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Planer, Bauherren und Gebäudezertifizierer setzen mehr und mehr auf Umwelt-Produktdeklarationen (engl. Environmental Product Declarations, EPDs) als Informationsgrundlage für ihre Planungsprozesse und Gebäudebewertungen hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit. Das Zusammentragen von Informationen zu den jeweiligen Bauprodukten ist der erste Schritt, um ein Bauwerk auf den Grad seiner Nachhaltigkeit hin zu überprüfen und zu bewerten. Vom Institut Bauen und Umwelt e. V. und dem Bundesverband Kalksandsteinindustrie eV wurde dazu die Umwelt-Produktdeklaration nach DIN 14025 für Kalksandstein herausgegeben.

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Zum Betriebsfestigkeitsnachweis der DIN 4132 werden einige Überlegungen dargestellt, die Vereinfachungen ermöglichen. Insbesondere werden die maßgebenden Stellen aufgezeigt, auf die man bei Einfeld-Kranbahnen die Nachweise beschränken kann, und es wird dargestellt, wie unter Verwendung der Delta-Sigma-Schreibweise und der Rainflow-Zählmethode die Spannungsspiele besser erfaßt und die Nachweise ohne Ermittlung des Grenzspannungsverhältnisses geführt werden können.

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Consecrated in the year 2000, the Herz-Jesu Church in Munich features a glass façade with advanced, bonded loadbearing structures, Ref. [1]. The exterior of the church was built almost completely in glass, creating the timeless shape of a parallelepiped as shown in Figure 1. The structural framework to the glass façade consists of loadbearing glass beam elements with lengths of up to 6.72m bonded to stainless steel channels by silicone adhesives. This design - leading to a U-type bonding geometry by joining the glass beams to the steel stringers of parallel-flange channel-type cross-sections, see Figure 2 - required comprehensive experimental and theoretical investigations. Existing regulations such as the European guideline ETAG 002, Ref. [2], were not applicable due to their limited scope. Whereas ETAG 002 covers only simple two-sided bonding geometries (explicitly excluding three-sided bonding designs), the bonding used here is more complex geometrically, leading to significantly different mechanical characteristics.

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An vier neuen Schulen in Luxemburg mit sehr guten Primärenergiekennwerten wurden der thermische Raumkomfort und die Luftqualität messtechnisch sowie durch Befragung der Nutzer untersucht. Zwei Schulen werden durch mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung belüftet und zwei nur durch manuelles Öffnen der Fenster. Neben der CO2-Konzentration als Maß für die Luftqualität werden auch alle anderen wichtigen raumklimatischen Parameter gemessen, womit sich die bekannten Komfortindikatoren nach Fanger “Predicted Mean Vote (PMV)“ und der “Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)“ berechnen lassen. Die subjektiven wahrgenommenen Indikatoren der Raumnutzer wurden über einen Zeitraum von vier Wochen mit Fragebogen untersucht. Ein Ziel der Studie war es, die freie Fensterlüftung mit der mechanischen Belüftung in Bezug auf die erfassten Parameter und Indikatoren miteinander zu vergleichen.
Insgesamt ergibt sich eine gute Übereinstimmung zwischen den Messungen und den Befragungen. Die Befunde belegen, dass die mechanisch belüfteten Gebäude sowohl in Bezug auf die physikalisch gemessene als auch in Bezug auf die subjektiv wahrgenommene Raumluftqualität allgemein günstigere Werte aufweisen. Allerdings weisen die mechanisch belüfteten Gebäude eine zu niedrige relative Luftfeuchtigkeit auf, die sich jedoch nicht im subjektiven Erleben widerspiegelt. Auch trat in einer der mechanisch belüfteten Schulen eine hohe Luftgeschwindigkeit auf, die durch das subjektiv wahrgenommene Zuglufterleben bestätigt wird. Die Raumtemperatur weist heterogene Werte unabhängig von der Belüftung auf, so dass der PMV einzeln über die verschiedenen Gebäude zu betrachten ist. Raumnutzer sollten stets über ausreichende Beeinflussungsmöglichkeiten verfügen, um individuelle Bedürfnisse umsetzen und kleinere technische Unzulänglichkeiten ausgleichen zu können.

