Abgeschlossene Forschungsprojekte

Industrielle Produktionsanlagen werden heute aus Gründen der Raumverträglichkeit und zur Sicherstellung der Ver- und Entsorgung weltweit vornehmlich in Industrieparks angesiedelt. Die Ansiedlung unterschiedlicher industrieller Produktionsanlagen an einem Standort eröffnet dabei Gestaltungsoptionen für die Einsparung von Ressourcen und Energie durch die gemeinsame Nutzung, Kreislaufführung oder den Austausch von Stoffströmen. So können Materialien, die in dem einen Unternehmen als Abfallstoff gelten, in einem anderen Unternehmen zum Produktionsrohstoff werden. Hierfür sind jedoch spezifische Aufbereitungstechnologien notwendig.

Ziel des Forschungsprojektes „Water-Reuse in Industrieparks (WaReIp)“ ist es, die in einem Industriepark anfallenden Abwässer (Produktions-, Sanitär- und Küchenabwässer) über kaskadenartig angeordnete Aufbereitungsstufen bedarfsorientiert für den Einsatz in anderen Produktionsanlagen aufzubereiten, um so den externen Bedarf an Trink-/Grundwasser sowie die Kosten des Anlagenbetreibers für die Wasserbereitstellung und die Abwasserbehandlung zu reduzieren.

Nach der systematischen Analyse des qualitativen und quantitativen Angebots an Abwasser sowie der Nachfrage nach Brauchwasser in typischen Produktionsanlagen (hier mit dem Fokus auf der chemisch-pharmazeutischen Industrie) werden neue Lösungsansätze zur Abwasserreinigung entwickelt, ebenso wie bereits anerkannte Verfahren im Hinblick auf den Einsatz im Rahmen eines optimierten Stoffstrommanagements erfasst, beschrieben und miteinander kombiniert, sodass mit möglichst geringem Ressourcen- und Kostenaufwand ein möglichst hoher Nutzungsgrad erreicht werden kann. Ein passendes Rohrleitungsnetz mit Messnetz wird ausgearbeitet, ebenso wie verschiedene Bewertungssysteme für die Auswahl der im Einzelfall bestmöglichen Aufbereitungstechnik erprobt. Weiterhin werden soziotechnische Aspekte des Bediensystems, wie auch die Übertragbarkeit auf andere Industriestandorte/-typen geprüft.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 02WAV1409A)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Fachgebiet Abwassertechnik (Prof. M. Engelhardt),
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft (Prof. L. Schebek),
  • TU Darmstadt Forschungsgruppe – Arbeits- und Ingenieurpsychologie (Prof. J. Vogt),
  • Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Leibniz Universität Hannover,
  • IEEM gGmbH – Institute of Environmental Engineering & Management at the Witten/Herdecke University,
  • EnviroChemie GmbH,
  • Endress+Hauser Conducta,
  • Kocks Consult GmbH

Projektlaufzeit: 01.10.2016 bis 30.09.2020 (48 Monate)

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Im Forschungsprojekt AktVis arbeitete die TU Darmstadt mit dem Fraunhofer-Institut für graphische Datenverarbeitung IGD sowie den drei Projektkommunen und dem Regionalmanagement Darmstadt-Dieburg zusammen. Mehrere Ansätze für eine Forcierung einer Innenentwicklung mit dem Fokus auf kleine und mittlere Kommunen haben sich in der zweijährigen Projektlaufzeit herauskristallisiert. Innenentwicklung muss als Gemeinschaftsaufgabe betrachtet werden, in die der gesamte Ort einzubeziehen ist. Hierbei ist das Zusammenspiel aller Maßnahmen und Projekte entscheidend. Denn Innenentwicklung muss sich mit vielfältigen Interessen und Konflikten auseinandersetzen, die wiederum nur kooperativ und gemeinsam bewältigt werden können.

