Baumrinde ist ein natürlich hoch optimiertes Material, das als periphere Grenzschicht eines Baumes diesen vor mannigfaltigen Beschädigungen schützt. Daher weist Baumrinde interessante technologische Eigenschaften wie eine geringe Dichte und gute biologische Beständigkeit auf. In der Holzindustrie fallen große Mengen von Baumrinde in Stückform an, welche nur in geringem Ausmaß stofflich höherwertig veredelt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Dämmplatten aus Lärchenrinde erzeugt und deren innere Struktur mittels Computertomographie untersucht. Der Schallabsorptionskoeffizient von Platten unterschiedlichen Aufbaus wurde mittels Impedanzmessung bestimmt und es wurden die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen untersucht. Es zeigte sich, dass Lärchenrindenplatten als Absorber für Frequenzen über 500 Hz gute Eigenschaften aufweisen und, dass über die Partikelgröße die Frequenz des Schallabsorptionsmaximums beeinflusst werden kann.

Potential of tree bark for the application as sound absorbing material
Tree bark is a highly optimized natural material, which protects a tree from manifold damage at the peripheral layer. Hence, bark has some interesting technological properties, such as a low density and a good biological durability. In the wood-industry, huge amounts of bark in pieces accrue, which are used to a low extend for high-value applications. In this investigation, insulation panels from larch bark were produced and their inner structure was evaluated by means of CT. The sound absorption coefficient of panels with varying composition was investigated using impedance measurement and structure-property relationships were evaluated. It was found that larch insulation panels can be applied as effective sound absorbers for frequencies higher than 500 Hz and that the frequency with the highest sound absorption can be affected changing the particle size of the panels.

Wiederkehrende Belastungen, wie sie beispielsweise an Brücken oder Windenergieanlagen auftreten, können innerhalb der Nutzungsdauer solcher Bauwerke bis zu 109 Lastwechsel erreichen. Um das dadurch eintretende Ermüdungsverhalten von Beton zu untersuchen, werden diese zyklischen Beanspruchungen in mechanischen Versuchen mit Prüfzylindern nachgestellt. Damit Versuche mit solch hohen Lastwechselzahlen in akzeptablen Zeitdauern durchgeführt werden können, wird die Belastungsfrequenz erhöht. Als Folge dieser erhöhten Belastungsfrequenz erwärmen sich allerdings die Betonprobekörper, was zu einem früheren, unrealistischen Versagenszeitpunkt führen kann, weshalb die Erwärmung begrenzt werden muss. Um die Wärmefreisetzung in der Probe zu untersuchen, wurden Versuche und Simulationen durchgeführt. Im Beitrag wird die analytische und messtechnische Analyse des Wärmeübergangs an erwärmten Betonzylindern vorgestellt. Resultierend daraus wird eine Möglichkeit zur Reduktion der Erwärmung an zyklisch beanspruchten Betonzylindern vorgestellt.

Investigation of the heat transfer of cyclic loaded concrete cylinders
Periodic load cycles, such as those that occur on bridges or wind turbines, are of great importance for dynamic long-term considerations of concrete. Within the life span of such structures, up to 109 load changes can be expected. To determine the fatigue strength, the resistance to periodic loads can be determined in a short time in laboratory tests by increasing the load frequency. As a result of this increased load frequency, however, the concrete test specimens heat up, which can lead to an earlier, unrealistic time of failure, which is why the heating must be limited. Therefore, tests and simulations were carried out to investigate the heat release in the sample. In this article, the analytical analysis and measurements of the heat release of heated concrete cylinders are presented. As a conclusion, a possibility of reducing the temperature of dynamically stressed concrete cylinders is introduced.

Die wesentlichen Anforderungen an die energetische Qualität von Gebäuden werden in Deutschland bisher in der Energieeinsparverordnung (EnEV) formuliert. In absehbarer Zeit wird die EnEV durch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) ersetzt. Beiden Regelwerken ist gleich, dass lediglich der Energiebedarf, resultierend aus der Nutzungsphase eines Gebäudes, zu bilanzieren ist. Der Energieaufwand für die Herstellung und Instandhaltung von Gebäuden sowie für den Rückbau und die Entsorgung von veralteten Gebäudekomponenten wird dabei außer Acht gelassen. In der Vergangenheit war diese Einschränkung vertretbar. Mit der Entwicklung hocheffizienter Gebäude sinkt jedoch der Energiebedarf in der Nutzungsphase in hohem Maße und eine Neubewertung ist erforderlich. Wissenschaftliche Untersuchungen am Beispiel eines Ein- und eines Mehrfamilienhauses, welche die aktuellen Anforderungen der EnEV erfüllen, haben ergeben, dass über einen Zeitraum von 50 Jahren die Herstellungs- und Instandhaltungsphase zusammen einen Anteil von 30 % (EFH) bzw. 38 % (MFH) des gesamten Primärenergiebedarfs, nicht erneuerbar verursacht. Für diesen Anteil sind jedoch bisher keine gesetzlichen Vorgaben zu beachten. Es sind somit über die Gebäudenutzungsphase hinaus erhebliche Einsparpotenziale im Baubereich vorhanden. Zur Aktivierung dieser Potenziale werden im Rahmen dieses Artikels Ansätze zur Berücksichtigung der Herstellungs-, Nutzungs- und Instandhaltungsphase bei der energetischen Bewertung von Gebäuden vorgestellt.

Further development of the Energy Saving Ordinance - Approaches for taking into account the manufacturing, use and maintenance phase of buildings
The main requirements for the energetic quality of buildings in Germany are defined by the Energy Saving Ordinance (EnEV). In the foreseeable future, it will be replaced by the Building Energy Act (GEG). Both regulations account only for the energy demand resulting from the use phase of a building. The energy expenditure for the manufacture and maintenance of buildings and for the removal and disposal of old building components is not taken into account. In the past, this limitation was justifiable. However, with the development of highly efficient buildings, the energy demand of the use phase is decreasing significantly and a reassessment is necessary. Scientific investigations on the example of a single-family house and an apartment building, which fulfil the current requirements of the EnEV, have shown that over a period of 50 years the manufacturing and maintenance phase account for 30 % (single-family house) resp. 38 % (apartment building) of the total primary energy demand, non-renewable. However, there are no legal requirements yet to be observed for this share. This means that there is significant potential for savings in the building sector beyond the building use phase. In order to activate these potentials, this article presents approaches to consider the manufacturing, use and maintenance phase in the energy assessment of buildings.

Die Arbeitswelt hat sich in den letzten Jahrzehnten stark verändert. Heutzutage werden viele Büros, Besprechungsräume, aber auch andere Räume wie Vorlesungssäle, Unterrichtsräume sowie Hotelzimmer nur noch temporär genutzt. Die thermische Konditionierung orientiert sich jedoch immer noch an stationären Temperatursolllinien. Dies bedeutet, dass eine entsprechende Solltemperatur bereits vor Eintreffen des Nutzers im Raum erreicht sein und über den gesamten Arbeitstag vorgehalten werden muss, unabhängig davon, ob sich tatsächlich ein Nutzer im Raum aufhält. Adaptive Fassaden mit integrierten Heiz- bzw. Kühlelementen sind dazu in der Lage, sich verändernden Bedingungen, z. B. aufgrund von temporärer Nutzung eines Arbeitsplatzes, lokal und ohne Zeitverzögerung anzupassen, und so eine optimale Aufenthaltsqualität sicherzustellen. So ist während der Heizperiode ein deutlich niedrigeres Temperaturniveau ausreichend und sobald der Nutzer im Raum eintrifft, können durch Einschalten der lokalen Heizung unverzüglich behagliche Bedingungen hergestellt werden. Dies birgt insbesondere im Ultraleichtbau ein großes Energieeinsparpotenzial in sich. In vorangegangenen Untersuchungen wurde die thermischen Behaglichkeit unter transienten Bedingungen [1] beleuchtet sowie die bauphysikalische Funktionalität und Umweltwirkung einiger Beispiele auf Bauteil- sowie auf Raumebene von adaptiven Leichtbaukonstruktionen [2, 3] behandelt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden Szenarien für den Betrieb von adaptiven Fassadenelementen mit lokalen Heizsystemen entwickelt. Im hier vorliegenden Beitrag wird nun das energetische Einsparpotenzial der lokalen Systeme gegenüber der konventionellen Raumheizung betrachtet.

