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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Schweibenz, Bernd Welche Werte erwartet die Generation Y vom Arbeitgeber? UnternehmerBrief Bauwirtschaft 6/2015 16-17 Berichte

Kurzfassung

Das Thema Nachwuchskräfte beschäftigt zunehmend die Bauwirtschaft. Bereits seit Jahren ist absehbar, dass sich die Stellensituation für die Absolventen im Bereich Bauingenieurwesen positiv darstellt und in den kommenden Jahren auch weiterhin darstellen wird. Doch was ist neben guten Berufs- und Karriereaussichten im Berufsleben wichtig für die künftigen Mitarbeiter und Kollegen der sogenannten Generation Y?

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Emmert, Angela; Schlicht, Alexander Mindestlohn: Auftraggeber haftet auch für seinen Subunternehmer UnternehmerBrief Bauwirtschaft 6/2015 18-19 Berichte

Kurzfassung

Die Baubranche ist - wie kaum eine andere Branche - geprägt durch den Einsatz von Subunternehmern. Mit Wirkung zum 01.01.2015 ist das vieldiskutierte Mindestlohngesetz (MiLoG) in Kraft getreten. Neben der Lohnhöhe steht vor allem die Dokumentationspflicht in der Kritik. Diese wird aber nach aktuellem Stand nicht geändert. Der UBB zeigt den konkreten Handlungsbedarf für Arbeitgeber in der Baubranche auf.

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Anwendung von Stoffpreisgleitklauseln in Bauverträgen UnternehmerBrief Bauwirtschaft 6/2015 20 Berichte

Kurzfassung

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UBB-Veranstaltungstipps UnternehmerBrief Bauwirtschaft 6/2015 20 Veranstaltungen

Kurzfassung

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Inhalt: Bauphysik 5/2015 Bauphysik 5/2015 Inhalt

Kurzfassung

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Aydinli, Sirri; Gramm, Stefan; Kaase, Heinrich; Köster, Helmut Einbindung tageslichttechnischer Messwerte in Planungsprogramme am Beispiel eines neuartigen Sonnenschutzsystems Bauphysik 5/2015 257-262 Fachthemen

Kurzfassung

Für eine zuverlässige Tageslichtplanung im Innenraum ist die genaue Kenntnis insbesondere über die bi-direktionalen Kennzahlen (räumliche Verteilung des Leuchtdichtekoeffizienten q in Abhängigkeit des Lichteinfalls) der Tageslichtsysteme unverzichtbar. Es wird eine Methode mit Beispielen (RETROLux-Tageslichtsysteme) vorgestellt, bei der die gemessenen Verteilungen des Leuchtdichtekoeffizienten konvertiert werden, so dass die Ergebnisse in konventionellen Lichtplanungstools wie DIALux oder Relux importiert werden können, um lichttechnische Berechnungen mit photorealistischen Darstellungen durchzuführen.

Integration of luminous characteristics into lighting design tools using the example of an innovative sun protection system.
For reliable daylighting design in interior, precise knowledge is essential in particular on the bi-directional characteristics (spatial distribution of luminance coefficient q as a function of the light incidence) of the daylighting systems. A new method is presented with examples (RETROLux-daylighting systems), in which the measured distributions of luminance coefficients are converted, so that the results can be imported into conventional lighting design tools such as DIALux and Relux to perform calculations with photo-realistic representations.

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Steidle, Anna; de Boer, Jan; Werth, Lioba; Sedlbauer, Klaus Stressor oder Ressource? Die Bedeutung der bauphysikalischen Bedingungen für den Menschen am Beispiel der Lichtumgebung Bauphysik 5/2015 263-267 Fachthemen

Kurzfassung

Im Zeitalter der Wissensarbeit steigt die Bedeutung mentaler und psychologischer Faktoren wie Konzentrationsfähigkeit, Stimmung und Motivation für eine hohe Leistungsfähigkeit. Die physikalischen Bedingungen an Büroarbeitsplätzen können einerseits einen Stressor darstellen, der die Konzentration erschöpft und den Nutzer ermüdet, oder eine räumliche Ressource, die Arbeitstätigkeiten erleichtert oder Nutzerbedürfnisse befriedigt und dadurch Engagement und Stimmung bei der Arbeit steigert. Inwiefern bestimmte räumliche Bedingungen am Arbeitsplatz eine Ressource oder einen Stressor darstellen, lässt sich anhand der drei Ebenen des Komforts abschätzen: physischer, funktionaler und psychischer Komfort. Ein solcher Ansatz soll helfen, “psychisch nachhaltige“ physikalische Raumbedingungen zu schaffen, die die psychischen Ressourcen der Nutzer schonen. Im vorliegenden Beitrag wird dieses neue Verständnis von Komfort mithilfe der zugrunde liegenden psychologischen Prozesse erklärt und am Beispiel der bauphysikalischen Variablen “Beleuchtung“ illustriert.

