Erneuerbare Energien rücken im Zuge des Klimawandels immer stärker in den Fokus. Die Verhinderung zunehmender Umweltkatastrophen, wie die Flutkatastrophe im letzten Jahr und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, deren negative Auswirkungen durch den Ukraine-Krieg in den letzten Wochen stark sichtbar wurden, verlangen einen unausweichlichen massiven Ausbau von erneuerbaren Energien in allen Bereichen. Durch den Regierungswechsel auf Bundesebene scheint dies politisch nun auch im höchsten Maße verstanden und unterstützt zu werden. Um die Energiewende auf breiter Ebene umzusetzen, müssen neben dem schnellen Ausbau von On- und Off-Shore-Windparks, einem Ausbau von Photovoltaikanlagen auf Häuserdächern alle weiteren verfügbaren nachhaltigen Energiequellen erschlossen werden. Eine bisher praktisch ungenutzte Energiequelle ist die Windenergie in bebauten Regionen. Der Ausbau von Kleinwindkraftanlagen (KWA) auf ungenutzten höhergelegenen Dächern ist eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Möglichkeit, diese Energiequelle nachhaltig zu erschließen. Am SLA wurde aus persönlicher Motivation durch die Antragsteller ein Prototyp einer solchen Kleinwindanlage entwickelt, gebaut und getestet. Um die Leistungsfähigkeit einer solchen Anlage auch mittelfristig bewerten zu können, werden Pilotstandorte gesucht. Die hochliegenden Flachdächer an fast allen Gebäuden der RWTH bieten eine ideale Ausgangssituation zur nachhaltigen Stromerzeugung. Durch die Nutzung der vorhandenen Gebäudeflächen könnte die Technologie vor Ort getestet und bewertet werden. Bei demonstriertem positivem Nutzen könnten Anlagen in einem weiteren Schritt auf alle möglichen Dachstandorte der RWTH aufgestellt werden. Auf diese Weise kann die RWTH durch die Nutzung eigener Windressourcen einen Teil ihres Strombedarfs nachhaltig selbst decken. Ein Informationsangebot über den erzeugten Strom kann über eine „Stromuhr“ an einem zentralen Punkt für alle sichtbar gemacht werden.

Kontakt: Institut für Strukturmechanik und Leichtbau, Universitätsprofessor Kai-Uwe Schröder

Die Gruppenmitglieder der Fachschafts-internen Nachhaltigkeits-AG haben die Problematik der erhöhten Verschwendung von Ressourcen im Architekturstudium erkannt. Die aktuelle Situation fordert von den Studierenden Summen für A0 Drucke auszugeben bei Präsentationen, die lediglich 15 Minuten vom Dozenten korrigiert werden und anschließend entsorgt werden. Bei wöchentlichen Korrekturen gibt es weitere zusätzliche Ausgaben für etwa 30-minütige Korrekturen mit dem jeweiligen Betreuer. Die Corona-Pandemie hat bewiesen, dass solche Ausgaben und insbesondere Verschwendung von Ressourcen nicht zwingend nötig ist und Notizen auch auf digitalen Medien gemacht werden können. Um dies zu erproben und langfristig eine nachhaltigere Architekturlehre zu ermöglichen, möchten wir mithilfe des Nachhaltigkeitsfonds ein Promethean Board anschaffen. Die Technik wollen wir sowohl selbst erproben, als auch an Lehrstühle verleihen, um das Bewusstsein über alternative Möglichkeiten der Betreuung zu fördern. Somit wirken wir auch der Produktion von Papiermüll entgegen. Da Studierende täglich sich in solchen Situationen vorfinden und das ein großes Problem darstellt, empfinden wir die Förderung von ressourcenschonenden Maßnahmen mithilfe von digitalen Methoden als relevanter Teil für unseren Bereich.