Für drei Kommunen in Südhessen wurden durch das Zusammenwirken von Politik, Verwaltung und Wissenschaft sowie privaten und wirtschaftlichen Akteuren neue Methoden zur Aktvierung von Innenentwicklungspotenzialen erarbeitet und getestet. Dabei sind die Sensibilisierung der Bürgerschaft für die Notwendigkeit und den Mehrwert einer Innenentwicklung vor Ort sowie die Aktivierung der Eigentümer_Innen ausschlaggebend. Eigentümer_Innen von Grundstücken stellen aufgrund ihrer Verfügungsgewalt wichtige Schlüsselakteure dar. Die wechselseitige Abhängigkeit im Bereich Eigentum der öffentlichen Hand und Privaten erfordert eine kommunikative Ausgestaltung. Dafür stehen verschiedene Instrumente und Methoden zur Verfügung, wie zum Beispiel eine intensive Öffentlichkeitsarbeit, Bürgerworkshops oder die Eigentümeransprache.Die Visualisierung ist eine weitere wichtige Komponente bei der Aktivierung. Durch sie kann der betreffende Raum und dessen Umgebung für die Bürgerschaft räumlich erfahrbar abgebildet werden. Sie präzisiert beispielsweise in Beteiligungsveranstaltungen die sprachliche Darstellung, wirkt anregend und vermag so auf die Problemstellungen der Flächeninanspruchnahme zu lenken. Entscheidend ist, dass eine interaktive Ortsentwicklung mit ihren Werkzeugen zur aktiven Gestaltung und der Verfassung von Anmerkungen die passive Betrachterrolle aufbricht.

Dafür wurde ein webbasiertes GIS (WebGIS) entwickelt, das gleichzeitig eine Verknüpfung von Vor-Ort-Beteiligung mit Online-Partizipation ermöglicht. Veränderungen der Siedlungsstruktur mit einem interaktiven WebGIS lassen sich schneller und visuell eindrücklicher vornehmen als bei klassischen Planungsmethoden, wie Holzmodellen oder 2D-Plänen. Digitale 3D-Modelle erlauben einen intuitiven Zugang zum Raum. In Planungsprozessen können durch solche virtuellen Modelle und unterschiedliche Funktionalitäten Bürger_Innen beteiligt, informiert und beraten werden. Ergänzt wurden die Beteiligungsangebote durch ein individuelles Beratungsangebot. Unter anderem wurden hier Baulückenschließungen, Wiederbelebungen von Leerständen sowie Umnutzungen von Nebengebäuden besprochen. In diesen Gesprächen sollten die Eigentümer_Innen ihre Ideen und Wünsche für eine denkbare bauliche Veränderung möglichst konkretisieren. Ziel war es gemeinsam weitere Handlungsschritte im Prozess der baulichen Veränderung mit Fokus auf der Innenentwicklung einzuleiten.

Obwohl die in AktVis angewandten Ansätze grundsätzlich zufriedenstellende Resultate erzielten, zeigte sich, dass eine bloße Erweiterung der Beteiligungs- und Kommunikationsmöglichkeiten nicht ausreichend ist. Der intensive Dialog ist der erste wichtige Schritt und eine mehrstufige Einbindung aller Akteure unter Zuhilfenahme einer 3D-Visualisierung kann die Kommunikation langfristig verbessern. Die Stellschrauben für eine Aktivierung der Innenentwicklungspotenziale liegen jedoch auch an anderen Stellen. Um die Strategien anzuwenden und für eine weitere Unterstützung des Zieles ‚Innen vor Außen‘ sind auf der kommunalen Ebene Veränderung nötig, die die Unterstützung durch weitere politische Ebenen dringend voraussetzt. Innenentwicklung muss als komplexe Managementaufgabe verstanden werden, die im Vergleich zu Aufgaben in der klassischen Außenentwicklung einen erhöhten Planungs- und Abstimmungsaufwand beinhaltet.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 033L188A)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Forschungsgruppe Arbeits- und Ingenieurpsychologie (Prof. J. Vogt),
  • Fraunhofer Institut für graphische Datenverarbeitung Darmstadt,
  • Stadt Bensheim
  • Gemeinde Münster
  • Gemeinde Otzberg