Stressor or resourse? The significance of physical conditions and comfort exemplified by lighting conditions.
In the era of knowledge work, high performance increasingly depends on mental and psychological factors like concentration, mood, and motivation. Physical conditions in offices can either constitute a stressor depleting concentration and fatiguing users, or an environmental resource facilitating work activities and satisfying user needs and, in turn, heightening engagement and mood at work. To what extent certain physical conditions at the workplace function as resources or as stressors can be estimated based on three levels of comfort: physical, functional, and psychological comfort. This approach aims at supporting the creation of “psychologically sustainable” physical conditions, which conserve the users’ psychological resources. In this article, this new understanding of comfort will be explained based on the underlying psychological processes and will be illustrated using the example of the physical variable of lighting.

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Lung, Thomas Prognose von Verschattungen im Umfeld komplexer Bebauung Bauphysik 5/2015 268-272 Fachthemen

Kurzfassung

Beim Kauf von Eigentumswohnungen oder Häusern, bei der Aufstellung von Bebauungsplänen oder bei Rechtsstreitigkeiten im Zusammenhang mit Neubauvorhaben werden immer häufiger Verschattungsprognosen in Auftrag gegeben. Eine ausreichende Besonnung von Wohn- und Aufenthaltsräumen fördert die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit der Menschen; Verschattungen wirken auf die genannten Lebensqualitätsmerkmale einschränkend und führen darüber hinaus zu erheblichen Defiziten im Bereich der Photovoltaik. Hinsichtlich der Beurteilung von Verschattungswirkungen gibt es keine verbindlichen planungs- oder bauordnungsrechtlichen Festlegungen für ausreichende Besonnungszeiten. In der Praxis wird eine Bewertung der berechneten Verschattungs- bzw. Besonnungszeiten vorrangig anhand der Norm DIN 5034-1 vorgenommen, die für Wohnräume am 17. Januar eine Mindestbesonnungsdauer von einer Stunde und am 21. März bzw. 23. September von vier Stunden empfiehlt. Aber auch die prozentuale Minderung der bestehenden Verschattungszeiten durch ein Bauvorhaben wird als Maßstab zur Bewertung der Verträglichkeit der Planung herangezogen.
In diesem Beitrag werden die Grundlagen zur Prognose von Verschattungen im städtischen Umfeld skizziert; insbesondere werden die Eigenverschattungen der Gebäude sowie der Einfluss der Horizonteinengung auf die Berechnungsergebnisse erklärt und der Zusammenhang der Gebäudegeometrien mit den Algorithmen des Verschattungsmodells erläutert. Schatten wird hierbei als ausschließlich durch Baukörper im direkten, gerichteten Sonnenlicht entstandener Helligkeitsunterschied verstanden, d. h. durch diffuses Himmelslicht, künstliche Beleuchtung, Reflexionen etc. verursachte Schattenphänomene bleiben unberücksichtigt. Standardmäßig werden Verschattungprognosen für durchgehend unbewölkten Himmel, d. h. für eine maximal mögliche Sonnenscheindauer durchgeführt.

Forecast of shadowing duration in urban regions.
Purchasing condominiums or houses, preparing land-use plans or with civil lawsuits in connection with new building projects more and more frequently predictions of shadowing are required. Concerning the assessment there are no binding definitions according to planning and building regulations law with regard to sufficient duration of sunlight. In practice an assessment of calculated duration of shadowing or sunshine is primarily carried out by means of the German standard DIN 5034-1 which recommends for housings a minimum sunlight duration on 17th of January of one hour and on 21th of March of 4 hours. But also the percentage of decrease of existing sunlight duration by a building project is consulted as a criterion for the assessment of the legitimacy of the planning.
In this paper the principles of forecast of shadowing duration in urban regions are outlined. In particular the self-shadowing of buildings as well as the influence of the horizon constriction on the calculation results are explained. Furthermore the connectivity of the building dimensions with the algorithms of the calculation model is outlined. Here shades are exclusively understood as differences in brightness of directed sunlight created by buildings; that means, effects by diffuse skylight, artificial lighting, reflections etc. causing shade phenomena remain disregarded.