Energy saving potential of adaptive façade elements for local heating - a parameter study
The working world has been changing in recent decades. Nowadays, many offices, meeting rooms but also other rooms, such as lecture halls, classrooms and hotel rooms, are only used temporarily. However, thermal conditioning is still based on temperature baselines in steady state. This means that a corresponding set temperature must be reached before the user arrives in the room and must be maintained for the entire working period, regardless of the presence of the user. Adaptive facade with integrated heating or cooling elements is able to adapt to changing conditions, i.e. due to temporary use of a workplace, locally and without time delay and thus ensures an optimal quality of stay. Furthermore, a significantly lower temperature level is sufficient during the heating period. As soon as the user arrives in the room, comfortable conditions can be created immediately by switching on the local heating system. This holds a great potential for energy saving, especially in ultra-lightweight construction. In previous investigations, the thermal comfort under transient conditions [1] was illuminated and the building physical functionality and environmental impact of some examples of adaptive lightweight structures [2, 3] at building component and room level were discussed. Based on these findings, scenarios for the operation of adaptive facade elements with local heating systems were developed. In this present article, the energy saving potential of the local systems is compared to conventional heating.

Gesamtziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens war die Verfahrens- und Produktentwicklung hochdämmender, kostengünstiger Bauelemente geringer Dicke mit Glasfaserstützkern sowie die Entwicklung und Erprobung konstruktiver und technologischer Lösungen für diverse Applikationen mit höchsten Anforderungen an die Wärmedämmung und Energieeffizienz.
Die Motivation für die durchgeführte Entwicklung ergab sich aus dem dringenden Bedarf an dünnen, kosteneffektiven, hochisolierenden Materialien in verschiedenen Anwendungsbereichen zur Erhöhung der Energieeffizienz durch Minimierung von Energieverlusten. Die steigenden Isolationsanforderungen (u. a. gegeben durch EnEV 2014/2016, Pariser Klimaabkommen) können mit herkömmlichen Dämmmaterialien wie Mineralwolle, Polyurethanschaum oder extrudierter Polystyrolschaum aufgrund ihrer vergleichsweisen hohen Wärmeleitfähigkeiten (20-40 mW/mK) nicht erfüllt werden. Um hochisolierende Anforderungen zu erreichen, müssen hochdämmende Materialien mit extrem niedrigen Wärmeleitfähigkeiten verwendet werden, wie zum Beispiel Vakuum-Isolations-Paneele (VIP).
Ziel des Projektes war die Werkstoff- und Verfahrensentwicklung eines hochdämmenden (ca. 2,5 mW/mK), langlebigen (ca. 30 Jahre), temperaturbeständigen (ca. 300 °C), verletzungsbeständigeren Glasfaser-VIP sowie die Entwicklung innovativer Applikationen im Bereich Bauwesen (Innenwanddämmung), Behälterbau sowie Containerbau mit höchsten Anforderungen an die Wärmedämmung.

Development of a multifunctional interior wall insulation using highly insulating, thin, innovative glass fiber VIP
The overall objective of the R&D-project was the process and product development of highly insulating low-cost components of small thickness with a glass fibre support core as well as the development and testing of constructive and technological solutions for various applications with the highest demands on thermal insulation and energy efficiency.
The motivation for the development was the urgent need for thin, cost-effective, highly insulating materials in various application areas to in-crease energy efficiency by minimizing energy losses. The increasing insulation requirements (given by EnEV 2014/2016, Paris Climate Agreement) cannot be met by conventional insulation materials such as mineral wool, polyurethane foam or extruded polystyrene foam, due to their comparatively high thermal conductivity (20-40 mW/mK). To achieve high insulation requirements, highly insulating materials with extremely low thermal conductivity must be used, such as vacuum insulation panels (VIP).
The aim of the project was the material and process development of a highly insulating (approx. 2.5 mW/mK), durable (approx. 30 years), temperature-resistant (approx. 300 °C), injury-resistant glass fibre VIP as well as the development of innovative applications in the field of construction (interior wall insulation), container construction, container building with the highest demands on thermal insulation.

Im vorliegenden Beitrag werden Messungen und Berechnungen vorgestellt, die die Temperaturentwicklung in Betonzylindern aufgrund zyklischer Beanspruchung genau beschreiben. Die Messungen wurden in einem Versuchsstand, die Berechnungen im FEM-Programm ANSYS durchgeführt. Mithilfe der Temperaturmessungen konnten die Simulationen für die Temperaturentwicklung der Betonzylinder mit der verwendeten Betonrezeptur validiert werden. Die Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass bei zyklischer Probekörperbelastung und der einhergehenden Probekörperdehnung Energie dissipiert wird und diese maßgeblich für die Erwärmung der Probe verantwortlich ist.

Measurement and simulation of the heating of fatigue loaded concrete specimens
This paper presents measurements and simulations that describe the temperature development in concrete cylinders due to cyclic loading. The measurements were carried out in a test stand, the simulations in the FEM program ANSYS. The simulations of the temperature development in the concrete cylinders with the used concrete recipe were validated using the temperature measurements. The investigations lead to the conclusion that energy is dissipated during cyclic test specimen loading and the accompanying test specimen elongation and that this is mainly responsible for the heating of the specimen.

Dieser Aufsatz befasst sich mit der Entwicklung von diagonal verklebtem Brettsperrholz (Diagonallagenholz - DLH), einem Laminat aus Massivholzlamellen, welche zur Anpassung der Steifigkeitseigenschaften in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet werden. DLH stellt somit eine anwendungsoptimierte Weiterentwicklung von Brettsperrholz (BSP) dar und erreicht bei gleichem Materialeinsatz verbesserte mechanische Eigenschaften. Der Beitrag beschäftigt sich mit der analytischen Herleitung der Steifigkeitsmatrix, der experimentellen Charakterisierung und numerischen Verformungsanalysen. Die Untersuchungen wurden mit spezifischen DLH-Serien durchgeführt, welche durch die Ausrichtung von Lagen unter Winkeln von ±45° bzw. ±30° (±60°) gekennzeichnet sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Torsionssteifigkeit im Vergleich zu BSP deutlich erhöht ist. Diese Eigenschaft ist vielversprechend für die Anwendung von DLH in Platten unter zweiachsiger Biegebeanspruchung, wie z. B. punktgestützten Flachdecken. Hierbei verspricht die diagonale Ausrichtung einzelner Lagen zudem Homogenisierungseffekte bei der Verteilung von Biege- und Schubspannungen. Gleichzeitig führt die diagonale Orientierung einzelner Lagen zu einer Erhöhung der Scheibenschubsteifigkeit, welche hinsichtlich aussteifender Wand- und Deckenelemente von großem Interesse ist. Die Forschung an DLH hebt die Relevanz und Eignung diagonal ausgerichteter Lagen in Massivholzelementen für einen effizienteren und damit nachhaltigen Umgang mit der Ressource Holz hervor.

