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Contents: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 2/2011UnternehmerBrief Bauwirtschaft2/2011Contents

Abstract

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Jahresinhaltsverzeichnis 2010UnternehmerBrief Bauwirtschaft1/20110Jahresinhaltsverzeichnis

Abstract

No short description available.

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Inhalt: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 1/2011UnternehmerBrief Bauwirtschaft1/2011Inhalt

Abstract

No Abstract.

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Anders, Steffen; Iravani, Ahmad; Hoffmann, Caroline; Geissler, Achim; Voss, KarstenIn-situ U-Wert-Messung - Teil 1: Vergleich von Verfahren und Einflüsse in HeizkammerversuchenBauphysik1/20231-10Aufsätze

Abstract

U-Wert-Messungen vor Ort eigenen sich für opake Bauteile unbekannter Konstruktion, bei denen eine zerstörungsfreie Aussage zu den thermischen Eigenschaften, z. B. für Sanierungsmaßnahmen erforderlich ist. In-situ U-Wert-Messungen sind Gegenstand zweier abgeschlossener Forschungsprojekte aus Deutschland und der Schweiz. Im vorliegenden Teil 1 werden die Ergebnisse des Projektes “LivingLab - Gebäudeperformance” an der Bergischen Universität Wuppertal vorgestellt. Ziel dieses Teilprojektes ist, Einflüsse auf in-situ U-Wert-Messverfahren für Mauerwerkskonstruktionen in einem Heizkammerverfahren unter kontrollierten Bedingungen herauszuarbeiten. Es kann gezeigt werden, dass bei Wärmeflussverfahren mit langer Messdauer die Größe der Platten und ihre Positionierung in Bezug auf ein Fugenraster keine messbaren Unterschiede ergeben. Bei ungedämmten Konstruktionen werden mit diesem Verfahren tendenziell geringere U-Werte, bei gedämmten Konstruktionen höhere U-Werte gemessen als bei bekanntem Materialaufbau berechnet. Vergleichend werden Kurzzeitmessungen mit der sog. “Rapid U-Value-Messtechnik (Rapid-U)” durchgeführt. Es zeigen sich größere Streuungen der Ergebnisse und höhere U-Werte als beim Wärmeflussverfahren. In Teil 2 wird ein Forschungsprojekt aus der Schweiz vorgestellt, in dessen Rahmen eine praxisorientierte Anwendungshilfe für in-situ U-Wert-Messungen erstellt wird. Als Basis dienen In-situ-Messungen mit drei unterschiedlichen Geräten und vergleichende Labormessungen.

In-situ measurement of massive building components - Part 1: Comparison of test methods and influences in heating chamber tests
In-situ U-value measurements are suitable for opaque constructions where a non-destructive testing of thermal properties is required, e.g. for renovation. In-situ U-value measurements are the subject of two research projects from Germany and Switzerland. This Part 1 presents results of the project “LivingLab - Building Performance” at the University of Wuppertal. The aim is to investigate influences on in-situ U-value measurement methods for masonry structures in a hot box. It is shown, that in heat flux methods with long measurement periods, size of the heat flux plates and their positioning with respect to mortar joints do not show measurable differences. For uninsulated constructions, this method tends to show lower U-values, for insulated constructions higher U-values than calculated. In comparison, short-term measurements are performed using so-called “Rapid-U-Value Technique (Rapid-U)”. Larger scattering of the results and higher U-values than with the heat flow method are shown. In Part 2, a research project from Switzerland is presented, in the context of which a practice-oriented application aid for in-situ U-value measurement is being developed. In-situ U-value measurements using three different instruments and comparative measurements in the laboratory serve as a basis.

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Stelzmann, Mario; Kirschke, Marcus; Fricke, Marc; Tietze, Matthias; Kahnt, AlexanderValidierung eines Polyurethan-basierten Aerogels im RealbetriebBauphysik1/20221-8Aufsätze

Abstract

Mit steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden werden immer leistungsfähigere Dämmstoffe entwickelt. Die Technologie der Aerogele erreicht dabei besonders niedrige Wärmeleitfähigkeiten aufgrund ihrer Porengrößen im Nanometerbereich. Während sich Aerogele prinzipiell aus verschiedenen Ausgangsstoffen herstellen lassen, wird in diesem Artikel das Verhalten eines Aerogels auf Basis von Polyurethan unter realen Bedingungen untersucht. Der Einbau des Aerogels erfolgte in einem Wandelement, in der Dachterrasse und in Fensteranschlüssen eines Gebäudes. Auf Basis von Messdaten eines einjährigen Monitorings wurden die verschiedenen Anwendungen in hygrothermischen Simulationsmodellen validiert.