Projektlaufzeit: 1.03.2017 bis 28.02.2019

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In schnell wachsenden Großstädten stellt sich das Problem, dass die notwendige Infrastruktur (Wasser, Abwasser, Abfall und Energie) mit dem Wachstum der Städte nicht mithalten kann. Aufgrund fehlender Kapazitäten stehen Strom und Wasser nicht fortlaufend bzw. flächendeckend zur Verfügung und anfallendes Abwasser bleibt aufgrund mangelnder Reinigungskapazitäten unbehandelt. Vor diesem Hintergrund sind Konzepte gefragt, die eine hohe Verlässlichkeit  und Ressourceneffizienz aufweisen und die erforderlichen Infrastrukturkapazitäten entsprechend des urbanen Wachstums „mitwachsen“ lassen können.

Als mögliche Lösung wurde der Ansatz Semizentral in den vergangenen 11 Jahren unter der Federführung des Fachgebietes Abwassertechnik des Institutes IWAR der Technischen Universität Darmstadt entwickelt. Dies erfolgte in enger Zusammenarbeit mit zahlreichen Industriepartnern in Deutschland und mit wissenschaftlichen Partnern in Deutschland und China. Gefördert wird das Verbundvorhaben in Deutschland durch das BMBF, in China vom MoST. Im Rahmen der Weltgartenbauausstellung im Jahr 2014 wurde der Ansatz erstmalig im Realmaßstab umgesetzt: Das Leuchtturmprojekt erfolgreicher angewandter deutsch-chinesischer Wissenschafts- und Forschungskooperation wurde von einem chinesischen Investor in Qingdao finanziert und gebaut.

Das in zwei Phasen geteilte Verbundprojekt umfasst die erstmalige Realisierung eines semizentralen Resource Recovery Center (im Realmaßstab) in der schnell wachsende und bereits seit Jahren unter zunehmendem Wassermangel leidenden Hafenstadt Qingdao. Die erste Phase (April 2012 – März 2013) umfasste alle notwendigen Vorarbeiten für die Implementierung: Die Anpassung des Konzeptes an die realen Rahmenbedingungen des Standortes sowie die Begleitung der Planungs- und Genehmigungsprozesse. Gegenstand der zweiten Phase (Mai 2013 – Dezember 2017) ist die Validierung, Optimierung und Weiterentwicklung des Ansatzes.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 02WCL1215 / 02WCL1266)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Fachgebiet Abwassertechnik (Prof. P. Cornel, Projektleitung),
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Abwasserwirtschaft,
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Entwerfen und Stadtentwicklung (Prof. A. Rudoplh-Cleff),
  • TU Darmstadt – Institut für Baubetrieb (Prof. Ch. Motzko),
  • Kocks Consult GmbH,
  • Endress+Hauser Conducta,
  • Aqseptence Group, 
  • M&P Gruppe, 
  • Cosalux, 
  • Far Eastern Consulting, 
  • Gummersbach Environmental Computing Center, 
  • Gebrüder Heyl, 
  • Emscher Wassertechnik, 
  • Institut für sozial-ökologische Forschung, Frankfurt

Projektlaufzeit: 1.04.2012 bis 31.12.2019

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Nachhaltige städtebauliche Innenentwicklung benötigt bei den Städten und Gemeinden weitreichende Kenntnisse der rechtlichen, planerischen und ökonomischen Grundlagen der Baulandentwicklung. Private Investoren (hierzu zählt auch der Bauherr einer selbstgenutzten Immobilie) sind zu einem Projekt der Innenentwicklung in der Regel nur dann bereit, wenn die Probleme eines solchen Innenentwicklungsprojektes bereits identifiziert und weitgehend gelöst sind, sodass sich das Risiko eines Investments sicher abschätzen lässt. Daher sind die Gemeindeverwaltungen gefordert, Projekte der Innenentwicklung so vorzubereiten, dass Investoren zu Verwirklichung von Neubauvorhabenbereit sind. Gerade kleinere Städte und Gemeinden (bis 20.000 Einwohner) haben in ihren Verwaltungen vielfach nicht die fachliche Kompetenz solche Entwicklungen zu betreiben, können aufgrund ihrer wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit aber auch nicht die erforderlichen personellen Ressourcen bereitstellen. Ihnen bleibt damit nur die Möglichkeit eigenes Personal zur Übernahme solcher Aufgaben zu schulen oder entsprechende Aufträge an private Dienstleister zu vergeben. Der berufsbegleitende Masterstudiengang „Städtebauliche Innenentwicklung“ soll diese Lücke schließen und den beschriebenen Bedarf decken.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 16OH22038)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt, Dezernat II Studium und Lehre, Hochschulrecht Ref. Studienprogramme und Qualitätssicherung (Projektleitung)

