Thermische Umgebungsbedingungen in Räumen und Fahrzeuginnenräumen weisen sehr komplexe Strukturen auf und sind fast immer asymmetrisch. Zur Bewertung des thermischen Komforts sind Modelle notwendig, die eine Auflösung der lokalen Umgebungseinflüsse ermöglichen. Für diese Aufgabenstellung wurde ein physiologisches Komfortmodell basierend auf dem Tanabe -Modell in der objektorientierten Programmiersprache Modelica erstellt. Die Überführung der physiologischen Größen in eine Komfortbewertung wird durch ein nachgeschaltetes psychologisches Modell basierend auf dem Ansatz von Zhang erreicht. Das Gesamtmodell für die Vorhersage des thermischen Komforts wird in einem Optimierungsprozess anhand umfangreicher experimenteller Daten, die in einer generischen Flugzeugkabine ermittelt wurden, kalibriert. Detailinformationen der komplexen Umgebungsbedingungen werden durch eine Kopplung zwischen dem Komfortmodell und einer dreidimensionalen Strömungssimulation in ANSYS CFX, V. 11.0 bereitgestellt.

Evaluation of thermal comfort at inhomogeneous environmental conditions.
Thermal ambient conditions in rooms and cabins and vehicles show very complex and asymmetrical structures. The evaluation of the thermal comfort requires models, which allow a local resolution of the transient environment. Therefore a physiological comfort model based on the Tanabe model is programmed in the object oriented programming language Modelica. The conversion of the physiological results of the Tanabe model is handled by a psychological model similar to the approach of Zhang. The thermal comfort model is calibrated to a large experimental dataset in an automated optimization process. A coupling between the comfort model and a three dimensional flow simulation using the commercial flow solver ANSYS CFX, V. 11.0 gives detailed information of the local ambient conditions.

Es wird die Entstehung von Spannungen und Deformationen bei zylindrischen Türmen, bei denen sich Risse und andere Mängel äußerten, die den üblichen in der statischen Berechnung berücksichtigten Belastungen (Eigengewicht und Wind) nicht entsprachen, behandelt. Erst aufgrund der Ergebnisse einer detaillierten Analyse des Einflusses der Sonneneinstrahlung war es möglich, entsprechende Instandsetzungsmaßnahmen bei ca. 10 fast gleichen Türmen einzuleiten.

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Der Beitrag stellt die parametrische Analyse des dynamischen thermischen Verhaltens eines Gebäudes mit beweglicher Wärmedämmung unter echten klimatischen Bedingungen dar. Mit der dynamisch-flexiblen Gebäudehülle soll eine optimale thermische Behaglichkeit im Innenraum erreicht und gleichzeitig der Energiebedarf für Heizung und Kühlung gesenkt werden. Das thermische Verhalten des Gebäudes auf eine bewegliche Wärmedämmung unter echten klimatischen Bedingungen wird beschrieben. Hierzu werden Innenlufttemperaturen und Energiebedarf für Heizung und Kühlung bei echten klimatischen Bedingungen im März und Juli verfolgt, wobei die globale Solarstrahlung und Außenlufttemperaturen berücksichtigt werden. Die Ergebnisse werden bei allen Fensterorientierungen analysiert. Die Simulationen wurden mit dem mathematischen Modell KAMRA durchgeführt. Abmessungen des Modellgebäudes sind: Raumhöhe = 2,5 m, Raumbreite = 4,0 m und Raumtiefe = 3,0 m.

