Prof. Anja Willmann

Anja Willmann ist seit 2023 Professorin für Energiedesign und –simulation an der Frankfurt University of Applied Sciences. Nach einer Ausbildung zur Raumausstatterin studierte sie in Deutschland, Liechtenstein und Großbritannien Architektur und schloss das Studium 2006 sowohl mit dem Diploma in Architecture als auch mit dem postgradualen Master of Science in Energy Efficient and Sustainable Building (mit Auszeichnung) ab. Von 2007-2011 war sie Architektin und Projektleiterin bei Behnisch Architekten in Stuttgart. Anschließend lehrte und forschte sie 5 Jahre an der ETH Zürich an der Professur für Architektur und Gebäudesysteme. Von 2017-2019 war sie Vertretungsprofessorin für Energiedesign und Energieeffizienz im Planungs- und Bauprozess an der Frankfurt University of Applied Sciences und von 2019 – 2023 Professorin für Konstruieren, Energie- und Gebäudetechnik an der Jade Hochschule Wilhelmshaven Oldenburg Elsfleth. Anja Willmann promoviert an der Professur Bauphysik der Bauhaus-Universität Weimar zum Thema Urban Energy Strategies targeting CO₂-Emissions for Sustainable City Quarters: Analysis, Simulation and Assessment. Der Schwerpunkt ihrer Forschung und Lehre liegt in der Anwendung von passiven Strategien zur Senkung des Energiebedarfs und zur Integration von aktiven Maßnahmen zur Produktion von erneuerbaren Energien im Einzelgebäude und in Stadtteilen. Dabei beschäftigt sie sich vor allem mit thermisch-dynamischer Simulation und deren Integration in die ersten Entwurfsphasen von Architekten. 

• International Building Performance Simulation Association

• DGNB: Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e.V.

   

Bauhaus2050: Energetische Quartierssanierung zur Reduktion der CO2-Emissionen unter Berücksichtigung denkmalgeschützter Bauten in Weimar

Im Rahmen einer energie- und ressourcenschonenden Quartiersentwicklung und -erneuerung steht die Weiterentwicklung von Planungsmethodik, Prozessqualität und Instrumenten im Vordergrund. Die Optimierungspotentiale großer Gebäudebestände werden exemplarisch in Bezug auf Sanierungspotentiale der Gebäudehülle und Energiesysteme und deren Synergien analysiert. Mittels einer Erweiterung des Betrachtungsperimeters vom Einzelgebäude auf das Stadtquartier kann so die CO2-Reduktion des Clusters bewertet werden.

Anhand des Gebäudebestands der Universität Weimar im Stadtgebiet Weimar sollen exemplarisch die Optimierungspotentiale großer Gebäudebestände in Bezug auf Sanierungspotentiale der Gebäude und Energiesysteme analysiert werden. Der Gebäudebestand der Universität Weimar ist ein prototypisches Beispiel großer Gebäudebestände mit einer besonderen Lage in der Altstadt Weimars Richtung Südstadt. Zudem sind 5 der 32 Gebäude Bestandteil des UNESCO Weltkulturerbes und damit von den herkömmlichen energetischen Sanierungsmaßnahmen ausgenommen. Die Universitätsbauten sind eingebettet in nutzungsgemischte Bebauungen differenzierter Bauperioden; der größte Anteil wird zurzeit für Wohnflächen und Kleingewerbe bzw. Verkaufsflächen im Erdgeschossbereich genutzt. Die Besonderheit am gewählten Stadtteil ist die Beibehaltung der universitären Nutzung und deren direkte Verflechtung mit Leben und Arbeiten als Bestandteil eines heterogenen Quartiers.

Mittels einer Erweiterung des Betrachtungsperimeters auf das Stadtquartier, statt wie bisher hauptsächlich des Einzelgebäudes, kann so die CO2-Reduktion des Clusters bewertet werden. Dies erlaubt die Integration energetischer Parameter, die bisher in Einzelgebäudesanierungen nicht analysiert wurden, wie die Nutzung von Synergien, die aus unterschiedlichen Gebäudefunktionen und den jeweiligen Lastprofilen entstehen, und die Integration von „Prosumenten“ innerhalb der Nachbarschaften. Hiermit soll vor allem untersucht werden, bis zu welchem Grad sich der Anteil des Gebäudebestands, der nur mit sehr hohem Aufwand energetisch zu sanieren ist, u.a. denkmalgeschützte Gebäude, durch Neubau- und Konversionsprojekte innerhalb des Clusters im Rahmen der CO2-Bilanz ausbalancieren lässt. Der Gebäudebestand der Universität Weimar dient dabei als Pilotstudie mit Modellwirkung für die Entwicklung und Anwendung der Methodologie bundesweit.

