Solarenergie
in das Niederspannungsnetz entwickelt.
Experimentelle Untersuchungen und Demonstration
Im Rahmen dieses Projekts entstanden an der TU Chemnitz
umfangreiche Experimentiersysteme. Dazu zählte ein
Photovoltaik­Hybridsystem mit Batterie­, Wasserstoff­ und
Wärmespeicherpfad. Versuchsstände wurden eingerichtet,
um Multispeicher­Hybridsysteme beziehungsweise die Eigen­
verbrauchsoptimierung von Solarenergie zu untersuchen
sowie Energiespeicher und Energiewandler präzise und hoch
dynamisch zu vermessen. Weiterhin wurde ein Wasserstoff­
Experimentiercontainer für Dauerversuche und zur saisona­
len Energiespeicherung eingesetzt.
„Intelligente dezentrale Energie-
speichersysteme sind eine wichtige
Option für die Flexibilisierung
unseres Energiesystems auf dem
Weg zu 100 Prozent erneuerbaren
Energien.“
Dr. Thilo Bocklisch

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DER STOFF, AUS DEM
DIE HÄUSER
SIND
Alexander Kahnt forschte in einer kooperativen
Promotion an der HTWK Leipzig an einer Innovation,
einer ultraschlanken
Gebäudehülle
aus Carbonbeton.
Projektname:
Entwicklung einer hochge­
dämmten, dünnen und leichten
Fertigteilfassade aus Textil­
beton – technische, bauphysi­
kalische und architektonische
Aspekte
Hochschule:
Hochschule für Technik,
Wirtschaft und Kultur Leipzig
Fördersumme:
135.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.03.2009 – 29.02.2012
Projektleitung
und Kontakt:
Dipl.­Ing. (FH) Alexander
Kahnt
Fakultät Bauwesen
Tel. 0341 3076 6550
www.alexanderkahnt.de
www.innovation­textilbeton.de
Gutachter:
Prof. Dr.­Ing. John Grunewald
Institut für Bauklimatik, TU Dresden;
Prof. Dipl.­Ing. Frank Hülsmeier
Architekturinstitut, HTWK Leipzig

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Effizientes Bauen
Das weltweite Bevölkerungswachstum kombiniert mit der
starken Urbanisierung führt zum Platzmangel im städtischen
Umfeld. Zugleich steigen die bauphysikalischen Anforde­
rungen an Außenwände. Beispielhaft kann hier der Wärme­
schutz genannt werden, der sehr große Wandquerschnitte
durch immer stärkere Dämmschichten verursacht. Solche
massiven Gebäudehüllen sind architektonisch häufig nicht
gewollt, zudem versiegeln sie wertvolle Grundfläche.
Leichtere Gebäudefassaden
Die Fassaden aus bisher vorrangig eingesetztem Stahlbeton
sind zwangsläufig dicker, da der schwere und korrosions­
empfindliche Stahl extra geschützt werden muss. Hinzu
kommen der hohe CO
2
­Ausstoß und ein insgesamt sehr hoher
Ressourcenverbrauch. Mit dem Umdenken hin zu Carbonbeton
mit Hochleistungsdämmung können Gebäudehüllen realisiert
werden, die mit nur zehn Zentimeter Stärke alle bauphysika­
lischen und architektonischen Anforderungen nachhaltiger
Fassaden erfüllen.
Zusätzliche Funktionen
Das Ziel dieser kooperativen Promotion lag in der Entwick­
lung angepasster Bauelemente für Deutschland sowie in
Folge für weitere internationale Standorte. Die Eigenschaften
der Fassadenelemente lassen sich dabei an das lokale Klima
sowie an regionaltypische Eigenheiten anpassen. Da bei die­
sem Vorhaben die Schonung von Ressourcen im Vordergrund
stand, wurden nicht nur die klassischen Eigenschaften einer
Fassade eingebracht und die dazu nötigen Werkstoffe redu­
ziert, sondern zusätzliche Funktionen aufgenommen, wie etwa
Heizen, Kühlen, Lüften, Beleuchten. Damit können in Zukunft
wesentliche konventionelle Gebäudetechnikbestandteile ent­
fallen.
Zuspruch vom Bundesforschungsministerium
Im Rahmen der Promotion wurden zunächst alle lokalen An­
forderungen aufgezeigt und angepasste Gebäudehüllen entwi­
ckelt. Dabei stand das Spannungsfeld zwischen Bauphysik und
Architektur im Zentrum der Arbeit. Eine Forschungsgruppe
zum Thema Carbonbeton konnte gegründet werden, die aus­
schließlich Lösungen zur Nachhaltigkeit von Gebäudehüllen
erarbeitete. Inzwischen hat auch das Bundesministerium für
Bildung und Forschung die Wichtigkeit anerkannt und dieses
Projekt als eines der zehn innovativsten Forschungsbereiche
in Ostdeutschland ausgewählt.
„Bevölkerungswachstum, Urbanisie-
rung, Klimawandel und die Verknap-
pung unserer Ressourcen erfordern
angepasste Lebenswelten. Gebäu-
dehüllen aus Carbonbeton können
einen nachhaltigen Beitrag zu dieser
globalen Entwicklung leisten, da sie
flächen-, rohstoff- und energieeffizi-
ent sind. Diese Eigenschaften führen
zu einer neuen Architektursprache.“
Alexander Kahnt

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WELCHER BAUM
AUF WELCHEN
PLATZ?
Bäume und Sträucher sind feste Bestandteile von urbanen Räumen. Die neue
Planungssoftware einer Nachwuchsforschergruppe der TU Dresden soll die
städtische
Grünplanung mit Detailwissen und Auswahlkriterien unterstützen.
Projektname:
Citree – Planungssoftware
zur Gehölzartenauswahl für
urbane Räume
Hochschule:
Technische Universität Dresden
Fördersumme:
920.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.07.2012 – 31.12.2014
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Roloff, Professur für Forstbotanik
www.forst.tu­dresden.de/citree
Interne Projektpartner:
Dr. Sten Gillner, Professur für Forstbotanik
Dr. Juliane Vogt, Professur für Forstliche Biometrie /
Systemanalyse
Dr. Mathias Hofmann, Zentrum für interdisziplinäre
Technikforschung
Externe
Projektpartner:
Amt für Stadtgrün und Abfallwirtschaft – Stadt Dresden;
Institut für Landschaftsarchitektur TU Dresden

