Es gibt mehr als 40.000 Schulgebäude in Deutschland, von denen die meisten noch auf eine Sanierung warten. Sanierungen sollen nicht nur dazu dienen, den energetischen Standard der Gebäude zu verbessern, sondern sollten in erster Linie dazu genutzt werden, die raumklimatischen Bedingungen in den Klassenräumen für Schüler und Lehrer zu verbessern. Da die meisten deutschen Schulgebäude nicht mit Raumlufttechnischen Anlagen ausgestattet sind, werden die Räume durch freie Fensterlüftung, betätigt durch die Lehrer und Schüler, belüftet. Daher ist das Fensteröffnungsverhalten der Nutzer von Interesse. Der Einfluss des Fensteröffnungsverhaltens der Nutzer auf die raumklimatischen Bedingungen in den Klassenräumen wurde in zwei Schulen untersucht. Innentemperatur, Kohlendioxidkonzentration sowie die außenklimatischen Bedingungen wurden gemessen. In einer Schule wurde die Fensteröffnungszeit erfasst. Neben hohen Kohlendioxidkonzentrationen besonders während der Heizperiode, sind einige Klassenräume im Winter zu kalt und zu warm im Sommer. Einige Klassenräume haben keinen Sonnenschutz, oder der Sonnenschutz ist unzureichend oder er behindert die Belüftung des dahinterliegenden Raumes. Die Fenster werden zu einem gewissen Grad während des Unterrichts und in den Pausen genutzt. Jedoch werden die Fenster nach dem Unterricht geschlossen und bleiben geschlossen bis zum nächsten Morgen. Es wird keine Nachtlüftung oder Lüftung in den frühen Morgenstunden praktiziert. Signifikante schwache bis moderate Korrelationen zwischen der Fensteröffnungszeit und der Innentemperatur wurden gefunden. Die Korrelation zwischen der Fensteröffnungszeit und der Außentemperatur ist in den meisten Fällen nicht signifikant oder ist nur schwach ausgeprägt.

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Die USA sind nicht gerade für ökologisches und energieeffizientes Bauen bekannt. Umso erstaunlicher ist es, dass das LEED-Zertifizierungssystem (Leadership in Energy & Environmental Design) neben anderen landesspezifischen Systemen wie z. B. BREEAM in England, CASBEE in Japan, HQE in Frankreich, Green Star in Australien und jetzt auch DGNB in Deutschland, eine Vorreiterrolle bei der Zertifizierung von “Green Buildings” eingenommen hat. Für international agierende Unternehmen geht zur Zeit kein Weg an LEED vorbei, da dieses System weltweit Anwendung findet - es sind derzeit bereits über 20.000 Gebäude in 76 Ländern für eine LEED-Zertifizierung angemeldet.

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Analog zu dem in DIN EN ISO 12572 beschriebenen Messverfahren zur Ermittlung des Wasserdampfdiffusionswiderstandswertes μ von Baustoffen, wurden Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur auf den Diffusionswiderstand durchgeführt. Die Untersuchungen erfolgten sequenziell bei ausgewählten Temperaturstufen von -10, -5, 0, 10 sowie 50 °C. Untersucht wurden zwei Holzwerkstoffe (MDF, OSB), ein Wärmedämm-Verbundsystem, ein Putzsystem und ein EPS-Dämmstoff. Anhand der Ergebnisse kann darauf geschlossen werden, dass die Temperatur innerhalb der untersuchten Grenzen einen Einfluss auf den Materialkennwert μ hat.

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In Bürogebäuden wird die Betonkernaktivierung zur Temperierung der Gebäude immer mehr eingesetzt. Die Betonkernaktivierung wird in den Decken eingebaut, und schallabsorbierende Unterdecken können in der Regel nicht mehr montiert werden, da dadurch die Leistung der Betonkernaktivierung auf ein unwirtschaftliches Maß reduziert wird. Eine Alternative zu schallabsorbierenden Decken sind schallabsorbierende Doppelböden. Im Hallraum wurden mehr als 60 Messungen der Schallabsorptionsgrade von Teppichböden, schallabsorbierenden Doppelböden und insbesondere Kombinationen von beiden durchgeführt. Es werden die Aufbauten der verschiedenen Böden und deren Schallabsorptionsgrade erläutert und dargestellt.