Fördermittelgeber:
DBU Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Projektlaufzeit:
11/2017 - 10/2021

Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Conrad Völker, Professur Bauphysik, Bauhaus-Universität Weimar / Prof. Anja Willmann

Weitere Links:Klima-AG, Bauhaus-Universität Weimar

Impulsvortrag "Klimaneutral bis 2050? Bestandsareale erfordern Umdenken“ im Rahmen des Symposiums "Sanierung statt Abriss", 23.11.2021, CORE Oldenburg

NEST HiLo

Future buildings will require significant improvements to adhere to 2050 greenhouse gas mitigation strategies. One method is to consider building components as multifunctional elements. These elements can perform several functions simultaneously, such as energy and structural aspects, which bears the potential to reduce both operational and embedded emissions. As opposed to traditional sequential design, in which each building element performs a dedicated function. The former requires an integrated design approach to prioritise the use of renewable energy sources and the reduction of construction materials. 

HiLo is a node in the NEST district energy hub (Empa ehub), which enables the harvesting, storage, conversion and transferring of energy. Each building unit is connected to the ehub using multiple thermal and electrical grids. These grids operate in both directions, which allows surplus energy to be transferred between building units or to the ehub. 

The energy concept of HiLo is consolidated by an occupant centred control system, which targets optimal operational energy efficiency without compromising on user comfort. This objective is achieved by connecting all of the thermal and electrical data to a programmable controller, where researchers can investigate novel high-level control strategies, involving machine learning and artificial intelligence approaches. HiLo is a living lab that aims to investigate the transition of the built environment to a 100% renewable energy society.

Period: 2017-20

A/S Team: G. Lydon, Y. Peng, B. Svetozarevic, I. Hischier, L. Walker, A. Silvestri, G. Kreuzer-Sanchez, (former A/S Team / Z. Nagy, J. Hofer, A. Willmann, P. Jayathissa, M. Begle, S. Caranovic)

Key Partners: Block Research Group (ETH Zurich); Chair of Digital Building Technologies (ETH Zurich)

Publications: See the NEST HiLo project page on ResearchGate for a full list of publications. 

InduCity

Das transdisziplinäre Projekt InduCity nutzte die Analyse von Gebäude- und Stadtdaten für die Entwicklung eines neuartigen, abstrakten stadtenergetischen Modells durch das Erheben lokaler Energiepotenziale für die Umgestaltung eines gemischt funktionalen Stadtquartiers, die Identifizierung und Evaluierung infrastruktureller und Gebäudesanierungsmaßnahmen unter der Prämisse der Schweizer 2000-Watt-Gesellschaft.

In diesem Zusammenhang fungierte das Siemens-Areal in Zug als Fallstudie und bot Einblicke in die Perspektiven wie auch Hindernisse der Umsetzung der 2000 Watt/1 Tonne CO₂-Gesellschaft in Industriegebieten. Die Herausforderung lag in der Umwandlung einer ehemaligen Industriefläche in ein heterogenes Stadtquartier unter Beibehaltung der momentanen Produktion auf dem Grundstück. Das A/S Forschungsteam konzentrierte sich auf die Erfassung der Grundstücksenergie und Systemdaten, die Analyse der erneuerbaren Energiepotenziale und die Erforschung optimaler Sanierungsstrategien, die sowohl das städtische Energiesystem als auch die Gebäudesanierung betrachten.