Validation of a polyurethane-based aerogel in practical use
Due to the increase of energy efficiency requirements for buildings, more efficient insulating materials are developed. The technology of aerogels achieves particularly low thermal conductivities with their pore sizes in the nanometer range. While aerogels can be manufactured from various materials, the behavior of a polyurethane-based aerogel under real conditions is analyzed in this article. The aerogel was installed in a wall element, the roof terrace and window connections of a building. With measurement data from one year of monitoring, the various applications were validated in hygrothermal simulation models.

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Kain, Günther; Idam, Friedrich; Huber, Alfons; Goldsteiner, MarkusLuftbrunnenanlage des Burgtheaters Wien: Nachhaltige KlimatisierungsstrategienBauphysik1/20211-11Aufsätze

Abstract

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.

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Ackermann, ThomasEnergiebedarf versus Energieverbrauch unter Einbeziehung von Langzeitmessungen zum TemperaturverlaufBauphysik1/20201-9Fachthemen

Abstract

Wie der Vergleich des Energiebedarfs mit dem Energieverbrauch von sieben exemplarisch ausgewählten Wohngebäuden zeigt, liegen die Werte beim Bedarf in der Regel über den Angaben für den Verbrauch. Dies ist nicht nur auf den anzusetzenden Bezug - Bedarf oder Verbrauch - zurückzuführen, sondern bei Bedarfsberechnungen kommt erschwerend hinzu, dass der Ansatz von DIN V 18599 immer schlechtere Ergebnisse liefert als der Bezug auf DIN V 4108-6 in Verbindung mit DIN V 4701-10. Außerdem zeigt eine Analyse von Langzeitmessungen der Raum- und Außenlufttemperaturen an 33 Standorten in der Bundesrepublik, dass die wirklichen, zeitlich veränderlichen Temperaturläufe in Gebäuden deutlich von den standardisierten, zeitlich konstanten Werten nach Norm abweichen.

Energy demand versus energy consumption taking into account long-term temperature measurements
The comparison of the energy demand values with the energy consumption values of seven selected residential buildings shows that the determined de-mand values are usually higher than the consumption data. This is not only put down to the reference itself, demand or consumption, but when determining the energy demand by using the approach of DIN V 18599 the results are get-ting worse as by using DIN V 4108-6 in conjunction with DIN V 4701-10. Furthermore, an analysis of long-term measurements of room and outside air temperatures at 33 locations in Germany shows that the real, time-varying temperature curves in buildings clearly diverge from the standardised, temporally constant values according to DIN.

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Lösch, Claudia; Hückler, Alex; Schlaich, MikeInfraleichtbeton - Grundlagen, bauphysikalische Eigenschaften und ReferenzbauwerkeBauphysik1/20191-6Fachthemen

Abstract

Infraleichtbeton ist ein konstruktiver Hochleistungsleichtbeton, der Lastabtrag und Wärmedämmung in einem Material vereint. Durch seine geringe Wärmeleitfähigkeit und gute Druckfestigkeit können mehrgeschossige Gebäude mit monolithischem Wandaufbau realisiert werden, die ohne zusätzliche Dämmschicht die aktuellen strengen energetischen Anforderungen einhalten. Die einschalige Sichtbetonbauweise ermöglicht robuste, wenig komplexe und langlebige Konstruktionen, die gleichzeitig ein hohes gestalterische Potenzial aufweisen und somit einen Beitrag zur Baukultur leisten können. In diesem Artikel werden zunächst die Grundlagen zur Zusammensetzung und Herstellung des Infraleichtbetons sowie der Stand der Forschung kurz zusammengefasst. Die wesentlichen mechanischen Kennwerte werden aufgeführt und exemplarisch ausgewählte bauphysikalische Eigenschaften erläutert. Abschließend werden einige Referenzprojekte aus Infraleichtbeton vorgestellt.

Infra-Lightweight Concrete. Basics, building physical properties and case-studies.
Infra-Lightweight Concrete is a High Performance Lightweight Aggregate Concrete (HPLWAC) that combines load bearing and thermal insulation in one material. Due to its low thermal conductivity and comparatively good compressive strength, multi-story buildings can be constructed that meet current energy saving requirements without adding thermal insulation cladding. The monolithic fair-faced concrete structures allow robust structural details with little complexity. ILC structures can thus provide a high architectural potential and can contribute positively to the aesthetics of the built environment (Baukultur). In this paper a short overview of the state of research as well as basic information regarding the composition and production of ILC are presented. The fundamental mechanical properties are provided and some building physical properties are discussed before selected case studies are described in brief.

