FORSCHUNG & ENTWICKLUNG.

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1 FORSCHUNG & ENTWICKLUNG

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3 FORSCHEN FÜR DIE ENERGIEWENDE UND DAS GEBÄUDE ALS SYSTEM Die Hochschule Luzern Technik & Architektur forscht in zwölf Kompetenzzentren und zwei Forschungsgruppen anwendungsorientiert mit regionalen und nationalen Wirtschaftspartnern. Schwerpunkte sind die Bereiche «Forschen für die Energiewende» und «Gebäude als System». Sie unterstützt mit ihrer Forschungsarbeit und ihren Dienstleistungen die Wirtschaft in ihrem Bestreben, sich unternehmerisch mit der Energiefrage zu befassen und Systeme, Prozesse und Produkte über den gesamten Lebenszyklus hinweg nachhaltig und energieeffizient zu gestalten. Im Rahmen der Energieforschung engagiert sich die Hochschule Luzern Technik & Architektur nebst diversen Forschungsprojekten auch stark in den nationalen Swiss Competence Centers for Energy Research (SCCER). Zudem entwickelt und forscht sie unter anderem mit ihren interdisziplinären Baukompetenzen in der Unit Meet2Create dem Labor für Zusammenarbeit, Arbeitsprozesse und Innovation im NEST der EMPA. Die Hochschule ist national und international vernetzt mit Universitäten und Fachhochschulen, Firmen, Verbänden und kantonalen sowie nationalen F&E- Förderinstitutionen. Sie ist immer auf dem aktuellen Stand der Technik und der Wissenschaft, engagiert sich bei nationalen Innovationsprogrammen und setzt sich für die Initiative Innovationspark Zentralschweiz ein.

4 ÜBERSICHT INSTITUTE UND DAZUGEHÖRIGE KOMPETENZZENTREN Institut für Architektur IAR CC Typologie & Planung in Architektur Institut für Innenarchitektur IIA FG Innenarchitektur Institut für Bauingenieurwesen IBI CC Gebäudehülle CC Konstruktiver Ingenieurbau Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE Zentrum für Integrale Gebäudetechnik Institut für Elektrotechnik IET CC Electronics CC Intelligent Sensors and Networks ihomelab Institut für Maschinen- und Energietechnik IME CC Fluidmechanik und Hydromaschinen CC Mechanische Systeme CC Thermische Energiespeicher CC Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik Institut für Innovation und Technologiemanagement IIT FG Energiewirtschaft Institut für Medizintechnik IMT CC Bioscience and Medical Engineering Institut für Natur- und Geisteswissenschaften ING CC: Kompetenzzentrum FG: Forschungsgruppe

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7 THEMENPLATTFORMEN Der sinnvolle und effiziente Umgang mit Licht ist sowohl Herausforderung als auch Chance. Licht ist heute eine Selbstverständlichkeit und im Überfluss vorhanden. Sowohl Tages- als auch Kunstlicht sind elementar, vielseitig und lassen sich nicht nur auf eine Disziplin oder einen Faktor beschränken. Die Hochschule Luzern Technik & Architektur arbeitet interdisziplinär an der Verbindungsstelle von Raumgestaltung und Technik. Internet: blog.hslu.ch/lichtathslu Die Akustik ist eine wichtige Grösse für die Wohnbehaglichkeit und für die Effizienz am Arbeitsplatz. Diese unbestrittene Tatsache wird oft beim Ausgestalten von Räumen zu wenig berücksichtigt. Die Themenplattform hat die Fachkompetenz, diverse Messgeräte und mit zwei exzellenten Messräumen die Mittel, um Materialien, Örtlichkeiten und dazugehörige Komponenten (z. B. Lüftungsgeräte) akustisch zu bewerten und falls nötig zu verbessern. Die Hochschule Luzern will die Akustik im öffentlichen Raum wieder vermehrt ins Zentrum rücken und mit Forschungsprojekten, Beratungsmandaten und Dienstleistungen zu deren Verbesserung beitragen. Die Themenplattform beschäftigt sich mit aktuellen Fragen der Mobilität im Zeitgeist der Paradigmenwechsel zur nachhaltigen E-Mobilität, «shared mobility» und intermodaler Verkehrsnutzung. Die Hochschule Luzern Technik & Architektur hat in der technischen Mobilitätsforschung eine lange Tradition, sei es im Bereich Antriebe oder in den Querbezügen zu Gebäuden (Metathema «Gebäude als System») und Arealen sowie in Fragen der Stadtentwicklung. wirkt verstärkend interdisziplinär und institutsübergreifend in allen Leistungsaufträgen auf den drei Ebenen «Aussenwirkung & Kommunikation» (extern), «Infrastruktur und Betrieb T&A» (intern) sowie «Innovation & Transfer» (Lehre, Forschung, Dienstleistung).