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Grün für die Städte von morgen
Pflanzen in der Stadt fördern das menschliche Wohlbefinden
auf vielfältige Weise. Es lohnt sich deshalb, sie zu erhalten
und zu fördern – insbesondere, weil immer mehr Menschen in
Städten leben. Städtisches Grün wird künftig sogar noch wich­
tiger werden, weil es die Auswirkungen des erwarteten Klima­
wandels mildern kann. Um sich auf unterschiedliche aktuelle
und zukünftige Bedingungen einzustellen, sollte die städtische
Pflanzenwelt möglichst vielfältig sein.
Software zur Gehölzauswahl
Wenn in Städten Gehölze – also Bäume oder Sträucher – ge­
pflanzt werden, sind viele Ansprüche zu beachten, die sich teil­
weise widersprechen. In dem Forschungsprojekt „citree“ der
TU Dresden arbeiten Nachwuchswissenschaftler aus Botanik,
Psychologie und Informatik zusammen, um dafür innovative
Lösungen zu finden. Das Ziel ist die Entwicklung einer Soft­
ware zur Auswahl von Gehölzen, die die Planung von qualitativ
hochwertigem städtischem Grün erleichtern und als qualifi­
zierte Entscheidungshilfe dienen soll. Die Software ist ausge­
richtet an der Arbeitsweise von Planern, wird aber auch von
Laien bedienbar sein.
Optimale Standorte wählen
An ungünstigen Standorten brauchen Gehölze besondere
Pflege, Bewässerung und Düngung – oder sie gehen ein und
müssen ersetzt werden. Beides verursacht relativ hohe
Kosten für Kommunen und Privatbesitzer. Es ist also wich­
tig, dass Gehölze an Standorte gepflanzt werden, die für sie
günstig sind. Dort können sie ohne Pflege optimal gedeihen.
Hohe Folgekosten lassen sich so vermeiden. Außerdem muss
beispielsweise beachtet werden, dass einige Gehölze giftig
sind oder Allergien auslösen können.
Bäume in 3D
Die Software basiert auf einer umfangreichen Datenbank, so
dass sie für die meisten Standorte mehrere unterschiedliche
Bäume vorschlagen kann. Dabei ist es auch wichtig, vorher­
sagen zu können, wie sich Bäume in verschiedenen Stadien
ihres Wachstums verändern. Dazu werden dreidimensionale
Computermodelle der Bäume erstellt, mit denen sich ihr
Wachstumsprozess simulieren lässt.
Welches Grün ist sympathisch?
Ein Aspekt dieses Forschungsprojekts beinhaltet psycho­
logische Experimente, die die subjektive Bewertung von
Gehölzen untersuchen. Ziel ist es herauszufinden, welche
Gehölzmerkmale bei der menschlichen Wahrnehmung über­
haupt eine Rolle spielen. Danach prüfen die Nachwuchs­
forscher, wie diese Merkmale dazu beitragen, dass Menschen
manche Gehölze eher mögen und andere nicht.
„Wenn man genau hinsieht, kann man
das Stadtgrün von übermorgen schon
heute erkennen. Wir machen das.“
Prof. Dr. Andreas Roloff

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WENN DER ACKER IM
VORGARTEN
LIEGT
Sarah Annika Arévalo, Promovendin an der TU Bergakademie Freiberg,
beschäftigte sich mit dem Phänomen der Schlammlawinen und wie sie sich
vorhersehen lassen, um rechtzeitig Schutzmaßnahmen zu ergreifen.
Projektname:
Verfahrensentwicklung zur
kleinräumigen Prognose von
Schlammdepositionen in
Siedlungsgebieten mit dem
Modell EROSION 3D
Hochschule:
Technische Universität
Bergakademie Freiberg
Fördersumme:
160.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.03.2010 – 28.02.2013
Projektleitung und Kontakt:
Dipl.­Geoökologin
Sarah Annika Arévalo
Fachbereich Boden­ und
Gewässerschutz
http://tu­freiberg.de/fakult3/tbt/
boden/arevalo
Externe
Projektpartner:
Umweltamt Dresden;
GeoGnostics

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Hinweise aus der Presse
Im August 2012 berichtete die Lokalpresse über zahlreiche
Schlammlawinen in Sachsen. Straßen wurden überflutet und
mussten vorübergehend gesperrt werden, darunter auch die
A4 bei Chemnitz. Schlammmassen liefen in Ortschaften, be­
deckten Grundstücke und fluteten Keller. Diese Ereignisse
sind grundsätzlich nicht ungewöhnlich. Im Jahr 2011 traf es
besonders Sachsen­Anhalt und Thüringen, aber auch Sachsen
meldete Schlammlawinen.
Aus Mangel an Daten
Schlammlawinen sind zwar häufige, aber sehr lokale
Ereignisse und betreffen – im Gegensatz zu den großen Fluss­
überschwemmungen – immer nur wenige Menschen gleich­
zeitig. Entsprechend gering fällt das überregionale Medien­
interesse aus. Dies ist ein Grund, weshalb es in Deutschland
bisher keine Untersuchungen zur Häufigkeit des Auftretens
oder den verursachten Schäden gibt.
Erosionsanfällige Böden
Insbesondere in Sachsen sind Schlammlawinen eine große
Gefahr. Die Landschaft ist hügelig, die Lössböden sind
einerseits sehr fruchtbar und werden intensiv für die Land­
wirtschaft genutzt. Andererseits sind die Böden aber auch
äußerst erosionsanfällig. Hinzu kommt, dass die Besiedlungs­
dichte besonders hoch ist und die Landschaft durch immer
neue Baugebiete zunehmend zersiedelt wird. Viele dieser
Neubau gbiete entstehen auf Flächen, die potenziell von
Schlammlawinen bedroht sind.
Detaillierte Vorhersage möglich
Um das reale Risiko von Schlammlawinen an einem be­
stimmten Ort zu bewerten, musste eine Modellierung in sehr
großem Maßstab erfolgen. Außerdem mussten kleinräumige
Strukturen wie Wege, Gräben und Gebäude in den Eingangs­
daten berücksichtigt werden. Dazu wurde das an der TU
Bergakademie Freiberg entwickelte Bodenerosionsmodell
EROSION 3D eingesetzt. Mit diesem Modellansatz lässt sich
das Ausmaß von Schlammlawinen, die betroffenen Grund­
stücke oder Straßen abschnitte sehr detailliert vorhersagen.
Vor allem aber lassen sich Schutzmaßnahmen planen und
bewerten. Es ist auch möglich, diese Methode für die
Planung von Neubaugebieten einzusetzen, um das Risiko von
Schlamm lawinen im Vorfeld möglichst auszuschließen.
„Schlammlawinen sind bisher weit-
gehend unbeachtete Naturschäden.
In der Summe richten sie jedoch
sehr hohe Schäden an. Wir können
und sollten uns mehr um Prävention
bemühen.“
Sarah Annika Arévalo