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Merzkirch, Alexander; Hoos, Thorsten; Maas, Stefan; Scholzen, Frank; Waldmann, Daniéle Messtechnische Ermittlung der U-Werte von Außenwänden im Vergleich mit Typologiewerten für den Gebäudebestand Bauphysik 5/2015 273-276 Fachthemen

Kurzfassung

Die Wirtschaftlichkeit von Renovierungsvorhaben an Altbauten hängt im Wesentlichen von der erwarteten Wertsteigerung, der Miethöhe und den zu erreichenden Energieeinsparungen ab. Um diese Einsparungen zu berechnen, wird ein rechnerischer Vergleich zwischen dem aktuellen Verbrauch und dem Verbrauch nach der Sanierung angestrebt. Zahlreiche Studien zeigen auf, dass der rechnerische Energiebedarf von Gebäuden häufig von dem tatsächlichen Verbrauch abweicht. Dies gilt vor allem für vor 1970 errichtete Altbauten. Ein wichtiger Eingangsparameter der Berechnungsmethodik sind die U-Werte der Außenwände, welche typischerweise vom Energieexperten vor Ort aus Typologien des Gesetzgebers für die jeweilige Wandkonstruktion ausgewählt werden. In dieser Veröffentlichung werden Mess- und Simulationsergebnisse von verschiedenen Wandtypen präsentiert. Die ermittelten Werte lagen dabei zwischen 0,9 und 1,2 W/(m²K) und somit deutlich unter den in Luxemburg angenommenen Typologiewerten von 1,4 und 2,1 W/(m²K). Die beschriebenen Abweichungen zwischen Energiebedarfsberechnung und tatsächlichem Energieverbrauch können somit zum Teil auf fehlerhafte Annahmen des ausstellenden Experten vor Ort zurückgeführt werden, welche sich an Typologiewerten orientieren.

Measuring determination of U-values of external walls in comparison with typical catalogue values for existing buildings.
The economic benefit of retrofit actions for old buildings depends on possibly increasing building value and rents and also on the achieved energy savings. To estimate the savings, usually the calculated energy demand before and after the renovation is compared. Several studies show, that calculated energy demand and consumed energy often show great differences, especially for old buildings before the 1970s. One important input parameter for the energy demand calculation is the u-value of the façade which is commonly chosen by the energy expert on site, out of a catalogue, where typical values for certain wall constructions are presented. In this publication, results of heat flow measurements and dynamic simulations of different typical wall constructions of old buildings are presented. The measured and simulated u-values for those facades were between 0.9 and 1.2 W/(m²K) and significantly lower, than the values in the Luxembourgish catalogue, which range from 1.4 to 2.1 W/(m²K), depending on the construction material. The deviations between calculated building energy demand and actual consumed energy can at least partly be explained by false assumptions of energy experts on site, who use the u-value catalogue for choosing the input parameters of their calculation.

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Wohlgemuth, Daniela; von Gunten, Dimitri; Manz, Heinrich; Zeyer, Christian; Althaus, Hans-Jörg Ökologisch optimale Dämmdicken bei Wohngebäuden Bauphysik 5/2015 277-283 Fachthemen

Kurzfassung

Der schweizerische Gebäudepark besteht zu 83 % aus Wohngebäuden. Wohngebäude verursachen in der Schweiz rund 46 % des gesamten Energiebedarfs und 19 % der Gesamtumweltbelastung in der Schweiz [1], [16]. In Bezug auf politisch festgelegte Energieeffizienz- und Umweltschutz-Ziele stellt sich im Wohnbau vor allem die Frage, welcher Wärmeschutz und welche Art der Beheizung optimale Ergebnisse erzielen. In einer vom Bundesamt für Energie beauftragten Studie wurden die ökologisch optimalen Dämmdicken bei Wohngebäuden in der Schweiz ermittelt [10]. Um den Einfluss bestimmter verschiedener Umweltaspekte zu berücksichtigen, wurden die Indikatoren Primärenergie, Treibhauspotenzial und Umweltbelastungspunkte verwendet. Es wurde ein mathematisches Modell zur analytischen Berechnung des Optimums entwickelt. Der Einfluss verschiedener Parameter, wie zum Beispiel des Dämmstoffes, des Standortes oder des Energieträgers, wurde aufgezeigt. Die entwickelte Berechnungsmethode erlaubt eine quantitative, ökologische Analyse von Dämmstandards. Verschiedene Optimierungskriterien führen zu unterschiedlichen optimalen Dämmdicken. In vielen Fällen ist besonders der erste Bereich der Wärmedämmung - knapp 20 cm (U ≍ 0,15 W/(m²K)) - für die Minimierung der Umweltbelastung von Wohngebäuden äußerst wichtig.

Ecologically optimal insulation thicknesses for residential buildings.
The Swiss building stock consists of 83 % residential buildings. Residential buildings cause 46 % of the total energy demand and 19 % of the total environmental impact in Switzerland [1], [16]. The question then arises as to which insulation thicknesses and what types of heating systems are optimal? In a survey the optimal insulation thicknesses for residential buildings in Switzerland were calculated [10]. In order to take the influence of the focus on different environmental aspects into account, primary energy, global warming potential and environmental impact points were used as optimization criteria. A mathematical model for the analytical calculation of the optimum was developed. The influence of different parameters (e. g. the influence of the insulation material or the location or the energy carrier) was shown. The developed calculation method allows a quantitative analysis of ecological insulation standards. The three environmental indicators lead to different optimal insulation thicknesses. In many cases, particularly the first part of the thermal insulation - approximately 20 cm (equals U ≍ 0.15 W/(m²K)) - is crucial in order to minimize the environmental impact of residential buildings.

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Sanierung der Domschule Güstrow Bauphysik 5/2015 283 Aktuell

Kurzfassung

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Hörner, Michael; Jedek, Christoph; Cischinsky, Holger Die Diskrepanz zwischen Energiebedarf und -verbrauch bei Nichtwohngebäuden - ein empirischer Ansatz Bauphysik 5/2015 284-295 Fachthemen

Kurzfassung

Im Forschungsprojekt “Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden (TEK)“ aus dem EnOB-Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) wurde eine Datenbasis aus 93 Nichtwohngebäuden im Bestand mit detaillierten Parametern der wärmetechnischen Beschaffenheit der Gebäudehülle, der energetischen Effizienz der technischen Anlagen, des Nutzerverhaltens sowie Angaben zum Energiebedarf und -verbrauch erarbeitet. Die gemeinhin zu beobachtende Diskrepanz von berechnetem Endenergiebedarf Wärme und gemessenem Energieverbrauch wird auf Grundlage dieser Datenbasis untersucht. Allgemein ist dabei zu beobachten, dass bei energetisch effizienten Gebäuden der berechnete Bedarf den tatsächlichen Verbrauch tendenziell eher unterschätzt und bei älteren, energetisch schlechteren Gebäuden tendenziell eher überschätzt. Dieser Trend, der mittels einfacher linearer Regression deutlich sichtbar wird, ist jedoch von einer erheblichen Streuung überlagert. Ein erweiterter Ansatz zur Analyse ist daher notwendig. Als wichtige Einflussfaktoren der Energiebedarfsbilanzierung werden objektspezifisch erhobene Nutzungsparameter mittels der Methodik der multiplen linearen Regression untersucht. Die so identifizierten Einflussfaktoren erklären die beobachteten Streuungen deutlich besser, wenn auch immer noch nicht vollständig. Aus den gewonnenen Erkenntnissen der Regressionsanalysen werden Funktionen zur Schätzung eines Energieverbrauchs mit Standardfehler hergeleitet, welche mit einer quantifizierbaren Wahrscheinlichkeit den realen Verbrauch umfassen. Dieser methodische Ansatz eignet sich dabei vorwiegend zur energetischen Bewertung von größeren Gebäudeportfolios oder Quartieren, aber auch zur realistischeren Einschätzung von Energieeinsparungen bei Einzelgebäuden infolge von energetischer Modernisierung.

The gap between calculated energy demand and measured consumption for non-residential buildings - An empirical approach.
The research project “Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden (TEK)” (partial characteristic energy values of non-residential buildings) within the EnOB research program of the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi), delivered a database consisting of 93 existing non-residential buildings. The database contains detailed information on properties of the building envelope, energy efficiency of technical installations, user behaviour, measured energy consumptions and calculated energy demands. With these data the commonly observed gap between calculated energy demand for heating and domestic hot water and actual energy consumption will be examined. Generally it is observed, that for energy efficient buildings, the calculated demand tends to underestimate the actual consumption, whilst it tends to overestimate the consumption for older buildings not yet refurbished. This tendency, arising by simple linear regression, however is superimposed by a significant distribution. Hence an extended examination approach seems to be necessary. As further important impact factors for energy demand calculations, usage parameters will be examined by use of the methodology of multiple linear regression. The identified impact factors describe the observed distribution better, although still not completely. Based on the obtained insights of the regression analysis, functions for an estimated energy consumption with standard error are derived in order to diminish the gap towards the actual energy consumption with a certain probability. This methodological approach is suitable especially for the energy assessment of building portfolios or districts, but also for empirical correction of energy saving predictions of individual buildings.

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Gehring, Florian; Albrecht , Stefan; Homolka, Sarah; Leistner, Philip; Thome, Volker; Seifert, Severin Aus Altbeton wird Beton - ein innovativer Recyclingansatz Bauphysik 5/2015 296-300 Fachthemen