8 KOMPETENZZENTREN CC Bioscience and Medical Engineering Die Forschungsgruppe des Kompetenzzentrums ist spezialisiert auf die Durchführung von biomedizinischen Experimenten unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen. Das Kompetenzzentrum untersucht mit dieser Methode hauptsächlich die Regenerations- und Degenerationsprozesse von Knorpeln, Muskeln und Knochen. Daraus sollen am Ende neue Präventionsstrategien sowie Technologien für Therapien entwickelt werden. Zusätzlich unterhält das CC auch das Support Center «Biotesc», das für die Europäische Weltraumorganisation ESA biologische Experimente implementiert und durchführt. Kontakt: Prof. Dr. Marcel Egli, Internet: CC Electronics Am Kompetenzzentrum Electronics forschen und entwickeln interdisziplinäre Teams in zukunftsweisenden Anwendungsgebieten der Elektronik und Elektrotechnik. Dazu gehören digitale Systeme mit einer breiten Palette von Mikrocontrollern und System-on-Chips (Prozessor, FPGA, RAM und Interfaces) sowie Kommunikationssysteme drahtlos, drahtgebunden, mit Licht und akustisch. Ein weiteres Tätigkeitsgebiet ist die Automation und Robotik im industriellen Umfeld, in der Gebäudetechnik und bei unbemannten Flugfahrzeugen (Drohnen). Kontakt: Prof. Zeno Stössel, Internet: CC Fluidmechanik und Hydromaschinen Am Kompetenzzentrum Fluidmechanik und Hydromaschinen werden die Strömungsverhältnisse in vielfältigen Produkten analysiert und optimiert. Im Fokus steht die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit von Komponenten und Systemen der Kundinnen und Kunden. Dafür wird erprobtes Know-how in Messtechnik und Strömungssimulation eingesetzt. Das Kompetenzzentrum engagiert sich für die erneuerbare Energie, insbesondere für die Wasserkraft. Kontakt: Prof. Dr. Ernesto Casartelli, Internet: CC Gebäudehülle Die Gebäudehülle als stoffliches, konstruktives, komfortschaffendes und energetisch aktives Element des Gebäudes steht im Fokus des Kompetenzzentrums. Die Forschungsgruppe Envelopes and Solar Energy konzentriert sich auf Tageslicht und Fotovoltaik. Die Schwerpunkte der Forschungsgruppe Fassaden- und Metallbau liegen in Bereichen Konstruktiver Glasbau und Leichtbau, Metallbau, Bioverbundwerkstoffe, Entwicklung adaptiver energieeffizienter Gebäudehüllen sowie der thermischen Simulation von Gebäudehüllen. Mit der akkreditierten Prüfstelle der Hochschule (STS 209) ist das CC «notified body» für Fenster und Fassaden nach den Produktenormen EN und EN Kontakt: Prof. Dr. Andreas Luible, und Prof. Dr. Stephen Wittkopf, Internet:

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11 22 Mio. FRANKEN FORSCHUNGSPROJEKTE 350 FORSCHENDE NEUE BUNDES- PROJEKTE IM JAHR 2016 LAUFENDE FORSCHUNGSPROJEKTE

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13 IHOMELAB Im Kompetenzzentrum ihomelab untersuchen Forschende, wie dank intelligenten Gebäuden der Energieverbrauch gesenkt oder älteren Menschen ein längeres Leben in den eigenen vier Wänden ermög licht werden kann. Dabei werden Technologien wie das Internet der Dinge (IoT) oder Sensornetzwerke implementiert. Die Resultate der Forschungsprojekte werden in einem intelligenten Gebäude, dem ihomelab, präsentiert und auf verständliche Weise erklärt. Das ihomelab kann besichtigt werden und ist für Interessierte nach Voranmeldung offen. Daneben betreibt das ihomelab das nach der europäischen Norm ISO/IEC (STS 0601) akkreditierte Testlabor für BACnet Konformitätsprüfungen. Kontakt: Dieter von Arx, Internet: CC INTELLIGENT SENSORS AND NETWORKS Neue Kommunikations- und Bildverarbeitungs-Technologien für die Echtzeit- und Zuverlässigkeitsanforderungen von Applikationen und Systemen der Wirtschaftspartner daran forscht und entwickelt das Kompetenzzentrum Intelligent Sensors and Networks. Die Spezialisierung erfolgt dabei in intelligenten Architekturen und Protokollen für die Kommunikation über Stromverteilnetze (Power Line Communication), in Vision-Sensorik und mobiler Robotik, sowie der Umsetzung in verteilten und eingebetteten (Embedded) Systemen. CC KONSTRUKTIVER INGENIEURBAU Das Kompetenzzentrum Konstruktiver Ingenieurbau prüft, forscht und entwickelt im Bereich Tragverhalten und Tragreserven von Bauteilen und Bauwerken. Die Tätigkeitsbereiche in den Kompetenzschwerpunkten Massivbau, Verbund- und Leichtbau sowie Geotechnik bestimmen sich durch vorausschauende, innovative und praxisorientierte Entwicklungsarbeit. Diese erstreckt sich von der Planung, Berechnung und Bewertung bis hin zur Simulation, statischen und dynamischen Prüfung und Instandsetzung von Bauteilen und Bauwerken. Kontakt: Prof. Dr. Hartwig Stempfle, Internet: CC MECHANISCHE SYSTEME Das Kompetenzzentrum betrachtet mechanische Systeme ganzheitlich in ihrer Konzeption, ihrem Entwurf, ihrer Herstellung sowie ihrer Anwendung und gestaltet sie effektiv und effizient. Dabei überschreiten die Forschenden die Grenzen der reinen Mechanik, indem sie angrenzende Fachdisziplinen mit einbeziehen. Zu den Kompetenzbereichen gehören die Konstruktion, Simulation, Festigkeit, Hydraulik, Automation, Produktion und Messtechnik. Kontakt: Prof. Ralf Baumann, Internet: Kontakt: Prof. Dr. Ulrich Dersch, Internet:

14 CC THERMISCHE ENERGIESPEICHER Das Kompetenzzentrum Thermische Energiespeicher optimiert und entwickelt Thermische Speichersysteme und berücksichtigt dabei Energieerzeugung und -verbrauch, die Dynamik zyklischer Prozesse sowie die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems. Die Schwerpunkte liegen dabei einerseits auf der Erforschung von Materialkombinationen und Wärmeübertragerkonzepten für die Speicherung von Wärme und Kälte und für Prozesse mit höchsten Anforderungen an die Temperaturkonstanz. Andererseits werden Systeme mit thermischen Speichern beurteilt und in Systemmodellen evaluiert. Kontakt: Prof. Dr. Jörg Worlitschek, Internet: CC TYPOLOGIE & PLANUNG IN ARCHITEKTUR Gebäude und Städte sind einem permanenten Anpassungsdruck ausgesetzt. Die strategische Transformation von Gebäuden und Quartieren steht im Zentrum der wissenschaftlichen Arbeit des CCTP. Es analysiert Ist-Zustände, entwickelt Konzepte, erarbeitet Lösungen in partnerschaftlicher Kooperation, die in der Praxis implementiert werden, und generiert damit Mehrwert für Mensch und Umwelt. Untersucht wird das Systemverhalten, die Wirkung und Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Gebäude- und Quartiertypen im Kontext sich verändernder Anforderungen in den Themenfeldern Architektur und Stadtentwicklung. Kontakt: Prof. Dr. Peter Schwehr, Internet: CC THERMISCHE ENERGIESYSTEME UND VERFAHRENSTECHNIK Am Kompetenzzentrum Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik entwickeln interdisziplinäre Teams Konzepte, Softwarelösungen, Technologien und Anlagen für effiziente und ressourcenschonende Energie- und Stoffumwandlungsprozesse. Dazu gehören zum Beispiel Wärmepumpen und Kälteanlagen in vielfältigen Anwendungen. Weitere Schwerpunkte der Tätigkeiten bilden Pinch-Analysen, Sorptionsprozesse sowie Verfahren zur Nutzung von Bioenergie für die Nutzung von Wärme- und Stromerzeugung. Dabei wird mit modernsten Methoden in den Bereichen Messtechnik, Analytik und Simulationen gearbeitet. Kontakt: Prof. Dr. Beat Wellig, Internet:

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17 ZENTRUM FÜR INTEGRALE GEBÄUDETECHNIK Das Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG) befasst sich mit einer breiten Palette von Themen aus dem Bereich des Hochbaus, mit Schwerpunkt in der Gebäudetechnik und in Energiethemen. Allen Themen gemein ist das Ziel, energieeffiziente und schadstoffarme Lösungen zu entwickeln, die einen hohen Nutzerkomfort bieten und wirtschaftlich umgesetzt werden können. Die fünf Forschungsthemen sind «Simulation und Analyse von Arealen und Gebäuden», «Nachhaltiges Bauen und Erneuern», «Gesundheit und Hygiene», «Licht, Automation und elektrische Systeme» sowie «Qualität in Planung und Bau». Daneben betreibt das ZIG die Prüfstelle Gebäudetechnik, die nach der europäischen Norm ISO/IEC (STS 0179) für akustische und thermische Messungen akkreditiert ist. Kontakt: Prof. Urs-Peter Menti, Internet: FORSCHUNGSGRUPPE INNENARCHITEKTUR Die Forschungsgruppe Innenarchitektur beschäftigt sich mit der Wahrnehmung und Funktion von Räumen und deren Gestimmtheit. Dazu orientiert sich die Forschungsgruppe an den Bedürfnissen, Tätigkeiten und Aktivitäten der Nutzenden, dem gesellschaftlichen und technischen Wandel sowie den Konsequenzen, die sich daraus für die Räume ergeben. Im Zentrum ihrer anwendungsorientierten Forschungstätigkeit steht die systemische Betrachtung von raumkonstituierenden Elementen, wie Raumstruktur, Raumklima, Akustik, Licht, Material, Farbe und Ausstattung, mit dem Ziel, Komfort und Identität für die Nutzerinnen und Nutzer zu schaffen. Kontakt: Prof. Sibylla Amstutz, Internet: FG ENERGIEWIRTSCHAFT Für die erfolgreiche Markteinführung innovativer Lösungen in der Energiewirtschaft erstellt die Forschungsgruppe Energiewirtschaft Wirtschaftlichkeitsanalysen sowie Marktanalysen und erforscht neue Geschäftsmodelle. Im Rahmen der Forschungsprogramme Swiss Competence Centers for Future Energy Efficient Buildings & Districts (SCCER FEEB&D), Efficiency of Industrial Processes (SCCER EIP), des Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) unter dem EU-Rahmenprogramm Horizon 2020 wie auch im Auftrag des Bundesamtes für Energie (BFE), verschiedener Verbände und Unternehmen der Energiewirtschaft unterstützt die Forschungsgruppe die Transition der Energiewirtschaft. Kontakt: Prof. Dr. Christoph Imboden, Internet:

18 MÖGLICHKEITEN DER ZUSAMMENARBEIT INDIVIDUELL UND MASSGESCHNEIDERT Projekte mit Kompetenzzentren drei Varianten der Finanzierung Projekte werden gemeinsam mit dem Wirtschaftspartner vereinbart und geplant. An der Hochschule beschäftigen sich Dozierende, wissenschaftliche Mitarbeitende und Assistierende mit den Projekten und führen sie in engem Austausch mit dem Wirtschaftspartner gemäss Projektplan durch. Die Projekte unterliegen einer Vollkostenrechnung und können durch Forschungsförderstellen unterstützt werden. EU-PROJEKTE Die EU unterstützt zukunftsgerichtete und innovative Forschungsprojekte. Die Themen werden ausgeschrieben. Dazu braucht es mehrere Wirtschafts- und Hochschulpartner. Die Rechte und Pflichten werden nach den Regeln dieser Programme bestimmt. Die EU-Forschungsgelder fliessen an die Hochschule und an die Wirtschaftspartner. Für ein EU-Projekt werden Partner aus mehreren europäischen Ländern (Hochschul- und Wirtschaftsebene) benötigt. BUNDESMITTEL, Z.B. VON KTI ODER BFE Der Bund unterstützt innovative und risikobehaftete Forschungsprojekte. Dazu benötigt es im Normalfall mindestens einen Wirtschaftsund einen Hochschulpartner. Die Rechte und Pflichten werden nach den Regeln dieser Programme von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) oder beispielsweise vom Bundesamt für Energie (BFE) bestimmt. BERATUNGEN, DIENSTLEISTUNGEN UND FORSCHUNG IM AUFTRAG Bei dieser Form der Zusammenarbeit erfolgt die Finanzierung zu hundert Prozent durch den Kunden. Ein höchstmögliches Mass an Effizienz, Flexibilität und Vertraulichkeit sowie der Zugriff auf sämtliche Verwertungsrechte sind garantiert. Internet:

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20 Kontakt Prof. Dr. Andrea Weber Marin Vizedirektorin und Leiterin Forschung Technikumstrasse Horw Schweiz Zentrale Direkt , Auflage 1 000