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ELEKTROMOBILITÄT DER
NÄCHSTEN GENERATION
Nachwuchsforscher der TU Chemnitz wollen das Energiemanagement
bei Elektrofahrzeugen weiterentwickeln. Dabei soll auch die
Kommunikation zwischen Technik und Anwender eine Rolle spielen.
Projektname:
Adaptive Antriebskonzepte für
die Elektromobilität (AdAntE)
Hochschule:
Technische Universität
Chemnitz
Fördersumme:
1,8 Mio. Euro
Projektlaufzeit:
01.01.2012 – 31.12.2014
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr.­Ing. Olfa
Kanoun
Professur für Mess­ und
Sensortechnik
Tel.: 0371 531­36931
/ ­35755
www.tu­chemnitz.de/AdAntE
Interne Projektpartner:
Fakultät Elektrotechnik /
Informationstechnik;
Fakultät Maschinenbau;
Philosophische Fakultät

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Neue Antriebskonzepte
Die Nachwuchsforschergruppe der TU Chemnitz bündelt
Kompetenzen aus den Bereichen Psychologie, Elektro­ und
Informationstechnik und Maschinenbau, um gemeinsam an
den Potenzialen von adaptiven Antriebselementen in Elektro­
und Hybridfahrzeugen zu forschen. Der Fokus liegt dabei auf
der Energieeffizienz und dem Nutzererleben.
Empfehlungen vom Fahrzeug
Zentrale Punkte des Forschungsvorhabens sind die Optimie­
rung des Systemkonzepts von Elektrofahrzeugen hinsicht­
lich des Nutzerverhaltens, der Alterung von Komponenten
und der damit einhergehenden Zuverlässigkeit von Syste­
men. Künftige Systeme sollen in der Lage sein, ihre eigene
Funktionsfähigkeit sicherzustellen und Empfehlungen zur
Nutzung an Steuergeräte und Anwender zu kommunizie­
ren, um Verschleiß zu verringern und folglich Ausfall durch
Fehlverhalten vermeiden zu helfen. Darum ist die Ent­
wicklung und Anpassung von Diagnoseverfahren zur Be­
wertung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der im
Elektrofahrzeug verbauten Speicher sowie der Leistungselek­
tronik in Steuergeräten erforderlich.
Ganzheitliche Optimierung
Im Zuge einer ganzheitlichen Optimierung kombinieren die
Nachwuchsforscher aktuelle leistungsfähige Speichertechno­
logien wie Lithium­Ionen­Batterien, Schwungmassenspeicher
und Brennstoffzellen miteinander. Diese stellen die Verfüg­
barkeit von Energie im Fahrzeug für Kurz­ und Langzeit­
anforderungen sicher. Damit stehen zusätzlich Möglichkei­
ten für die Entwicklung neuer Regelstrategien zur Verfügung.
Diese werden sowohl die Anforderungen des Nutzers als
auch – unter Zuhilfenahme im Projekt entwickelter Diagnose­
verfahren – die Betriebssicherheit von Komponenten des
Fahrzeuges sowie die Lebensdauer von Systemkomponenten
beinhalten.
Praxiserfahrungen inklusive
Ein wichtiges Anliegen des Projekts ist es, über die drei
Jahre hinweg neben einem universitären Netzwerk auf dem
Gebiet der Elektromobilität auch einen engen Kontakt zur
sächsischen Wirtschaft aufzubauen. Am Ende sollen die
Ergebnisse der Nachwuchsforschergruppe anhand eines
Demonstrators präsentiert werden. Parallel dazu wird das
Kriterium „Nutzererleben“ in Softwareform zur Begleitung
eines Entwicklungsprozesses eingearbeitet. Mit dieser
Vor gehensweise lassen sich die Modelle und Annahmen
ent wickelter Theorien mit Praxiserfahrungen anschaulich
untermauern.
„Positives Nutzererleben als Basis
für den Erfolg der Elektromobilität
erfordert die Entwicklung adaptiver
Technologien in allen ihren Berei-
chen.“
Prof. Dr.-Ing. Olfa Kanoun

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KEIN SCHIMMEL MEHR AN
BAUSTOFFOBERFLÄCHEN
Am Institut für Bauklimatik der TU Dresden widmete sich die Promovendin Gabriele Gärtner
der Vermeidung von Schimmel in Gebäuden und mikrobiellem Bewuchs an Außenfassaden.
Projektname:
Theoretische und experimentelle
Untersuchung des strömungs­
und strukturabhängigen
Dampfübergangskoeffizienten
an der Bauteiloberfläche
Hochschule:
Technische Universität Dresden
Fördersumme:
155.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.04.2009 – 31.03.2012
Projektleitung und Kontakt:
Dipl.­Ing. Gabriele
Gärtner
Tel.: 0351 463­32504
gabriele.gaertner@tu­dresden.de
www.gg­projekt.de

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Vermeidung von Schimmel
Schimmel in Innenräumen wird oft noch mit handelsüblichem
Schimmel­Ex entfernt, was nicht nur zu gesundheitlichen
Beeinträchtigungen, sondern auch zu Schäden an der Bau­
substanz führen kann. In der Regel werden nur die betroffenen
Flächen behandelt, aber um Schimmelbildung dauerhaft zu
vermeiden, muss die Gesamtfeuchte im Gebäude geprüft
werden und gegebenenfalls eine fachgerechte Sanierung
folgen. Ansonsten droht auch wirtschaftlicher Nachteil, wenn
Möbel und Wände durch die oberflächliche Entfernung des
Schimmels nachhaltig angegriffen werden.
Algenbefall wirksam eindämmen
Ein erhöhter Wassergehalt auf kalten – weil gut gedämmten –
Außenseiten von Hauswänden begünstigt außerdem die Bil­
dung von Algen und Moosen an diesen Fassaden. Bewuchs
von Mikroorganismen verursacht an diesen Gebäuden opti­
sche und strukturelle Schäden und wird in der Regel noch mit
chemischen Wirkstoffen bekämpft. Nach einer Schweizer
Studie von 2008 schädigt die Beimengung von Bioziden in
Oberputz und Anstrich die Umwelt, da das von der Fassade
fließende Regenwasser die Wirkstoffe ins Erdreich leitet.
Dampfübergangskoeffizienten messen
Bei der hygrothermischen Simulation zur Vermeidung von
Kondensat an und in der Baukonstruktion, ist der sogenannte
Dampfübergangskoeffizient ein Eingangsparameter. Dieser
beeinflusst die Geschwindigkeit, mit welcher der Wasser­
dampf vom Baustoff in die umgebende Raumluft verdunstet.
Davon hängt ab, wie lange das Wasser an der Baustoffober­
fläche bleibt und wie sich die Feuchte in der Außenwand ver­
teilt. So können schon im Vorfeld Maßnahmen zur Vermeidung
von Staunässe im Bauwerk getroffen werden. Der Dampf­
übergangskoeffizient bildet zum Beispiel eine Grundlage für
die Anordnung von Dampfbremsen, also Vorrichtungen, die
die Ausbreitung von Wasserdampf in die Dämmung eines
Gebäudes einschränken.
Erweiterter Ansatz – verfeinerte Simulation
In ihrer Promotion entwickelte Gabriela Gärtner eine neue
Methode zur Berechnung des Dampfübergangskoeffizienten,
der die Einflussgrößen Windgeschwindigkeit und Oberflächen­
struktur einschließt. Dieser Ansatz basiert auf der Erkenntnis,
dass die Beschaffenheit der Oberfläche und die Windströ­
mung die Strömungsgeschwindigkeit der oberflächennahen
Luftschicht und damit die Verdunstungsgeschwindigkeit an der
Wandoberfläche beeinflussen. Der experimentelle Teil der Ar­
beit belegt die theoretische Herleitung und umfasst außerdem
die Entwicklung geeigneter Messverfahren: Der erweiterte An­
satz soll eine praxisnahe Grundlage für die Berücksichtigung
des Dampfübergangskoeffizienten in Simulationswerkzeugen
bieten.
Beitrag zum Klimaschutz
Der neue Ansatz ermöglicht, den Wärme­ und Dampfübergang
an der jeweiligen Baustoffoberfläche sowohl bei Wind als auch
bei Windstille nachzuvollziehen. So können konkrete Erkennt­
nisse für die Steuerung der Luftfeuchtigkeit an der der Wand
gewonnen und feuchteregulierende Baustoffoberflächen ent­
wickelt werden. Der perspektivische Verzicht auf chemische
Mittel zur Beseitigung von Schimmel und Algen ist ein Beitrag
zum Umweltschutz.
„Meine neue Berechnungsmethode,
die auch Windeinflüsse und Ober-
flächenstruktur berücksichtigt,
ermöglicht es, Feuchtigkeit im Bau-
werk genauer vorher zu bestimmen.
Damit leiste ich einen Beitrag zum
Umweltschutz.“
Gabriele Gärtner

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DIE WOHNUNG, DIE MITDENKT
Der Wohnungsmarkt beansprucht bis zu 35 Prozent des Gesamtenergie-
verbrauches. Mit dem Projekt „Low Energy Living“ von Nachwuchsforschern
der
Westsächsischen Hochschule Zwickau werden Einsparungspotenziale
nachhaltig realisiert – unter aktiver Beteiligung der Mieter.
Projektname:
Low Energy Living
Hochschule:
Westsächsische Hochschule
Zwickau
Fördersumme:
1,5 Mio. Euro
Projektlaufzeit:
01.11.09 – 31.10.12
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr. Tobias Teich
Fakultät Wirtschaftswissenschaften,
Professur Wirtschaftsinformatik
Tel. 0375 536­3415
http://aiis.fh­zwickau.de/aalice/
Interne Projektpartner:
Fakultät Elektrotechnik
(Professur für Elektrische Energie­
technik/Regenerative Energien);
Fakultät Kraftfahrzeugtechnik
(Professur für Wärmetechnik und
Computer gestützte
Planungsmethoden)
Externe Projektpartner:
TU Chemnitz (Fakultät für
Wirtschafts wissenschaften,
Professur für Produktionswirtschaft
und Industriebetriebslehre);
TU Dresden (Fakultät Elektrotechnik,
Professur Elektrische
Maschinen
und Antriebe);
Hochschule Mittweida,
Fachgruppe
Energiesystem technik/Messtechnik