Kurzfassung

Altbeton wird eine Rohstoffquelle der Zukunft sein und damit zur Nachhaltigkeit beitragen. In welche Richtung dies geschehen kann, wird in diesem Beitrag mithilfe von Ökobilanzergebnissen aus dem BMBF-Projekt “ELDYNTON - Elektrodynamische Fragmentierung von Altbeton“ erläutert. Hier wird Altbeton durch ein innovatives Recyclingverfahren ELDYNTON aufbereitet, um ein hochwertiges Recycling (Rückführung in den Betonkreislauf) der entstandenen Fraktionen zu gewährleisten. Eine entscheidende Voraussetzung ist die zerstörungsfreie Trennung von Zementstein und Gesteinskörnung. Die Methode der elektrodynamischen Fragmentierung beruht auf ultrakurzen Unterwasserentladungen und ermöglicht eine sortenreine Separierung. Unter dem Aspekt der Ressourcenschonung ist das Rückgewinnen von Rohstoffen via Recycling grundsätzlich wünschenswert, ob es sich jedoch unter dem Gesichtspunkt der Ökologie lohnt, muss näher untersucht werden. Hierzu wird die Methode der Ökobilanz (ISO 14040/44) herangezogen und die Ergebnisse mit den ökologischen Wirkungen der Primärbereitstellung verglichen. Bei gleicher Transportdistanz liegen die Emissionsäquivalente des ELDYNTON-Verfahrens in einigen Kategorien über denen der primären Bereitstellung. Müssen die Substitutionsgüter jedoch weiter als 125 km gegenüber denen des ELDYNTON-Verfahrens transportiert werden, schneidet das ELDYNTON-Verfahren in den betrachteten Wirkungskategorien besser ab.

Old concrete becomes new concrete - an innovative recycling approach.
Old concrete will be a future raw material source and is thereby resource-saving. The study underlines this with the results of the conducted life cycle assessment. For this purpose old concrete gets treated by an innovative recycling approach to ensure a high valuable recycling of the prepared fractions (recirculation into the concrete cycle). A vital prerequisite is the non-destructive separation of cement stone and aggregate. The methodology of the electrodynamic fragmentation guarantees this with ultrashort, underwater electrical discharges. The recycling of resources is generally desirable under the target of resource conservation, but the methodology of the electrodynamic fragmentation has to be investigated if it is advantageous under environmental aspects. Therefore the methodology of the life cycle assessment according ISO 14040/44 is used and the results are compared with the environmental impact of the primary provision. The results show that by using waste heat from another suitable location/site the impacts of the innovative approach are lower than the impacts of the primary production. The results are similar by using higher transport distances for the primary products than for the recycled materials.

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Ozimek, Claudia Der Vertrauensfaktor - in memoriam Gerd Hauser Bauphysik 5/2015 301-302 Persönliches

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Abschied von Gerd Hauser Bauphysik 5/2015 301 Persönliches

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Veranstaltungen: Bauphysik 5/2015 Bauphysik 5/2015 302 Veranstaltungen

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Inhalt: Bautechnik 5/2015 Bautechnik 5/2015 Inhalt

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Zehfuß, Jochen Im Brandschutz sind Innovationen gefragt Bautechnik 5/2015 321-322 Editorial

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Klingsch, Eike; Klippel, Michael; Boccadoro, Lorenzo; Frangi, Andrea; Fontana, Mario Brandverhalten von Holz-Beton-Verbunddecken aus Buchenholz Bautechnik 5/2015 323-329 Aufsätze

Kurzfassung

Am Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK) der ETH Zürich wurde das Brandverhalten von Holz-Beton-Verbunddecken aus Buchenholz untersucht. Die Verbunddecke besteht aus dünnen Furnierschichtholzplatten (Dicke 40 mm bzw. 80 mm) aus Buche (BauBuche) und einer darüberliegenden Betonschicht (Dicke 160 mm bzw. 120 mm). Die Furnierschichtholzplatten übernehmen sowohl die Funktion der Schalung als auch der Bewehrung. Dieses neuartige Deckensystem wurde im ETH House of Natural Resources an der ETH Zürich weltweit erstmals umgesetzt. Der Artikel fasst die Ergebnisse von zwei großmaßstäblichen Brandversuchen an belasteten Holz-Beton-Verbunddecken zusammen, die einem ISO-Normbrand ausgesetzt wurden. Beide Brandversuche zeigen, dass die im Brandfall untersuchten Holz-Beton-Verbunddecken die tragende und brandabschnittsbildende Funktion über 90 min bzw. 60 min sicherstellen.

Fire behaviour of timber-concrete composite slabs using beech
At the Institute of Structural Engineering of the ETH Zurich, the fire behaviour of timber-concrete composite slabs made with beech LVL was investigated. This composite slab is made of a thin plate (depth: 40 mm or 80 mm) using beech laminated veneer lumber (LVL) (BauBuche) and a concrete layer on top (depth: 160 mm or 120 mm). The beech plate acts as both formwork and as tensile reinforcement. This innovative slab system was implemented for the first time in the ETH House of Natural Resources at ETH Zurich. This paper summarizes the results of two large-scale fire tests on loaded timber-concrete composite slabs exposed to standard ISO fire. Both fire tests show that the timber-concrete composite slab using beech LVL reaches sufficient fire resistance and integrity for 90 min and 60 min, respectively.