An 21 heimischen und 11 überseeischen Holzarten wurde die Gleichgewichtsfeuchte bei 20 °C und 35, 50, 65, 80 und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit experimentell in der Adsorptionsphase bestimmt. Aufbauend auf den experimentell bestimmten Mittelwerten wurden mit dem Hailwood-Horrobin-Modell (HH-Modell) ausgewählte Parameter wie Fasersättigungsfeuchte, mono- und polymolekulare Sorption, spezifische Oberfläche des Sorbenten, hypothetisches Molekulargewicht des Sorbenten sowie Unzugänglichkeit des Sorbenten zum Sorbat berechnet. Zusätzlich wurden Tabellen für die Gleichgewichtsfeuchte bei 20 °C und in 2-%-Schritten abgestufter relativer Luftfeuchtigkeit berechnet. Die mittels des HH-Modells berechnete Fasersättigungsfeuchte liegt für alle geprüften Holzarten im Bereich zwischen 22 bis 36 %, im Mittel bei ca. 30 %. Es treten erhebliche Abweichungen zwischen den einzelnen Holzarten in der Fasersättigungsfeuchte auf. Die Tendenzen für die Kenngrößen der Sorptionsanalyse wurden aufgezeigt.

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Die normale, übliche Planung von Gebäuden läuft in Deutschland traditionell häufig ausschließlich nach der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) ab. Dabei kommen meist ausschließlich die standardmäßigen, vereinfachenden Planungswerkzeuge zum Einsatz. Bei hochwertigen und komplexen Gebäuden reichen diese jedoch nicht immer aus, um die oftmals hohen Nutzungsanforderungen an das Raumklima im Betrieb verlässlich zu erreichen. Insbesondere bei anspruchsvollen Gebäuden, die im Gebäudeinneren viele offene Lufträume sowie offene Verbindungen nach außen oder zu Nachbargebäuden aufweisen und dennoch hohe Anforderungen an das Raumklima stellen, kommt den Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Gebäudebereichen untereinander und mit der Außenluft eine erhebliche Bedeutung zu.
Diese Gebäude zeigen oftmals ein transparentes Erscheinungsbild, um für Besucher attraktiv zu sein; dabei wird mit Hilfe offenstehender Eingangstüren versucht, die Aufmerksamkeit von Passanten zu erregen und den einladenden Gebäudecharakter zu erhöhen. Die resultierenden hohen Besucherströme bedingen oft-mals viele, offenstehende Türen, welche zu mehr oder weniger intensiven Luftströmungen innerhalb dieser Gebäude führen.
Die Auswirkungen dieser wind- und thermikinduzierten Luftströmungen auf das jeweilige Klimakonzept im Gebäude können meist nur mittels moderner, innovativer Planungsmethoden in Form von Simulationstechnik beurteilt werden.
Diese Luftströmungen im Gebäudeinneren werfen im Rahmen der Planung jedoch durchaus unterschiedliche Fragestellungen auf, welche nur mit verschiedenen Simulationsarten beantwortet werden können. Am Beispiel des Neuen Eingangsgebäudes auf der Museumsinsel Berlin werden exemplarisch häufige und typische Planungsfragen erläutert und die dazugehörige Simulationsart vorgestellt. Dadurch wird die - dringend notwendige - Transparenz hinsichtlich des Einsatzes von Simulationstechnik im Bauwesen gefördert.

Superiority of advanced, innovative design tools.
In Germany, standard building design is often determined in the traditional way that is, solely according to the HOAI (Official Scale of Fees for Services by Architects and Engineers). This means that in most cases only simplistic design tools are used by default. However, with high-class complex buildings these are not always an adequate means of ensuring that the often stringent requirements their use places on the indoor climate conditions are met once they are in operation. In ambitious buildings featuring numerous open areas inside and open exits leading outdoors or to adjacent buildings but still place stringent requirements on the indoor climate conditions, the interactions between the individual areas inside and between these and ambient air are extremely important. Such buildings often appear transparent so as to look attractive to visitors: keeping entrance doors open helps to attract the attention of passers-by and to make the buildings seem more inviting. The resulting streams of visitors necessitate a multiple open doorways, resulting in more or less strong airflow within the buildings. The effects of this wind- and buoyancy-induced airflow on the indoor climate conditions proposed for a particular building can only be evaluated by means of advanced innovative design methods in the form of simulation technology. The airflow inside the buildings raises a number of very different issues regarding their design which can only be resolved by means of different simulation techniques. Using the new entrance building (NEG) on Berlin?s Museum Island as an example, typical design issues are exemplified and the corresponding simulation techniques presented here. In this way the ? urgently needed ? transparency concerning the application of building simulation technology is encouraged.