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Mietnebenkosten verringern
Die Höhe und die Transparenz der Mietnebenkosten sind für die
Mieter heute ein bedeutendes Entscheidungskriterium bei der
Auswahl ihrer zukünftigen Wohnung. Diese möglichst gering
zu halten, war Ziel des Pilotprojekts „Low Energy Living“ einer
Nachwuchsforschergruppe der Westsächsischen Hochschule
Zwickau. Die gemeinsam mit anderen sächsischen Hochschu­
len und Universitäten erarbeiteten Konzepte konnten bereits
erfolgreich in den Zwickauer Wohnungsbestand integriert
werden. An der Umsetzung waren die Mieter aktiv beteiligt.
Intelligente Wohnungen
Mit Hilfe von intelligenter Gebäudesystemtechnik und den ent­
wickelten Steuer­ und Regelkonzepten ließ sich der Gesamt­
energiebedarf bei den Teilnehmern um 10 bis 20 Prozent sen­
ken. Die Grundlage bildete dabei eine intelligente Infrastruktur
in Wohnung, Gebäude und Liegenschaft, in der die Informatio­
nen aus den Bereichen Elektro­, Heizungs­, Sicherheits­ und
Lüftungstechnik gesammelt, analysiert und weiterverarbeitet
wurden.
Ständige Transparenz
Der Clou liegt nicht zuletzt in der Möglichkeit für die Mieter,
ihren Energieverbrauch jederzeit eigenständig zu optimieren.
Dies geschieht auf Grundlage der stets aktuellen Daten, die
gebündelt auf einem Display ablesbar sind. Laut einer Mieter­
befragung zeichneten sich überdurchschnittlich positive Re­
aktionen ab verbunden mit einer nachgewiesenen Steigerung
der Energieeffizienz. Auch die durchgeführten Mieterseminare
und Mieterworkshops fanden guten Anklang und zeigten den
Nachwuchsforschern weitere Umsetzungspotenziale auf.
Lohnende Investition
Das dreijährige Forschungsprojekt hat sich sowohl für die Um­
welt als auch unmittelbar für die Mieter in Zwickau ausgezahlt.
Durch die Realisierung von Energieeinsparpotenzialen und
die Integration regenerativer Energieträger wie etwa Solar­
energie konnten die CO
2
­Emissionen effektiv gesenkt werden.
Zudem haben sich der Wohnkomfort sowie die Sicherheit
für die Mieter erhöht und führten folgerichtig auch zu einer
Wertsteigerung der Wohnung. Das Verhältnis zwischen den
eingesparten Energiekosten, den Investitionen und den Be­
triebskosten der eingesetzten Gebäudesystemtechnik kann
als durchweg positiv bewertet werden. Eine leichte Integration
der Technik in weitere Liegenschaften ist im Zuge der strate­
gischen Partnerschaften und des vorhandenen Know­hows
vorgesehen. Die Modernisierungsmaßnahmen zeigen bereits
jetzt eine hohe Signalwirkung auf den regionalen und über­
regionalen Markt.
„Unser ‚Low Energy Living’-Konzept
lässt sich in viele, zur Sanierung an-
stehende Liegenschaften in Deutsch-
land integrieren und kann somit
auch überregional zur Senkung des
Energieverbrauches beitragen.“
Prof. Dr. Tobias Teich

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STROM UND WÄRME
ZU HAUSE
PRODUZIEREN
Der Promovend Dennis Krüger beschäftigt sich am DBFZ in Kooperation
mit der TU Chemnitz mit Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen,
die einzelne Privathaushalte mit Energie versorgen könnten.
Projektname:
Entwicklung und
Systemintegration einer
Mikro­Kraft­Wärme­Kopplungs­
Anlage für feste Biomasse
Hochschule:
Technische Universität
Chemnitz
Fördersumme:
19.500 Euro
Projektlaufzeit:
01.01.2012 – 31.12.2013
Projektleitung und Kontakt:
Dennis Krüger
Tel.: 0341 2434­759
dennis.krueger@dbfz.de
Interne
Projektpartner:
Deutsches Biomasseforschungs­
zentrum gGmbH

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Ergänzung für Solar- und Windenergie
Eine Kraft­Wärme­Kopplungs­Anlage für feste Biomasse
kann die Schwankungen ausgleichen, die bei Solar­ oder Wind­
energie naturgemäß auftreten. In seiner Promotions arbeit
untersucht Dennis Krüger eine Mikro­Variante, welche mit
unterschiedlichen nachwachsenden Festbrennstoffen betrie­
ben werden kann.
Schnelle Lastwechsel
Das Ziel liegt in der Entwicklung und Optimierung einer
funktionsfähigen Mikro­Kraft­Wärme­Kopplungsanlage für
feste Biomasse. Zudem soll hierfür ein häusliches oder
gewerbliches Umfeld simuliert werden. Hierbei liegt das
Augenmerk neben einem möglichst hohen Wirkungsgrad
auch auf der Fähigkeit, schnelle Lastwechsel durchführen
zu können. Dies entspricht den zukünftigen Anforderungen
des Stromnetzes.
Bedarfsgerechte Versorgung
Im Versuchsbetrieb erfolgt die Integration in das häusliche
oder gewerbliche Umfeld durch die Simulation von Wärme­
abnehmern und ­speichern. Hierbei werden unterschiedlichste
Szenarien und die technischen und wirtschaftlichen Grenzen
der Anlage untersucht. Die Fahrweise der Anlage wird wärme­
geführt sein. Diese wird nur betrieben, wenn der Verbraucher
Wärme vor Ort benötigt. Durch die Nutzung von Wärme­
speichern im lokalen Heizungsnetz kann die bedarfsgerechte
Bereitstellung von Strom und Wärme weitestgehend in
Einklang gebracht werden.
Großes Exportpotenzial
Durch das Projekt wird der Forschungsstandort Sachsen ge­
stärkt. Der zu entwickelnde Anlagentyp hat durch die Fähigkeit
der dezentralen, bedarfsgerechten Energiebereitstellung aus
fester Biomasse in Kraft­Wärme­Kopplung im sehr kleinen
Maßstab zudem ein großes Exportpotenzial gerade in Entwick­
lungs­ und Schwellenländer mit schwachen Stromnetzen.
Ressourcen schonen
Die dezentrale Energieerzeugung mit Kraft­Wärme­Kopplung
schont einerseits fossile Ressourcen und gleichzeitig stärkt
die Nutzung von Biomasse die heimische Wirtschaft. Weiterhin
lassen sich dadurch Rohstoffimporte reduzieren und die Ab­
hängigkeit von den betreffenden Exportländern vermindern.
„Ich hoffe, meine Forschung trägt
etwas dazu bei, dass in Zukunft jeder
selbst zu Hause seinen eigenen
Strom und seine eigene Wärme aus
nachwachsenden Rohstoffen der
Region produzieren kann.“
Dennis Krüger