Diagonal Laminated Timber (DLT) - resource efficiency through optimized layer arrangements: determination of stiffness properties and deformation analysis
This paper deals with the development of diagonal laminated timber (DLT), a composite timber product consisting of individual layers, which are rotated to each other at a certain angle to increase stiffness properties. Therefore, DLT represents an application-optimized further development of cross laminated timber (CLT). DLT achieves improved mechanical properties with the same amount of material.

Beim modernen Oberbau mit lückenlos verschweißter Schiene entstehen auf Brücken durch die Interaktion mit dem Bauwerk höhere axiale Beanspruchungen der Schiene als auf dem Damm. Beim Schotteroberbau gilt es die Druckkräfte in der Schiene zu begrenzen, um Gleisverwerfungen zu vermeiden. Dazu wurden in den 1980er-Jahren umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, woraus ein Grenzwert für die zulässigen zusätzlichen Druckspannungen von 72 MPa definiert wurde. Bei der Festen Fahrbahn liegen jedoch keine Erfahrungen zum Verhalten unter großen Druckkräften vor und der erhöhte Grenzwert von 92 MPa beruht auf keiner wissenschaftlich nachvollziehbaren Basis. Für den Fall der EÜ Itztal auf der Neubaustrecke Ebensfeld-Erfurt konnte der Nachweis der zusätzlichen Druckspannungen mit dem Grenzwert von 92 MPa nicht erbracht werden. Um fallspezifisch einen neuen Grenzwert festlegen zu können, wurden Untersuchungen vorgenommen, die in diesem Aufsatz vorgestellt werden. Das Verhalten des Systems unter großen Druckkräften wurde rechnerisch und experimentell untersucht. Für den Nachweis einer ausreichenden Sicherheit des Systems bei großen Schienendruckkräften wurden Grenzzustände festgelegt und für abgesicherte Einwirkungskombinationen nachgewiesen. Das Fallbeispiel zeigt die Reserven des Systems auf und legt eine mögliche Methode für eine grundsätzliche Überarbeitung des Grenzwerts der Schienendruckspannungen beim System Feste Fahrbahn vor.

Allowable compressive rail force due to track-bridge-interaction for ballastless track
On modern continuously welded railway tracks on bridges the rails are exposed to additional axial stresses due the interactions between the track and the bridge. On ballasted track the total compressive force within the rail must be limited to prevent rail buckling. In the 1980s extensive theoretical and experimental research was conducted and a limit value for the additional compressive rail stress of 72 MPa was introduced. For the more ridged ballastless track systems this limit value was raised to 92 MPa. However, this was done without any transparent scientific basis. For the case of the Itz Valley Bridge on the new highspeed line between Ebensfeld and Erfurt the calculated additional stresses due to the track-bridge-interaction could not be verified with these limit values. To determine a new case specific limit value for the additional compressive rail stresses extensive investigations were conducted and are presented within this article. The behaviour of the ballastless track system under high compressive rail forces was analysed numerically and experimentally. As a result, failure mechanisms and limit states were defined and verified for secure combinations of input parameters. This example shows the potential of the system to withstand high compressive rail forces and presents a possible method to define new limit values for the additional compressive rail stresses for ballastless track systems on bridges.

Das Hochwasserereignis vom Juli 2021 hat in den besonders betroffenen Gebieten von Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen schwere strukturelle Schäden an der allgemeinen Bebauung und der Infrastruktur hinterlassen. Zur Bewältigung der Folgen und Vorbereitung künftiger Ereignisse wurden verschiedene Forschungsprojekte initiiert, deren inhaltliche Abstimmung und Verzahnung durch die Autoren im Bereich der Lagebilderstellung in Form von themendifferenzierten Workshops angestrebt wurde. Der Beitrag konzentriert sich auf die Erhebung und Aufbereitung von Schadensdaten sowie erste methodische Ansätze, die Lagebilderstellung aus der Sicht der verschiedenen Hauptakteure konzeptionell zu strukturieren und im Zeitfenster effizient zu gestalten. Im Ergebnis stehen Elemente eines (noch ausstehenden) Tools für die schnelle Lageeinschätzung und Unterstützung der Einsatzkräfte, die Begründung von Maßnahmen zur temporären Gebäudesicherung und Unterstützung des Wiederaufbaus auf Basis von belastbaren Risikoszenarien und Schadensprognosen. Anhand und nach Auswertung verfügbarer Daten- und Informationsquellen wird dargestellt, wie rein technisch (Befliegung) sowie empirisch (auf Basis weiterentwickelter Schadensfunktionen) die Erstellung von Lagebildern qualifiziert und die Verfügbarkeit entscheidungsrelevanter Informationen zeitlich vorgelagert werden kann. Schlussfolgerungen und Empfehlungen aus den Untersuchungen und Workshops werden aus Anwendersicht zusammengefasst.

Methods for digital 3D assessment of the disaster situation: lessons from the 2021 flood
The flood event of July 2021 caused heavy structural damage to general building stock and infrastructure in the particularly affected areas of Rhineland-Palatinate and North Rhine-Westphalia. In order to cope with the consequences and to prepare for future events, different research projects were initiated. The authors coordinated and interlinked these in the area of situational awareness in the form of topic-specific workshops. The paper focuses on the collection and preparation of damage data as well as first methodological approaches to conceptually structure the disaster situation from the point of view of the various main actors and to design it efficiently in the time frame. The results are elements of a (still under preparation) tool for rapid situation assessment and support of the emergency services, the justification of measures for temporary building safety and support for reconstruction based on reliable risk scenarios and damage prognosis. Based on and after evaluation of available data and information sources, it is shown how purely technically (flights) and empirically (based on improved damage functions) the creation of situation reports can be qualified and the availability of decision-relevant information be stored in advance. Conclusions and recommendations from the studies and workshops are summarized from the user's point of view.

Historische Eisenbahnbrücken stehen aufgrund ihrer bautechnikgeschichtlichen Bedeutung und der Anforderung nach Erneuerung immer wieder im Spannungsfeld zwischen Denkmalpflege und Baupraxis; das erklärte Ziel aller Beteiligten sollte es aber sowohl aus der Perspektive des kulturellen Erbes als auch aus der der Ressourcenökonomie sein, sie zu erhalten und weiter zu nutzen. Es wird herausgestellt, dass historische Eisenbahnbrücken im Kontext ihres Netzes zu betrachten sind, da ihre primäre Funktion die Überführung einer Strecke darstellt. Aufgrund dieser Funktion ist ein notwendiges Maß an Veränderbarkeit auch bei jenen Eisenbahnbrücken zu gewährleisten, die unter Denkmalschutz stehen. Durch die notwendigen Veränderungen müssen immer wieder Brücken ersetzt werden. Dabei ist auffällig, dass die Struktur der erneuerten Bauweisen in ihrer konstruktiven und gestalterischen Diversität abnimmt. Auch im Sinne der Nachhaltigkeit sollten Eisenbahnbrücken geschützt und gleichzeitig veränderbar sein, damit die einzelnen Bauwerke möglichst lange erhalten bleiben. Schonung von Ressourcen durch Erhaltung statt Abbruch und Neubau können Hand in Hand mit den Zielen der Denkmalpflege gehen, wenn dabei materielle und ideelle Ressourcen für kommende Generationen erhalten bleiben. Die drei Kriterien der Nachhaltigkeit werden hier für den Eisenbahnbrückenbau überprüft. Abschließend werden Beispiele für eine erfolgreiche Erhaltung und eine gelungene Erneuerung aufgezeigt.

