Angewandte Forschung

An der Fakultät Bau-Wasser-Boden werden in der Regel praxis- und anwendungsorientierte Forschungsprojekte auf nationaler und internationaler Ebene durchgeführt.

Die Forschungsthemen werden, soweit sinnvoll, unmittelbar in Vorlesungen und Laborpraktika integriert. Im Rahmen von Praxisprojekten und Abschlussarbeiten werden regelmäßig Themen zu forschungsrelevanten Inhalten bearbeitet.

Auf dieser Seite werden die Forschungsprojekte vorgestellt, die direkt an der Fakultät Bau-Wasser-Boden angesiedelt sind.

Aktuelle Forschungsprojekte

ReStraBa (TP 1) – Ressourceneffizienz von Deck- und Binderschichten im Straßenbau

ReStraBa (TP 1) – Ressourceneffizienz von Deck- und Binderschichten im Straßenbau l 2025 – 2027

 Finanzielle Förderung:

  • Europäischer Fond für Regionale Entwicklung (EFRE) und Land Niedersachsen

- Programmgebiet Übergangsregion (ÜR); Förderperiode 2021-2027 -

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Steigerung der Wiederverwendungsraten von Asphaltgranulat.

Gesamtprojektleitung:

Forschungsteam:

Laufzeit: 01.05.2025 bis 30.04.2027

Kooperationspartner:

  • Dirk Lange (Geschäftsführer), Competence Centrum Suderburg GmbH, Suderburg

Fördernummer: ZW 7- 87032531 (NBank)

Fördersumme: 547.182,10 € (Gesamtvolumen), davon 321.844,32 € für die Ostfalia Hochschule

Beteiligte Fakultäten und Institute:

 

Projektbeschreibung

Das Projektvorhaben „Ressourceneffizienz von Deck- und Binderschichten im Straßenbau“ ist ein Verbundvorhaben und erfolgt in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit dem Institut für Straßenwesen der Technischen Universität Braunschweig und dem Kooperationspartner Competence Centrum GmbH, Institut für Erd- und Straßenbaustoffe.

Im Asphaltstraßenbau ist die weitere Steigerung der Wiederverwendungsraten von Asphaltgranulat (AG) eine der großen Herausforderungen (BVEG, 2023), insbesondere vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitsziele und -strategie der Bundesregierung (KSG, 2019; BRg, 2022), der EU-Abfallrahmenrichtlinie (RL 2008/98/EG) und dem Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG, 2012). Mit Blick auf die Maximierung der Zugabe(teil)mengen an AG in der Asphaltdeck- und Binderschicht soll das Vorhaben einen entscheidenden Beitrag für Asphaltmischgutproduzenten liefern, da in Deutschland das Hauptaugenmerk vom Neubau immer weiter zu den Erhaltungsmaßnahmen verlagert wird. Neu und erstmalig soll die systematische Trennung einzelner Kornfraktionen des AG´s und der gezielte Einsatz zur Herstellung von Asphaltmischgut erfolgen. Dadurch werden die im AG vorhandenen Stückgrößen weiter voneinander getrennt und einzelne Fraktionen für den Einsatz im Asphaltmischgut unter Berücksichtigung der Eigenschaften zugeordnet bzw. ausgeschlossen, mit dem Ziel, den Einsatz von AG, abweichend von den bisherigen Anwendungsvorschriften im nationalen Regelwerk ZTV-Asphalt-STB und TL Asphalt-StB, zu steigern.