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Schaumann, Peter; Kleibömer, Inka Zum Trag- und Erwärmungsverhalten von Verbundstützen mit massivem Stahlkern im Brandfall Bautechnik 5/2015 330-334 Aufsätze

Kurzfassung

Ausbetonierte Hohlprofilstützen mit massiven Einstellprofilen stellen eine attraktive Möglichkeit dar, schlanke Stützen auch bei hohen Lasten zu realisieren und gleichzeitig hohe Anforderungen an den Feuerwiderstand zu erfüllen. Das Tragverhalten im Brandfall unterscheidet sich dabei grundlegend von dem anderer ausbetonierter Hohlprofilstützen, die bei gleicher Querschnittsfläche deutlich geringere Lasten abtragen. Dieser Beitrag behandelt Ergebnisse eines Forschungsprojektes, in dem das Tragverhalten einer runden Verbundstütze mit massivem Stahlkern im Brandfall experimentell untersucht wurde. Nach Erreichen der Feuerwiderstandsklasse R 90 wurde die Stütze bis zum Erreichen der Traglast belastet. Im Zuge der Untersuchungen wurde die Entwicklung der Temperaturen im Querschnitt ermittelt und den Ergebnissen numerisch ermittelter Temperaturfeldberechnungen gegenübergestellt.

Thermal and structural response of concrete-filled tubular columns with massive steel core in case of fire
Concrete-filled tubular columns with embedded massive steel core represent an attractive constructional possibility to design slender columns that are both resisting high loads and fulfil requirements concerning the fire resistance. The structural behaviour in case of fire thereby differs from the typical behaviour of concrete-filled tubular columns without steel core, which carry remarkably lower loads. In the following paper, the thermal and mechanical behaviour of a circular composite column with embedded massive steel core is investigated experimentally. After achieving the fire resistance class R 90, the column was loaded up to failure and thus the residual bearing capacity was ascertained. Furthermore, the measurement of temperatures within the individual parts of the cross-section was another aspect of the experimental investigations. Those data are additionally compared to numerically calculated temperatures.

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Zehfuß, Jochen; Siemon, Matthias Numerische Analyse brandbeanspruchter Stützen aus ultrahochfestem Beton (UHPC) Bautechnik 5/2015 335-345 Aufsätze

Kurzfassung

Aufgrund gestiegener ästhetischer Anforderungen an Gebäudetragwerke werden vermehrt sehr schlanke Bauteile eingesetzt, wobei die fortschreitende Forschung und Entwicklung in der Betontechnologie es ermöglicht, diese Bauteile auch aus ultrahochfestem Beton (UHPC) auszuführen. Verglichen mit Normalbeton führen die hohen Packungsdichten von UHPC sowie die Zugabe von Stahlfasern zu einer sehr hohen Druckfestigkeit bei gleichzeitig duktilem Verhalten. Aus brandschutztechnischer Sicht ergeben sich aus den Materialeigenschaften und den schlanken Bauteilen allerdings grundsätzliche Nachteile. Eine hohe Packungsdichte führt bei der Verdampfung des physikalisch gebundenen Wassers zu hohen Dampfdrücken und Betonabplatzungen, welche entweder die Bewehrung freilegen oder auch das komplette Bauteil zerstören können. Das für den Brandfall ungünstige Verhältnis von Oberflächen- zu Volumen schlanker Bauteile führt außerdem zu einem schnelleren Durchwärmen und somit zu schnellerem Verlust der Tragfähigkeit.
Im Rahmen des Forschungsprojekts “Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Ermittlung und Optimierung des Brandverhaltens von ultrahochfestem Beton” des Schwerpunktprogramms 1182 der Deutschen Forschungsgemeinschaft wurden zwei repräsentative UHPC-Rezepturen entwickelt, welche durch betontechnologische Maßnahmen und die Beigabe von Polypropylenfasern hinsichtlich des Abplatzens ertüchtigt wurden. Außerdem wurden Untersuchungen zur Bestimmung der thermischen und mechanischen Materialeigenschaften durchgeführt. Als Validierungsgrundlage wurden abschließend vier Stützenversuche durchgeführt. In diesem Beitrag wird die numerische Modellierung des Tragverhaltens von brandbeanspruchten UHPC-Stützen mithilfe eines Finite-Elemente-Modells gezeigt und anhand der Versuchsergebnisse validiert.

Numerical analysis of fire exposed ultra-high performance concrete (UHPC) columns
Due to higher aesthetical requirements for the load bearing structure, an increasing amount of slender components is used. The ongoing research and development in concrete technology yields to the possibility to process this slender components out of ultra-high performance concrete (UHPC). Compared to normal strength concrete, the high packing density and the addition of steel fibres leads to a high compressive strength and ductile behavior. In case of fire protection, these material properties and slender dimensions are disadvantageous, because the high packing density leads to high pore pressure and concrete spalling when the remaining water content is evaporating. The higher surface to volume ratio of slender components additionally leads to higher temperatures and reduced load bearing capacity in case of fire.
During the research project “Theoretical and experimental determination of the high temperature behavior of ultra high performance concrete (UHPC)” of the priority program 1182, funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, two general UHPC mixtures were developed. The prevention of explosive spalling was achived by adding polypropylen fibres. Furthermore, the thermal and mechanical material propertiers were assessed in small-scale experiments. To validate the material properties and check the model capabilities, four large-scale experiments were conducted assessing the load bearing capacity of UHPC columns exposed to fire. In this paper, the numerical modelling of the structural behavior of fire-exposed UHPC-columns with finite element method is depicted. The model is compared with the experimental results.

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Sauerborn, Norbert; Brandt, Oliver; Enders, Frank Brandschutz in Parkgebäuden Bautechnik 5/2015 346-354 Berichte

Kurzfassung

Tragende Bauteile mehrgeschossiger, oberirdischer Parkgaragen mit Einstufung als offene Garagen können bei beschränkter Größe im Grundriss und ausreichender Querbelüftung nichtbrennbar ausgeführt werden (Feuerwiderstandsklasse R0-A). Abhängig von der Art der Fassadenkonstruktion ist die Sicherstellung einer ausreichenden Ventilation rechnerisch oder experimentell nachzuweisen.
Liegen bei Parkgaragen besondere, baurechtlich maßgebende Randbedingungen vor, z. B. bei Parkebenen auf Einkaufszentren oder bei Teilnutzung als Versammlungsstätte, resultieren Anforderungen an den baulichen Brandschutz. Mithilfe von Brandsimulationsberechnungen auf Naturbrandbasis können die Bauteilanforderungen auch für die Stahl-/Verbundbauweise wirtschaftlich beherrschbar umgesetzt werden.

Fire protection in parking garages
Load-bearing elements of multi-storey, above-ground parking garages, classified as open garages, can be executed non-combustible (fire resistance class R0-A), if the floor area is limited and if cross ventilation is sufficient. Depending on the type of façade structure a sufficient ventilation has to be proved numerically or experimentally.
Requirements for structural fire protection may result, if there are special regulations in the building legislation for e. g. parking levels on top of shopping malls or for shared space with assembly rooms. The requirements for structural members can be managed economically with the help of fire simulation calculations based on natural fire, even for steel-/composite structures.

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Riese, Olaf; Zehfuß, Jochen Thermische Einwirkungen natürlicher Brände auf Bauteile und Tragwerke Bautechnik 5/2015 355-362 Berichte

Kurzfassung

Die außergewöhnliche Bemessungssituation Brand als Lasteinwirkung auf Bauteile und Tragwerke ist in DIN EN 1991-1-2:2010-12, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke geregelt. Im zugehörigen Nationalen Anhang DIN EN 1991-1-2/NA werden die national festzulegenden Parameter bzw. nationale Festlegungen sowie die Anwendung informativer Anhänge für Deutschland definiert. Neben der Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) als standardisierte thermische Einwirkung werden in DIN EN 1991-1-2 und zugehörigem Nationalen Anhang auch Naturbrandmodelle geregelt, mit denen die thermischen Einwirkungen leistungsorientiert in Abhängigkeit der vorhandenen Brandlasten, Ventilationsverhältnisse, Brandraumgeometrie und thermischen Eigenschaften der Umfassungsbauteile berechnet werden können. In der Musterliste der Technischen Baubestimmungen von März 2014 werden Randbedingungen für die Anwendung der Naturbrandverfahren beschrieben. Im Rahmen dieses Aufsatzes werden die zur Ermittlung der thermischen Einwirkung mit Naturbrandmodellen zugrunde zu legenden Brandszenarien und Bemessungsbrände dargestellt und auf deren Eignung und sinnvollen Anwendungsbereich eingegangen.

Thermal actions of components and structures exposed to natural fires
The exceptional case of fire load on construction parts and structures as action for building components is regulated by DIN EN 1991-1-2: 2010-12, Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-2: General actions - fire actions on structures. In the National Annex DIN EN 1991-1-2/NA the national determined parameters and national requirements as well as the application of informative annex for Germany are defined. The DIN EN 1991-1-2 and the associated National Annex regulate the standard temperature-time curve (ETK) as standardized thermal load and furthermore natural fire models which can be used for performance based fires safety design considering the actual fire loads, ventilation conditions, geometry of fire room and thermal properties of the structural components. In the Musterliste der Technischen Baubestimmungen of March 2014 boundary conditions are described for the application of natural fire method. This paper shows fire scenarios and design fires for determination of the thermal load with natural fire models and their suitability and practicable application.

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Klinzmann, Christoph; Upmeyer, Jens Innovativer Brandschutz für große Einkaufszentren Bautechnik 5/2015 363-369 Berichte

Kurzfassung

Das Einkaufen in Deutschland hat sich in den letzten Jahren gewandelt. Dadurch entstehen große Einkaufszentren am Rand oder außerhalb von Innenstädten. Sie beinhalten eine multifunktionale Nutzung, üblicherweise bestehend aus Verkauf, Veranstaltung und Gastronomie, sodass in diesen Gebäuden das Einkaufen idealerweise zu einer Freizeitbeschäftigung und einem Erlebnis werden soll. Diese multifunktionalen Nutzungen sind in der Regel durch die Verkaufsstättenverordnung nicht abschließend abgedeckt. Zur Bewertung dieser Gebäude müssen besondere schutzzielorientierte Brandschutzkonzepte aufgestellt werden, die bei zahlreichen komplexen Fragestellungen durch Ingenieurmethoden des Brandschutzes ergänzt und begründet werden müssen. Insbesondere werden ingenieurmäßige Berechnungen zur Gebäuderäumung oder zur Entrauchung durchgeführt. In diesem Beitrag werden anhand von Praxisbeispielen die Möglichkeiten und Lösungswege aufgezeigt, wie diese besonderen brandschutztechnischen Fragestellungen in den modernen und sehr großen Einkaufszentren gelöst werden können.

Innovative fire safety of large shopping centres
In Germany shopping malls have changed in recent times. This is the result of the fact that the operators of shopping malls are trying to drawing more and more people into their buildings and thus making them more attractive, leading to a multifunctional usage consisting of shopping, events and gastronomy. The main interest is to understand shopping as a part of leisure and make shopping an event. The multifunctional usage in most cases is not covered by the respective building law for special buildings, the Verkaufsstättenverordnung.
The article shows and summarizes the key points of the change of shopping centres and explains the resulting difficulties with building regulations with the regard to fire safety. In addition future changes of the building regulations affecting the flexible use of shopping centres are discussed. Furthermore main elements of the fire safety concepts of two large shopping centre projects, the “Milaneo” in Stuttgart and “The Squaire” in Frankfurt, are explained.

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Stahlmann, Joachim; Missal, Christian; Gährken, Andreas Interaktionen zwischen Abdichtungsbauwerk und Wirtsgestein im Steinsalz Bautechnik 5/2015 370-376 Aufsätze

Kurzfassung

Bei der Planung von Tiefen- oder Endlagern für radioaktive Abfälle wird angestrebt, den Zutritt von Wässern oder Lösungen langfristig zu verhindern, um das Schutzziel über Tage zu erreichen. Da im Fall einer Worst-case-Betrachtung der Zutritt nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, sind die Zugangsstrecken zu den Einlagerungsbereichen abzudichten. Die Funktion wird im Wesentlichen durch die Interaktion zwischen Wirtsgestein und Abdichtungsbauwerk bestimmt. Insbesondere sind die Auflockerungszone im konturnahen Bereich, die Kontaktzone, Spannungsumlagerungen im Gebirge sowie die Kriecheigenschaften des Gebirges abdichtungsrelevant. Zusätzlich sind die Baustoffeigenschaften des Dammes zu berücksichtigen: Die Abkühlphase nach dem Abbindeprozess und autogenes Schwinden führen zu einer Spaltbildung zwischen Abdichtungsbauwerk und Wirtsgestein. Dieser Spalt ist für die kurzfristige Funktionsfähigkeit zu verpressen, langfristig kann das aufkriechende Gebirge eine ausreichend geringe Permeabilität gewährleisten. Es zeigt sich jedoch, dass die Übertragbarkeit der Modellvorstellungen aus dem Erfahrungshorizont des Bergbaus und des Bauingenieurwesens, auch im Hinblick auf die möglichen Fluidwegigkeiten, noch zu hinterfragen ist.

Interaction between sealing structure and host rock in rock salt
During the development of radioactive waste disposal it is intended to prevent the inflow of water and solution over a long period of time to reach the safety objective at the surface. As the inflow cannot be completely excluded when considering a worst case scenario, the access drifts towards the emplacement chambers have to be sealed. This function is primarily influenced by the interaction between the host rock and the sealing structure. The excavation damaged zone close to the contour, contact zone, stress redistribution in the host rock and the creeping capacity of the host rock are particularly relevant for the sealing. In addition, the characteristics of the sealing structure's building materials have to be considered: the cooling phase after the setting process and autogenous shrinkage lead to the development of gaps between the sealing structure and the host rock. These gaps have to be injected in order to reach a short-term operability, while the long-term low permeability can be provided by the creeping host rock. It became clear that the portability of the model concepts based on the experiences in mining and civil engineering have to be questioned, especially with regards to possible fluid flow.

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