Projektlaufzeit: 01.10.2016 bis 31.07.2020

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Die Nutzung von Sekundärrohstoffen, insbesondere Metallen, aus dem Baubereich ist von hohem ökonomischem Interesse und ökologisch relevant.

Das Verbundprojekt PRIGG verfolgt die Ziele, die dringend notwendigen Informationsgrundlagen für die Rohstoffrückgewinnung aus dem Bausektor zu schaffen und Handlungsstrategien zu deren Mobilisierung bereitzustellen. Die Untersuchungen werden in und für die Region Rhein Main mit Vor-Ort-Untersuchungen bei Partnern aus Wirtschaft und Verwaltung durchgeführt. Das Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe ist Koordinator des Verbunds aus drei TU-internen Partnern und zwei Industriepartnern.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 033R100A)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft (Prof. L. Schebek, Projektleitung),
  • TU Darmstadt – Institut für Baubetrieb, (Prof. Ch. Motzko)
  • Adam Opel AG,
  • re2area

Umfang Dauer: 01.04.2013 – 30.06.2016

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Im Rahmen der DFG-Forschergruppe „Lokale Generierung handlungsrelevanten Wissens" war das Ziel, die Muster der Generierung handlungsrelevanten Wissens zu entschlüsseln. Für diese Analysen diente das Politikfeld Klimaschutz und Klimaanpassung in den Städten Frankfurt am Main, München und Stuttgart.

Das Teilprojekt (TP) Flächenmanagement und Immobilienwirtschaft analysierte in der Forschergruppe bauleitplanerische Tätigkeiten zur Entwicklung von Bauland für Neubauprojekte und Nutzungsänderungen (Flächenmanagement) sowie auf Maßnahmen zum energetisch optimierten Neubau und zur energetischen Sanierung des Gebäudebestands (Immobilienwirtschaft). Dabei wurde Insbesondere darauf fokussiert, zu erörtern, welches Wissen über den Klimawandel und seine Auswirkungen bei den relevanten privaten und öffentlichen Akteuren vorliegt und wie dieses Wissen in Planungs- und Entscheidungsprozesse sowohl zur Bestandsentwicklung (kommunale Förderprogramme zur Sanierung, immobilienwirtschaftliche Klimaschutzkonzepte etc.) als auch zu Neubauprojekten (städtebauliche Verträge) einfließt.

Damit wurden auf lokaler Ebene sowohl Wissensordnungen – als Wissensselektions- und -implementierungsvorgang – als auch die lokalspezifischen Bedingungen der unterschiedlichen Entscheidungsprozesse in Bezug auf die Klimaschutzziele untersucht. In diesem Zusammenhang ging es hinsichtlich der Ableitung energiepolitischer Implikationen auch darum, lokalspezifische Effizienzkriterien sowie -kalküle zu erfassen und ihrer Auswirkungen auf die Energiepolitik für das Flächenmanagement und die Immobilienwirtschaft darzustellen.