 Abgeschlossene Forschungsprojekte

iBuild – Interaktive Bauwerksmodelle in der Lehre

Über das Projekt

Das Projekt iBuild ist eine Initiative der Ostfalia Hochschule zur Integration von Virtual Reality (VR) und Building Information Modeling (BIM) in die Hochschullehre. Ziel ist es, Studierenden im Bauingenieurwesen einen interaktiven Zugang zu komplexen bauwerkstechnischen Strukturen zu ermöglichen. Im Mittelpunkt steht die immersive Visualisierung und Analyse von digitalen Bauwerksmodellen auf Basis von IFC-Daten.

iBuild ist ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Verbund, das von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre gefördert wird. Die Projektlaufzeit beträgt insgesamt 25 Monate (August 2022 bis Septmeber 2024) und Projektpartner ist die TU Dortmund. Im Fokus stehen innovative digitale Lehrformate, praxisorientierte Modellintegration und die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Ingenieurwesen und Informatik.

Das Projekt wurde interdisziplinär in Zusammenarbeit mit Studierenden der angewandten Informatik umgesetzt. Diese waren maßgeblich an der technischen Entwicklung beteiligt, insbesondere in den Bereichen Unity-Programmierung, Netzwerksysteme und Interaktionsdesign. Die Umsetzung, Weiterentwicklung und Lehreinbindung finden im I-Lab der Fakultät Bau-Wasser-Boden statt – einem innovativen VR-Labor mit moderner Ausstattung.

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Foto: I-Lab (Labor für Immersion) an der Ostfalia Hochschule

Projektziele

Das Projekt iBuild verfolgt das Ziel, Studierenden ein vertieftes räumliches und konstruktives Verständnis durch die Nutzung begehbarer VR-Modelle zu ermöglichen. Gleichzeitig soll die BIM-Methodik praxisnah vermittelt werden, indem digitale Bauwerksmodelle auf Basis von IFC-Daten in einer interaktiven Umgebung erfahrbar gemacht werden. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines modularen, flexibel einsetzbaren VR-Lehrsystems (Basisprojekt), das in verschiedenen ingenieurwissenschaftlichen Modulen genutzt werden kann. Zudem sollen durch netzwerkbasierte Nutzungsmöglichkeiten kollaborative, ortsunabhängige Lernformate ermöglicht und weiterentwickelt werden. Im Weiteren werden die technischen Komponenten und das Basisprojekt, in dem bis auf den IFC-Modellen, alle im Projekt entwickelten Komponenten enthalten sind, um Lehrveranstaltungen abzuhalten, vorgestellt.

Technische Komponenten

VR-Brillen

Im Projekt iBuild kommen VR-Brillen zum Einsatz, die auf dem Android-Betriebssystem basieren. Konkret werden die Modelle Meta Quest 2, Quest 3 und Quest 3S verwendet. Diese autarken Headsets ermöglichen eine flexible und kabellose Nutzung der virtuellen Lernumgebung, sowohl im Einzel- als auch im classroom-Modus.

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Foto: im I-Lab zur Verfügung stehen VR-Brillen

Unity

Für die Entwicklung der virtuellen Lernumgebung im Projekt iBuild wird die Game Engine Unity verwendet. Zum Einsatz kommt dabei die Version Unity 2022.3 LTS, die sich durch langfristige Unterstützung und Stabilität auszeichnet. Unity ermöglicht die effiziente Integration von 3D-Modellen, Interaktionslogik und Netzwerkfunktionen, wodurch eine plattformübergreifende und immersive VR-Erfahrung realisiert werden kann.

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Foto: Benutzeroberfläche von Unitiy in der Version 2022.3 LTS

BIM-Software

Im Projekt iBuild wird für die Modellierung der Bauwerke vorrangig die BIM-Software Allplan verwendet. Entscheidend für die Integration in die VR-Umgebung ist jedoch nicht das spezifische Planungsprogramm, sondern der Export im IFC-4-Format, der auch von anderen BIM-Softwares unterstützt wird. Die automatische Materialzuweisung erfolgt derzeit ausschließlich für Allplan-Modelle. Bei der Nutzung anderer Programme ist die Zuweisung der Materialien manuell erforderlich, kann jedoch durch Wiederverwendung vorhandener Einstellungen deutlich vereinfacht werden.

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Foto: Benutzeroberfläche von Allplan mit einem Modell des A-Gebäudes am Campus Suderburg der Ostfalia Hochschule

Basisprojekt

IFC-Importer

Der IFC-Importer bildet das Herzstück des Systems. Er wandelt digitale Bauwerksmodelle im offenen IFC-Format in nutzbare Unity-Prefabs um. Dabei bleiben sowohl die geometrischen Strukturen als auch alle wichtigen Metadaten wie Bauteilnamen, Klassen oder GUIDs erhalten. Dies erlaubt eine präzise Darstellung realer Planungsdaten innerhalb der virtuellen Umgebung.

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Foto: Benutzeroberfläche des IFC-Importers im Editor von Unity

UV-Generator

Der eigens entwickelte UV-Generator erzeugt automatisch Texturkoordinaten für Flächen, die aus IFC-Modellen importiert wurden. Dabei unterscheidet er zwischen vertikalen und horizontalen Flächen und erlaubt eine realitätsnahe Darstellung von Materialien wie Beton, Holz oder Glas. Auch individuelle Texturzuweisungen durch Benutzer sind möglich.

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Foto: Benutzeroberfläche des UV-Generators im Editor von Unity

IFC-Explorer

Der IFC-Explorer ermöglicht eine strukturierte Navigation durch das Modell. Nutzende können gezielt Bauteile anhand ihrer Klassen, Namen oder GUIDs suchen und einblenden. Die visuelle Rückmeldung erleichtert die Analyse von Baugruppen und deren Eigenschaften.

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Foto: Benutzeroberfläche des IFC-Generators in der VR-Brille

Multiplayer-System

Durch die Netzwerkanbindung können mehrere Personen gleichzeitig dasselbe Modell erleben. Dabei wird nicht nur die Position, sondern auch die Blickrichtung, Interaktionen und Werkzeuge synchronisiert. So lassen sich virtuelle Rundgänge, Planbesprechungen oder Aufgabenlösungen gemeinsam realisieren – auch standortunabhängig.

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Foto: Mehrere Nutzer in gemeinsamer VR-Sitzung

Interaktionstools

Ergänzend stehen Werkzeuge wie Laserpointer, Zeichenfunktion, Annotationen und Sichtbarkeitssteuerung zur Verfügung. Diese erlauben die Interaktion mit dem Modell auf intuitive Weise und unterstützen verschiedene didaktische Szenarien.

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Foto: Zeichenfunktion im VR-Modell

Einsatz in der Lehre

Das iBuild-System wird derzeit in mehreren Modulen des Bauingenieurwesens eingesetzt. Lehrveranstaltungen wie Stahlbetonbau 1, Ingenieurinformatik und Tragwerksplanung nutzen die VR-Modelle zur Veranschaulichung statischer Systeme, konstruktiver Detaillösungen oder bauteilorientierter Modellierungsprozesse.

Der Einsatz erfolgt überwiegend im I-Lab, einem VR-Labor mit mehreren Headsets, Großbildprojektion und leistungsfähigen Rechnern. Studierende erhalten hier die Möglichkeit, eigenständig oder im Team mit den Modellen zu arbeiten, reale Bauzustände zu analysieren und kommentierte Planbesprechungen durchzuführen.

 

Kontakt und Downloadanfrage des Basisprojektes

Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Björn Elsche
Ostfalia Hochschule – Fakultät Bau-Wasser-Boden
E-Mail: b.elsche@ostfalia.de

Optisches Mess-System

Optisches Messsystem

Finanzielle Förderung:

  • Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)

Label-EU-EFRE

 

Projektleitung:

  • Prof. Dr.-Ing. Björn Elsche (Ostfalia)

Laufzeit: 01.01.2021 - 31.12.2021

Fördersumme:  63.000 € (Gesamtvolumen)

Fakultät: Bau-Wasser-Boden

Forschungsfeld:

  • Anwendungsorientierte Forschung an Fachhochschulen

Projektbeschreibung:

Im Rahmen der Infrastrukturmaßnahme wird am Standort Suderburg ein optisches Messsystem beschafft, um einen Forschungsschwerpunkt Mauerwerksbau unter Erdbeben an der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften zu etablieren. Das geplante Gerät ist projekt- und fakultätsübergreifend nutzbar.

Im Zuge der Novellierung der Erdbebennorm kommt es zu höheren Einwirkungen aus Erdbeben. Der Wohnungsbau ist in Deutschland traditionell vom Mauerwerksbau geprägt. Eine hohe Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit beim Mauerwerksbau begründet dies. Aufgrund seiner speziellen Eigenschaften – Mauersteine werden aufeinandergelegt, ohne sie zugfest zu verbinden – liegt die Tragfähigkeit im Falle eines Erdbebens geringer als bei zugfesten Materialien wie zum Beispiel Stahlbeton. Forschungsaktivitäten zeigen aber auf, dass Mauerwerksbauten Erdbebenlasten besser aufnehmen als es die Berechnungsmodelle derzeit zulassen. Hinzu kommt noch, dass innovative Wandsysteme ein noch weit aus höheres Tragpotential im Erdbebenfall gewährleisten können. Hier besteht derzeit noch ein großer Forschungsbedarf, welcher von der Forschungslandschaft in Deutschland derzeit nicht abgedeckt wird.

Für diese Forschungsarbeiten wird ein optisches Messsystem dringend benötigt. Das optische Messsystem zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität aus. Es können sowohl sehr große Probekörper (ganze Mauerwerkswände) als auch kleinere Probekörper (einzelne Steine) integral vermessen werden. Gerade die integrale Messweise ist ein entscheidender Faktor, um die mechanischen Zusammenhänge experimentell erfassen zu können und somit Rechenmodelle abgleichen zu können. Experimentelle Verifikationen sind trotz moderner Rechenverfahren auch nach wie vor unumgänglich für die Etablierung von Rechenmodellen in Normen.

Eine solches Messsystem wird die Forschung an der Ostfalia Hochschule in Suderburg, insbesondere im Bereich des konstruktiven Ingenieurbaus und des Erdbebeningenieurwesens, entscheidend voranbringen.

Entwicklung einer hybriden Hygienisierungseinheit

Entwicklung einer hybriden Hygienisierungseinheit

Finanzielle Förderung:

  • Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

Label-EU-EFRE

 

Projektleitung:

  • Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich (em.)

Laufzeit: 29.08.2019 – 28.08.2021

Kooperationspartner:

  • ATG-Umwelttechnik GmbH

 

Fördersumme : 136.040,00 €

Fakultät: Bau-Wasser-Boden

Forschungsfeld:

  • Integrierter Gewässer- und Bodenschutz

Projektbeschreibung:

Der Schutz des Trinkwassers als wichtigstes Lebensmittel ist als Handlungsmaxime für alle Prozesse bei denen Mensch und Umwelt interagieren gesellschaftlich akzeptiert. Gleichwohl sind Veränderungen der Umwelt durch anthropogene Einflüsse unübersehbar. Die jüngste Berichterstattung über eine hohe Belastung von Fließ- und Badegewässern mit zum Teil multiresistenten Keimen sowie ein veröffentlichter Bericht der EU Kommission über die anhaltende Überschreitung von Nitratgrenzwerten im Grundwasser haben diese Probleme erneut in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit gerückt. Als Verursacher der Stickstoffproblematik ist die Landwirtschaft seit langem identifiziert, ebenso zeichnet sie für einen nennenswerten Teil der Keimbelastung in Gewässern verantwortlich.

Abwässer aus landwirtschaftlichen Betrieben dürfen als Wirtschaftsgut ohne weitere Vorbehandlung im Rahmen der geltenden Düngeverordnung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht werden. Eine alternative Entsorgung oder zumindest teilweiser Abbau von Inhaltsstoffen scheitert bis heute an geeigneten Anlagen und Technologien.

In dem beantragten F&E-Vorhaben soll eine hybride Hygienisierungseinheit entwickelt werden, die sich dadurch auszeichnet, dass auch ungeklärtes Abwasser z.B. aus landwirtschaftlichen Betrieben, welche vergleichsweise hoch mit Keimen belastet sind, sicher hygienisiert werden können und zudem durch eine integrierte Vorbehandlung der Gehalt an reaktivem Stickstoff (NHn-N) sowie des CSB zur Optimierung der Hygienisierung gesenkt werden kann.

E-Learning Bewässerung (AbiBewässerung)

Entwicklung und Erprobung eines Aus- und Weiterbildungskurses zur Feldbewässerung

  AbiBewaesserung Titelbild

Vom Januar 2019 bis zum 31.Dezember 2020 findet das Projekt AbiBewässerung statt. Projektpartner sind die Landwirtschaftskammer Niedersachsen, die Georgsanstalt Ebstorf und die Ostfalia Hochschule. Die Finanzierung erfolgt durch das BMBF über den Projektträger Jülich. Die nachhaltige Gestaltung der Feldbewässerung ist eine komplexe Aufgabe, die spezielles Fachwissen in vielen Gebieten, von der Technik über bodenkundliche und pflanzenökologische Grundlagen bis zu meteorologischen, ökologischen und wirtschaftlichen Kenntnissen erfordert.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines kompakten Aus- und Weiterbildungskurses Feldberegnung, der den Teilnehmerinnen und Teilnehmern, die für eine nachhaltige Feldbewässerung erforderlichen komplexen fachlichen Grundlagen in strukturierter Form vermittelt. Er soll als Bildungsmodul in Ausbildung, Lehre und Studium eingesetzt werden und auch die eigenständige Weiterbildung ermöglichen. 

 

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing Klaus Röttcher

 

 

Finanzielle Förderung:

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Projektpartner:

SeBeK Landwirtschaftskammer

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  Weiterführende Informationen: Institut für nachhaltige Bewässerung und Wasserwirtschaft im ländlichen Raum

Dynamik des Sauerstoffverbrauchs in modernen Belebungsanlagen (DynamO2)

Dynamik des Sauerstoffverbrauchs in modernen Belebungsanlagen

Finanzielle Förderung:

Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

    Label-EU-EFRE 

 

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Die energetische Optimierung der Belüftungstechnik auf Kläranlagen ist ein unvermindert aktuelles Thema, da hier über die Hälfte des Gesamtstrombedarfs einer Kläranlage verbraucht wird.

Das vom  Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderte Forschungsprojekt zur „Dynamik des Sauerstoffverbrauchs in modernen Belebungsanlagen (DynamO2)“, das am 01.03.2018 startete, befasst sich mit den zeitlichen und räumlichen Varianzen der Bioaktivität und der Sauerstofftransferraten. Hierzu  werden Praxisdaten bei unterschiedlichen Belastungszuständen auf Kläranlagen erhoben. Die Ergebnisse sollen in Planungsprozesse für die biologische Stufe eingearbeitet als auch für die realitätsnahe Kalibrierung numerischer Modelle verwendet werden.

 

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich (em.)

 

Projektmitarbeiterinnen:

Dipl. Geol. Ingeborg Joost

Dipl.-Ing. Susanne Lehwald

 

 

Projektpartner:

AbwasserZweckverbandUelzen

   OstfaliaLogo
BornErmel
FroeseSoftware

 

Die Forschungsprojekte des  Instituts für nachhaltige Bewässerung und Wasserwirtschaft im ländlichen Raum (INBW) von Prof. Dr.-Ing. Klaus Röttcher und die Forschungsprojekte von Prof. Dr.-Ing. Markus Wallner für das Center for Hydrosystems and Health (CHH) finden Sie über die nachfolgenden Links:

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