Listed railway bridges - potential for sustainable construction
Due to their relevance to the history of construction and the need for renewal, historic railway bridges are often in conflict between the preservation of historical monuments and construction practice. But the declared aim is to preserve them and continue to use them. It will be shown why it is necessary to consider historic railway bridges in the context of their network. This is because their primary function is the overpassing of a line. Due to this function, a necessary degree of changeability of (listed) railway bridges has to be ensured. The necessary changes mean that bridges have to be replaced again and again, and it is noticeable that the structure of the renewed construction methods is decreasing in diversity. Also in terms of sustainability, railway bridges should be protected and at the same time changeable. In this way, the individual structures can be preserved for as long as possible. Conservation of resources through preservation instead of demolition and new construction go hand in hand with the goals of heritage conservation to preserve material and ideal resources for future generations. The three criteria of sustainability are reviewed here for railway bridge constructions. Finally, examples of successful preservation and successful renovation are shown.

Neu entwickelte Schienenfahrzeuge sind vor ihrem Einsatz auf dem Schienennetz der DB Netz AG hinsichtlich dynamischer Brückenkompatibilität zu untersuchen. Hierbei wird die dynamische Einwirkung auf Brücken aus Zugüberfahrt (Zug-Brücken-Interaktion) anhand von dynamischen Berechnungsergebnissen im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) und im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) bewertet und mit rechnerischen (bisher statischen) Mindestkapazitäten der Infrastruktur (Widerstand) verglichen. In diesem Beitrag wird eine neue Nachweisform vorgestellt, welche ermöglicht, die vorhandenen statischen Kapazitäten der Brücken um vorhandene dynamische Kapazitäten zu erweitern. Diese erlauben i. d. R. höhere zulässige Fahrzeuggeschwindigkeiten im Netz. Hierfür wird auf rechnerische Ergebnisse und datenbankgestütztes Expertenwissen (Fusion) aus Kurz- und Langzeitüberwachungen von Bestandsfahrzeugen und deren Einwirkung auf die Infrastruktur zurückgegriffen, um den Brückenbestand für diese Bestandsfahrzeuge als betriebserprobt zu erklären. Auf dieser Basis ist eine ansetzbare dynamische Kapazität für Neufahrzeuge formulierbar. Das Vorgehen wird exemplarisch für den ICE 3 (Bestandsfahrzeug) und die Neuentwicklung der Baureihe (BR) 408 (ICE 3neo) gezeigt.

Dynamic train-bridge compatibility: the reference method as a new form of verification
Newly developed rail vehicles must be investigated regarding dynamic bridge compatibility before they are placed in service on the rail network of DB Netz AG. In this context, the dynamic effect on bridges from passing trains (train-bridge interaction) is evaluated based on dynamic calculation results in the ultimate limit state (ULS) and in the serviceability limit state (SLS) and compared with calculated (previously static) minimum capacities of the infrastructure (resistance). In this paper, a new form of verification is presented. It makes it possible to extend the existing static capacities of the bridges by existing dynamic capacities, which usually allow higher permissible vehicle speeds in the railway network. For this purpose, computational results and database-supported expert knowledge (fusion) from short- and long-term monitoring of existing vehicles and their impact on the infrastructure are used to declare the bridge stock for these existing vehicles as operationally verified. On this basis, an applicable dynamic capacity for new vehicles can be formulated. The procedure is exemplarily shown for the ICE 3 (existing vehicle) and the new development of the BR 408 series (ICE 3neo).

Die Kombination aus Personalmangel, knappen Investitionsmitteln und Überalterung des Infrastrukturbestands hat den Druck auf die Erhaltung der Verkehrswasserbauwerke erhöht. Die exakte Zustandsbewertung bestehender Bauwerke nimmt daher eine immer wichtigere Rolle bei der Beurteilung der Dringlichkeit von Investitionsmaßnahmen ein. Die hierfür im Wasserbau angewandte vierstufige Schadensbewertung führt jedoch zu vergleichsweise wenig differenzierten Zustandsnoten. Dem steht der Bedarf an detaillierten Informationen zum Handlungsbedarf gegenüber. Untersuchungen zu Kennzahlen für das Erhaltungsmanagement haben sich in einem Forschungsprojekt der Bundesanstalt für Wasserbau dieser Problematik angenommen. Im Ergebnis stehen anforderungsspezifische Zustandskennzahlen. Sie erweitern die Schadensbeurteilung des Inspektionspersonals um eine Klassifizierung der Schadensauswirkung auf der Basis von Schadensdaten. Die entwickelten Kennzahlen können als ein Indikator für einen erhöhten Erhaltungsbedarf gesehen werden, der durch weitere für das Erhaltungsmanagement relevante Informationen, z. B. Kosten, standardisierte Erhaltungsmaßnahmen, ergänzt werden kann.

Key performance indicators for maintenance management of hydraulic structures based on damage data
The combination of staff shortages, scarce investment funds and aging infrastructure has exacerbated the pressure regarding the maintenance of waterway infrastructure assets. Thus, the accurate condition assessment of existing structures is taking a vital role in determining the urgency of maintenance investments. However, the four-stage damage assessment applied for this purpose in hydraulic engineering leads to less comparative and undifferentiated condition ratings. In contrast, detailed information portraying the need for action is earnestly needed. A research project conducted within the Federal Waterways Engineering and Research Institute has addressed this specific issue based on studies of performance indicators for maintenance management. The results are requirement-specific condition indicators. They extend the damage assessment of the inspection personnel by classifying the damage impact based on available inspection results. The developed key figures can be regarded as an indicator of increased maintenance needs, which can be complemented by further information relevant to maintenance management, e. g. costs, standardized maintenance measures.

Im Rahmen des von der DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) geförderten Forschungsprojekts ILVO (Vorfabrikation von Fertigteilen aus Infraleichtbeton) wurden 2019-2021 Fertigteile aus ILC für den Geschosswohnungsbau an der TU Berlin entwickelt. Die daraus resultierenden Protoypen wurden 2022-2023 in Form von Modellen in der Ausstellung “Technoscape: The Architecture of Engineers” (Kuratoren: Maristella Casciato, Pippo Ciorra) im MAXXI Museum in Rom ausgestellt. Das Bauen mit großformatigen Elementen aus Infraleichtbeton (ILC) bietet eine Reihe an Vorteilen gegenüber dem herkömmlichen Bauen mit Wärmedämmverbundsystemen (WDVS). Dies wird im Geschosswohnungsbau insbesondere bei der Konstruktion von Fenstern, Balkonen und Loggien deutlich. Details, die sonst kompliziert und aufwendig sind und gerade im Bereich von Wärmebrücken Probleme aufweisen, können mit Infraleichtbeton neu gedacht werden. Im Folgenden sollen die Vorteile des Bauens mit großformatigen Elementen aus Infraleichtbeton im Geschosswohnungsbau aufgezeigt werden. Darauf aufbauend werden die Grundlagen des Entwurfs, der Konstruktion sowie der Fertigung von großformatigen Elementen aus Infraleichtbeton erklärt und die Entwicklung von drei exemplarischen Prototypen (französischer Balkon, Balkon, Loggia) für den Geschosswohnungsbau erläutert. Weiter wird ein Bezug zum seriellen Bauen im Hochbau und Ingenieurbau hergestellt.