Fördermittelgeber: DFG (FOR 1730)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Arbeitsbereich „ Öffentliche Verwaltung, Staatstätigkeit und Lokale Politikforschung“ (Prof. H. Heinelt – Projektleitung)
  • TU Darmstadt – Arbeitsbereich „Politisches System der BRD und Vergleich politischer Systeme“ am Institut für Politikwissenschaft (Prof. A. Benz)
  • TU Darmstadt – Arbeitsbereich „Vergleichende Analyse politischer Systeme und Integrationsforschung“ (Prof. M. Knodt)
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrstechnik (Prof. M. Boltze)
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Immobilienwirtschaft und Baubetriebswirtschaftslehre (Prof. A. Pfnür)
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Entwerfen und Stadtplanung (Prof. J. Wekel)
  • TU Dortmund – Fachgebiet European planning cultures (Prof. C. Zimmermann)

Projektlaufzeit: 1.1.2012 bis 31.12.2014

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Ziel des Verbundvorhabens ist es, am Beispiel der Stadt Hanoi eine umsetzungsorientierte Lösung zur Bestandssanierung bestehender Ver- und Entsorgungsstrukturen mit einer angepassten und integrierten Infrastruktur in der Siedlungserweiterung zu entwickeln. Dies soll mittels eines semizentralen Ver- und Entsorgungskonzeptes in einer schnell wachsenden Stadt ohne Schmutzwasserkanalisation (aber mit Septic-Tanks) schrittweise in Kombination mit Siedlungserweiterungen/neuen Siedlungsgebieten (mit Schwemmkanalisation) realisiert werden. Dazu wird von bisher für Hanoi empfohlenen Konzepten Abstand genommen, die vorsahen, die bestehenden Septic-Tanks kurz- bis mittelfristig außer Betrieb zu nehmen und aufwändig durch eine Schwemmkanalisation zu ersetzen.

Stattdessen werden Konzepte und Vorgehensweisen entwickelt, mithilfe derer die bestehenden Strukturen kostensparend und verträglich mit neuen Strukturen kombiniert werden können. Neu zu errichtende Stadtteile werden mit einer Trennkanalisation und einer in der Größe angepassten Abwasserbehandlungsanlage geplant. Septic-Tanks sind in den Neubaugebieten entsprechend nicht vorgesehen. Der integrierte semizentrale Ansatz berücksichtigt somit eine kombinierte Behandlung von Abwasserschlämmen aus bestehenden Septic-Tanks mit Abwässern aus der Schwemmkanalisation neuer Siedlungsgebiete.

Zusätzlich werden Belange der Abfallbehandlung in das Konzept mit eingebunden, indem die im urbanen Raum anfallenden Bioabfälle (von Märkten, Restaurants etc.) in den Behandlungsprozess der Septic-Tank Schlämme und Abwässer integriert werden. Auf diese Weise können weitere Ziele, wie:

- die Gewinnung von nährstoffreichen Düngern zum Einsatz in der Landwirtschaft,

- der energieautarke Betrieb der Behandlungsanlagen und

- umsetzungsorientierte Ansätze und Strategien zur kostensparenden und verträglichen Implementierung des Gesamtkonzeptes

in den semizentralen Ansatz einfließen.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 02WA0973)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Fachgebiet Abwassertechnik (Prof. C. Cornel – Projektleitung),
  • TU Darmstadt – Fachgebiet Umwelt- und Raumplanung (Prof. H.-R. Böhm)
  • Passavant Roediger GmbH
  • Hanoi University of Civil Engineering (HUCE), Faculty of Environmental Engineering, Water Supply and Sanitation Division

Projektlaufzeit: 01.04.2008 bis 31.12.2011

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Im Rahmen der Selbstverwaltungsgarantie kommt den Kommunen die Aufgabe zu, in den Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit die Daseinsvorsorge ihrer Einwohner zu garantieren. Hierzu wurde ein umfangreiches Immobilienportfolio geschaffen. Zu diesem Immobilienportfolio, welches die Daseinsvorsorge sichert, gehören neben Verwaltungsgebäuden, Bürgerhäusern oder Sporthallen insbesondere Wohngebäude. Dieser Immobilientypus ist von besonderer sozialer Bedeutung, da er ein Grundbedürfnis von Bevölkerungsgruppen gewährleistet, die sich ansonsten nur eingeschränkt am allgemeinen Immobilienmarkt mit Wohnraum versorgen können. In Anbetracht der derzeit schlechten Finanzlage der Öffentlichen Hand ist insbesondere in den Bereichen des Erhalts, des Ausbaus und des Aufbaus öffentlicher Immobilien ein starkes Defizit festzustellen.