Kontakt: Fachschaft Architektur

Mit der Gründung des „Center for Sustainable Hydrogen Systems“ (CSHS) und des „Center for Circular Economy“ (CCE) soll ein Forschungszentrum der RWTH Aachen eingerichtet werden. Ziel des Gebäudes ist eine Bündelung von Expertise aller Fachbereiche zu den Themen Wasserstoff und Kreislaufwirtschaft an einem Standort. Die neu geschaffene Anlaufstelle für inter- und transdisziplinäre Forschung zu Nachhaltigkeitsthemen dient nicht nur der RWTH, sondern auch der Vernetzung von Akteuren aus den Industrie, den Kommunen und Ländern. Folglich soll das Forschungsgebäude einen wesentlichen Beitrag zum wissenschaftlichen Diskurs der wasserstoff- und Kreislaufwirtschaft beitragen und wirkt somit als Leuchtturmprojekt. Damit das Bauvorhaben diesen Anspruch erfüllt und somit auch überregional als Best-Practise Beispiel dienen kann, sollte neben der inhaltlichen Umsetzung der Themen auch das Gebäude selbst kreislaufgerecht und energieeffizient konzipiert werden. Insofern sollte die Betriebsenergie aus zukunftsweisenden, CO2-neutralen Energiequellen sortenrein möglich sein. Die im CSHS und CCE vorhandenen Expertisen sollen hierbei in Form einer Potenzialstudie eingesetzt werden, um Umsetzungsmöglichkeiten eines ganzheitlich CO2-neutralen Gebäudes herauszuarbeiten. Die Potentialstudie beinhaltet eine energetische Anforderungsermittlung die unter anderem Potenziale zur Einbindung erneuerbaren Energien entwickelt. Der Einsatz eines Energiemanagementsystems kann fortlaufende Verbesserung der Energieeffizienz ermöglichen. Durch die Betrachtung der Materialkreisläufe kann der Input und der potenzielle Output der Gebäudesubstanz bewertet werden, um zukünftige Nachnutzungspotenziale der eingesetzten Materialien aufzuzeigen. Am Ende des Projektes soll ein Leitfaden für kreislaufgerechte und energetisch optimierte Forschungsgebäude entstehen. Die Idee für das Projekt resultiert aus dem Austausch zwischen dem CSHS und dem CCE. Das CSHS wurde von insgesamt über 50 Professorinnen und Professoren der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich initiiert. Das CCE wurde 2021 von 17 Professorinnen und Professoren der RWTH Aachen gegründet.

Kontakt: Juniorprofessur Rezykliergerechtes Bauen, Juniorprofessorin Linda Hildebrand

Der Gebäudebestand der RWTH trägt wesentlich zum Hitzeinseleffekt in den verschiedenen Campusbereichen und der Stadt Aachen bei. Gebäude und umgebende Freiflächen bieten nur wenig Lebensraum für Tiere und Pflanzen und bieten häufig ein wenig ansprechendes Bild und kaum Möglichkeiten zur Identifikation von Studierenden und Beschäftigten mit ihren Arbeitsorten. Gebäudebegrünung kann dies verändern und auf alle genannten Bereiche positiv wirken. Eine großflächige Gebäudebegrünung ist jedoch mit erheblichem Investitions- und Unterhaltungsaufwand verbunden. Die Antragstellenden aus den Fakultäten 2 und 4 und der zentralen Hochschulverwaltung wollen daher gemeinsam mit Studierenden ein Selbstbaukit zur Gebäudebegrünung entwickeln. Dieses kann Studierenden und Beschäftigten von der Hochschule zur Verfügung gestellt werden, um eigeninitiativ kleinere Dach- oder Fassadenabschnitte zu begrünen. Aufgrund der geringen Größe (Selbstbau-Ansatz) unterstützt das „BauGrünKit“ als koproduktive Naturschutzmaßnahme in erster Linie die urbane Biodiversität. Es bietet Lebensraum und Nahrung für unterschiedliche Tier- und Pflanzenarten und kann durch die Pflanzenauswahl an bestimmte Arten und Standorte angepasst werden. Die Selbstbau-Idee kann als partizipativer Ansatz verstanden werden (Teambuilding-Maßnahme), indem Mitarbeitende gemeinsam das „BauGrünKit“ installieren und die Begrünung gemeinsam pflegen. Durch die Auswahl der Pflanzen birgt der Ansatz auch das Potenzial zur Aneignung und Weiterentwicklung, zum Beispiel in Richtung „Urban Gardening“. Neben einer (grafisch wie textlich) gut verständlichen Aufbauanleitung (mehrsprachig) und einer intuitiven Einsetzbarkeit soll das BauGrünKit auch über die Bedeutung der Biodiversität informieren, Hinweise zur Stärkung der Biodiversität bieten und im Idealfall zu weiteren Begrünungsprojekten anregen. Das BauGrünKit steigert – zahlreich angewendet – die gerade im Innenstadtbereich geringe Biodiversität der RWTH. Die RWTH hätte so einen leicht einsetzbaren Baustein, mit dem sie ihren Beitrag zu Erhalt und Stärkung der Biodiversität sichtbar macht.