Development of prototypes for balconies and loggias of infra-lightweight concrete (ILC) with consideration of structural-physical aspects as well as preconditions of fabrication
Within the framework of the DBU funded research project ILVO prefabricated elements made of ILC were developed from 2019 until 2021. The resulting prototypes were exhibited in 2022/2023 in the form of models at the exhibition “Technoscape: The Architecture of Engineers” (curators: Maristella Casciato, Pippo Ciorra) at MAXXI Museum in Rome. Building with Infra-Lightweight Concrete (ILC) can offer several advantages in comparison with conventional thermal insulation composite systems. In multi-story housing this becomes obvious especially where windows, balconies and loggias are constructed. Details which are usually complicated and lead to a number of problems in the areas of thermal bridges can be thought in a new way. In the following the benefits of building with large-sized components of ILC are introduced. Further the basic requirements for the design, construction as well as the production of prototypes of ILC are explained. The development of three prototypes (french balcony, balcony and loggia) is shown and evaluated. Furthermore, a reference is made to serial construction in building construction and civil engineering.

BIMcontracts befasst sich mit der Erarbeitung einer innovativen Lösung zur Automatisierung des Zahlungs- und Vertragsmanagements im Bauwesen. Dabei geht es darum, die vertragliche Abwicklung von Bauleistungen in der Zukunft schneller, transparenter und vertrauenswürdiger zu gestalten. Dieses Ziel kann durch die Kombination von Blockchain-basierten Smart Contracts mit digitalen Bauwerksmodellen erreicht werden, wodurch sichere automatisierte Vertragsstrukturen und Abrechnungsprozesse etabliert werden können. Als Vertragsgrundlage dient das digitale Bauwerksmodell mit der verknüpften Leistungsbeschreibung. Um den Zahlungsverkehr zu automatisieren, wird auf dieser Basis ein Abrechnungsplan abgestimmt, in dem die Abrechnungseinheiten und die zugeordneten Zahlungen definiert sind. Der digitale Vertragsbestandteil umfasst insbesondere Abwicklungsmodalitäten, die als Wenn-dann-Beziehungen in einem Smart Contract ausgedrückt und automatisiert weiterverarbeitet werden.

BIMcontracts - secure digital transactions in the construction industry
BIMcontracts focuses on an innovative solution to automate payment and contract management in the construction industry. The aim is to make the contractual processing of construction works faster, more transparent and more trustworthy in the future. This goal can be achieved by combining blockchain-based smart contracts with digital building models, thereby establishing secure automated contract structures and billing processes. The digital building model with the linked bill of quantities serves as the basis for the contract. To automate payment transactions, a billing plan is agreed-upon on this basis, in which the billing units and the assigned payments are defined. The digital contract component includes, in particular, billing arrangements that can be expressed as if-then relationships in a smart contract and processed further in an automated manner.

Der Werterhalt von Immobilien wird zunehmend durch die Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten in der Planung sichergestellt. Dadurch ist bereits in der Phase der Projektentwicklung die lebenszyklusbezogene Betrachtung der künftigen Ertragssituation einer Immobilie erforderlich. Durch Gegenüberstellung der Erlöse zu den Lebenszykluskosten lässt sich die von den Autoren so bezeichnete Lebenszyklusrendite (LZR) als prognostischer Parameter zur Beurteilung der Rentabilität einer Investition ermitteln. In diesem Beitrag werden zur Ermittlung der LZR die zu einem frühen Zeitpunkt vorhandenen Projektinformationen in ein digitales Bauwerksmodell eingebunden. Durch Building Information Modeling (BIM) kann in einer frühen Projektphase die Unschärfe der Kostenermittlung durch Verknüpfung des digitalen Planungsstands mit relevanten Gebäudeinformationen verringert werden. Auf Basis eines digitalen Bauwerksmodells gelingt so eine nachvollziehbare und auf Planungsvarianten anpassbare Ermittlung der LZR. Die Aufgliederung aller für den Lebenszyklus relevanten Erlöse bzw. Einnahmen und Kosten bzw. Ausgaben ist dazu erforderlich. Änderungen und Ergänzungen am Bauwerksmodell erfordern eine laufende und durch das digitale Modell rasch mögliche Anpassung der Berechnungen an den jeweiligen Planungsstand. Eine laufende Kontrolle der zu Projektbeginn definierten Ausgangsparameter ist dadurch möglich.

Prognostic determination of life cycle rate of return with BIM
The value retention of real estate is increasingly ensured by the inclusion of sustainability aspects in the planning. As a result, life-cycle considerations of the future earnings situation of a property are already necessary in the project development phase. By comparing the revenues to the life cycle costs, the life cycle return (LCR), as it is called by the authors, can be determined as a prognostic parameter for assessing the profitability of an investment. In this paper, the project information available at an early stage is integrated into a digital building model to determine the LZR. Building Information Modeling (BIM) can reduce the uncertainty of the cost calculation in an early project phase by linking the digital planning status with relevant building information. Based on a digital building model, it is thus possible to determine the LZR in a way that is comprehensible and adaptable to planning variants. The breakdown of all revenues and costs relevant for the life cycle is necessary for this. Changes and additions to the building model require a continuous and rapid adjustment of the calculations to the respective planning status. This makes it possible to continuously check the initial parameters defined at the beginning of the project.

Injektionen von Sanden und sandreichen Kiesen mit mineralischen Bindemitteln sind mit besonderen Herausforderungen verbunden, auch Feinstzemente können nur für spezielle Aufgaben verwendet werden. So erfahren die Injektionen mit Gelen - Acrylatgele und umweltverträgliche Gele auf Natriumsilikatbasis - mittlerweile eine erhöhte Aufmerksamkeit. An der Universität der Bundeswehr München (UniBW) wurde die Erhöhung der Scherfestigkeit von Sanden durch Injektionen mit Acrylatgel-Sandproben durch Laborversuche untersucht. An mit einem Weichgel auf Natriumsilikatbasis (Neutrogel) injizierten Sandproben konnte in ersten Versuchsreihen an der Fachhochschule Nordwestschweiz, FHNW, ebenfalls eine deutliche Erhöhung der Scherfestigkeit ermittelt werden. Dies war Anlass, umfangreichere Versuchsserien zur Bestimmung der Scherfestigkeit von Acrylatgel-Sandproben - mit Acrylatgelen verschiedener Hersteller - und Neutrogel-Sandproben durchzuführen. Ausgeführt wurden neben einaxialen Druckversuchen und direkten Scherversuchen vorwiegend Triaxialversuche. Mit den Versuchen stehen erstmals Vergleichswerte der Scherfestigkeiten und Steifigkeiten unterschiedlicher Gel-Sand-Mischungen zur Verfügung. Die durch die Gele induzierte Kohäsion führt zu bautechnisch signifikanten Erhöhungen der Scherfestigkeit der Gel-Sandproben.

Investigation of shear strength and stiffness of gel grouted-sand samples
Injections of sands and sand-rich gravels with mineral binders have their special challenges; even ultra-fine cements can only be used for special applications. Injections with gels - acrylate gels and environmentally compatible gels based on sodium silicate - are now attracting increased attention among the expert community. At the University of the Federal Armed Forces in Munich (UniBW), the increase of the shear strength of sands injected with acrylate gel was tested on samples in the laboratory. In an initial test series performed at the University of Applied Sciences Northwestern Switzerland, FHNW, a significant increase in shear strength was also determined for sand samples injected with a sodium silicate-based soft gel (Neutrogel). This motivated for a more extensive series of tests to determine the shear strength of acrylate gel injected sand samples - with acrylate gels from different manufacturers - and Neutrogel injected sand samples. Aside from unconfined compressive strength tests and direct shear tests, mainly triaxial tests were carried out. With these tests, a comparison of values for the shear strengths and stiffnesses of different gel-sand mixtures becomes available for the first time. The cohesion induced by the gels results in a significant increase in the shear strength of the gel-sand samples.

