Architektur und Gebäudesysteme

Die Professur für Architektur und Gebäudesysteme (A/S) erforscht aktive und passive Systeme der Energieversorgung und Klimatisierung von Gebäuden. Die Forschungsprojekte und Fallstudien auf verschiedenen Ebenen reichen vom Entwurf bis zum Betrieb. Motivation und Ziel unserer Forschung ist es, eine CO2-neutrale gebaute Umwelt zu realisieren, die Energie effizient produziert und nutzt und dabei einen hohen Nutzerkomfort ermöglicht. Die A/S-Forschungsgruppe ist zudem Teil des Future Cities Laboratory (FCL) am Singapore ETH Centre. Hier erforschen und entwickeln wir effiziente Technologien und integrierte Entwurfskonzepte für kohlenstoffarme Gebäude und Städte in den Tropen mit besonderem Augenmerk auf die räumlichen und klimatischen Herausforderungen Singapurs.

A/S-Forschungsprojekte verbinden verschiedene Maßstabsebenen: Bauteil – Gebäude – Stadtteil. Auf Bauteilebene erforschen wir aktive und anpassungsfähige Schnittstellen der Gebäudehülle, beispielsweise unter Verwendung von Soft-Robotik-Aktuatoren. Derartige Aktuatoren erlauben die Solarausrichtung bei einer adaptiven Solarfassade, also das Nachführen der Photovoltaikmodule entsprechend der Sonnenbewegung und damit die Steigerung der erzeugten Energiemenge im Gleichgewicht mit dem Nutzerkomfort.

Auf Gebäudeebene arbeitete die A/S Group eng zusammen mit anderen Wissenschaftler/innen der ETH an einem funktional integrierten, funikulären Deckensystem. Das Team entwickelte dafür ein innovatives 3D-gedrucktes Lüftungsleitungssystem und eine hydronische Spule für ein Niedrigtemperatur-Heiz- und Kühlsystem. Das Deckensystem wird im Jahr 2019 als Teil eines fortschrittlichen Gebäudeenergiekonzepts im Rahmen der NEST HiLo-Innovationseinheit baulich umgesetzt.

Unser MuSES-Projekt belegt schließlich die Forschung auf Stadtteilebene. MuSES – Multi-Scale Energy Systems for Low Carbon Cities – zielt auf die Entwicklung analytischer Mittel zur Identifizierung zukünftiger Energieverbrauchsdaten und Versorgungssysteme (thermisch, elektrisch) für gemischtfunktionale, hochverdichtete Stadtquartiere. Die Betrachtungen werden anhand einer Fallstudie in Singapur durchgeführt, unterstützt durch neuartige räumliche Hilfsmittel der Energiemodellierung, -analyse und -optimierung wie das Computerprogramm externe Seite City Energy Analyst (CEA) Toolbox.