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KÄLTE AUS DEM ERDINNERN
Erdwärme kann auch kühlen: Dadurch wird die Geothermie zu einem erneuerbaren
Energieträger mit Zukunft. Eine Nachwuchsforschergruppe der Hochschule Zittau/Görlitz
erkundet das Gesamtsystem und entwickelt eine passende Softwarelösung zur Simulation.
Projektname:
Wärmepumpen zum Heizen und
Kühlen von Gebäuden
Hochschule:
Hochschule Zittau/Görlitz
Fördersumme:
770.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.08.2012 – 31.12.2014
Projektleitung und Kontakt:
Prof. Dr.­Ing. Jörn Krimmling
Tel.: 03583 61­1649
j.krimmling@hszg.de
http://f­w.hszg.de/forschung/
forschungsprojekte/
waermepumpen.html

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Unterschätzte Geothermie
In der öffentlichen Wahrnehmung zählt die Geothermie zu den
weniger bekannten erneuerbaren Energien. In dieser Tech­
nologie liegt jedoch ein großes Potenzial. Wärmepumpen mit
Erdwärmesonden lassen sich nicht nur zum Heizen, sondern
auch zum Kühlen eines Gebäudes einsetzen – sogar gleich­
zeitig. Gerade wenn beides benötigt wird, lässt sich mit dieser
Technologie eine hohe energetische und wirtschaftliche Effizi­
enz erreichen.
Innovative Gebäudekonzepte
Um das Potenzial der Geothermie besser zugänglich zu
machen, haben sich Nachwuchswissenschaftler unterschied­
licher Fachrichtungen in einem Projekt der Hochschule Zittau/
Görlitz zusammen gefunden. Mit verschiedenen Ansätzen be­
arbeiten Energie techniker, Wirtschaftsingenieure und Mathe­
matiker alle Aspekte, welche die Planung, Errichtung und das
Betreiben von Wärmepumpenanlagen im Rahmen innovativer
Gebäudekonzepte betreffen.
Softwaregestützte Simulation
Für den effizienten Einsatz von Wärmepumpen ist eine ganz­
heitliche Betrachtung von Gebäude und Anlage erforderlich.
Die teilweise gegensätzlichen Anforderungen für das Heizen
einerseits und das Kühlen andererseits erfordern einen opti­
malen Kompromiss für das Anlagenkonzept. Zudem sollte
auch der Energiebedarf des Gebäudes möglichst genau be­
kannt sein. Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich deshalb mit der
Simulation der geothermischen Anlage unter Beachtung
des thermischen Verhaltens des Gebäudes. Diese Bereiche
werden als ein Gesamtsystem betrachtet und simuliert, wofür
die Nachwuchsforscher eine Softwarelösung entwickeln.
Neuer Versuchsstand
Um die Simulationsmodelle experimentell zu überprüfen, wird
ein Versuchsstand errichtet. Er besteht aus drei Erdwärme­
sonden unterschiedlicher Tiefe und Energieerzeugern, die
den Heizwärme­ und Kühlenergiebedarf eines Gebäudes
emulieren können. Die Möglichkeiten für Messungen sind
damit flexibler als die vergleichbarer Anlagen, welche norma­
lerweise an die Versorgung eines bestimmten Gebäudes ge­
bunden sind.
Leitfaden zur Optimierung
In einem weiteren Teilbereich untersuchen die Nachwuchs­
wissenschaftler, in welcher Art von Gebäuden Wärmepumpen
eingesetzt werden können und sollen. Dafür entwickelt die
Projektgruppe mehrere Nichtwohngebäudemodelle und be­
wertet diese zunächst energetisch und später auch wirtschaft­
lich. Im Ergebnis soll das Projekt einen Leitfaden liefern, der
ausgehend von der technischen Auslegung bis hin zur wirt­
schaftlichen Optimierung den Planungsprozess von Gebäuden
mit Wärmepumpenanlagen umfasst.
„Besonders bei der Kombination
von Heizen und Kühlen mit Wärme-
pumpen besteht noch erheblicher
Forschungsbedarf, der mit dem
vorliegenden Projekt abgedeckt
werden soll. Wärmepumpen werden
nur dann erfolgreich sein, wenn sie
sich energetisch und wirtschaftlich
sinnvoll in Gebäudekonzepte integ-
rieren lassen.“
Prof. Dr.-Ing. Jörn Krimmling

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ENERGIEQUELLE: ASPHALTBELAG
Julia Uhlig hat in ihrer Promotion an der TU Dresden untersucht, inwieweit sich die
sommerliche Hitze auf Asphaltstraßen für die Energiegewinnung weiternutzen ließe.
Projektname:
Möglichkeiten der Energiegewinnung
aus Asphaltstraßenkonstruktionen
Hochschule:
Technische Universität Dresden
Fördersumme:
38.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.11.2011 – 31.10.2013
Projektleitung und Kontakt:
Dipl.­Ing. Julia
Uhlig
Tel.: 0351 463­39838
julia.uhlig@mailbox.tu­dresden.de