Structural Health Monitoring (SHM) wird immer wichtiger für die Überwachung von Ingenieur- und Infrastrukturbauwerken, da sie kontinuierlich Informationen generieren und eine Zustandsbewertung in Echtzeit ermöglichen. Eine der wesentlichen Herausforderungen bei der Überwachung ist jedoch, dass die Veränderungen des Zustands aufgrund von Deterioration nur geringfügig sind. Zugleich beeinflussen Umwelteinflüsse wie die Temperatur, oder die Messsystemkomponenten selbst, das Messsignal. Es stellt sich die Frage, wie diese Einflüsse minimiert werden können. Um dies zu untersuchen, werden Laser-Triangulationssensoren (LTS) getestet und die Messunsicherheit aufgrund von Temperatureinflüssen ermittelt. Es zeigt sich, dass die Messunsicherheit des Messsystems nur geringer als typische Zustandsänderungen an Bauwerken ist, solange eine Temperaturkompensation durchgeführt wird. Außerdem kann festgestellt werden, dass der Sensor - im Vergleich zu Kabel und Messverstärker - den größten Einfluss auf die Messunsicherheit des Messsystems hat und die Kabellänge bei LTS mit Stromausgang keinen Einfluss aufweist.

On the temperature influence on laser measurements and their compensation
Structural Health Monitoring (SHM) is becoming increasingly important for monitoring engineering and infrastructure structures as it continuously generates information and enables real-time condition assessment. However, one of the main challenges in monitoring is that the changes in condition due to deterioration are small. At the same time, environmental influences such as temperature or the measurement system components themselves affect the measurement signal. The question arises how this influence can be minimized. To investigate this, laser triangulation sensors (LTSs) are tested and the measurement uncertainty due to temperature influences is determined. It is shown that the measurement uncertainty of the measurement system is only lower than typical changes in the condition of structures as long as temperature compensation is performed. In addition, it can be determined that the sensor, compared to the cable and measuring amplifier, has the greatest influence on the measurement uncertainty of the measurement system and that the cable length has no influence for LTS with current output.

Nach wie vor wird der Großteil der Bauprojekte mittels längst überholter Werkzeuge geplant und gesteuert. Projektspezifische Informationen werden aus einfachen 2D-Planzeichnungen entnommen. Die spätere terminliche Steuerung der Bauausführung wird immer noch mit Balkenterminplänen durchgeführt. Der große Nachteil ist, dass diese meist statische Form der Informationsweitergabe mit einem hohen Fehlerpotenzial einhergeht, denn viele Bauprojekte sind gekennzeichnet durch sich stetig ändernde Rahmenbedingungen, die eine dynamische Reaktion zu jeder Projektphase erfordern. Die digitale BIM-basierte Arbeitsmethode (Building Information Modeling) ist in diesem Zusammenhang ein zentrales Werkzeug, um bereits in frühen Projektphasen eine verlässlichere Planung sicherzustellen und Informationsbrüche zu minimieren. In den letzten Jahren konnte sich zudem die Methode des Lean Construction Management einschließlich verschiedener Werkzeuge, wie bspw. die Taktplanung und Taktsteuerung zur Optimierung der Terminplanung und Steuerung, in der deutschen Baubranche etablieren. Trotz vielfacher Vorteile werden beide Ansätze gegenwärtig noch nicht in einer ganzheitlichen Weise miteinander kombiniert. Nachfolgend wird daher ein Konzept entwickelt, mit dessen Hilfe eine voll automatisierte Ableitung detaillierter Taktpläne auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells ermöglicht wird. Zu Beginn werden die Randbedingungen an einen Lean-basierten Taktplan evaluiert. Anschließend sollen einem Bauwerksinformationsmodell sowohl die geometrischen als auch die prozessrelevanten Informationen automatisiert entnommen werden, um so einen projektspezifischen Taktplan zu generieren. Dadurch soll der gegenwärtig noch analoge Prozess der Taktplanerstellung automatisiert und in eine modellbasierte Arbeitsweise integriert werden.

BIMTakt - optimization of production planning through the holistic integration of BIM and Lean Construction
Many construction projects are still planned and controlled using outdated tools. Project specific information are derived from simple 2D drawings. The controlling of the project schedule is still done using Gantt-charts. The biggest disadvantage of this static distribution of information is the high number of potential flaws due to the loss of information. So many construction projects are characterized by ever-changing circumstances which would demand for an agile and dynamic reaction during every phase of the project. The digital BIM-based working method (building information modeling) has become a central tool in order to obtain reliable planning and minimize the loss of information. In recent years Lean Construction Management along with its tools such as takt time planning takt and time control managed to establish itself in the German construction industry. Even though these methods have many advantages they have not been used holistically. Because of that a concept is being developed which will enable a fully automated generation of detailed takt plans from the respective Building Information Model. In the beginning the necessary constraints will be evaluated. Following, all the necessary geometrical and process-relevant information will be automatically derived from the model in order to then generate a respective takt plan. By doing so, the current process of takt time planning, which in fact is mostly analog, will be automated and integrated into a BIM-based working method.

Der Digitale Zwilling Brücke leistet einen wichtigen Beitrag auf dem Weg zum prädiktiven Lebenszyklusmanagement. In der Lebenszyklusphase “Betrieb” kann der Digitale Zwilling Brücke als effizientes Werkzeug in Bezug auf Analysieren, Vorhersagen, Steuern und Überwachen dienen. Ziel ist eine optimierte Erhaltung, deren Bedeutung angesichts der aktuellen Herausforderungen für Ingenieurbauwerke weiter steigt. Relevante Stakeholder mit ihren Bedarfen und Anforderungen müssen frühzeitig in die Konzeption des Digitalen Zwillings Brücke eingebunden werden. Dieser Weg wird durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in vielfältigen Forschungsprojekten verfolgt und auch in einem laufenden Projekt zur Entwicklung einer Gesamtkonzeption des Digitalen Zwillings Brücke fortgeführt. Mögliche Anwendungsfälle wurden gesammelt und den Themenbereichen “Betriebsprozesse”, “Erhaltungsplanung und -durchführung” sowie “Strategisches Lebenszyklusmanagement” zugeordnet. Im Rahmen eines Workshops dienten die Anwendungsfälle der Diskussion und zur initialen Priorisierung mit Stakeholdern. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für die Ausarbeitung des modularen Gesamtkonzepts Digitaler Zwilling Brücke und den Weg in die Praxis.

Use cases of a digital twin bridge in operation
The digital twin bridge makes an important contribution on the way to predictive life cycle management. The potentials are many, especially in the life cycle phase “operation”. There, the digital twin bridge can serve as an efficient tool in terms of analyses, predictions, control and monitoring. The goal is optimized maintenance, the importance of which continues to grow in view of the current challenges for civil engineering structures. It is therefore particularly important that relevant stakeholders with their needs and requirements are involved in the conception of the digital twin bridge at an early stage. This approach is being pursued by the German Federal Highway Research Institute (BASt) in various research projects that already cover partial aspects of the digital twin and is also being continued in an ongoing project to develop an overall concept for the digital twin bridge. Possible use cases were collected and assigned to the topics of “operational processes”, “maintenance planning and implementation” and “strategic life cycle management”. In a workshop, the use cases were discussed and initially ranked by and with stakeholders. The results form an important basis for the elaboration of the modular overall concept of the digital twin bridge and the way into practice.