Unter Verwendung von Ko-Simulation wurden städtische Energiesysteme simuliert; beide Ergebnisse wurden genutzt, um Stadtentwicklungsstrategien zusammen mit Aspekten der Mobilität und der Produktionsprozesse vor Ort zu definieren. Als Teil des Forschungsprojekts und der dazugehörigen Summer School wurden verschiedene Szenarien der Stadtentwicklung und –gestaltung ausgelotet. Diese unterstützten die Feststellung erheblicher Auswirkungen auf die Gemeinschaft und vermittelten damit übertragbare Methodologien, die in ein neues schnelles Stadtplanungs- und –simulationswerkzeug ‘City Lifecycle Manager’ (CLM) für Modellierung, Berechnung und Visualisierung integriert wurden. CLM wurde in Zusammenarbeit mit Siemens Corporate Research entwickelt. Damit stellt das Industriegebiet Zug eine Pilotstudie für die Entwicklung und Anwendung von Beratungssoftware bei der Stadtteilerneuerung dar.

Zeitraum: 2013-2014

Hochschule: ETH Zürich, Professur Architektur und Gebäudesysteme

Finanzierung: Kommission für Technologie und Innovation (KTI)

Projektpartner: Prof. Dr. R. Scholz, Dr. Michael Stauffacher (USYS, IED, NSSI), ETH Zurich / Prof. C. Wirz, UMTEC, WERZ Zug, FH Rapperswil / Siemens Building Technologies, Zug / Siemens Corporate Research, Princeton

GLATT - Eine Stadt im Werden

Glattalstadt war eine raum- und stadtplanerische Studie über den Großraum Zürich, motiviert durch die zu erwartende Bevölkerungsentwicklung und die damit verbundene, zu erwartende Zersiedlung. Die Architektengruppe Krokodil hat das Glattal als geeigneten Ort identifiziert, über eine gesteuerte Entwicklung und Erweiterung des Stadtraumes nachzudenken. Für uns war es eine hervorragende Aufgabe und Herausforderung, Möglichkeiten einer postfossilen Stadt zu untersuchen und zu überlegen, welche Auswirkungen ihre dezentrale Erzeugung und Nutzung in einer neuen Stadt haben könnten.

Die Grundidee der Studie war es, zwischen Uster und Kloten eine Stadt aufzuspannen, die bestehende Gemeinden und Gebäude mit neuen Strukturen verbindet, um so eine durchgängige und dichte Stadtstruktur für um die 400.000 Menschen zu entwickeln. Damit beruht das Konzept auf der Idee des Weiterbauens, auf der Kombination von Alt und Neu. Die Stadt ist in 12 Quartiere aufgeteilt, die einen Bezug zu den bestehenden Gemeinden herstellt, auch wenn sie nicht deckungsgleich sind.

Aus energetischer Sicht waren für uns sowohl die Mischung von alt und neu wie auch die verschiedenen lokalen Identitäten interessant, die gleichermaßen für den Städtebau relevant sind. Im Hinblick auf die Raumplanung stellte sich die Frage nach den lokalen Potenzialen für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen: Welche stehen zur Verfügung? Wie hoch ist deren Potenzial, qualitativ und quantitativ? Wie kann die Nutzung der identifizierten Quellen zur räumlichen Identitätsstiftung beitragen? Wie beeinflusst Energie ein stadtplanerisches Konzept?

Zeitraum: 2012

Hochschule: ETH Zürich, Professur Architektur und Gebäudesysteme

Projektpartner: Architektengruppe Krokodil (pool Architekten, Boltshauser Architekten, EM2N, Frank Zierau, Schweingruber Zulauf Landschaftsarchitekten)  

Publikation: Schlueter, Arno and Anja Willmann. "Stadt der Netze - Energie" in: Glatt!: Manifest für eine Stadt im Werden. Zurich: Park Books, 2012.

2023

Hollermann, Sebastian, Kaiser, Lena, Pesch, Roland und Anja Willmann (Hrsg.) „Spiekeroog. Interdisziplinäres Lehrprojekt." 1. Aufl., Blueprint.edition - galerieverlag, Weimar, Deutschland, 2022. ISNB 9783982388113.

2022

Gottkehaskamp, Ben and Anja Willmann. "Investigating passive strategies in a cold climate – teaching EDDA in architectural education." Sustainable Built Enviroenment Conference Berlin SBE22, Deutschland, 2022. doi:10.1088/1755-1315/1078/1/012059

Natschke, Tanja, Proba,Caroline and Lena S. Kaiser. "Methoden der agilen Hochschullehre im interdisziplinären Kontext", CC-BYSA (4.0 ) IN: www.twillo.de/oer

2021

Oevermann, Andreas und Anja Willmann. "Oldenburg Energy Design Quarter. Projekt Entwurf & Detail I, Bachelor-Projekt 5. Semester, Jade Hochschule." Oldenburg, Deutschland, 2021. ISBN 978-3-9823881-0-6.