Es fehlen sowohl systematische Instandhaltungsstrategien für Bestandsgebäude als Einzelobjekte als auch nachhaltige Portfoliostrategien für den kommunalen Immobilienbestand im Ganzen. Diese müssten unter anderem den vielfältigen Auswirkungen des demographischen Wandels Rechnung tragen, der ein verändertes Nachfrageverhalten nach Wohnraumbeschaffenheit zur Folge hat, sei es in Form von selbstgenutztem Wohneigentum oder als Mietobjekt. Weiterhin sind neue technische Anforderungen zu berücksichtigen, so z.B. das Wohnen in energieeffizienten und nutzerfreundlichen Gebäuden, die Verwendung erneuerbarer Energien zum Betrieb der Gebäude, technologisch unterstützende Assistenzsysteme (Ambient Assisted Living – AAL) sowie nachhaltige und wohnbehagliche Materialien und Techniken. Hierzu bedarf es ebenso der Entwicklung industrialisierter Methoden des Bauens im Bestand, damit die vorhandene Bausubstanz im Sinne des Kreislaufwirtschafts-Abfallgesetzes regeneriert wird.

Die neuen Steuerungsmodelle sehen eine Übertragung betriebswirtschaftlicher Elemente auf die öffentliche Verwaltung vor, was den Einsatz strategischer Management- und Controllinginstrumente sowie die doppelte Buchführung einschließt. Das heutige Staatsverständnis eines aktivierenden Staates und die Öffnung des öffentlichen Sektors gegenüber dem Markt bedingen eine größere Leistungsorientierung und Wirtschaftlichkeit in der Produktion der öffentlichen Güter. Zu diesen gehören als größter Teil des Anlagevermögens die kommunalen Immobilien, die Kommunen nachfragegerecht und wirtschaftlich entwickeln müssen. Dabei ist der Aspekt der Privatisierung dieser Daseinsvorsorgeeinrichtungen zu berücksichtigen.

Dazu bedarf es Methoden und Werkzeuge zur individuellen Strategiefindung, die in diesem Projekt entwickelt werden sollen.

PokIm konzipiert für das Immobilienportfolio der öffentlichen Hand (Immobilien der Daseinsvorsorge wie Wohnimmobilien, Schulen, Kindergärten, Sportstätten, Krankenhäuser, Verwaltungsgebäude, …) im Bereich des Hochbaus Methoden und Werkzeuge eines strategischen Managements für eine technisch hochwertige, nachfrage-, sozial- sowie umweltgerechte, und damit nachhaltige Entwicklung, welche in einem Gesamtmodell gestellt sind. Hierbei sind Konzepte, Produkte und Dienstleistungen einzubeziehen und zu entwickeln, die die Lebensqualität für Menschen in allen Lebensabschnitten erhöhen, indem sie neue Technologien und soziales Umfeld miteinander verbinden (AAL).

Ziel des Projektes ist das Beheben der Defizite in der Immobilienverwaltung der Öffentlichen Hand unter besonderer Berücksichtigung der Nachhaltigkeitsaspekte und der neuen Steuerungsmodelle. Als Ergebnis des Projektes wird die Erarbeitung von Methoden und Werkzeugen für das Portfoliomanagement kommunaler Immobilien mittels Indikatoren angestrebt, die eine Entscheidungsfindung der Kommune auf der Basis der örtlichen Situation unter Berücksichtigung regionaler Entwicklungen ermöglichen. Anhand der lösungsorientierten Instrumente sollen Kommunen in die Lage versetzt werden, passgenaue Maßnahmen für ihr Immobilienmanagement abzuleiten.

Fördermittelgeber: BMBF (FKZ 16I1599)

Kooperationspartner:

  • TU Darmstadt – Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen (Prof. H. Garrecht)
  • TU Darmstadt – Institut für Baubetrieb (Prof. Ch. Motzko)

Projektlaufzeit: 01.10.2009 – 30.09.2011