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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Wohlgemuth, Daniela; von Gunten, Dimitri; Manz, Heinrich; Zeyer, Christian; Althaus, Hans-JörgÖkologisch optimale Dämmdicken bei WohngebäudenBauphysik5/2015277-283Fachthemen

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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Wohlgemuth, Daniela; von Gunten, Dimitri; Manz, Heinrich; Zeyer, Christian; Althaus, Hans-JörgÖkologisch optimale Dämmdicken bei WohngebäudenBauphysik5/2015277-283Fachthemen

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 GüstrowBauphysik5/2015283Aktuell

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Sanierung der Domschule GüstrowBauphysik5/2015283Aktuell

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Hörner, Michael; Jedek, Christoph; Cischinsky, HolgerDie Diskrepanz zwischen Energiebedarf und -verbrauch bei Nichtwohngebäuden - ein empirischer AnsatzBauphysik5/2015284-295Fachthemen

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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Hörner, Michael; Jedek, Christoph; Cischinsky, HolgerDie Diskrepanz zwischen Energiebedarf und -verbrauch bei Nichtwohngebäuden - ein empirischer AnsatzBauphysik5/2015284-295Fachthemen

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, SeverinAus Altbeton wird Beton - ein innovativer RecyclingansatzBauphysik5/2015296-300Fachthemen

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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Gehring, Florian; Albrecht , Stefan; Homolka, Sarah; Leistner, Philip; Thome, Volker; Seifert, SeverinAus Altbeton wird Beton - ein innovativer RecyclingansatzBauphysik5/2015296-300Fachthemen

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, ClaudiaDer Vertrauensfaktor - in memoriam Gerd HauserBauphysik5/2015301-302Persönliches

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Abschied von Gerd HauserBauphysik5/2015301Persönliches

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Abschied von Gerd HauserBauphysik5/2015301Persönliches

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Ozimek, ClaudiaDer Vertrauensfaktor - in memoriam Gerd HauserBauphysik5/2015301-302Persönliches

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Veranstaltungen: Bauphysik 5/2015Bauphysik5/2015302Veranstaltungen

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Inhalt: Bauphysik 4/2015Bauphysik4/2015Inhalt

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Titelbild: Bauphysik 4/2015Bauphysik4/2015Titelbild

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Das neue Geschäftsgebäude der Blickle Räder und Rollen, Lyssach/Schweiz vereint beispielhaft Funktion, Konstruktion und Gestaltung. Die Pfosten-Riegel-Unterkonstruktion der Fassade besteht u. a. aus schräglaufenden Vertikalpfosten und komplexen Kreuzungspunkten. Großflächige Fensterelemente und Fassadenverglasungen ermöglichen einen hohen natürlichen Lichteinfall. Insgesamt wurden 3.000 m² der Systeme GUTMANN F50plus;HW sowie S70v+HW verbaut. (Foto: PDSIGN Photography and Editing - Pascal Rohner, Zürich/Schweiz)

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Vorschau: Bauphysik 5/2015Bauphysik4/2015Vorschau

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Inhalt: Bauphysik 4/2015Bauphysik4/2015Inhalt

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Kaudelka, Sven; Hofmann-Böllinghaus, Anja; Hauswaldt, Sebastian; Krause, UlrichAuswirkung von Zündquellen und Systembeschaffenheit auf das Brandverhalten EPS-basierter Wärmedämm-VerbundsystemeBauphysik4/2015205-212Fachthemen

Kurzfassung

Gegenstand des Aufsatzes ist die experimentelle Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Zündquellen sowie der Systembeschaffenheit auf das Brandverhalten EPS-basierter Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS). Dazu wurden Brände ausgewertet, die mit EPS-basierten WDVS in Verbindung stehen. Ergebnis dieser Auswertung war, dass nicht wie bisher angenommen der Brand in dem Gebäude (z. B. der Wohnungsbrand), sondern vielmehr der Brand außerhalb des Gebäudes, insbesondere der des Abfallbehälters, das häufigste und kritischste Brandszenario für EPS-basierte WDVS darstellt. Daraufhin wurden an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Brandversuche in der Single Burning Item-Prüfeinrichtung (SBI) an nicht intakten EPS-basierten WDVS-Ausschnitten durchgeführt. Mit zunehmender Beschädigungsgröße und -tiefe stieg die vom System freigesetzte Wärmefreisetzungsrate an. Zusätzlich werden Brandversuche eines Sockelbrandszenarios mit einer abfallbehälteräquivalenten Brandlast vorgestellt. Aus den Brandversuchen werden Empfehlungen zur Verbesserung der Systemsicherheit abgeleitet.

Influence of different ignition sources and conditions of the systems on the fire behaviour of external thermal insulating systems (ETICS).
The influence of different ignition sources and conditions of the systems on the fire behaviour of external thermal insulating systems (ETICS) have been investigated experimentally. As a basis of the investigations real cases with EPS based ETICS have been analysed. The analysis showed that the fire in front of the building is the most common and critical fire scenario for these systems. These fires are often caused by waste containers. This result contradicts the former common assumption that the fire inside the building is the most critical fire scenario for ETICS. Intermediate scale experiments in the Single Burning Item (SBI) test apparatus have been performed at BAM with ETICS specimens. The render of the systems was partially damaged. The measured heat release rate of the specimens increased significantly with size and depths of the damages. Additionally results of large scale experiments with a waste container equivalent ignition source are presented and recommendations to enhance fire safety of these systems are given.

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Kaudelka, Sven; Hofmann-Böllinghaus, Anja; Hauswaldt, Sebastian; Krause, UlrichAuswirkung von Zündquellen und Systembeschaffenheit auf das Brandverhalten EPS-basierter Wärmedämm-VerbundsystemeBauphysik4/2015205-212Fachthemen

Kurzfassung

Gegenstand des Aufsatzes ist die experimentelle Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Zündquellen sowie der Systembeschaffenheit auf das Brandverhalten EPS-basierter Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS). Dazu wurden Brände ausgewertet, die mit EPS-basierten WDVS in Verbindung stehen. Ergebnis dieser Auswertung war, dass nicht wie bisher angenommen der Brand in dem Gebäude (z. B. der Wohnungsbrand), sondern vielmehr der Brand außerhalb des Gebäudes, insbesondere der des Abfallbehälters, das häufigste und kritischste Brandszenario für EPS-basierte WDVS darstellt. Daraufhin wurden an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Brandversuche in der Single Burning Item-Prüfeinrichtung (SBI) an nicht intakten EPS-basierten WDVS-Ausschnitten durchgeführt. Mit zunehmender Beschädigungsgröße und -tiefe stieg die vom System freigesetzte Wärmefreisetzungsrate an. Zusätzlich werden Brandversuche eines Sockelbrandszenarios mit einer abfallbehälteräquivalenten Brandlast vorgestellt. Aus den Brandversuchen werden Empfehlungen zur Verbesserung der Systemsicherheit abgeleitet.

Influence of different ignition sources and conditions of the systems on the fire behaviour of external thermal insulating systems (ETICS).
The influence of different ignition sources and conditions of the systems on the fire behaviour of external thermal insulating systems (ETICS) have been investigated experimentally. As a basis of the investigations real cases with EPS based ETICS have been analysed. The analysis showed that the fire in front of the building is the most common and critical fire scenario for these systems. These fires are often caused by waste containers. This result contradicts the former common assumption that the fire inside the building is the most critical fire scenario for ETICS. Intermediate scale experiments in the Single Burning Item (SBI) test apparatus have been performed at BAM with ETICS specimens. The render of the systems was partially damaged. The measured heat release rate of the specimens increased significantly with size and depths of the damages. Additionally results of large scale experiments with a waste container equivalent ignition source are presented and recommendations to enhance fire safety of these systems are given.

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Berufung Conrad VölkerBauphysik4/2015212Persönliches

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Berufung Conrad VölkerBauphysik4/2015212Persönliches

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Kim, David; Geissler, Achim; Menn, Claudio; Hengevoss, DirkQuantifizierung des Umweltnutzens von gebrauchten Batterien aus Elektrofahrzeugen als gebäudeintegrierte 2nd-Life-StromspeichersystemeBauphysik4/2015213-222Fachthemen

Kurzfassung

Aufgrund der Energieperspektiven 2050 des schweizerischen Bundesamtes für Energie (BFE) wird das zukünftige Potenzial von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen als stationäre Stromspeicher in Gebäuden untersucht. In drei Szenarien wird der Umweltnutzen für das Jahr 2035 und 2050 ermittelt. Hierzu wird berechnet, wie viel Kapazität an herkömmlichen Speichern durch eine gewisse Kapazität an wiederverwendbaren gebrauchten Batterien substituiert werden kann. Das Substitutionspotenzial wird mit ausgewählten Wirkindikatoren wie dem Treibhauspotenzial (GWP) und dem kumulierten Energieaufwand (CED) analysiert. Im Jahr 2050 können ca. 760 bis 1170 MWh an herkömmlichen Speichern durch 2nd-Life-Speicher substituiert werden. Dabei kann das Treibhauspotenzial pro Jahr um ca. 11.000 bis 16.000 t CO2 Äq gesenkt und der kumulierte Energieaufwand um ca. 207.000 bis 305.000 GJ verringert werden. Die Resultate zeigen, dass der Einsatz von 2nd-Life-Batterien in stationären Anwendungen einen signifikanten Beitrag zur Reduktion der Umweltbelastung durch Batterien beitragen kann.

Quantifying environmental benefits of used batteries coming from electric vehicles as stationary energy storage systems.
Based on the “Energy Perspectives 2050” scenarios published by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE), used lithium-ion batteries coming from electric vehicles (EV) are being researched for their future potential to be implemented as stationary energy storage in buildings for. With the help of three investigation scenarios the environmental benefits for the years 2035 and 2050 are evaluated. Calculations are carried out on how much conventional battery storage capacity may be substituted by a certain amount of reusable 2nd-Life batteries. The substitution potential is analyzed with selected category indicators such as the global warming potential (GWP) and the cumulative energy demand (CED). It is found that between 760 and 1170 MWh conventional energy storage may be substituted by 2nd-Life by 2050. Thus, the global warming potential may be reduced by between 11,000 to 16,000 t CO2 eq. per year, and the cumulative energy demand between 207,000 to 305,000 GJ. Results show that utilising 2nd-Life batteries in stationary systems can contribute significantly to reducing the environmental impact of batteries.

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Kim, David; Geissler, Achim; Menn, Claudio; Hengevoss, DirkQuantifizierung des Umweltnutzens von gebrauchten Batterien aus Elektrofahrzeugen als gebäudeintegrierte 2nd-Life-StromspeichersystemeBauphysik4/2015213-222Fachthemen

Kurzfassung

Aufgrund der Energieperspektiven 2050 des schweizerischen Bundesamtes für Energie (BFE) wird das zukünftige Potenzial von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen als stationäre Stromspeicher in Gebäuden untersucht. In drei Szenarien wird der Umweltnutzen für das Jahr 2035 und 2050 ermittelt. Hierzu wird berechnet, wie viel Kapazität an herkömmlichen Speichern durch eine gewisse Kapazität an wiederverwendbaren gebrauchten Batterien substituiert werden kann. Das Substitutionspotenzial wird mit ausgewählten Wirkindikatoren wie dem Treibhauspotenzial (GWP) und dem kumulierten Energieaufwand (CED) analysiert. Im Jahr 2050 können ca. 760 bis 1170 MWh an herkömmlichen Speichern durch 2nd-Life-Speicher substituiert werden. Dabei kann das Treibhauspotenzial pro Jahr um ca. 11.000 bis 16.000 t CO2 Äq gesenkt und der kumulierte Energieaufwand um ca. 207.000 bis 305.000 GJ verringert werden. Die Resultate zeigen, dass der Einsatz von 2nd-Life-Batterien in stationären Anwendungen einen signifikanten Beitrag zur Reduktion der Umweltbelastung durch Batterien beitragen kann.

Quantifying environmental benefits of used batteries coming from electric vehicles as stationary energy storage systems.
Based on the “Energy Perspectives 2050” scenarios published by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE), used lithium-ion batteries coming from electric vehicles (EV) are being researched for their future potential to be implemented as stationary energy storage in buildings for. With the help of three investigation scenarios the environmental benefits for the years 2035 and 2050 are evaluated. Calculations are carried out on how much conventional battery storage capacity may be substituted by a certain amount of reusable 2nd-Life batteries. The substitution potential is analyzed with selected category indicators such as the global warming potential (GWP) and the cumulative energy demand (CED). It is found that between 760 and 1170 MWh conventional energy storage may be substituted by 2nd-Life by 2050. Thus, the global warming potential may be reduced by between 11,000 to 16,000 t CO2 eq. per year, and the cumulative energy demand between 207,000 to 305,000 GJ. Results show that utilising 2nd-Life batteries in stationary systems can contribute significantly to reducing the environmental impact of batteries.

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Kernstudium des Bauingenieurwesens an Hochschulen für angewandte WissenschaftenBauphysik4/2015222Aktuell

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