Willmann, Anja; Kaiser, Lena, Pesch, Roland and Sebastian Hollermann. "Inselkita Spiekeroog. Energy Efficient Design of an Environmental Kindergarden for Early Childhood Education on the Island Spiekeroog - A Collaborative-Transdisciplinary Higher Education Teaching Project." International Transdisciplinary Conference ITD21, Zurich, Switzerland. Sept 13-17, 2021. 

2020

Hollermann, Sebastian, Kaiser, Lena, Pesch, Roland und Anja Willmann (Hrsg.) „Inselkita Spiekeroog. Interdisziplinäres Lehrprojekt." 1. Aufl., Brune-Mettcker Druck- und Verlags-GmbH, Wilhelmshaven, Deutschland, 2020. ISNB 9783941929142.

2019

Willmann, Anja; Katscher, Lara and Thomas Leiser. „A Comparison of Bottom-up and Top-down Modelling Approaches in Urban Energy Simulation“. Building Simulation Conference 2019, Rome, Italy, Sept 02-04, 2019. doi.org/10.26868/25222708.2019.210424 

Harre, Carolin, Willmann, Anja und Conrad Voelker. “Ermittlung thermischer Eigenschaften der Gebäudehülle mittels Thermografie; Fallstudie Bauhaus-Campus“. Bauphysiktage 2019 in Weimar. Germany, Sept 25-26, 2019.

2018

Willmann, Anja. „Bauhaus Structures – Designing Energy Producing Structures for Public Space on the Bauhaus University Campus in Weimar, Germany“. Shaping Urban Communities: Smart and Sustainable Solutions. 3^rd International Conference of the Urban Research and Education Knowledge Alliance (U!REKA), Frankfurt, Germany, November 26 – 28, 2018.

Seifert, Christoph, Holger Techen and Anja Willmann. "Design and Testing of a Multifunctional Façade System for Energy Generation and Sound Suidance in the Urban Space". Shaping Urban Communities: Smart and Sustainable Solutions. 3^rd International Conference of the Urban Research and Education Knowledge Alliance (U!REKA), Frankfurt, Germany, November 26 – 28, 2018.

2017

Lydon, Gearoid, Philippe Block; Arno Schlueter; Diederik Veenendaal; Jack Bakker; Moritz Begle; Johannes Hofer; Prageeth Jayathissa; Iain Maxwell; Tomás Méndez Echenagucia ; Zoltan Nagy; Dave Pigram; Bratislav Svetozarevic; Rob Torsing; Jochem Verbeek; Anja Willmann. „NEST HiLo: Research and innovation unit for lightweight construction and building energy systems integration“. In: Journal of Building Engineering 12 (2017) 332-341.

2016

Nagy, Zoltan, Bratislav Svetozarevic, Prageeth Jayathissa, Moritz Begle, Johannes Hofer, Gearoid Lydon, Anja Willmann and Arno Schlueter. „The Adaptive Solar Facade: From Concept to Prototypes“. In: Frontiers of Architectural Research 5.2 (2016): 143-156

Willmann, Anja, Sasha Cisar, Zoltan Nagy and Arno Schlueter. „Energy and the City: Investigating Spatial and Architectural Consequences of a Shift in Energy Systems on District Level“. Paper handed in at the Sustainable Built Environment (SBE) regional conference 2016, Zurich, Switzerland, June 15-17, 2016.

Fonseca, Jimeno A., Daren Thomas, Anja Willmann, Amr Elesawy and Arno Schlueter. „The City Energy Analyst Toolbox V0.1“. Paper handed in at the Sustainable Built Environment (SBE) regional conference 2016, Zurich, Switzerland, June 15-17, 2016.