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Schilly, Tobias; Carrigan, Svenja; Kornadt, OliverPotenzial von schaltbarer WärmedämmungBauphysik1/20181-8Fachthemen

Abstract

Konventionelle Wärmedämmung führt zu einer thermischen Entkopplung zwischen Außen- und Innenklima. Zur Begrenzung des Transmissionswärmeverlustes ist dies sehr sinnvoll. Jedoch steht die Wärmedämmung dem dynamisch wechselnden Außenklima statisch gegenüber. Eine Anpassung der Dämmwirkung an die jeweiligen Umgebungsbedingungen kann einerseits zur Senkung des Heizenergiebedarfs von Gebäuden und andererseits zur Reduktion sommerlicher Überhitzungen beitragen. Im ersten Fall ist eine geringe Wärmedämmung der Außenbauteile sinnvoll, wenn in der Heizperiode eine hohe Außentemperatur oder eine hohe solare Einstrahlung auf die Fassade vorhanden ist. Im zweiten Fall bewirkt eine geringe Wärmedämmung, dass überschüssige Wärme im Gebäudeinneren in kühlen Nachtstunden durch Wärmeleitung an die Umgebung abgegeben wird. In dieser Arbeit werden unterschiedliche Verfahren von schaltbaren Wärmedämmsystemen vorgestellt und diskutiert.
Im Rahmen von Simulationsrechnungen wurden für den Standort Deutschland die Potenziale sowohl zur Beheizung als auch zur Reduktion sommerlicher Überhitzungen untersucht. Hierzu wurde eine idealisierte schaltbare Wärmedämmung betrachtet, für die beide Effekte nachgewiesen werden konnten. Die Einsparung an Heizenergie liegt im einstelligen Prozentbereich. Zur Einordnung des Effektes der Reduktion der sommerlichen Überhitzung wurde zum Vergleich eine erhöhte Nachtlüftung betrachtet.

Switchable thermal insulation - a theoretical approach
Conventional thermal insulation leads to thermal decoupling of the outdoor and indoor climate. In order to limit heat transmission losses this is very useful, however, the thermal insulation is static in comparison to the dynamically changing outdoor climate. Adapting the insulation effect to the respective ambient conditions can contribute to a decrease in heating energy demands of buildings on the one hand, as well as to a reduction of overheating in summer on the other hand. In the first case, a reduced insulation of external building components is useful if there is a high outdoor temperature or high solar radiation onto the facade during the heating period. In the second case, during cool summer nights the reduced insulation leads to an emission of surplus heat from the building interior by heat transmission into the environment. In this work, various methods of switchable thermal insulation are presented and discussed.
The potential capacity of switchable thermal insulation for heating as well as for a reduction of overheating in summer is investigated using simulation calculations. To this end, an idealised switchable thermal insulation was examined for which both effects could be established. The saving in heating energy is in the single digits. To evaluate the magnitude of the reduction of overheating in summer it was compared to increased night ventilation.

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Gebauer, Ralf; Bianchi-Janetti, Michele; Ochs, Fabian; Feist, Wolfgang; Kirchmair, MartinMesstechnische Untersuchung der Trocknung und des mikrobiellen Wachstums nach irregulären Feuchtezuständen in EstrichdämmschichtenBauphysik1/20171-9Fachthemen

Abstract

Die Bodenaufbauten von beheizten Massivgebäuden werden fast ausschließlich als Estriche auf Dämmschichten ausgeführt. Diese schwimmenden Estriche sind überwiegend nicht abgedichtet. Tritt ungewollt Wasser in solchen Gebäuden aus, läuft dieses über die Estrich-Randfugen und sonstige Öffnungen in die Dämmschichtebene unter dem Estrich. Stahlbeton-Geschossdecken (und -Bodenplatten) sind meist so dicht, dass das eingedrungene Wasser zunächst zwischen der Geschossdecke und der Dämmschichtebene verbleibt. Ist genügend freie Feuchtigkeit auf den Bauteiloberflächen vorhanden, keimen und wachsen nach kurzer Zeit mikrobiologische Lebewesen. Um solches Wachstum zu beenden bzw. die Auskeimung zu verhindern und weitere negative Einflüsse der Feuchtigkeit auf Bauteile zu vermeiden, werden solche Estriche technisch getrocknet. Die Untersuchung zeigt, dass bei den am häufigsten verwendeten Materialkombinationen eine technische Trocknung von Estrichen auf Dämmschichten nicht sicher und vollständig erreicht wird. