Forschungsfelder, Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW

Mit den Fragen «Wer liefert wem, wann, was, wofür und in welcher Qualität?» untersuchen wir, wie Datenaustauschprozesse harmonisiert und standardisiert werden können (IFC Profile, Profil Repositorien, MVD etc.). Dabei interessiert uns, wie Daten sowohl in der Projekt- als auch in der Betriebsphase von Bauwerken organisiert, verarbeitet und verfügbar gemacht werden können.

Wie lassen sich neue kollaborative und interdisziplinäre Prozesse für das digitale Planen und Bauen entwickeln und optimieren? Dabei betrachten wir sowohl technische als auch sozio-technische Fragestellungen.

Digitale Werkzeuge sind zentral, um Nachhaltigkeit messbar, planbar und umsetzbar zu machen. Wir nutzen reale Gebäudedaten, Simulationen und künstliche Intelligenz, um digitale Planungstools wie beispielsweise Viride.ch zu entwickeln, für fundierte Nachhaltigkeitsbewertungen, Materialentscheidungen und integrale Projektentwicklung. Zudem optimieren wir Gebäudetechnik so, dass sie im Alltag einfach, verständlich und nutzungsfreundlich bedient werden kann.

Welchen Beitrag kann Digitalisierung zu den drängenden Themen unserer Zeit leisten? Tatsachen wie steigende Treibhausgasemissionen, Ressourcenknappheit und immer schneller wandelnde Lebens- und Arbeitsformen bewegen uns dazu, im Kontext von Nachhaltigkeit im Bauwesen, mit Blick auf ökologische, soziale und ökonomische Fragestellungen zu forschen. Ein Fokus liegt auf «Zirkulärem Bauen» und der Digitalisierung notwendiger Daten für die Wiederverwendung im Bauwesen. Ein «Digitaler Zwilling» kann hier, wie auch im Bereich Energie und Soziales einen Beitrag leisten.

Gebäude spielen eine zentrale Rolle beim Klimaschutz. Damit der Umbau zu einem klimaneutralen Gebäudebestand gelingt, braucht es durchdachte Strategien – von der Planung und Realisierung, Sanierungen oder Ersatzneubauten bis zur Betriebsoptimierung.

Die Umstellung auf eine klimaneutrale, erneuerbare Energieversorgung erfordert innovative, vernetzte Lösungen für Gebäude, Areale, und Städte. Wir betrachten einzelne Technologien (Photovoltaik, Wärmepumpen, Solarthermie, Speicher) als Teil eines integrierten Multi-Energiesystems und erforschen, wie diese effizient, nutzerfreundlich und netzverträglich eingesetzt und betrieben werden können. Unsere Arbeit umfasst technoökonomische Modellierungen zur Entwicklung von Dekarbonisierungsstrategien in der Planungsphase, das Monitoring und die Optimierung von Regelstrategien im Betrieb sowie die flexible Erprobung dieser Systeme in unserem Energy Research Lab.

Im Forschungsbereich Fernerkundung des Institut Geomatik der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW werden praxisnahe Projekte umgesetzt, die multispektrale Satelliten-, Luftbild- und Drohnendaten für konkrete Anwendungen nutzbar machen, wie etwa zur automatisierten Erkennung von Vegetationsveränderungen, zur Analyse von Hitzeinseln im urbanen Raum oder zur Überwachung von Infrastrukturanlagen. In interdisziplinärer Zusammenarbeit leisten so beispielsweise KI-gestützte Bildklassifikation und multitemporalen Auswertungen einen Beitrag zur Entscheidungsgrundlage für Umweltmanagement, Raumplanung und nachhaltige Entwicklung.

Die Forschung im Bereich geodätischer Messtechnik und Geosensorik entwickelt neue Methoden zur integrierten Nutzung moderner Sensortechnologien wie GNSS, LiDAR und kinematische Multisensorsystemen. Durch präzise Zeitsynchronisation, Sensorfusion und fortgeschrittene Auswertealgorithmen werden komplexe räumliche Realitäten sowie dynamische Prozesse hochgenau erfasst und für digitale Modelle der realen Welt nutzbar gemacht.

Unsere Schwerpunkte liegen in den Bereichen Grundbau und Spezialtiefbau. Wir beschäftigen uns hierbei vertieft mit den Themengebieten Injektionen in Boden und Fels, Düsenstrahlverfahren und Baugrundverbesserung mit der zugehörigen Qualitätssicherung. Hinzu kommen Risiko-, Ursachen- und Schadensanalysen bei geplanten oder ausgeführten Projekten sowie Versuche im Labor.

Geovisualisierung macht komplexe Daten, insbesondere Geodaten, sichtbar, analysierbar und verständlich. Sie verbindet die Datenanalyse mit visueller Kommunikation und schafft Entscheidungsgrundlagen. Voraussetzung dafür ist die präzise Abstimmung von Dateneigenschaften, Visualisierungstyp und Anwendungsziel.

Gesunde Innenräume haben eine gute Tageslichtsituation und Akustik. Zudem sind sie frei von Radon und Raumluftschadstoffen. Wir erforschen unterschiedliche Massnahmen zum gesunden Bauen in folgenden Bereichen: Luftaustausch, Behaglichkeit (insbesondere auch bei zu viel Hitzeeintrag), Tageslicht, Akustik und Schadstoff- und Radonbelastung. In unseren Laboren simulieren wir Effekte und führen auch insitu-Messungen durch. Wir unterstützen Bauherrschaften auf dem Weg zu gesundem Raumklima im Rahmen von innovativen Sanierungskonzepten.

Mit der zunehmenden Verbreitung von BIM wächst die Bedeutung von GeoBIM, also der Verknüpfung und Integration der Geomatik mit BIM-Prozessen. Das Forschungsfeld GIS-BIM-Integration & GEoBIM trägt diesem Umstand Rechnung und konzentriert sich auf die Weiterntwicklung dieses Themas und seinen Ausprägungen.

Im Fachbereich Massivbau wird das Trag- und Verformungsverhalten des Verbundbaustoffs Stahlbeton und Spannbeton untersucht. Hierzu gehören die Durchführung grossformatiger Experimente und die Entwicklung von mechanischen Modellen. Aufgrund unterschiedlicher Rissrichtungen entstehen komplexe Zustände, die es zu erfassen gilt. Das Spektrum unserer Untersuchungen reicht von quasi-statischen bis zu zyklischen Belastungen. Die Erdbebeneinwirkung hat dabei eine besondere Bedeutung aufgrund unserer Nähe zum Oberrheingraben.

Der Fokus von Lehre und Forschung im Fachbereich Mathematik und Physik ist die Entwicklung und Anwendung mathematischer und physikalischer Prinzipien zur Lösung komplexer Probleme. An der Schnittstelle von Theorie und Praxis widmen wir uns der Erforschung und Implementierung von intelligenten Systemen und Machine Learning.

Wir zielen darauf ab, Gebäude integral und nachhaltig zu planen, zu bauen und zu betreiben. Dies erfordert klare Zielvorgaben und reibungslose Prozesse. Wir unterstützen Fachpersonen und Organisationen bei der Entwicklung nachhaltiger Gebäude, Areale und Infrastrukturen.

Städte und Gemeinden stehen vor der Herausforderung, den Klimawandel zu bewältigen, lebenswerte Räume zu schaffen und dabei soziale, ökologische und räumliche Ansprüche in Einklang zu bringen. Besonders auf lokaler Ebene braucht es konkrete Strategien für Hitzeminderung, Biodiversität, Suffizienz und soziale Teilhabe.

Wir entwickeln und nutzen normgerechte Ökobilanzen für fundierte Entscheidungen über den gesamten Lebenszyklus. Mit der Methode der Ökobilanzierung (LCA) bewerten wir die Umweltauswirkungen von Baustoffen, Bauteilen und Gebäuden –von der Herstellung über den Betrieb bis zum Rückbau. Unsere Modelle basieren auf den aktuellen Normen und Standards und sie unterstützen Planende, Investoren und Behörden bei der Entscheidungsfindung.

Der Bausektor verbraucht enorme Mengen an Rohstoffen und verursacht hohe Emissionen. Zirkuläres Bauen ist daher ein zentraler Hebel, um Ressourcen zu schonen und Klimaziele zu erreichen. Wir analysieren Baustoffe und Bauteile, bewerten Re-Use-Potenziale und entwickeln zirkuläre Konzepte mit Fokus auf Rückbau, Materialökologie und sortenreine Wiederverwertung, etwa in unserem hausinternen Lehm-Labor. Unsere Forschung liefert wissenschaftlich fundierte Bewertungsgrundlagen und unterstützt Planungsteams bei der Umsetzung ressourcenschonender Lösungen als Beitrag zu Standards, digitalen Tools und praxistauglichen Strategien.

Die Forschung an neuen Digitalen Tools ist vergebens, wenn die Ergebnisse nicht anschlussfähig sind. Aus diesem Grund widmet sich dieses Forschungsfeld der Frage, wie die Forschungsergebnisse des IDIBAU in bestehende Systeme und Sensoriken integrierte werden kann.

Im Fokus von Forschung und Lehre des Fachbereichs Verkehr und Mobilität steht die Planung, Projektierung und der Betrieb von nachhaltigen Verkehrsinfrastrukturen und Mobilitätssystemen. An der Schnittstelle von Forschung und Praxis entwickeln wir innovative Pilotprojekte, die das Potenzial von datenbasierter Verkehrsplanung und digitalen Werkzeugen aufzeigen und für praktische Fragestellungen nutzbar machen.

Modellierung von Wasser- und Umweltsystemen. Nachhaltige Planung und Betrieb von Infrastruktur.

Das Potential von Digitalen Tools kann nur auschgeschöpft werden, wenn sie in die geeigente Organisationsform und Art der Zusammenarbeit eingebettet sind.