Die Frage nach den Umweltwirkungen von Produkten gewinnt aufgrund der zunehmenden Forderung nach der Berücksichtigung des Nachhaltigkeitsgedankens im Bauwesen stetig an Bedeutung. Die Ökobilanz ist eine Methode, um die ökologischen Wirkungen eines technischen Systems - im Bauwesen kann das z. B. ein Bauprodukt, aber auch ein gesamtes Gebäude sein - entlang dessen gesamten Lebenszyklus darzustellen. Ökobilanzen von Bauprodukten sind seit Jahren etabliert, während Ökobilanzen von Gebäuden erst allmählich Verbreitung finden. Insbesondere das Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen fördert diese Entwicklung durch die Einbeziehung des gesamten Lebenszyklus in die Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden. Bauschaffende haben sich allerdings gerade der Herausforderung der ökologischen Optimierung eines Bauwerks bereits bei dessen Planung zu stellen. Mit Hilfe von Kooperationen zwischen Ökobilanz-Experten und Fachleuten der Planung und des Baubetriebs können geeignete Lösungen für diese Aufgabe entwickelt werden. Dieser Aufsatz stellt eine Übersicht über Grundsätze und Anwendungen von Ökobilanzen im Bauwesen zusammen und zeigt einen Lösungsansatz für die Frage nach der planungsintegrierten ökologischen Optimierung auf.

Life cycle assessment in the construction sector.
Under the impression of an increasing demand for sustainability thinking in the building and construction sector, the method of Life Cycle Assessment (LCA) is constantly gaining relevance. LCA is a method to quantify and assess the environmental impacts of technical systems ? in the building and construction sector, these could be both, building products or complete buildings ? over their entire life cycle. In the construction sector, LCAs of building products have been well established, while LCAs of entire buildings are just now becoming more common. The German certificate for sustainable buildings strongly promotes this development by including Life Cycle Thinking into the rating of the sustainability of buildings.
Due to this development, planners and other stakeholders in the construction industry have to face the necessity of life cycle based environmental optimization of a building already during the planning phase of the building. With the cooperation of LCA experts and experts in the field of assistance in the planning and construction process, dedicated and feasible solutions for this task can be developed. This article provides an overview on LCA in the building and construction sector and presents a possible approach to the question of planning-integrated environmental optimization of buildings.

Vor dem Hintergrund einer globalen Klimaerwärmung wird auch in der Stadt- und Gebäudeplanung die zunehmende Bedeutung des Mikroklimas im Hinblick auf den thermischen Komfort im Außen- und Innenraum sowie auf die Energieaufwendungen für Raumkonditionierung erkannt. Zur besseren Berücksichtigung dieses Aspektes in der Stadtplanung werden neben qualitativen vor allem quantitative Bewertungsverfahren benötigt. Globale Klimaveränderungen bewirken eine Intensivierung der städtischen Wärmeinsel und des Hitzestresses. In ausgewählten Stadtquartieren in Kassel wurden Untersuchungen zum thermischen Komfort in Außenräumen durchgeführt. Sie bestehen aus experimentellen Untersuchungen einschließlich von Befragungen zur Nutzung von urbanen Freiräumen und zum thermischen Empfinden sowie numerischen Simulationsberechnungen zur thermischen Belastung unter der Annahme der derzeitigen und zukünftigen regionalen Klimabedingungen. Die thermischen Bedingungen im Außenraum setzen sich im Gebäudeinnern fort, eine Verknüpfung der Innen- und Außenklimabetrachtungen muss daher erfolgen. Ziel einer Forschungsarbeit an der Universität Kassel ist die Untersuchung und Darstellung verschiedener Mikroklimate und ihres Einflusses auf das thermische Gebäudeverhalten.

In the face of global warming, human thermal comfort has become an increasing important aspect in applied urban planning.
As the urban heat island is not a homogenous factor the microclimate conditions play an important role also for single buildings and the situation inside. For a better consideration of this aspect in the planning process, qualitative and especially quantitative assessment tools are required. To get a better knowledge about the quantitative dimension of urban climates investigations on thermal comfort in outdoor and indoor spaces are carried out in selected city quarters in the city of Kassel in Germany. These studies consist of experimental investigations including field interviews about usage of urban open spaces and thermal sensation and numerical simulations on thermal comfort under recent as well as future regional climate conditions. The added-value of the interdisciplinary research project is based on the correlation of findings from human-biometeorology with the outcomes from sociologic questionnaires and building physics, which will be used to plan and design structures in a high spatial resolution. The thermal conditions outside continue inside the building, a combination of internal and external climate considerations must be made. The aim of a research at the University of Kassel is the examination and presentation of different microclimate and its influence on the thermal behavior of buildings.

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Das nachhaltige Bauen hat u. a. das Wohlbefinden des Menschen im Blick, das wesentlich vom Raumklima beeinflusst wird. Von zentraler Bedeutung für ein hohes Maß an Zufriedenheit mit der Umgebung ist thermische Behaglichkeit. Es ist zu erwarten, dass die Solarstrahlung vor allen Dingen in den Wintermonaten aufgrund der dominierenden diffusen Strahlung einen günstigen Einfluss auf Aufenthaltsräume hat. Hingegen kann eine direkte Besonnung im Sommer oder an strahlungsreichen Wintertagen in Fensternähe schnell zu unbehaglichen Zuständen führen, denen durch entsprechende Sonnenschutzmaßnahmen entgegengewirkt werden muss. Die Bedeutung der Solarstrahlung für das Wärmeempfinden wird auf der Grundlage einer Weiterentwicklung des Fanger schen Ansatzes anhand von Simulationsrechnungen aufgezeigt. Im Beitrag werden die wesentlichen Ergebnisse zusammengefasst.

Influence of solar radiation absorbed by the human body on the thermal sensation of building occupants.
One of the key aspects of sustainable building is the well-being of occupants, which is greatly influenced by indoor climate conditions. Thermal comfort is a vital ingredient of satisfaction with people?s surroundings. It is to be expected that solar radiation will have a favourable influence on indoor social areas particularly in the winter months when radiation is predominantly diffuse. In contrast, direct exposure to sunshine in summer or on very sunny days in winter can quickly make people feel uncomfortable near windows and this must be counteracted by appropriate measures to protect them from the sun. The significance of solar radiation for the thermal sensation is illustrated on the basis of a further development of Fanger?s approach by means of simulations. The main results are summarised in this article.

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

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

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Prognosegeführte Regelungen verwenden zumeist kostenpflichtige stündliche Wetterprognosen, die auf der momentan gemessenen Außentemperatur basieren (z. B. Verschiebemethode) oder stündliche Prognosen eines nationalen meteorologischen Dienstes für den jeweiligen Standort. Mit Hilfe der prognostizierten Werte werden unter Verwendung geeigneter Modelle die jeweils benötigten Lastgänge vorausberechnet und weiterverarbeitet.
Das Internet hingegen bietet die Möglichkeit, von vielen Anbietern kostenfrei Wetterprognosen für beliebige Standorte zu erhalten. Gewöhnlich sind diese Prognosen zumindest für die maximale und minimale Außentemperatur für fünf bis maximal neun Tage im Voraus verfügbar. Für die meisten Anwendungen in der Gebäude- und Energietechnik werden jedoch Werte in stündlicher bzw. viertelstündlicher Auflösung benötigt. Gegenstand dieses Aufsatzes ist die Beschreibung eines Verfahrens zur Erstellung von zeitlich beliebig aufgelösten Wetterdaten auf Basis von frei verfügbaren Wetterprognosen aus dem Internet. Als Beispiele für den Einsatz der darauf basierenden prognosegeführten Regelung werden die Beladung eines Eisspeichers sowie die Lastprognose eines Gebäudes bzw. einer Liegenschaft besprochen.

Using Discrete Online Weather Forecasts for Building Services Applications and Load Management.
Usually, commercially used hourly weather forecasts of national weather institutes are implemented for predictive control strategies. Energy demand and energy loads are calculated by utilizing adequate models with predicted air temperatures.
However, on the internet, numerous providers offer freely available weather forecasts. Mostly forecasts of maximum and minimum outside air temperatures are available for five to nine days in advance. Many applications in building services do require hourly or quarter-hourly data. This paper describes a method for generating weather data of any resolution for freely available weather forecasts issued by online services. Ice storage and load prediction of a building are cited as examples of predictive control strategies using web-based weather forecasts.

Moderne Gebäude- und Raumkonzepte verlangen oft ein Umdenken gegenüber herkömmlichen Lösungen zur Heizung oder auch Kühlung der Gebäude. Oft ist jedoch nicht quantifizierbar, ob neue Ideen wirklich umsetzbar sind, da vereinfachte Abschätzungen eine zu große Unschärfe besitzen. Deshalb wurde ein von den Autoren maßgeblich entwickeltes und erfolgreich eingesetztes Programmsystem zur gekoppelten Gebäude-, Anlagen- und Raumluftströmungssimulation mit einem weiteren räumlich und zeitlich hoch aufgelösten Modell für die Heiz- und Kühlkörpersimulation gekoppelt. Auf diese Weise können nicht nur Prüfszenarien aus der Heizungstechnik nachgebildet, sondern auch spezielle Betriebsverhältnisse oder Kühlkörper zur Raumtemperierung untersucht werden. Die Ansätze für die Modellierung sind kurz erläutert, ausgewählte Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.

Combined thermal building simulation for advanced heating and cooling specification.
Modern concepts of buildings and rooms require a rethinking concerning conventional solutions for heating or cooling of buildings. But often it is not possible to quantify, whether a new idea is worthwhile because of missing sharpness of simple assessments. Therefore a programming system for combined thermal building simulation and indoor air flow calculation, mainly developed and successfully applied by the authors is extended by a highly resolved model for heating and cooling devices.
In that way it is possible to model the specification of radiators in a test chamber or under operating conditions. In addition, the effect of cooling by radiators can be investigated. The approaches for modelling will be explained in short and some selected results are presented and discussed.

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