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Straßen als Energiequelle
Sachsen besitzt ein dichtes und weitverzweigtes Straßennetz
von knapp 14.000 Kilometern Länge. Das ist eine Fläche von
mehr als 30 Millionen Quadratmetern, was in etwa 3.800 Fuß­
ballfeldern entspricht. Bei Oberflächentemperaturen von bis
zu 70° C in den Sommermonaten stellt diese Substanz einen
enormen Wärmespeicher dar, dessen energetische Aus­
beutung bislang jedoch kaum in Erwägung gezogen wurde.
Die bautechnischen Eigenschaften der Asphaltbefestigung
werden zudem durch die auftretenden hohen Temperaturen
negativ beeinflusst.
Funktionalität von Verkehrsflächen erweitern
Die Promotion an der TU Dresden untersucht konstruktive
Möglichkeiten – so genannte „Pavement Energy Systems“,
welche es ermöglichen, die im Asphaltoberbau enthaltene
Wärmeenergie aus der Straßenbefestigung abzuleiten und
nutzbar zu machen. Durch den Wärmeentzug erhöht sich
außerdem aufgrund der physikalischen Eigenschaften des
Asphalts die Nutzungsdauer der Straße, gleichzeitig lässt
sich im Erfolgsfall eine große Menge an Wärmeenergie
gewinnen, die in den sächsischen Energiehaushalt eingespeist
werden könnte. Die erlangten Kenntnisse können direkt in
Wissenschaft und Wirtschaft umgesetzt werden.
Wasser als Trägermedium
Das Ziel dieser Promotion ist die Entwicklung von System­
varianten, die umgehend im sächsischen Straßenbau um­
gesetzt werden können. Ein Variantenvergleich hinsichtlich
der Verwendbarkeit mit betriebswirtschaftlichen, ökologi­
schen, konstruktiven und energetischen Untersuchungen soll
erfolgen. Erste Überlegungen zur technischen Umsetzung
der Systeme ergaben mehrere Varianten, wie zum Beispiel
die Verwendung von Rohrsystemen. Dabei müsste jeweils
ein geeignetes Medium, beispielsweise Wasser, durch die
Konstruktion geleitet werden. Der heiße Asphalt erwärmt
das Wasser und lässt sich beim Austritt aus der Straßen­
befestigung als Energieträger nutzen.
Erhöhung der Straßenqualität
Aufbauend auf den Ergebnissen folgen abschließend Be­
trachtungen zur Wirtschaftlichkeit der entwickelten Systeme
beziehungsweise der Vorzugsvariante. Es werden Rechnun­
gen zur Energie bilanz durchgeführt, um den energetischen
Wirkungsgrad der Systeme abzuschätzen. Des Weiteren er­
folgen Prognose berechnungen, bis zu welchem Grad sich die
Spurrinnen bildung infolge der Kühlung reduzieren lässt und
wie sich dies auf die gesamte Nutzungsdauer der Straßen­
befestigung – gerade auch in Bezug auf Ermüdungserschei­
nungen oder Rissbildung – auswirkt.
„Die Nutzung solarthermischer
Energie aus Asphaltstraßen-
konstruktionen kann zukünftig
einen
erheblichen Beitrag zur
ressourcenschonenden Energie-
gewinnung leisten.“
Julia Uhlig

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PROJEKTE AB 2013 – EIN AUSBLICK
TRANSPARENTE DÄMMSTOFFE
Projektname:
ANWan – Anorganische, nichtmetallische Wärmedämmstoffe
mit angepassten Strahlungseigenschaften
Hochschule:
Technische Universität
Bergakademie Freiberg
Fördersumme:
1,65 Mio. Euro
Projektlaufzeit:
01.02.2013 – 31.12.2014
www.anwan.tu-freiberg.de
Neue Dämmstoffe für nachhaltige Nutzung der Ressourcen
ANWan heißt eine interdisziplinäre Nachwuchsforscher­
gruppe der TU Bergakademie Freiberg. Ihr Ziel ist die
Entwicklung neuartiger Wärmedämmstoffe, die transparent
für die einfallende Sonnenstrahlung, aber undurchlässig
für die Wärmestrahlung der zu dämmenden Objekte sind.
Diese werden es ermöglichen, Wärmeverluste zu minimieren
und gleichzeitig die Sonne ungehindert als Energiequelle zu
nutzen. Das ist interessant für verschiedene solarthermische
Anwendungen wie konzentrierende Systeme oder passive
Heizungen in Gebäuden.

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INTEGRIERTE
HOCHWASSERVORSORGE
Projektname:
Erstellung einer multikriteriellen Methode zur Bewertung
von Hochwasservorsorgemaßnahmen im Rahmen des
integrierten Hochwasserrisikomanagements
Hochschule:
Technische Universität Chemnitz und Hochschule Mittweida
Fördersumme:
38.400 Euro
Projektlaufzeit:
01.01.2013 – 31.12.2014
Hochwasserrisikomanagement
Mit der Bekanntmachung der Hochwasserrisikomanagement­
Richtlinie (2007/60/EG) und deren nationaler Umsetzung über
das seit 01.03.2010 geltende Wasserrecht der Bundesrepublik
Deutschland (WHG) sind in den Bundesländern u. a. die Auf­
stellung von Hochwasserrisikomanagementplänen durchzu­
führen. Im Rahmen dessen legt der Gesetzgeber besonderen
Wert auf die Effizienz und „Nachhaltigkeit“ von Hochwasser­
vorsorgemaßnahmen.
Interessenausgleich
In Ihrem Promotionsvorhaben beschäftigt sich Klaudia
Szenassy systematisch mit der integrierten Bewertung von
Hochwasservorsorgemaßnahmen, um einen Beitrag zum op­
timalen Haushaltsmitteleinsatz sowie Interessenausgleich bei
Hochwasserschutzfragen zu leisten. Aus aktuellem Anlass
wurde nach den Hochwasserereignissen im Juni 2013 zudem
eine Analyse der Planungsverfahren durchgeführt, die das
Zusammenwirken verschiedener Akteure und Betroffener
aufzeigt.

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GRUNDLAGEN FÜR NACHHALTIGE
ENERGIEVERSORGUNG SCHAFFEN
Projektname:
Angewandte und Theoretische Molekulare Elektrochemie
als Schlüssel für neue Technologien im Bereich der
Energieumwandlung und Energiespeicherung
Hochschule:
Universität Leipzig
Fördersumme:
650.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.01.2013 – 31.12.2014
www.uni-leipzig.de/~esfelektro/index.html
Neue Technologien erforschen
Die Umstellung der Energieversorgung von fossilen auf
regenerative Energien ist eine der größten und dringendsten
Herausforderungen unserer Zeit. Diese Energiewende gelingt
nur, wenn neben dem Bewusstsein in Gesellschaft und Politik
auch die zwingend erforderlichen Technologien im Bereich der
Energieumwandlung und ­speicherung vorhanden sind. Folg­
lich ist die Erforschung neuer Technologien ein Hauptanliegen
der Forschungsförderung in Deutschland und weltweit. Vielen
Neuentwicklungen bleibt jedoch der Durchbruch verwehrt,
bedingt durch zu geringe Wirkungsgrade, schnelle Degradation
und zu hohe Kosten.
Innovative experimentelle Techniken
Dabei tragen viele neue Technologien im Photovoltaik­,
Batterie­ und Brennstoffzellen­Bereich enormes Potenzial.
Dieses voll auszuschöpfen, erfordert jedoch ein detailliertes
Verständnis der im Einzelnen ablaufenden Prozesse. Dieses
grundlegende Wissen ist kaum vorhanden, da es mit etablier ten
Experimenten nicht zugänglich ist. Eine Nachwuchs forscher­
gruppe an der Universität Leipzig entwickelt innovative
experimentelle Techniken, um die entscheidenden Prozesse
in diesen Systemen sichtbar zu machen und zu verstehen.
Mit dem daraus gewonnenen, fundamentalen Wissen sollen
Konzepte zur Steigerung von Effizienzen, Langzeitstabilitäten
und Kostensenkung entstehen.

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NACHHALTIG PRODUZIEREN
Projektname:
Effiziente
Energienutzung:
Neue Konzepte
und Materialien
Hochschule:
Universität Leipzig
Fördersumme:
850.000 Euro
Projektlaufzeit:
01.01.2013 – 31.12.2014
Energieaufwand bei der Herstellung
Wie nachhaltig ein Produkt ist, lässt sich nicht nur an den
verwendeten Materialien ablesen. Entscheidend für die
Gesamtbetrachtung ist die bei der Herstellung notwendige
Energie. Ein Promovend der Leipziger Universität widmet
sich insbesondere den Technologien, die zur Erzeugung und
Umwandlung von elektrischer Energie eingesetzt werden.
Fertigung ohne Wärmeenergie
Ziel der Forschung ist unter anderem die energetische
Optimierung des Fabrikationsprozesses für Dünnschicht­
transistoren. Doktorand Peter Schlupp entwickelt in seiner
Projektarbeit Prozessschritte, um zukünftig derartige Bau­
elemente ohne den Einsatz von Wärmeenergie – also bei
Raumtemperatur – herstellen zu können. Diese Transistoren
sollen beispielsweise als Steuerelemente von kleinen, autar­
ken elektronischen Einheiten wie Sensoren und Aktuatoren,
zum Einsatz kommen oder zur Energiegewinnung genutzt
werden.

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IMPRESSUM
Herausgeber:
Sächsisches Staatsministerium
für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
Verwaltungsbehörde ESF
Wilhelm­Buck­Str. 2
01097 Dresden
Redaktion:
Sächsisches Staatsministerium
für Wissenschaft und Kunst,
Referat 34
Hochschulplanung und Statistik
Wigardstraße 17
01097 Dresden
Text/Layout:
FLASKAMP UMMEN AG, Berlin
Druck:
PRINTPRINZ GmbH
Stand:
Oktober 2013
Bestellung:
Zentraler Broschürenversand
der Sächsischen Staatsregierung
www.publikationen.sachsen.de
Fotonachweise:
Titel: Fotolia.com, beboy
S. 4: Fotolia.com, iko, S. 8: Fotolia.com, Minerva Studio, S. 10: Fotolia.com,
Karramba Production, S. 11: Sven Claus, S. 12/13: Franziska Kunth, S. 14/15: Projekt
Gebäudeintegrierte Windenergieanlagen, S. 16: F. Ludwig, Institut für Mikrobio logie,
TU Dresden, S. 17: Dr. Kristin Zoschke, S. 18/19: Kristina Denhof, S. 20/21: Franziska
Bühler, S. 22/23: Projekt Energie wende Sachsen – Strategien und Lösungsansätze
für ein nachhaltiges Energieversorgungssystem, S. 24: Karsten Rink, S. 25: Vilo­
graphy – Philip Meinl, S. 26/27: Bildarchiv der Pressestelle der TU Chemnitz/Christian
Schenk, Projekt intelligente dezentrale Energiespeichersysteme, S. 28: Alexander
Kahnt, S. 29: Tobias Krettek, filmaton.de, S. 30/31: Projekt Citree, S. 32/33: Sarah
Annika Arévalo, S. 34: Fotolia.com, alisonhancock, S. 35: Projekt AdAntE,
S. 36/37: Gabriele Gärtner, S. 38/39: Projekt Low Energy Living, S. 40/41: Dennis
Krüger, S. 42/43: Projekt Wärmepumpen zum Heizen und Kühlen von Gebäuden,
S. 44: Fotolia.com, lakov Kalinin, S. 45: Julia Uhlig, S. 46: Projekt ANWan,
S. 47: Klaudia Szenassy, S. 48: Sylvia Wentzlau, S. 49: Peter Schlupp
Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird auf die gleich zeitige Verwendung
männlicher und weiblicher Sprachformen verzichtet. Sämtliche Personen­
bezeichnungen gelten gleichwohl für beiderlei Geschlecht.
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verwendet werden. Dies gilt für alle Wahlen.

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www.sab.sachsen.de/esf
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