Kontakt: Institut und Lehrstuhl für Landschaftsarchitektur, Dr. Alex Timpe

Im Kreise der wissenschaftlichen Mitarbeiter des Instituts kam bereits vor längerer Zeit die Frage auf, inwiefern eine projektspezifische Bilanzierung der durch die Vielzahl am Institut vorhandener Prüfstände aufgenommenen elektrischen Leistung möglich wäre. Hintergrund ist, dass am ifas diverse Prüfstände mit großer elektrischer Anschlussleistung vorhanden sind, die bei größeren Kennfeldvermessungen oder Haltbarkeitsuntersuchungen über Tage oder Wochen kontinuierlich mit hoher Last (mehrere hundert kW) betrieben werden. Zeitgleich arbeitet das Institut im Rahmen öffentlich geförderter Projekte an der Bestimmung des CO2-Fußabdrucks in der Produktion und dem Betrieb fluidtechnischer Komponenten, sodass das Bewusstsein für dieses Thema stetig wächst. Im Rahmen des Projekts soll daher die prüfstands- und projektspezifische Leistungsbilanzierung durch Integration WLAN-fähiger Leistungsmesser an neuralgischen Punkten des institutsinternen Stromnetzes ermöglicht werden. Dies mit dem Ziel, einerseits das interne Bewusstsein für die Auswirkungen des Betriebs zu stärken und den Betrieb effizienter zu gestalten und andererseits durch Angabe der aufgewendeten Energiemengen zur Datenerzeugung in Publikationen das Bewusstsein für diese Thematik in der Öffentlichkeit zu stärken.

Kontakt: Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme, Universitätsprofessorin Katharina Schmitz

Die oben genannten Antragsteller haben Erfolgsbilanzen in interdisziplinaren H2020- und SPP-Projekten für die CO2-Fixierung, Abbau von Plastik und Elektrobiotechnologie aufzuweisen sowie Erfahrung in der Pflanzenphysiologie, -biochemie und Modellierung. Aufgrund der Auswirkungen der globalen Erwärmung wird der Bedarf an einer wärmeabsorbierenden Isolierung von Gebäuden in Zukunft voraussichtlich steigen. Technologische Fortschritte machen es möglich, weitere Funktionalitäten in eine Fassade zu integrieren, indem "intelligente Materialien" wie Mikroalgen oder Cyanobakterien eingesetzt werden. Ziel dieses Projekts ist es, eine Fassade aus Mikroalgen oder Cyanobakterien zu entwerfen und zu nutzen, die gleich drei verschiedene Zwecke erfüllt: Erstens, die Verbesserung der Wärmedämmung eines Gebäudes. Die Lebendfassade wird aus mehreren Modulen bestehen, die als Bioreaktoren für das Wachstum von Mikroalgen oder Cyanobakterien dienen. Sie wird an einer bestehenden Fassade angebracht, schirmt das Gebäude vor Sonneneinstrahlung ab und verbessert so die Wärmedämmung und die Optik des Gebäudes. Zweitens binden die Mikroben das Treibhausgas CO2 in städtischen Gebieten. Ungefilterte Stadtluft wird an der Unterseite einer Fassadenplatte in Kombination mit dem einfallenden Sonnenlicht zur Photosynthese durch die Algen eingeleitet, die Biomasse und Sauerstoff produzieren, die an der Oberseite wieder freigesetzt werden. Die Fassade hat also die gleichen positiven Auswirkungen auf die Luftqualität wie ein Baum. Drittens können die Cyanobakterien Stickstoff fixieren und somit Dünger bilden, was in der aktuellen Energie- und Russland/Ukraine-Krise von zunehmender Bedeutung ist. Begleitend zu dem Algenreaktorprojekt wird an den Instituten für Angewandte Mikrobiologie/Pflanzenphysiologie Konzepte zur Plastikvermeidung und zum Energiesparen umgesetzt. Bei den Ansätzen werden Studierende in Forschungsprojekten miteinbezogen, um Photofermentationen im Bezug zur Energiebilanz und der technischen Leistungsfähigkeit zu evaluieren. Dieser Antrag dient als Pilotprojekt an der RWTH und kann bei einer positiven Evaluierung auf die ganze Fassade des Sammelbaus Biologie bzw. weitere Gebäudeflächen ausgeweitet werden.

Kontakt: Institut für Angewandte Mikrobiologie, Universitätsprofessor Lars Lauterbach