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Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Analyse und Evaluierung von thermoaktiven Bauteilsystemen (TABS) und einem Nachtlüftungskonzept hinsichtlich des thermischen Raumkomforts auf Grundlage einer modellbasierten Simulationsstudie. Das Gebäude- und Anlagenmodell wurde in der Simulationsumgebung ESP-r mit Meßdaten aus Experimenten in einem Niedrigenergie-Bürogebäude validiert. Die Untersuchung umfaßt: Betonkerntemperierung (BKT), Kapillarrohrmatten ohne und mit 20% mikroverkapselten latenten Wärmespeichermaterialien (PCM) im Deckenputz. Zentrale Ergebnisse sind: Die Konditionierung mit Kapillarrohrmatten ermöglicht ein zufrieden stellendes Raumklima vergleichbar mit BKT, die Verwendung von PCM trägt entscheidend zur Reduzierung der Raumtemperaturen bei und der optimale Schmelzbereich des PCM-Speichers liegt in dieser Untersuchung bei 19 bis 22 °C.

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Betonbauwerke wie Brücken sind ein wesentlicher Bestandteil des Straßennetzes. Um die Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit einer Brücke zu gewährleisten, sind regelmäßige, z. T. aufwendige Inspektionen und Untersuchungen erforderlich, um Schäden an einem Bauwerk frühzeitig zu erkennen. Mit innovativen zerstörungsfreien Untersuchungsmethoden ist es möglich, den Schadenserkennungsprozess von Bauwerken zeitlich und kostenmäßig zu optimieren.
In der Vergangenheit wurden bereits Drohnen für Oberflächenaufnahmen von Brücken mit Laserscan oder digitaler Bildgebung eingesetzt, um Schäden wie Risse und Abplatzungen zu erkennen. Diese Methoden sind zeitsparender als die herkömmlichen, komplexeren Verfahren zur Sichtprüfung. Um auch Schäden unter der Oberfläche mittels Flächenaufnahmen nachweisen zu können, wurde ein vielversprechender Ansatz - die Thermografie - untersucht. Ein großer Vorteil der Thermografie ist die flexible Einsatzmöglichkeit und zerstörungsfreie Anwendung am Bauwerk. Die Methode ermöglicht eine thermografische Aufzeichnung der gesamten Brücke. Durch Temperaturunterschiede auf der Oberfläche können Schäden wie Delamination, Hohlräume und Feuchtigkeitsstellen im Beton erkannt werden. Um die Zuverlässigkeit dieser Methode zur Erkennung der genannten Schäden gewährleisten zu können, wurden die Erkennungsgenauigkeiten und -grenzen ermittelt. Zu diesem Zweck wurden Tests an Betonproben durchgeführt, die Delamination, Hohlräume und feuchte Bereiche in unterschiedlichen Größen und Tiefen im Beton aufwiesen. Während der Tests wurden die Betonproben aktiv erhitzt. Im Laufe des Abkühlvorgangs erfolgte die Aufnahme der Oberfläche mit der Wärmekamera. Die Erstellung von nichtlinearen Finite-Elemente-Modellen der Testkörper ermöglichte weitere Variationen der Geometrien und der Temperaturen der Betonproben. Mittels der erhaltenen Daten konnte die Detektionswahrscheinlichkeit der untersuchten Schäden ermittelt und eine Empfehlung für die Anwendung dieser Methode gegeben werden.

Thermography for damage detection on bridge structures
Concrete structures such as bridges are an essential part of road networks. In order to guarantee the usability and the safety of a bridge, it is necessary to carry out regular, sometimes cost effective inspections and investigations in order to be able to detect damages at a structure at an early stage. With innovative non-destructive investigation methods, it is possible to optimize the damage detection process of structures in terms of time and cost.
In the past, drones were used to record the surface of bridges using laser scanning or digital imaging to detect damages such as cracks and spalling. These methods are more time-saving than the conventional, more complex procedures of visual inspection. In order to be able to also detect damages below the surface by means of areal recordings, a promising approach - thermography - is investigated. A big advantage of thermography is the flexible and non-destructive application. The method allows a thermographic recording of the entire bridge. By means of temperature differences on the surface, damages such as delamination, voids and moisture spots in the concrete can be detected. In order to be able to guarantee the reliability of this method for the detection of the mentioned damages, the recognition accuracies and limits were determined. For this purpose, tests were carried out on concrete samples that showed delamination, voids and wet areas of different sizes and depths in the concrete. The concrete samples were actively heated. During the cooling process, the surface was recorded with the thermal camera. The modelling of the test specimens allowed further variations of the geometries and temperatures. From the obtained data, the probability of detection of the examined damages was determined and a recommendation for the application of this method could be given.

Die Ergebnisse von Untersuchungen zum Verarbeitungsverhalten von thermomechanisch gewalzten Baustählen S355 M/ML und S460 M/ML werden vorgestellt. Die wesentlichen Vorteile liegen in der deutlichen Verminderung der Vorwärmtemperaturen für das Schweißen oder des vollständigen Wegfalls des Vorwärmens auch bei großen Blechdicken. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Schweißverfahren mit sehr hohem Wärmeeinbringen anzuwenden, ohne die Zähigkeit in der Wärmeeinflußzone unzulässig zu beeinträchtigen. Kalt- und Halbwarmumformen sowie das Flammrichten sind möglich. Die wirtschaftlichen Vorteile sind in einer Reduzierung der Fertigungszeit und der Fertigungskosten und in einer Erhöhung der Fertigungssicherheit bei höherer Qualität der Bauwerke zu sehen.

Bei der Planung und Berechnung von Kraftwerkschornsteinfuttern spielen Störfälle eine entscheidende Rolle. Der Ausfall einer Rauchgasentschwefelungsanlage führt zu extremen thermischen Beanspruchungen der keramischen Rauchgasröhren, so daß eine exakte Berechnung und Auslegung der Röhre im Hinblick auf die Standsicherheit und Gebrauchsfähigkeit erforderlich ist. Es wird ein numerisches Verfahren zur Ermittlung der instationären Verhältnisse im Störfall vorgestellt.

Seit einiger Zeit sind so genannte Thermobeschichtungen auf dem Markt, bei denen beworben wird, daß sie den Heizenergiebedarf bei Gebäuden erheblich reduzieren. Dabei handelt es sich um Fassadenfarben, z. B. das Produkt “ThermoShield”, denen mikroskopisch kleine, silanisierte, keramische Hohlkügelchen (Ceramic Bubbles) zugesetzt sind. In den Produktunterlagen zur genannten Beschichtung wird angegeben, daß die Energieeinsparungen bzw. die an einigen Stellen auch als Heizkostenersparnis bezeichneten Vorteile bis zu 30% betragen und herstellerseitig den verschiedenen Wirkanteilen von “ThermoShield” zugeschrieben werden können. Zur Überprüfung der vielversprechenden Produkteigenschaften wurden die thermischen Eigenschaften von Probekörpern, die mit “ThermoShield - Exterieur” beschichtet worden sind, im Rahmen einer an der Universität Hannover angefertigten Arbeit untersucht. Die Auswertung der Meßergebnisse zeigte, daß die mit “ThermoShield” beschichteten Probenkörper nicht die Eigenschaften aufwiesen, die bei einer wärmedämmenden Wirkung der Beschichtung zu erwarten wären. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

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Messungen der Dehnung können mit konventionellen Dehnmeßstreifen (DMS) durchgeführt werden. Wenn sich das Tragverhalten dem Versagenszustand nähert, haben DMS den Nachteil, vorzeitig auszufallen (insbesondere im überkritischen bzw. Fließ- und Verfestigungsbereich). Das Thermovisionsverfahren dient zur Dehnungsanalyse beanspruchter Stahlbauteile bis in den Versagenszustand hinein. Zunächst werden für monoton und zyklisch beanspruchte Basisproben mit unterschiedlichen strukturellen und geometrischen Imperfektionen (z. B. Schweißnaht bzw. Kerbe) Wegänderungen und Temperatur bis zum Versagenszustand aufgenommen. Begleitend werden FE-Simulationen durchgeführt und die zu den gemessenen Temperaturen korrespondierenden Dehnungen ermittelt. Dadurch kann das thermoplastische Verhalten des untersuchten Materials (S235) bestimmt werden. Als weitere Anwendung des Thermovisionsverfahrens erfolgte die Untersuchung des Tragverhaltens an komplexen Bauteilen: Rosettenverbindungen, Hohlkastenträger mit schlanken Stegen, Kopfplattenverbindungen, Wellstegträger mit Konsolen.

At RWTH Aachen University recently, a pavilion was constructed with a roof shell made of textile-reinforced concrete (TRC), a composite material consisting of a fine-grained concrete and high-strength, non-corroding textile reinforcement in the form of carbon fibres. The thin-walled TRC shell structure demonstrates impressively the loadbearing capacity of this innovative composite material. The present paper discusses the practical issues concerning the construction, such as the fabrication of the TRC shells using shotcrete, the concepts developed for the arrangement of the textile reinforcement and the erection of the shells on top of the precast concrete columns. The issues concerning the design, assessment and numerical simulation of the loadbearing behaviour of TRC shells are presented in the companion paper (Part II).

The present paper describes a design approach for textile-reinforced concrete (TRC) shells which reflects the interaction between normal forces and bending moments based on the cross-sectional strength characteristics of the material determined experimentally. The influence of oblique loading on the composite strength of TRC elements with flexible reinforcement is included in a normalized interaction diagram for combined loading. As an example, the design approach is applied to the ultimate limit state assessment of a TRC shell in double curvature. Furthermore, the general applicability of the design approach is discussed in the light of the non-linear loadbearing behaviour of TRC. Due to its strain-hardening tensile response, stress redistributions within the shell result in loadbearing reserves. Details of the structural design and production solutions developed and applied during the realization of the TRC shell structure are described in the companion paper (Part I).

Several national design standards allow the use of hollow sections with minimum nominal wall thicknesses down to 1.5 mm. However, the international standards that will be used in the future, based on the work of the International Institute of Welding (IIW-XV-E), still prescribe a minimum thickness of 2.5 mm. This paper presents the background to the IIW-XV-E higher thickness limit and presents strong arguments for extending the scope of these international standards to include structural hollow sections with wall thicknesses down to 1.5 mm.

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The recently completed new connection between Europe and Asia, the Third Bosphorus Bridge (Yavuz Sultan Selim Bridge) has been immediately recognized as an iconic and new landmark of Istanbul region. The reason is not only the location which makes the crossing a dramatic scenery and a real experience, but of course the structure itself and also its history. Never such an audacious and extreme structure has been built like this, following a strict and severe red and straight line starting from the day of the decision to award the contract to the ICA joint Venture (Içtas/Astaldi) on the base of a project considered by the authorities as the one bringing the most satisfactory answer to their requirements, a project worked out during a competition period of finally eight weeks. And the requirements were very high, exactly at the level prerequisite for such an important structure considering its serviceability, but also its geopolitical context and its economic importance.

Die dritte Bosporusquerung - Eine skulpturales Ingenieurbauwerk.
Die Yavus Sultan Selim-Brücke verbindet Europa und Asien. Als dritte und größte Bosporusquerung wurde sie sofort nach ihrer Fertigstellung im Jahr 2016 zum neuen Wahrzeichen von Istanbul. Grund dafür ist nicht nur die Einbettung der Brücke in eine spektakuläre Landschaft, sondern auch die Konstruktion selbst und ihre Geschichte. Beginnend vom ersten Tag nach der Vergabe des Projektes an das Joint Venture ICA (Içtas-Astaldi) wurde einer ungewöhnlich konsequenten und klaren Linie bei Planung und Realisierung des Projektes gefolgt. Die Beauftragung durch die Behörden erfolgte, da diese den Entwurf der Brücke, der innerhalb eines Zeitraums von nur acht Wochen erarbeitet wurde, als die befriedigendste Antwort auf ihre Anforderungen empfanden. Die sehr hohen Anforderungen entsprachen dabei genau der Bedeutung einer derart wichtigen Konstruktion, ihrer Funktionalität, dem geopolitischen Kontext des Bauwerks und seiner wirtschaftlichen Bedeutung.

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