Examination of thermal comfort and air quality in four new energy efficient schools in Luxembourg with and without mechanical ventilation.
A study was conducted in four new energy efficient schools in Luxembourg with excellent primary energy consumption values, where the indoor thermal comfort and the air quality was assessed by technical measurements and by surveys. Two schools were equipped with mechanical ventilation with heat recovery and two were without, i.e. ventilation there was manually controlled by opening the windows. Further to the C02-concentration as indicator for the air quality all other important comfort parameters were measured, why the well-known indicators according to FANGER could be calculated, i.e. the “Predicted Mean Vote (PMV)” and the “Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)”. The individual perceived indoor comfort was analyzed by standardized questionnaires for a period of four weeks. One aim of the study was to compare natural ventilation by opening and closing the windows with the mechanical ventilation in all named aspects.
In total there was a good agreement between the measurements and the survey. The results show that in general mechanical ventilation in schools lead to better physical measured values and to better subjective perception of the users. However those buildings suffer from a very low relative humidity, though it is rarely sensed by the occupants. Furthermore, in one of the mechanically ventilated buildings the air velocity was very high and led to draft-perception. The detected air temperature was heterogeneous and independent of the ventilation concept, leading to an individual judgement of PMV for the different buildings. Users should always have the possibility of interaction and control to adjust the indoor climate according to their individual needs and to correct smaller technical shortcomings.

Durch den steigenden Anteil fluktuierender erneuerbarer Energieträger im deutschen Energiesystem wird neben der Höhe des Stromverbrauches auch das zeitliche Bezugsprofil immer wichtiger. Demand-Side-Management elektrischer Verbraucher ist ein viel diskutiertes Thema - auch im Bereich der Gebäudetechnik. Daher stellt sich die Frage, welche Anforderungen an das Stromverbrauchsverhalten für einen “netzdienlichen“ Betrieb gestellt werden und wie sich die “Netzdienlichkeit“ gebäudetechnischer Anlagen quantitativ erfassen lässt.
In dieser Arbeit werden EEX Day-ahead-Preis, Residuallast, kumulierter Energieverbrauch (KEV) des deutschen Strommixes sowie der Anteil von Wind und Photovoltaik an der Nettostromerzeugung der Jahre 2010 bis 2013 im Hinblick auf saisonale und tageszeitliche Strukturen untersucht. Die Auswertung zeigt, dass bezüglich des EEX-Preises und der Residuallast die Nachtstunden zwischen 1:30 Uhr und 4:00 Uhr den günstigsten Bezugszeitpunkt darstellen und dass die größten Tagesschwankungen im Winter auftreten. Dem gegenüber steht die Beobachtung, dass der Strommix insbesondere im Frühling und Sommer mittags zwischen 12:30 und 14:30 Uhr einen etwa viermal höheren Anteil aus Wind- und Photovoltaikanlagen als nachts aufweist und mit einem rund 20 % geringeren kumulierten Energieverbrauch erzeugt wird.
Weiterhin wird eine Bewertungskennzahl R definiert, mit welcher sich das Strombezugsverhalten für beliebige Verbraucher, Betrachtungszeiträume und stromnetzbasierte Vergleichsgrößen quantitativ und dimensionslos bewerten lässt. Anhand von gemessenen Stromverbrauchsdaten für die Wärme- und Kälteerzeuger eines Bürogebäudes wird beispielhaft gezeigt, wie die neue Kennzahl die bekannten Größen zur energetischen Bewertung von Gebäuden ergänzen kann.