Die deutschen Feuerwehren erfassen seit dem Jahr 2016 systematisch signifikante Brände in Gebäuden. Teil dieser Erfassung ist die Überprüfung, ob Schutzziele verletzt werden. Die Branddirektion München wertet diese Daten für den Fachausschuss Vorbeugender Brand- und Gefahrenschutz der deutschen Feuerwehren (FA VB/G) aus und kooperiert dabei mit der Technischen Universität München. Dieser Aufsatz stellt die Methode und die ersten Erkenntnisse aus dieser Statistik dar. Erste Trends zeigen eine erheblich hohe Anzahl von Rauchausbreitungen, die direkte Wirkung des abwehrenden Brandschutzes und organisatorischer Brandschutzmaßnahmen.

On-site fire inspection by German fire brigades - fire tests in situ
The German fire brigades have been systematically recording significant fires in buildings since 2016. Part of this recording is checking whether objectives are being violated. Together with the Technical University of Munich, the Munich fire brigade on behalf of the expert group for fire prevention of the German fire brigades evaluates this data on behalf of all fire brigades involved in Germany. This article presents the method and the first findings from these statistics. First trends show a considerably high number of smoke spreads, the direct effect of fire-fighting measures and of organizational fire protection measures.

Angesichts der wachsendenden Haushaltszahl in deutschen Großstädten mit einhergehender Wohnungsnachfrage sowie des hohen Flächen- und Ressourcenverbrauchs im Neubau wird am Fallbeispiel der Stadt Hamburg das Potenzial der Nachverdichtung durch Aufstockung untersucht. Ausgangslage bildet die These, dass drei- bis viergeschossige Siedlungsbauten der 1950er- und 1960er-Jahre aufgrund ausreichender Lastreserven und der Abstände zu angrenzender Bebauung gute Voraussetzungen für ein- bis zweigeschossige Aufstockungen bieten. Untersuchungsgegenstand sind Mehrfamilienwohngebäude Hamburger Wohnungsbaugenossenschaften. Der Aufsatz soll Entscheidungsgrundlagen für zukünftige Aufstockungsvorhaben auf drei- bis viergeschossigen Siedlungsbauten zur Verfügung stellen. Die Aufstockungspotenzialanalyse erfolgt in drei Betrachtungsebenen: Stadt, Gebäude und Konstruktion. Auf der Ebene Stadt wurde das quantitative Potenzial für Wohnungsneubauten durch Aufstockung auf den o. g. Gebäuden anhand von digitalem Karten- und Bildmaterial untersucht und somit die Relevanz bestätigt. Für die Gebäudeebene wurden Wohngebäudetypologien anhand von Bestandsplänen definiert. Auf der Ebene Konstruktion wurden anhand von Bestandsstatiken vorhandene Lastreserven analysiert. Ausgehend von der Wohngebäudetypologie sowie den rechtlichen und bautechnischen Vorgaben können mithilfe der formulierten Entscheidungsgrundlagen Annahmen zu Aufstockungsmöglichkeiten getroffen und Handlungsoptionen hergeleitet werden.

Roof extension of residential buildings from the 1950s to the 1960s - a potential analysis based on housing cooperatives in Hamburg
Facing a constant growing number of households accompanied by a high demand for housing as well as an enormous consumption of land and resources by new buildings, the city of Hamburg is used as a case study to investigate the potential of redensification by roof extensions in this research. It is based on the thesis, that three- or four-storey buildings of the 1950s and 1960s offer highly effective conditions for one- or two-storey roof extensions due to their sufficient load reserves and their distances to adjacent buildings. Multi-family residential buildings of Hamburg's housing cooperatives seem to fulfil those requirements and are therefore object of this investigation. The analysis follows three levels of consideration: city, building and construction. The first level examines the potential of quantity for adding roof extensions by analyzing digital maps and images. At the next level the building typologies are defined by existing as-built plans. Afterwards the construction level aims to analyze the existing load reserves by using as-built statics. Finally, by taking legal and technical guidelines into consideration, the results aim to show unused potential for housing and provide a basis of decision making and courses of action for roof extensions.

In Bad Aibling wurden 2020 drei Wohngebäude als Forschungshäuser aus Mauerwerk, Holz und Beton errichtet. Dabei wurde die Komplexität durch einfache Konstruktion und reduzierte Gebäudetechnik verringert. Auf eine Lüftungsanlage wurde verzichtet. In den innenliegenden Bädern wurde eine präsenzgeführte Abluft eingebaut. In der Untersuchung wird der Frage nachgegangen, ob es besser gewesen wäre, eine Wohnraumlüftungsanlage in den Forschungshäusern zu installieren. Vier Varianten werden miteinander verglichen: Szenario A: Fensterlüftung und Badabluft präsenzgeführt (wie gebaut); Szenario B: Fensterlüftung und Badabluft präsenzgeführt mit Grundlüftung; Szenario C: Dezentrale Einzelraumlüfter mit Wärmerückgewinnung; Szenario D: Zentrale Wohnraumbelüftung mit Wärmerückgewinnung. Es wurden Umweltwirkung und die Kosten der jeweiligen Lüftungssysteme verursacht durch Technikeinsatz, Wartung und Betriebsenergie über den Lebenszyklus betrachtet. Szenario A (wie gebaut) schneidet in den untersuchten Dimensionen Kosten, nicht erneuerbare Primärenergie und Treibhauspotenzial jeweils am besten ab. Vor allem die Varianten C und D müssten eine hohe Einsparung beim Wärmebedarf realisieren, um die negativen Umweltwirkungen durch die Wohnraumlüftungsanlagen auszugleichen. Bei Vergleichsmessungen in der Praxis konnten keine entsprechenden Einsparungseffekte ermittelt werden. Eine maschinelle Wohnraumlüftung ist nicht geeignet, um die Umweltwirkung oder die Lebenszykluskosten des Projekts zu verbessern.

Build simply - does a ventilation system save you money and energy?
In Bad Aibling, three residential buildings were built in 2020 as research houses made of masonry, wood and concrete. The complexity was reduced through simple construction and reduced building technology. There was no room ventilation. Only presence-controlled exhaust air from the interior bathrooms was installed. The study addresses the question of whether it would have been better to install a living space ventilation system in the research buildings. Four variants are compared: scenario A: window ventilation + bathroom exhaust air presence-controlled (as built); scenario B: window ventilation + bathroom exhaust air presence-controlled with basic ventilation; scenario C: decentralized individual room fans with heat recovery; scenario D: central apartment unit with heat recovery. The environmental impact and the costs of the respective ventilation systems caused by the use of technology, maintenance and operating energy over the life cycle were considered. Scenario A (as built) performs best in the examined dimensions of costs and global warming potential. Variants C and D in particular would have to achieve high savings in heating requirements in order to compensate for the negative environmental impact of the living space ventilation systems. In comparative measurements in practice, no corresponding savings effects could be determined. Mechanical domestic ventilation is not suitable for improving the environmental impact or life cycle costs of the project.

Der aktuelle Entwurf der neuen Fassung der EN 1997 unterscheidet für numerische Berechnungen von Stützwänden zwischen Nachweisverfahren mit Ansatz der Teilsicherheitsfaktoren auf die resultierenden Beanspruchungen oder auf die Scherparameter des Bodens. Hierzu wurden umfassende numerische Studien auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode für repräsentative Systemgeometrien durchgeführt und die Ergebnisse kritisch beurteilt. Systeme mit unterschiedlichen Randbedingungen hinsichtlich Stützung, Grundwasserstand, Baugrubentiefe und Einbindetiefe wurden betrachtet. Für alle Systeme wurden Schnittgrößen ermittelt. Insgesamt zeigte sich, dass beide Nachweismethoden ähnliche Werte für Querkräfte und Biegemomente entlang der Wand liefern. Es wurden die zwei Varianten für die Nachweismethode mit Abminderung der Scherparameter des Bodens verglichen; beide Varianten ergaben untereinander abweichende Ergebnisse aufgrund der unterschiedlichen Ausgangszustände mit einer A-priori-Abminderung der Scherparameter des Bodens einerseits und einer Abminderung nur in maßgebenden Berechnungsphasen andererseits. Ein Vergleich mit dem gängigen analytischen Verfahren nach Blum gemäß den Empfehlungen der EAB ergab, dass in der FEM aufgrund anderer Spannungsverteilungen entlang der Wand andere Einbindelängen erforderlich sind, um den Nachweis des Fußauflagers zu erfüllen. Die Einspannwirkung in den FEM-Berechnungen fällt geringer aus, als dies bei einer analytischen Berechnung nach Blum der Fall ist.

Assessment of verification concepts acc. to EC7 for excavation retaining walls in sand based on the finite element method
The current draft of the new version of EN 1997 distinguishes for the numerical calculations of retaining structures between verification approaches with different application of partial safety factors: either on the effects of actions, or on the shear strength parameters of the soil. Comprehensive numerical studies based on the finite element method for representative system geometries were carried out and the results were evaluated. Various systems with different boundary conditions with regard to support, groundwater level, excavation depth and embedment depth were considered. Internal forces were determined for all systems. Overall, it was found that both verification methods deliver similar values for shear forces and bending moments along the wall. The two variants for the approach using reduction factors for the shear strength of the soil were compared; both variants yielded different results due to the different initial conditions with an a priori reduction of the shear parameters of the soil on the one hand and a reduction only in decisive calculation phases on the other. A comparison with the current analytical method according to Blum in accordance with the recommendations of the EAB showed that other embedment lengths are necessary in the FEM due to different stress distributions along the wall in order to fulfill the verification of the embedment length. The degree of earth support fixity in the FEM calculations is less than in an analytical calculation acc. to Blum.

Das Hochwasserereignis vom Juli 2021 hat besonders in den betroffenen Gebieten von Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen außerordentlich schwere strukturelle Schäden an der allgemeinen Bebauung und der Infrastruktur hinterlassen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Ergebnisse einer Schadensdokumentation, die unmittelbar nach dem Hochwasser im Ahrtal und Bad Münstereifel durchgeführt wurde. Diese setzt eine Linie von Hochwasserschadensanalysen fort, die in den letzten 20 Jahren vom Erdbebenzentrum der Bauhaus-Universität Weimar durchgeführt wurden und in der Entwicklung eines Hochwasserschadensmodells resultierten, mit welchem derartig schwere strukturelle Schäden prognostiziert werden können. Mit der Schadensdokumentation ließen sich die vom EDAC gewonnenen Erkenntnisse über das Verhalten der verschiedenen Bauweisen unter dem Einfluss einer extremen Hochwassereinwirkung vertiefen und plausibilisieren. Die vorgefundenen Schadensbilder des Hochwassers bestätigen die Ansätze des EDAC-Hochwasserschadensmodells und zeigen die Notwendigkeit für eine Erweiterung auf, um die Besonderheiten der Überflutungsbedingungen und des Bauwerksbestands zu berücksichtigen. Es wird die Verbindung zu weiteren Auswertungen hergestellt, indem drohnenbasierte Techniken zur schnellen Zustandserfassung der von einer Naturkatastrophe betroffenen Gebiete und des Bauwerksbestands mit dem Ziel der Generierung von realitätsgetreuen und leicht interpretierbaren Lagebildern vorgestellt werden.

The 2021 flood: engineering analysis of building damage
The flood event of July 2021 left extremely severe structural damage to the general buildings and infrastructure especially in the affected areas of Rhineland-Palatinate and North Rhine-Westphalia. The article gives an overview of the results of a damage documentation that was carried out immediately after the flood in the Ahr valley and Bad Münstereifel. The survey continues a line of flood damage analyses carried out over the past 20 years by the Earthquake Damage Analysis Center at the Bauhaus-Universität Weimar, which has resulted in the development of an engineering-based flood damage model that can takes into account such severe structural damage. With the documentation of the damage, the knowledge gained by EDAC about the behavior of the various building types under the influence of extreme flooding conditions could be deepened and checked for plausibility. The flood damage patterns found confirm the approaches of the EDAC flood damage model and show the need for an extension to take into account the special features of the building stock and the flooding conditions that occurred. A connection is given to ongoing studies, in which drone-based techniques for rapid assessment of the status of areas affected by a natural disaster and the existing buildings are presented with the aim of generating realistic and easily interpretable situation images.

Das Instandhaltungsmanagement von Bauwerken der Infrastruktur ist eine herausfordernde Aufgabe. Ingenieurbauwerke auf Straßen und Schienenwegen sind charakterisiert durch lange Nutzungszeiten von 100 Jahren und mehr. Im Rahmen der Nutzungszeit ergeben sich daher besondere Anforderungen an eine lebenszyklusorientierte Datenorganisation, die Informationen aus Planung und Bau, aber insbesondere aus dem Betrieb erfassen muss. Hierfür stehen den Betreibern i. d. R. Bauwerksmanagementsysteme (BMS) zur Verfügung, die eine bauwerksbezogene Datenorganisation ermöglichen. Durch den Einsatz neuer digitaler Methoden, wie Building Information Modeling (BIM), können insbesondere die Datenorganisation und die Prozesse der Zusammenarbeit in der Instandhaltung unterstützt werden. Grundlage bilden objektorientierte Bauwerksmodelle, die neben der Geometrie die semantischen Informationen strukturieren und Verknüpfungen zu weiteren Datenplattformen ermöglichen. Der Aufsatz stellt dar, wie diese Modelle möglichst effizient als geometrisch vereinfachte Bauwerksmodelle - sog. abstrakte Bauwerksmodelle - erstellt werden und somit Anwendungsfelder für eine digitale Instandhaltung geschaffen werden können. Die geometrische Abstraktion ermöglicht es insbesondere für Bestandsbauwerke, effizient digitale Bauwerksmodelle zu erzeugen und mit semantischen Informationen anzureichern. Diese können die Grundlage für eine Informationsanreicherung, eine weitere Detaillierung oder eine strukturierte Schadensverortung am digitalen Modell bilden.

Abstraction of digital building models as a basis for sensor-based maintenance management
The maintenance management of infrastructure is a challenging task. Engineering structures like roads and bridges are characterized by long service lives of 100 years and more. Within the framework of the period of use, special requirements therefore arise for a life-cycle-oriented data organization that records information from both planning and construction, but especially from operation. For this purpose, operators usually have building management systems at their disposal that enable building-related data organization. The use of new digital methods, such as Building Information Modeling (BIM), can support the organization of data in particular and also the processes of cooperation in maintenance. The basis is formed by object-oriented building models, which structure semantic information and enable links to further data platforms. The article provides a contribution on how geometrically abstract building models can already be used to intelligently structure data for maintenance processes. Geometric abstraction makes it possible to efficiently generate digital building models, especially for existing buildings, and to enrich them with semantic information. This can form the basis for linking information with other data platforms or for damage localization on the digital model.