2015

Lydon, Gearóid, Anja Willmann, Johannes Hofer, Zoltan Nagy, and Arno Schlüter. “Balancing Operational and Embodied Emissions for the Energy Concept of an Experimental Research and Living Unit.” Paper presented at the International Conference CISBAT 2015 on Future Buildings and Districts - Sustainability form Nano to Urban Scale, Lausanne, Switzerland, September 9-11, 2015.

Fonseca, Jimeno A., Anja Willmann, Corinne Moser, Michael Stauffacher, and Arno Schlüter. Assessing the Environmental Impact of Future Urban Developments at Neighborhood Scale.” Paper presented at the International Conference CISBAT 2015 on Future Buildings and Districts – Sustainability form Nano to Urban Scale, Lausanne, Switzerland, September 9-11, 2015.

2013

Schlüter, Arno, Michele Leidi, Sasha Cisar, and Anja Willmann. Taiki-Cho: Transient Boundaries. Zurich: SuAT, Architecture and Sustainable Building Technologies, ETH Zürich, 2013.

2012

Leidi, Michele, Anja Willmann, Schlueter Arno, and Christian Hersberger. “Transient Boundaries.” Paper presented at the International University Architectural Competition “Next Generation Sustainable House in Taiki-Cho”, Tokyo, Japan, April 27, 2012.

Schlueter, Arno, and Anja Willmann. “Stadt der Netze - Energie.” In Glatt!: Manifest für eine Stadt im Werden, edited by Sascha Roesler, 133-154. Zürich: Park Books, 2012.

Podcasts

2022     Hirn gehört. Oldenburger Wissensschnack. Folge 14 mit Prof. Anja Willmann ". Online https://hirnvomhahn.de/podcast/ 17.02.2022

Ausstellungen

2019     Deutsches Architektur Zentrum DAZ.

Ausstellung des Forschungsprojektes „Bauhaus2050: Energetische Quartierssanierung zur Reduktion der CO2-Emissionen unter Berücksichtigung denkmalgeschützter Bauten in Weimar“ in: Houston, we have a problem. Ökologie und Verantwortung. Projektsammlung von 150 Visionen und Ideen. Berlin, Germany. June 12 – July 7, 2019.

Presse

"Mit Praxispartnern lernen - Studierende erarbeiten Entwürfe zur Erweiterung einer Schule im Holzmodulbau in Kooperation mit der Firma ERNE AG Holzbau"  IN: Jade Welt. Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth. Online 18.02.2022.

"Nachhaltiges Bauen auf der Insel Spiekeroog - Studierende erarbeiten mit agiler Didaktik zukunftsorientierte Bau-Projekte"  IN: Jade Welt. Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth. Online 10.02.2022.

"Interdisziplinäres Lehr-Lernprojekt auf der Insel Spiekeroog - Studierende erarbeiten fachübergreifend komplexe praxisorientierte Aufgaben"  IN: Jade Welt. Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth. Online 11.11.2021.

"Wer nachhaltig wohnen will, muss in Hinblick auf Energie aktiver werden!". Interview mit Prof. Willmann. IN: Forschungsnotizen.ihjo.de online 01.09.2020

„Lüttje Loog“, eine Kita für Spiekeroog… oder: wie aus sechs Studierenden ein kreatives Team wird. IN: Forschungsnotizen.ihjo.de online 06.08.2020.

„Wo ist die Theaterwerkstatt?“ Interdisziplinäres Lehrprojekt „Inselkita Spiekeroog“. IN: Jade Welt. Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth. Online 18.06.2020.

"HAWs und Corona: STUDIERENDE DER JADE HS UND HS EMDEN/LEER ARBEITEN GEMEINSAM"  Interdisziplinäres Lehrprojekt „Inselkita Spiekeroog“. IN: Unglaublich Wichtig. 50 Jahre Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. Online 18.06.2020.

Klimagerechtes Design. Bauen gegen den Klimawandel. IN: Almanach 2018 - INTEGRIEREN. Frankfurt University of Applied Sciences. 2018.

Autonome Energie. Nachhaltige Versorgung verdichteter Stadtquartiere. IN: Almanach 2018 - INTEGRIEREN. Frankfurt University of Applied Sciences. 2018.

A Lodge for Palawan. IN: Frankfurt 18. Jahrbuch der Frankfurt University of Applied Sciences - Fachbereich 1 Architektur Bauingenieurwesen Geomatik. 2018.