Grid-interactivity of buildings: analysis and comparison of grid based reference parameters and definition of an evaluation number.
The fraction of Renewables in the German energy system is rising quickly. As a consequence, not only the quantity of electricity consumption, but also the time profile of the electricity demand will be increasingly important in the future. Demand-Side-Management is more relevant than ever, also in the building sector. However, it is still uncertain what the requirements to “grid-interactive” electricity consumers are and how “grid-interactivity” can be measured quantitatively.
This work analyzes the German electricity mix of the year 2010 to 2013 in terms of the EEX Day-ahead price, the residual load, the cumulative energy consumption (KEV) as well as the fraction of Wind and PV in the electricity mix with respect to the seasonal and intraday structures of these quantities. The daily profiles of the EEX price and residual load suggest that electricity consumption should be shifted to the night hours between 1.30 a.m. and 4.00 a.m. To the contrary, in the noon hours between 12.30 p.m. and 2.30 p.m., the fraction of electricity from wind and photovoltaics in the electricity mix is about four times higher than at night and electricity production is roughly 20% less resource demanding in terms of the cumulative energy consumption.
Furthermore, a dimensionless number R is defined which allows a quantitative evaluation of the temporal structure of electricity consumption with respect to any consumer, observation period and grid-based reference quantity. The new number is applied to real monitoring data in an exemplary manner to show how it can complement the established performance indicators of energetic building analysis.

In den letzten Jahren fanden immer wieder Anstrengungen statt um den CO2-Haushalt der Erdatmosphäre zu senken. Begriffe wie “sparsamer”, “effizienter” oder “effektiver” werden häufig in diesem Zusammenhang verwendet. Auch das Fachgebiet Bauphysik kann einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz leisten. Das ist eine berechtigte Forderung, da Gebäudeheizung und Gebäudekühlung einen bedeutenden Anteil am Ausstoß schädlicher Treibhausgase besitzen. Grenzwerte für die U-Werte werden immer niedriger angesetzt, was dickere und teurere Dämmsysteme zur Folge hat. Neben diesen trivialen Lösungen werden auch komplexere Systeme entwickelt und erprobt. In dieser Untersuchung werden zwei davon genauer betrachtet und bezugnehmend auf den Heiz wärmebedarf sowie den Kühlbedarf gegenüberstellt. Dabei handelt es sich um sogenannte schaltbare Dämmungen, und um ein neues System mit der Bezeichnung “Thermocollect”. Ein Vergleich beider Systeme ist mit Software-Standardlösungen nicht möglich, da diese mit nichtvariablen Wärmeleitwerten arbeiten, weshalb ein eigenes Simulationsmodell entwickelt werden musste. Zunächst werden im Rahmen einer Einführung beide Systeme vorgestellt. Ein Abschnitt beinhaltet eine Ausführung zum Simulationsmodell und Erläuterungen zu seinen Eigenheiten. Abschließend folgen Ergebnisse von Parameterstudien, eine Interpretation der Ergebnisse sowie Schlussfolgerungen und die Optimierung der neuartigen Dämmsysteme.

Evaluation and optimization of switchable insulation using the climatic conditions of Vienna.
There have been numerous efforts to reduce CO2 emissions in recent years. Terms such as ”more economical”, ”more efficient”, and ”more effective” are often used in discussion of this theme. The field of building physics can make a significant contribution to energy efficiency since building heating and cooling produces a significant portion of overall hazardous greenhouse gases. In response, heat transfer coefficient limits are being set lower and lower resulting in thicker and more expensive insulation systems. Very creative systems are being developed and tested parallel to conventional solutions. This study examines and contrasts two of the systems focusing upon the heating and cooling requirements: the so called ”switchable insulation” and a new system called ”Thermocollect”. The systems cannot be compared using standard software programs as the calculations are based on steady-state thermal conductivities. Therefore, an in-house simulation model was developed. Both systems are described in the introduction. A presentation of the basic thermodynamic concepts applied in the simulation fol lows. One section contains an explanation of the simulation model and its distinctive properties. The study is concluded by the results of the parametric studies, an interpretation of the results and implications, and engineering optimizations for the new insulation systems.

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