Infolge des Klimawandels werden die Sommer in Deutschland im Durchschnitt immer heißer. Die Begrünung von Außenanlagen und Gebäuden reduziert den städtischen Wärmeinseleffekt und verbessert das Mikroklima. Ob sich dies auch bei stark gedämmten Gebäuden wesentlich auf den sommerlichen Wärmeschutz und die Behaglichkeit in Innenräumen auswirkt, ist bislang allerdings unklar. Um diese Fragestellung zu untersuchen, wurden thermisch-dynamische Gebäudesimulationen mit IDA ICE und Mikroklimasimulationen mit ENVI-MET gekoppelt. Die Untersuchung erfolgte an einer für Deutschland typischen Ein- und Mehrfamilienhaussiedlung. Im Vergleich zu unbegrünten Gebäuden und Gartenflächen mit Rasen kann durch das Pflanzen von Sträuchern und Bäumen in Kombination mit einer extensiven Dachbegrünung und Moosfassaden der sommerliche Wärmeschutz an einem heißen Tag um bis zu 20 % verbessert werden. Die Begrünung hat gegenüber konventionellen Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz den Vorteil, dass bei gezielter Pflanzenauswahl zusätzlich die Biodiversität und die Luftqualität am Standort verbessert werden.

Protection against summer overheating due to greening in the built environment
Due to climate change, the average summer climate in Germany gets hotter. The greening of outdoor facilities and buildings reduces the urban heat island effect and improves the micro-climate. If this has a significant effect on the protection against summer overheating and the indoor thermal comfort of highly insulated buildings, is so far unknown. This question is investigated by coupling the thermal-dynamic building simulation software IDA ICE with the micro-climate simulation software ENVI-MET. The investigation was carried out using a typical residential area in Germany. In comparison to conventional buildings and gardens with only lawn, the planting of shrubs and trees in combination with extensive roof greening and moss façades enhances the protection against summer overheating on a hot day by up to 20 %. Through an appropriate plant selection the greening leads to an enhanced biodiversity and a better air quality, which is not possible, using conventional measures for the protection against summer overheating.

In Teil 1 dieser Aufsatzserie zum Forschungsvorhaben “Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (nawaRo-Dämmstoffe)” wurden die experimentellen Untersuchungen zum Auslösen, Verlauf und Löschverhalten von Schwelprozessen in nawaRo-Dämmstoffen, der Wirkung von Flammschutzmitteln und denen im Zersetzungsprozess freigesetzten Emissionen dargestellt. Im vorliegenden Beitrag werden die Untersuchungen zur bautechnischen Verwendung von nawaRo-Dämmstoffen, anstelle einer nichtbrennbaren Dämmung, im Gefach von Holztafelbauweisen dargestellt. Zunächst werden die Ergebnisse eines Großbrandversuchs zum Naturbrandverhalten von Holztafelbauteilen mit nawaRo-Dämmstoffen präsentiert. Anschließend wird die Entwicklung analytischer und numerischer Modelle für den Nachweis der raumabschließenden Funktion veranschaulicht. Den Abschluss des Beitrags bildet ein Ausblick auf das Forschungsprojekt “PyroProBiD”, in welchem erweiterte Transport- und Reaktionsmodelle entwickelt werden.

Fire performance of insulating materials made from renewable resources - Part 2: Investigations on the use as compartment filling in timber panel constructions
In the previous article on the research project “more than just insulation - additional benefits of insulating materials made from renewable resources”, the experimental investigations on the initiation, process and extinguishing behavior of smoldering processes, the effect of flame retardants and the emissions released in the combustion process were presented. In this paper, the investigations on the structural use of renewable insulation materials, instead of the previously required non-combustible insulation, is presented in the context of wood panel construction. First, the final large-scale fire test on the natural fire behavior of wood panel building components with renewable insulation materials is presented. Then, the development of analytical and numerical models for the separating function is illustrated. The paper concludes with an outlook on the research project “PyroProBiD”, in which advanced transport and reaction models are being developed.

Viele bestehende Nichtwohngebäude bieten Potenziale zur Verbesserung des Raumklimas und der Energieperformance durch eine verbesserte Nutzung und Betriebsführung. Dazu müssen aber zunächst die Verhältnisse messtechnisch erfasst und beurteilt werden, sodass Handlungsempfehlungen entwickelt werden können. Bestehende Gebäudeautomationssysteme sind dazu häufig nicht ausreichend qualifiziert. Eine entsprechende Erweiterung der Hard- und/oder Software ist oft wirtschaftlich unverhältnismäßig. Vor diesem Hintergrund wurden in exemplarischen Gebäuden raumklimatische Messungen mit dezentralen Datenloggern unterschiedlicher Bauart über mindestens ein Jahr durchgeführt. Die drei für diesen Beitrag ausgewählten Gebäude besitzen sehr unterschiedliche Lüftungskonzepte. Die beiden Gebäude ohne raumlufttechnische (RLT) Anlagen zeigten auf unterschiedliche Weise den Einfluss des Nutzerverhaltens auf das erreichte raumklimatische Niveau. Das Gebäude mit RLT-Anlage zeigte beispielhaft den Einfluss einer unvorteilhaften Sollwertsetzung auf den Energieverbrauch. Die dezentrale Messtechnik bietet große Potenziale für Qualitätssicherung im Bestand. Bei neuen Gebäuden besteht die Notwendigkeit, Gebäudeautomationssysteme bereits für die Aufgaben der Qualitätssicherung auszulegen und nicht nur auf Funktionssicherung zu setzen.

Decentral monitoring as a contribution towards improving indoor comfort and operation of commercial buildings
Many existing non-residential buildings offer potential for improving the indoor climate and energy performance through improved use and operational management. To do this, however, the conditions must first be measured and assessed so that recommendations for action can be developed. Existing building automation systems are often not sufficiently qualified for these activities. A corresponding expansion of the hardware and/or software is often economically disproportionate. Against this background, room climate measurements were carried out in exemplary buildings with decentralised data loggers of different designs over at least one year. The three buildings selected for this paper have very different ventilation concepts. The two buildings without air conditioning systems showed the influence of user behaviour on the achieved indoor climate level in different ways. The building with an air-handling system exemplified the influence of an unfavourable set point on energy consumption. Decentralised measurement technology offers great potential for quality assurance in existing buildings. In new buildings, it is necessary to design building automation systems for quality assurance tasks and not only for function assurance.

In DIN 4109 wird die Trittschalldämmung, ausgedrückt mit der kennzeichnenden Größe bewerteter Norm-Trittschallpegel L'n, w, zur Beschreibung des Trittschallschutzes verwendet. Eine für die Zwecke der Beschreibung des Trittschallschutzes brauchbarere Kenngröße stellt der bewertete Standard-Trittschallpegel L'nT, w dar. Durch analytischen Vergleich beider Kenngrößen wird gezeigt, welche Randbedingungen zur Anwendung der Gleichungen eingehalten werden müssen. Die Unterschiede aus dem Vergleich von Messergebnissen werden anhand eines Messdatensatzes von 69 durchgeführten Trittschallmessungen an Trenndecken unterschiedlichster Bauart dargestellt. Die Auswertung der Messergebnisse hat gezeigt, dass sich erhebliche Unterschiede für die gleiche Konstruktion und für den gleichen Empfangsraum ergeben können. Auch hat sich herausgestellt, dass eine vereinfachte Umrechnung beider Kenngrößen aus den Einzahlwerten Fehler von ±2 dB zur Folge haben können. Soll eine Beschränkung des “Fehlers” erfolgen, muss der betrachtete Raum begrenzt werden. Für eine tolerierte Abweichung von ±2 dB beschränkt sich die betrachtete Grundfläche in Abhängigkeit der Raumhöhe von 2,20 m - 4,0 m auf unter 22,5 m2. Werden größere Räume betrachtet, können erheblich größere Abweichungen auftreten.

Impact sound insulation - Normalized impact sound pressure level L'n and standardized impact sound pressure level L'nT in comparison
In DIN 4109, the impact sound insulation, expressed with the characteristic quantity of the weighted standard impact sound level L'n, w, is used to describe the impact sound protection. A, for the purpose of the description of the impact sound protection more useful characteristic variable, represents the weighted standard impact sound level L'nT, w. By analytical comparison of both parameters, it is shown which boundary conditions must be observed for the application of the equations. The differences from the equation of measurement results are shown on the basis of a measurement data set of 69 impact sound measurements carried out on ceilings of different types. The evaluation of the measurement results has shown that there can be considerable differences for the same design and for the same receiving room. It has also been shown that a simplified conversion of both parameters from the single values can cause errors of ±2 dB. If a limitation of the “error” is to take place, the surface of the floor considered must be limited. For a tolerated deviation of ±2 dB, the considered surface area is limited to less than 22.5 m2 depending on the room height from 2.20 m - 4.0 m. If larger rooms are considered, significantly larger deviations can occur.

Raumabschließende Bauteile in einer Holzrahmen-/Holztafelbaukonstruktion werden derzeit über das additive Berechnungsverfahren nach DIN EN 1995-1-2 Anhang E geregelt. Dieses Berechnungsverfahren gilt in der Praxis jedoch häufig als zu konservativ, was zu einer Überdimensionierung der entsprechenden Bauteile führt. Daher wurde an der ETH in Zürich die Component Additive Method (CAM) auf Basis der DIN EN 1995-1-2 Anhang E entwickelt, die das bisherige Verfahren durch eine genauere Berechnungsmöglichkeit verbessern soll. Im Rahmen einer Versuchsreihe wurden das additive Berechnungsverfahren mit der Component Additive Method verglichen. Die Component Additive Method bildet die Grundlage für das im Technical Guideline “Fire Safety in Timber Buildings” beschriebene Berechnungsverfahren. Durch Brandversuche und FEM-Simulationen wurde die Genauigkeit der beiden Berechnungsverfahren untersucht. Die sich ergebenen Bereiche guter Übereinstimmung bzw. teilweise deutlicher Abweichung werden analysiert und insbesondere auf die anzunehmende Funktionsdauer raumabschließender Holzrahmen-/Holztafelbauwände bezogen.

Fire protection behaviour of separating components in timber frame constructions
Separating components in a timber frame construction are currently regulated by the additive calculation method according to DIN EN 1995-1-2 Annex E. However, this calculation method is considered too conservative in practice, which leads to overdimensioning of the considered components. For this reason, the Component Additive Method (CAM) was developed at the ETH in Zurich based on the standard, which is intended to improve the previous method by providing a more precise calculation option.
As part of a test series, the additive calculation method was compared with the CAM. The CAM is the basis for the addition method that is described in the Technical Guideline “Fire Safety in Timber Buildings”. The results of these two calculation methods got compared with results of real fire tests. The next step was, to get another comparison value with FEM simulations. The results are analysed and related in particular to the assumed functional life of separating timber frame walls.

Im Forschungsvorhaben “Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen” wurde in mehreren Teilprojekten der Feuchte-, Wärme-, Schall- und Brandschutz sowie die Nachhaltigkeit und Emissionswirkung von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (nawaRo-Dämmstoffe) untersucht. Das übergeordnete, primäre Ziel des Forschungsverbundes war es, die Anwendbarkeit von nawaRo-Dämmstoffen signifikant zu erhöhen und Anwendungshemmnisse auszuräumen. Im Arbeitsbereich Brandschutz und Glimmverhalten wurde das Schwelen, Glimmen und Brennen der nawaRo-Dämmstoffe analysiert und Anwendungsgrenzen im Rahmen des mehrgeschossigen Bauens definiert. Der vorliegende Aufsatz behandelt die experimentellen Untersuchungen zum Auslösen, Verlauf und Löschverhalten von Schwelprozessen in nawaRo-Dämmstoffen, der Wirkung von Flammschutzmitteln und denen im Zersetzungsprozess freigesetzten Emissionen. In einem folgenden Aufsatz wird die bautechnische Verwendung von nawaRo-Dämmstoffen, anstelle der bisher geforderten nichtbrennbaren Dämmung, im Gefach von Holztafelbauweisen dargestellt.

Fire performance of insulating materials made from renewable resources - Part 1: Experimental investigations of smouldering processes and emissions
In the research project “more than just insulation - additional benefits of insulating materials made from renewable resources”, several sub-projects investigated the moisture protection, thermal protection, noise insulation and fire protection as well as the sustainability and emission effect of insulating materials made from renewable resources. The primary goal of the research network was to significantly increase the applicability of renewable insulating materials and to eliminate obstacles to their use. In the field of fire protection behavior, the smoldering and burning of renewable insulation materials was analyzed and application limits defined in the context of multi-storey buildings. The presented article deals with the experimental investigations on initiation, process and extinguishing behavior of smoldering, the effect of flame retardants and the emissions released in the combustion process. In the following article, the structural use of renewable insulation materials, instead of the previously required non-combustible insulation, is presented in the context of wood panel construction.

Die Wärmespeicherfähigkeit von Baumaterialien ist die wesentliche Größe, die beschreibt, welche Wärmemenge von der Gebäudestruktur aufgenommen werden kann. Die thermische Speicherfähigkeit der Wände und Decken beeinflussen den Heizenergiebedarf von Gebäuden und den Mindestwärmeschutz aber auch das sommerliche Überhitzungspotenzial. Um die Kenntnisse zur Wärmespeicherfähigkeit im Gebrauchszustand von Gebäuden zu vertiefen, wurden zwei Versuchskuben errichtet und über zwei Jahre messtechnisch untersucht.
Das thermische Verhalten der Bauteile und des Innenraums der Versuchskuben wurde bei verschiedenen Heiz- und Lüftungsszenarien gemessen, simuliert und analysiert. Es wurden einerseits längere Aufheiz- und Auskühlphasen und andererseits realitätsnahe Nutzungsszenarien untersucht, um den Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit unter sehr vielfältigen Bedingungen zu analysieren und zu bestimmen.
Aufgrund der verschiedenen Nutzungsszenarien im Experiment und den durchgeführten Simulationen konnte der Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf das thermische Verhalten der Versuchskuben herausgearbeitet und ermittelt werden. Insbesondere galt es, die Bedeutung der Wärmespeicherfähigkeit von Bauteilen auf den Heizenergiebedarf sowie auf den sommerlichen Wärmeschutz zu bestimmen.

Influence of the heat storage capacity of building materials on the thermal behavior of buildings
The heat storage capacity of building materials is the essential parameter that describes the amount of heat that can be absorbed by the building structure. The thermal storage capacity of the walls and ceilings influence the heating energy demand of buildings and as the result the minimum thermal protection, but also the summer overheating potential. To deepen the knowledge of the heat storage capacity in the state of use of buildings, two test cubes were erected and examined with measurements over a period of two years.
The thermal behavior of the components and the interior of the test cubes was measured, simulated and analyzed in various heating and ventilation scenarios. On the one hand, longer heating and cooling phases and on the other hand realistic usage scenarios were examined in order to analyze and determine the influence of the heat storage capacity under very diverse conditions.
Due to the different usage scenarios in the experiment and the simulations carried out, the influence of the heat storage capacity on the thermal behavior of the test cubes could be worked out and determined. It was important to determine the importance of the heat storage capacity of components on the heating energy demand and on the summer heat protection.

Natürliche Belüftung kann zur Aufrechterhaltung des thermischen Komforts während der Sommerperioden beitragen. In Simulationsmodellen für die Analyse des thermischen Komforts wird das mit der natürlichen Belüftung verbundene Bewohnerverhalten häufig durch die Definition von Belüftungsregelsätzen einbezogen. Beispielsweise werden Fenster geöffnet, wenn die Raumtemperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, während gleichzeitig die Außentemperaturen unter einem Schwellenwert bleiben. Solche Regeln sind in Bauvorschriften, wie z. B. DIN 4108-2, enthalten. Diese Regeln wurden bislang jedoch im Hinblick auf Simulationsprogramme mit Integrationsmethoden mit fester Schrittzeit festgelegt, wobei oft stündliche Schrittweiten verwendet werden. Es ist jedoch allgemein nicht möglich, diese Regeln direkt in numerische Lösungsverfahren mit fehlergesteuerter adaptiver Zeitschrittanpassung (z. B. in THERAKLES, DELPHIN, COMSOL, MODELICA-Lösern etc.) zu übernehmen. Der Artikel erörtert Strategien und Modellvarianten, die mit solchen modernen Integrationsverfahren arbeiten und diskutiert neue Modellparameter, wie die Verzögerung oder die Totbandregelung. Die Auswirkungen dieser Parameterwahl werden anhand von Sensitivitätsstudien unter Verwendung des thermischen Raummodells THERAKLES veranschaulicht.

Thermal comfort: standard compliant modelling of natural ventilation in adaptive time step solvers
Natural ventilation can help maintain thermal comfort during summer periods. In simulation models for thermal comfort analysis, occupant behaviour related to natural ventilation is often included through definition of ventilation rule sets, included in building codes such as DIN 4108-2. For example, windows are opened when room temperature exceeds a given limit while at the same time outside temperatures remain below a threshold. However, these rules were so far defined with respect to fixed step time integration methods. Straight-forward implementation of such rules in error controlled adaptive time step integration solvers (e.g. included in THERAKLES, DELPHIN, COMSOL, MODELICA-solvers etc.) fails. The article discusses strategies and model variants that work with such modern solvers and discusses new model parameters such as the delay time or dead-band size. The impact of these parameter choices is illustrated with sensitivity studies using the thermal room model THERAKLES.

Das Nutzerverhalten kann eine große Diskrepanz zwischen errechnetem Energiebedarf und tatsächlichem Energieverbrauch von Gebäuden bewirken. Dabei hat sich im Rahmen eines von der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten Projekts die Raumsolltemperatur als größter Einflussfaktor herausgestellt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde hier untersucht, welchen Einfluss unterschiedliche Lüftungsstrategien auf den Energiebedarf haben. Hierzu wurden für ein Untersuchungsobjekt unterschiedliche Lüftungsprofile, welche unterschiedliche Anwesenheitszeiten im Gebäude widerspiegeln, bei stundenveränderlichen Außenklimabedingungen in einem thermischen Gebäudesimulationsprogramm nachgebildet und mit den Norm-konformen Berechnungen verglichen. Es hat sich gezeigt, dass sich durch die Stoßlüftung, im Vergleich zur normativ angenommenen dauerhaften Lüftung, eine erhebliche Einsparung der Nutzwärmeenergie ergibt, die Anzahl der Lüftungsvorgänge aber eine untergeordnete Rolle spielt. Der Vergleich mit den Messungen des Energieverbrauchs im Gebäude zeigt, dass die Nutzungsprofile mit realistischem Lüftungsverhalten hierzu eine deutlich kleinere Diskrepanz als das Norm-konforme Nutzungsprofil aufweisen.

Normative vs. realistic ventilation behaviour - effect of different ventilation strategies on the energy demand
User behaviour can cause a large discrepancy between the calculated energy demand and the actual energy consumption of buildings. In a project funded by the Zukunft Bau research initiative, the room set point temperature was found to be the greatest influencing factor. Based on these results, the influence of different ventilation strategies on the energy demand was investigated. For this purpose, different ventilation pro-files reflecting different times of presence in the building were simulated in a thermal building simulation program with hourly variable outdoor climate conditions and compared with standard-compliant calculations. It has been shown that, compared to the permanent ventilation assumed by the standard, intermittent ventilation results in a considerable saving of useful heat energy, however, the number of ventilation processes plays a minor role. The comparison with measurements of the energy consumption in the building shows that the usage profiles with realistic ventilation behaviour show a significantly smaller discrepancy than the norm-compliant usage profile.

Testreferenzjahre sind durch den Deutschen Wetterdienst entwickelte stündliche meteorologische Daten für ein komplettes Jahr, die je nach Art der Anwendung einen repräsentativen Witterungsverlauf wiedergeben. Die Klimadaten sind ein wesentlicher Bestandteil für die Beurteilung des sommerlichen Wärmeschutzes. Der momentane Ansatz der Testreferenzjahre führt immer wieder zu Schwierigkeiten, da dieser sehr vereinfacht und pauschalisiert erfolgt. Durch den Klimawandel und dadurch entstehende Extremwetterlagen ist die Verwendung geeigneter Klimadaten unerlässlich. Hier stellen die neuentwickelten ortsgenauen Testreferenzjahre des Deutschen Wetterdienstes aus dem Jahr 2017 eine mögliche Alternative dar.

Climate data as an essential component for the assessment of summer thermal insulation
Test reference years are hourly meteorological data developed by the German Weather Service for a complete year, which, depending on the type of application, reflect a representative weather pattern. The test reference years are an essential component for the assessment of summer heat insulation. The current approach of the test reference years always leads to difficulties, as they are very simplified and generalized. Due to climate change and the resulting extreme weather conditions, the use of suitable climate data is essential. Here, the newly developed location-specific test reference years of the German Weather Service from 2017 represent a possible alternative.

In einer dreiteiligen Artikelreihe wird der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit verschiedenen Methoden und unterschiedlichen Randbedingungen untersucht. Während Teil 1 die herkömmlichen Verfahren nach DIN 4108-2 miteinander vergleicht und unter dem Aspekt der sich verändernden Klimabedingungen betrachtet, beschäftigt sich Teil 2 mit mehrdimensionalen Simulationsansätzen für Sonnenschutz. In Teil 3 werden zusätzlich Modellierungsverfahren vorgestellt, die für die korrekte Wiedergabe spezieller Geometrien und hoch reflektierender Materialien bei Verschattungssystemen von Bedeutung sind.
In Teil 3 werden außenliegende Verschattungssysteme hinsichtlich ihrer Geometrie und Oberflächeneigenschaften betrachtet, wobei die in Teil 2 vorgestellte Methode der BSDF-Matrizen verwendet wird. Untersuchungsgegenstand ist dabei unter anderem, wie sich die Wahl des Rechenverfahrens zur Generierung der BSDF auswirkt. Dabei wird die Radiosity-Methode mit der Raytracing-Methode zur Erzeugung der notwendigen Kennwerte im kurzwelligen und langwelligen Bereich verglichen. Anhand der durchgeführten Gebäudesimulationen werden nicht nur die Einflüsse des gewählten Ansatzes, sondern auch die Auswirkungen unterschiedlicher Geometrien, hochreflektierender Oberflächen sowie einer low-e-Beschichtung auf der Rückseite der Lamellen untersucht. Die sich ergebenden Unterschiede werden schließlich in den Kontext des Nachweises des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 gestellt.

Investigations on thermal protection in summer - Part 3: Modeling of complex geometries and different material properties of shading systems
A series of three articles investigates the thermal protection of buildings in summer using different methods and boundary conditions. Part 1 compares the code compliance methods prescribed by DIN 4108-2 and considers future climate data. Part 2 deals with multi-dimensional approaches to model shading systems. Part 3 presents a new approach to model shading systems that consist of non-standard geometries and highly reflective materials.
In part 3 external shading systems are investigated with respect to their geometry and material properties using the method of BSDF matrices which has been presented in part 2. One focus of the investigation is set on the choice of the calculation approach to generate the BSDF. The radiosity approach is compared with numerical raytracing as means to generate the necessary metrics in the shortwave and longwave range of radiation. Based on the building simulation results the impact of the chosen method as well as the influence of different geometries, highly reflective surfaces, and a low-e coating on the back side of the blinds is assessed. Finally, the resulting differences are put into the context of code compliance calculations regarding thermal protection of buildings in summer time.

Aufgrund des hohen und zunehmenden Ressourcenverbrauchs von Gebäuden ist der Bausektor einer der Hauptverursacher von Umweltbelastungen. Als Folge dessen wächst die Aufmerksamkeit für ressourcenschonende und nachhaltige Werkstoffe, Konstruktionen und Lösungen. Holzbauweisen bieten hierbei zahlreiche ökologische und konstruktive Anknüpfungspunkte. Ihre spezifischen stofflichen, konstruktiven und fertigungstechnischen Merkmale sind bereits Gegenstand bauphysikalischer Untersuchungen, die sich aktuell mehr und mehr auf massive Holzbauteile sowie neue Impulse der Verarbeitungs- und Vorfertigungstechnik ausweiten. Im Rahmen einer ganzheitlichen Betrachtung werden in diesem Beitrag sowohl die wärme-, feuchte- und schalltechnischen als auch die ökologischen Eigenschaften von Flächenbauteilen in Holzrahmen- und Holzmassivbauweise gegenübergestellt. Im Vergleich mit Stahlbetonkonstruktionen wird gezeigt, dass die vorhandenen Daten und Methoden Planungsentscheidungen nach bauphysikalischen und ökologischen Kriterien unterstützen können. Zugleich werden Potenziale der Bauweisen erkennbar, die sich durch Weiterentwicklung einlösen lassen.

Building physical and ecological potentials of buildings in timber construction
Due to the high and increasing resource consumption of buildings, the construction sector is one of the major sources of environmental pollution. As a result, attention is growing for resource-saving and sustainable materials, constructions and solutions. Timber construction methods offer numerous ecological and constructive linking points. Their specific material, constructional and manufacturing characteristics are already the subject of investigations into building physics which are currently being extended more and more to solid timber components and new impulses in processing and prefabrication technology. Within the framework of a holistic approach, this article compares the thermal, moisture and sound properties as well as the environmental quality of timber-frame and solid timber construction elements. In comparison with reinforced concrete constructions, it is shown that the available data and methods can support planning decisions according to building physical and environmental criteria. At the same time, potentials of the construction methods become apparent, which can be realised through further development.

In einer Ende 2019 veröffentlichten Dissertation wurde mit dem Funktionalen Kostensplitting (kurz: ƒKs) eine Handlungsempfehlung zur sachgerechten und nachvollziehbaren Ermittlung Mieterhöhungen nach energetischen Maßnahmen entwickelt.
Ausgangspunkt war das Dilemma zwischen der enormen Bedeutung energetischer Maßnahmen an Mietwohnbeständen für die klimapolitischen Ziele einerseits und andererseits den widersprüchlichen Beschreibungen ihrer Wirtschaftlichkeit für die beiden Mietervertragsparteien - zwischen Gentrifizierungsinstrument und Warmmietenneutralität.
Die Ergebnisse der Forschungsarbeit schließen nicht nur eine Lücke in der interdisziplinären Wissenslandschaft der Akteure des Mietwohnungsmarktes. Mit der daraus abgeleiteten Handlungsempfehlung des ƒKs wurde zudem erstmals der bautechnische Erfolg energetischer Maßnahmen - die tatsächlichen Verbesserungen der Bauteilfunktionen - an den nach geltendem Recht resultierenden Mieterhöhungsbetrag gekoppelt. Auf diese Weise wird das Zieldreieck der Nachhaltigkeit aus Ökonomie, Ökologie und Sozialem energetischer Maßnahmen austariert.
Die Arbeit wurde vom Wissenschaftlichen Beirat des BUND mit dem BUND-Forschungsreis für nachhaltige Entwicklung 2020 ausgezeichnet.
Im vorliegenden Aufsatz werden Grundlagen und Arbeitsweise des ƒKs sowie erste Ergebnisse einer noch andauernden qualitativen Evaluation vorgestellt.

Functional cost splitting for energy-efficient refurbishments as a contribution to the sustainable development of rental housing stock
In a dissertation was developed the Functional Cost Splitting (ƒKs), a recommended course of action for the appropriate and comprehensible determination of rent increases after energetic measures.
The starting point was the dilemma between the enormous importance of energy measures on rented housing stock for climate policy goals on the one hand, and on the other hand the contradictory descriptions of their economic viability for the two parties to the tenancy agreement - between gentrification instrument and warm rent neutrality.
The results of the research balance the sustainability triangle of economy, ecology and social aspects of energy measures.
The work was awarded by the BUND Scientific Advisory Board with the Research Prize for Sustainable Development 2020.
The following article presents the basic principles and working methods of ƒKs as well as the first results of a still ongoing qualitative evaluation.

Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Schallpegelspektren verschiedener Geräuschquellen, wie die für Geräusche in einem Gebäude und die für Verkehrsgeräusche außerhalb eines Gebäudes, können sogenannte Spektrum-Anpassungswerte zu den jeweiligen Einzahlangaben der Schalldämmung hinzugenommen werden. Mit der kennzeichnenden Größe R'w sowie der Standard-Schallpegeldifferenz DnT, w wird damit eine neue Einzahlangabe möglich, die den tatsächlich vorliegenden Schallschutz besser abbilden soll. Eine genaue Betrachtung zeigt, dass die Spektrum-Anpassungswerte nicht durch einfache Gleichsetzung angewendet werden können, sondern die erforderlichen Spektrum-Anpassungswerte grundsätzlich für die entsprechende anzuwendende Einzahlangabe nach DIN EN ISO 717-1 ermittelt werden müssen. Für die vorliegende Untersuchung wurde ein Messdatensatz von 43 Güteprüfungen zum Luftschallschutz herangezogen und eine Abweichung von ±1 dB zwischen den jeweiligen C- und Ctr-Werten der berechneten Einzahlangaben festgestellt. Eine vereinfachte Umrechnung der Einzahlangaben wie sie z. B. in DIN 4109-2 dargestellt wird, kann nicht auf die Spektrum-Anpassungswerte übertragen werden.

Spectrum adaptation term C and Ctr - Comparison of the single-number ratings for airborne sound insulation in buildings R'w and DnT,w
In order to take into account different sound level spectra of different noise sources, such as those for noise in a building and those for traffic noise outside a building, so-called spectrum adaptation term can be added to the respective single-number value of the sound insulation. With the characteristic size R'w, as well as the standard sound level difference DnT,w a new single specification is thus possible, which should better represent the actual sound insulation. A close examination shows that spectrum adaptation terms cannot be applied by simple equation, but that the required spectrum adaptation terms must in principle be determined for the corresponding applicable number specification according to DIN EN ISO 717-1. For the present study, a measurement data set of 43 quality tests for airborne sound insulation was used and a deviation of ±1 dB between the C- and Ctr-values was found. A simplified conversion of the single-figure information as shown e.g. in DIN 4109-2 cannot be transferred to the spectrum adaptation terms.

Schon seit Jahrzehnten werden im Bauwesen Fertigbäder verwendet, die als geschlossene Elemente im Werk mit allen Installationen, Objekten, Wandverkleidungen und Accessoires montiert und am Bau nur noch aufgestellt und angeschlossen werden müssen. Fertigbäder liegen als Betonzellen aber auch als Stahlblechkonstruktionen, die am Bau eine Verkleidung aus Gipskartonbauplatten erhalten, vor. In der DIN 4109 ist kein Bauteilkatalog für Fertigbäder enthalten, sodass Hersteller derartiger Fertigbäder Prüfzeugnisse über den Schallschutz vorlegen müssen. Diese Prüfzeugnisse beinhalten zum größten Teil die bewertete Trittschallpegelminderung, um auf Basis der Stahlbeton-Rohdecke den bewerteten Norm-Trittschallpegel prognostizieren zu können. Es liegen aber auch Prüfergebnisse über die Schalldämm-Maße der Trennwände und vom Komplettsystem am Bau vor. Folgend werden die aus einer Vielzahl von Messungen gewonnenen Erkenntnisse über die Schallschutzeigenschaften von Fertigbädern zusammengefasst.

Impact sound level reduction, sound insulation dimensions and impact sound levels of prefabricated bathrooms
Prefabricated bathrooms have been used in the construction industry for decades. They are assembled in the factory as closed elements with all installations, objects, wall cladding and accessories, and only have to be set up and connected on site. Prefabricated bathrooms are available as concrete cells but also as sheet steel structures that receive a cladding of plasterboard panels on site. DIN 4109 does not contain a component catalog for prefabricated bathrooms, so that manufacturers of such prefabricated bathrooms must submit test certificates on sound insulation. For the most part, these test certificates contain the weighted impact sound level reduction in order to be able to predict the weighted standard impact sound level on the basis of the reinforced concrete raw ceiling. However, there are also test results on the sound insulation dimensions of the partition walls and of the complete system on the building. The following is a summary of the findings on the sound insulation properties of prefabricated bathrooms obtained from a large number of measurements.

Die Schalldämmung, ausgedrückt mit der kennzeichnenden Größe R'w, wird in Deutschland zur Beschreibung des baulichen Schallschutzes verwendet. Die messtechnische Ermittlung erfolgt nach den Regeln wie sie in DIN EN ISO 16283 Teil 1 beschrieben werden, wobei die Trennfläche mit der äquivalenten Schallabsorptionsfläche normiert wird. Die äquivalente Schallabsorptionsfläche wird durch Messung der Nachhallzeit im Empfangsraum ermittelt. DIN EN ISO 16283 Teil 1 fordert die Anwendung der Sabine'schen Nachhallformel zur Berechnung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche. Für Räume mit größeren äquivalenten Schallabsorptionsflächen hat sich allgemein die Verwendung der Eyring'schen Nachhallformel bewährt. Welchen Einfluss die Bestimmung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche mittels der Nachhallformel nach Eyring auf die Ermittlung des bewerteten Bau-Schalldämm-Maßes hat, wird anhand theoretischer Betrachtung als auch durch Messergebnisse dargestellt. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Anwendung der Eyring'schen Nachhallformel bei der Ermittlung des bewerteten Bau-Schalldämm-Maßes ein um bis zu 1 dB höheres bewertetes Bau-Schalldämm-Maß bewirkt.

Impact of the equivalent sound absorption area on the sound insulation
The sound insulation, expressed with the characteristic measure R'w, is used in Germany to describe the sound insulation. The metrological determination is carried out according to DIN EN ISO 16283 Part 1, whereby the separating surface is standardised with the equivalent sound absorption area. The equivalent sound absorption area is determined by measuring the reverberation time in the receiving room. DIN EN ISO 16283-1 requires the use of Sabine's reverberation formula to calculate the equivalent sound absorption area. For rooms with larger equivalent sound absorption areas, the use of Eyring's reverberation formula has generally proven its worth. The influence of the determination of the equivalent sound absorption area by means of the reverberation formula according to Eyring is shown by theoretical consideration as well as by measurement results. It has been shown that the application of Eyring's reverberation formula results in a higher sound insulation value by up to 1 dB.

In einer dreiteiligen Artikelreihe wird der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit verschiedenen Methoden und unterschiedlichen Randbedingungen untersucht. Während Teil 1 die herkömmlichen Verfahren nach DIN 4108-2 miteinander vergleicht und unter dem Aspekt der sich verändernden Klimabedingungen betrachtet, beschäftigt sich Teil 2 mit mehrdimensionalen Simulationsansätzen für Sonnenschutz. In Teil 3 werden zusätzlich Modellierungsverfahren vorgestellt, die für die korrekte Wiedergabe spezieller Geometrien und hoch reflektierender Materialien bei Verschattungssystemen von Bedeutung sind.
In Teil 2 wird der außenliegende Sonnenschutz, der bereits in Teil 1 mit FC-Faktor simuliert wurde, nun mit einem dreidimensionalen Ansatz, der sogenannten BSDF-Methode, modelliert. Dieser Ansatz berücksichtigt den solaren Transmissionsgrad des Gesamtsystems abhängig vom solaren Höhenwinkel und Azimuth und stellt damit eine deutlich präzisere Berechnungsmethode dar. In einer Detailanalyse werden die grundlegenden Unterschiede der beiden Ansätze vorgestellt, wobei ein besonderes Augenmerk auf den sekundären Wärmestrom im Raum gelegt wird. Anschließend werden die zwei Modellierungsansätze im Hinblick auf die Nachweisführung zum sommerlichen Wärmeschutz miteinander verglichen, wobei neben dem normativ geforderten Klimadatensatz (TRY 2010) ebenso die zukünftigen Wetterdaten (TRY 2035) angewandt werden.

Investigations on thermal protection in summer - Part 2: Comparison between modeling with reduction factor (FC-factor) and bidirectional approach (BSDF-method)
A series of three articles investigates the thermal protection of buildings in summer using different methods and boundary conditions. Part 1 compares the code compliance methods prescribed by DIN 4108-2 and considers future climate data. Part 2 deals with multi-dimensional approaches to model shading systems. Part 3 presents a new approach to model shading systems that consist of non-standard geometries and highly reflective materials.
In part 2 the venetian blind system, which in part 1 has already been investigated in building simulation using a shading factor (FC-factor), is now modelled using a three-dimensional approach, called the BSDF-method. This approach considers the solar transmittance of the complex fenestration system depending on solar altitude and azimuth and hence represents a much more precise calculation method. In a detailed analysis the basic differences of both approaches are presented and a special focus is set on the secondary heat flux to the room. The two modelling methods are then compared with respect to code compliance for thermal protection in summer, where besides the mandatory climate data (TRY 2010) a future climate data set (TRY 2035) was used as well.

Für 23 bestehende Gebäude wurden jeweils drei verschiedene Vorgehensweisen zur Energieausweisberechnung betrachtet und zusätzlich mit den tatsächlichen Energieverbräuchen verglichen. Somit ergeben sich insgesamt 69 Energieausweise und 23 Energieverbrauchsabrechnungen für bestehende Wohngebäude, welche in Relation gesetzt werden. Einzelne berechnete Energieausweisergebnisse stimmen gut mit den tatsächlichen Verbräuchen überein, jedoch gibt es, unabhängig von der Berechnungsmethode, Abweichungen bis 350 % von den realen Verbräuchen. Die drei verschiedenen Energieausweisberechnungsmethoden wurden auch untereinander in Relation gesetzt, um die bestmögliche Berechnungsart zu ermitteln. Dies verdeutlichte, dass die Exaktheit der Ergebnisse der Berechnungsart auch von der Gebäudegröße abhängig ist. Es zeigte sich, dass die Kategorisierung der Bauweise ebenfalls eine entscheidende Rolle für die Ergebnisse liefert und so ist die Abschaffung der “sehr schweren Bauweise” in der OIB Richtlinie 6 mit der Version 2019 nicht gerechtfertigt. Weiter werden Verbesserungsvorschläge in Hinsicht auf die Orientierung der Bauteile, die Einbindung von digitalen Sonnenstands- und Beschattungsmöglichkeiten, den Haushaltsstrombedarf, die Energiekennzahlausweisung nach Nutzeranzahl und Zonierungen dargestellt.

Comparison of different energy certificate calculation types with the real consumption
Three different methods of calculating the energy certificate were considered for 23 existing buildings and also compared with the actual energy consumption. The result of 69 energy certificates and 23 energy consumption bills for existing residential buildings were put in relation. Some individual calculated energy certificate results agree well with the actual consumption, however, regardless of the calculation method, there are deviations of up to 350 % from the real consumption. The three different energy certificate calculation methods were also set in relation to one another in order to determine the best possible type of calculation. This made it clear that the accuracy of the results of the type of calculation also depends on the size of the building. It turned out that the categorization of the construction method also plays a decisive role in the results and so the abolition of the “very heavy construction method” in the OIB guideline 6 with the 2019 version is not justified. In addition, suggestions for improvement are presented with regard to the orientation of the components, the integration of digital sun position and shading options, the household electricity requirement, the energy indicator according to the number of users and zoning.

Bei der Planung von Großveranstaltungen sind Personenstromsimulationen ein häufig verwendetes Werkzeug geworden. Dabei können viele Umgebungsparameter als Randbedingungen bereits heute berücksichtigt werden. Bisher noch unbeachtet sind Stolpergefahren in der Bodenoberfläche und der im Stolperfall resultierende veränderte Bewegungsstrom der Personen. In einer Literaturrecherche wurde der Gangzyklus und die maßgebliche Störung (visuell und motorisch), die zum Stolpern führt, analysiert. Ein Höhenunterschied von 12,9 ± 4,5 mm kann eine Person zum Stolpern bringen. Je nach Personendichte ist die Auswirkung auf den Bewegungsstrom und die betroffenen und umgebenden Personen unterschiedlich gravierend. Rechtlich gesehen stellt in Deutschland, basierend auf bisherigen Gerichtsurteilen, eine Abweichung des Bodenniveaus von 2,0 bis 2,5 cm eine Verletzung der Verkehrssicherungspflicht dar. Um die Gefahr und die folgenden Auswirkungen eines Stolperfalls auf die Evakuierung von Großveranstaltungen besser in die Planung und Simulation einfließen lassen zu können, sollte ein Faktor für Oberflächen entwickelt werden, der Oberflächenunregelmäßigkeiten und Stolperstellen berücksichtigt.

Tripping hazards caused by ground conditions in evacuation scenarios
In the planning of large events, evacuation simulations have become a frequently used tool. Many environmental parameters can already be taken into account as boundary conditions. So far, the risk of tripping on the floor surface and the resulting change in the flow of people in the event of tripping have not been taken into account. In a literature search, the gait cycle and the significant disturbance (visual and motor) that causes stumbling were analysed. A height difference of 12.9 ± 4.5 mm can cause a person to stumble. Depending on the density of people, the effect on the flow of movement and the affected and surrounding people varies in severity. In Germany, based on previous court rulings, a deviation in floor level of 2.0 to 2.5 cm represents a violation of the obligation to maintain safety on the road. In order to better incorporate the danger and the subsequent effects of a tripping incident on the evacuation of large events into the planning and simulation, a factor for surfaces should be developed which takes into account irregularities and tripping hazards.

Das Gebäude-Energie-Gesetz (GEG) regelt in Deutschland die Grenzwerte für den Energiebedarf von Neubauten und Sanierungen mit dem Ziel, bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen. Anforderungswerte für die Wärmedurchgangskoeffizienten, die Wärmebrücken und die Luftdichtheit sind im GEG explizit angegeben, für die Planung der Belüftung wurden jedoch keine expliziten Regelungen getroffen. Ein geplantes Belüftungssystem ist erlaubt, sofern der resultierende Primärenergiebedarf des Gebäudes den Anforderungen entspricht. Eine natürliche Lüftung wird in den vereinfachten Nachweisen des Monatsbilanzverfahrens dabei meist als energetisch nachteilig angesehen, führt sie zwingendermaßen zu Lüftungswärmeverlusten. Mechanische Lüftungssysteme können dahingegen mit Anrechnung ihrer Wärmerückgewinnung vorteilig angesetzt werden. Die natürliche Lüftung hat jedoch, ist sie als kontrollierte elektrisch betriebene Fensteröffnung ausgeführt, das Potenzial einer Energieeffizienzsteigerung mit hoher Nutzerbehaglichkeit. In einer Simulation über EnergyPlus wurden für einen Büroraum Öffnungs- und Schließsignale einer CO₂-geregelten natürlichen Fensterlüftung verglichen. Eine Regelung, die bei 900 ppm CO₂-Konzentration öffnet und bei 800 ppm schließt, stellte die energieeffizienteste und thermisch behaglichste Regelung dar. Für diese Regelung wurden die realen Öffnungsdauern an einem experimentellen Büroraum ausgewertet. Es ergaben sich in Abhängigkeit des Windes und der Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen Öffnungsdauern von 3 bis 5 Minuten.

Energy-efficient controlled natural ventilation in non-residential buildings - Experimental investigation of opening durations
In Germany, the Building Energy Act (GEG) regulates the limit values for the energy requirements of new buildings and renovations with the aim of achieving an almost climate-neutral building stock by 2050. Requirements for heat transfer coefficients, thermal bridges and air tightness are explicitly stated in the GEG, but no explicit regulations have been made for the planning of ventilation. A planned ventilation system is permitted as long as the resulting primary energy demand of the building meets the requirements. In the simplified verifications of the monthly balance procedure, natural ventilation is usually considered to be disadvantageous in terms of energy, as it leads to ventilation heat losses. Mechanical ventilation systems, on the other hand, can be considered advantageous because of their heat recovery. Natural ventilation, however, has the potential to increase energy efficiency with high user comfort if it is designed as a controlled electrically operated window opening. In a simulation with EnergyPlus, opening and closing signals of a CO₂-controlled natural window ventilation were compared for an office room. A window that opens at 900 ppm CO₂ concentration and closes at 800 ppm represented the most energy-efficient and thermally comfortable control. For this control, the real opening times were evaluated for an experimentally office room. Depending on the wind and the temperature difference between inside and outside, opening times of 3 to 5 minutes were obtained.

Heat pumps play a key role in decarbonizing the heat supply for buildings. To exploit heat pump's potential in a resource-efficient way, high coefficients of performance (COP) are required. For air-source heat pumps, the COP is subject to outside temperature, building dynamics, and user demands. To achieve high COPs, it is necessary to design heat pumps to meet the demands and to optimize operation in terms of COP.
In this study, we compare design methods according to DIN EN 15450 and VDI Guideline 4645. Based on these, heat pump systems (heat pump, auxiliary heater and thermal storages) are designed for an example building, and a controller is set up. Following VDI Guideline 4650, an Annual Performance Factor (APF) is used for comparison on the basis of dynamic simulations. For the same building, the study proves both systems to ensure supply temperatures at APFs about 3.5 to 4. In order to achieve optimal APF, a consideration of operation already in the design should be suggested.

Vergleich der Jahresarbeitszahlen normativ ausgelegter Wärmepumpensysteme
Wärmepumpen spielen eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung der Wärmeversorgung von Gebäuden. Um das Potenzial der Wärmepumpe ressourceneffizient auszuschöpfen, sind hohe Leistungszahlen (COP) erforderlich. Insbesondere bei Luft- Wärmepumpen ist der COP-Wert abhängig von der Außentemperatur, der Gebäudedynamik und den Nutzeranforderungen. Um hohe COPs zu erreichen, ist es notwendig, Wärmepumpen entsprechend den Anforderungen auszulegen und ihren Betrieb hinsichtlich des COP zu optimieren.
In dieser Studie werden die Auslegungsmethoden nach DIN EN 15450 und VDI-Richtlinie 4645 dargestellt und verglichen. Darauf aufbauend werden für ein Beispielgebäude verschiedene Wärmepumpensysteme (Wärmepumpe, Zusatzheizer, thermische Speicher) nach beiden Methoden ausgelegt und anschließend wird eine Regelung aufgebaut. In Anlehnung an die VDI-Richtlinie 4650 wird eine Jahresarbeitszahl (Annual Performance Factor, APF) als Leistungskennzahl verwendet. Anhand dynamischer Jahressimulationen werden die ausgelegten Systeme hinsichtlich ihres APF verglichen. Die Studie beweist, dass beide Systeme die geforderten Vorlauftemperaturen bei APFs um 3,5 bis 4 je nach Systemauslegung für das gleiche Gebäude sicherstellen. Die Ergebnisse unterstreichen die gegenseitige Abhängigkeit von Auslegung und Betrieb. Um in weiteren Studien optimale APFs zu erreichen, sollte eine Berücksichtigung des Betriebs bereits im Auslegungsschritt vorgeschlagen werden, um die Dekarbonisierung von Gebäuden zu beschleunigen.

Das Ende des 19. Jahrhunderts errichtete Burgtheater in Wien ist eines der bedeutendsten Sprechtheater Europas. Es verfügt über eine aus der Errichtungszeit stammende Luftbrunnenanlage zur Frischluftversorgung und Konditionierung des Zuschauerhauses. Dabei wird Frischluft im nahegelegenen Volksgarten angesaugt und über einen unterirdischen Gang und Bodenauslässe in den Zuschauerraum geführt. Warme, verbrauchte Luft wird über die Decke des Zuschauerhauses und eine drehbare Öffnung auf dem Dach des Theaters abgeführt. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurden an maßgeblichen Stellen des Belüftungssystems Sensoren zur Überwachung von Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit platziert. Schließlich wurden Optimierungspotenziale in der Betriebssteuerung und eine adiabate Luftkühlung durch Wasservernebelung evaluiert. Es konnten dabei erfolgsversprechende Handlungsoptionen zur nachhaltigen Konditionierung des Burgtheaters formuliert werden.

Air well system of the Burgtheater Vienna: sustainable cooling strategies
The Burgtheater Vienna was built at the end of the 19th century and it is one of the most important straight theatres in Europe. It is equipped with an air well system for the fresh air supply and conditioning of the auditorium. The air is drawn in at the Volksgarten nearby and led to the auditorium via an underground tunnel. Warm and used air is dissipated through the ceiling and the roof of the theatre. The original dimensions of the facilities are still apparent.
In the framework of this study, temperature, humidity and air velocity sensors were positioned at significant places along the ventilation system and the data was evaluated over the summer 2019. As a result, optimization potentials regarding operation control and air cooling using water atomization were evaluated. Finally, it was shown that the air well system can be used to sustainably condition the theatre in a time of rising temperatures.

Sportstätten haben sowohl im Hinblick auf ihre soziokulturelle Funktion als auch aus Sicht des gebäudebezogenen Umwelt- und Klimaschutzes eine besondere Bedeutung. Den größten Anteil deutscher Sportstätten bilden Sporthallen, die vorwiegend durch die Kommunen betrieben werden und größtenteils zu Zeiten des Goldenen Plans (1960/70er-Jahre) erbaut wurden. Um die positiven Effekte auf das Sporttreiben und somit auf die Lebensqualität sowie auf das Erreichen der gebäudebezogenen Umwelt- und Klimaschutzziele nutzen zu können, bedarf es einer definierten Quantität und Qualität dieser Anlagen. Inwieweit die Sportstätten - insbesondere kommunale Sporthallen - den quantitativen und qualitativen Bedarf decken können und welche Perspektiven für den Sporthallenbestand aus Sicht der Nachhaltigkeit resultieren, wird im folgenden Aufsatz diskutiert.

Municipal sports halls in Germany - Current situation and perspectives
Sports facilities have a special socio-cultural significance as well as an important role with regard to environmental and climate protection in the building sector.
The largest share of German sports facilities are sports halls, which are mainly operated by the municipalities and were mostly built during the so-called Golden Plan (1960/70s). In order to take advantage of the positive effects of sports on the quality of life and to activate the CO2 reduction potential of sports facilities, a certain quantity and quality of these buildings is required.
The following article discusses the extent to which sports facilities - especially municipal sports halls - can meet the quantitative and qualitative requirements and which perspectives for existing sports halls result from a sustainability perspective.

In DIN 4109 wird die Schalldämmung, ausgedrückt mit der kennzeichnenden Größe R'w, zur Beschreibung des Schallschutzes verwendet. Schalldämmung und Schallschutz beschreiben jedoch unterschiedliche Sachverhalte. Die Schalldämmung kennzeichnet eine Qualität eines Trennbauteils als “Widerstand” mit der kennzeichnenden Größe “Schalldämm-Maß, R” und der Schallschutz beschreibt eine Qualität des Schutzes zwischen zwei Räumen vor Schallübertragungen und wird mit der kennzeichnenden Größe “Schallpegeldifferenz, D” ausgedrückt. Durch Vergleich beider Kenngrößen wird klar, dass ein Unterschied bestehen muss, der sich nicht nur algebraisch in den Gleichungen darstellen lässt. Werden gleiche Räume objektiv und subjektiv untersucht, zeigen sich Unterschiede sowohl in der Einzahlangabe als auch in der Wahrnehmung. Insbesondere im Hörvergleich hat sich gezeigt, dass das bewertete Schalldämm-Maß (R'w) uneinheitlich in subjektiver Hinsicht bewertet wird, wohingegen die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz (DnT, w) eine deutliche “Korrelation” zeigt.

Sound insulation and soundproofing. Comparison of weighted normalized apparent sound reduction index R'w and weighted standardized level difference DnT, w
In the German standard DIN 4109, sound insulation, expressed by the characteristic quantity “R'w”, is used to indicate soundproofing. However, sound insulation and soundproofing describe different facts. Sound insulation indicates a quality of a separating element as “resistance” with the characteristic quantity “sound reduction index, R” and soundproofing describes a quality of protection between two rooms against sound transmissions and is expressed by the characteristic quantity “level difference, D”. By comparing the two measures, it becomes clear that there must be a “difference” that can be represented not only algebraically in the equations. If the same rooms are examined objectively and subjectively, differences can be seen in both the number indication and the perception. In particular, it has been shown that the the rated normalized apparent sound reduction index (R'w) is assessed inconsistently in subjective terms, whereas the rated standardized level difference (DnT, w) shows a strong “correlation”.

In einer dreiteiligen Artikelreihe wird der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit verschiedenen Methoden und unterschiedlichen Randbedingungen untersucht. Während Teil 1 die herkömmlichen Verfahren nach DIN 4108-2 miteinander vergleicht und unter dem Aspekt der sich verändernden Klimabedingungen betrachtet, beschäftigt sich Teil 2 mit mehrdimensionalen Simulationsansätzen für Sonnenschutz. In Teil 3 werden zusätzlich Modellierungsverfahren vorgestellt, die für die korrekte Wiedergabe spezieller Geometrien und hoch reflektierender Materialien bei Verschattungssystemen von Bedeutung sind.
Im vorliegenden Teil 1 der Artikelreihe wird eine Analyse der herkömmlichen Nachweisverfahren, nämlich des Tabellenverfahrens mit Sonneneintragskennwert sowie der dynamischen Gebäudesimulation, durchgeführt. Beide Methoden werden im Hinblick auf die Auswirkungen wichtiger Aspekte und Maßnahmen des sommerlichen Wärmeschutzes (Klimaregion, Orientierung, Fensterflächenanteil, Lüftung, thermische Masse, Sonnenschutz) untersucht und mit einander verglichen. Für die Gebäudesimulation werden neben dem vorgeschriebenen Klimadatensatz (TRY 2010) auch Zukunftsklimadaten verwendet, die den Zeitraum 2021 - 2050 repräsentieren (TRY 2035).

Investigation on thermal protection in summer - part 1: Comparison of the evaluation methods taking into account future climate data
A series of three articles investigates the thermal protection of buildings in summer using different methods and boundary conditions. Part 1 compares the code compliance methods prescribed by DIN 4108-2 and considers future climate data. Part 2 deals with multi-dimensional approaches to model shading systems. Part 3 presents a new approach to model shading systems that consist of non-standard geometries and highly reflective materials.
In part 1 an analysis of the existing code compliance methods is conducted, in particular of the simplified table-based method and the simulation-based approach. Both methods are assessed and compared regarding the impact of important aspects and measures (climate region, orientation, window-to-wall ration, ventilation, thermal mass, shading systems). In the dynamic simulation not only the current weather data (TRY 2010) but also weather data describing the period from 2021 to 2050 (TRY2035) are used.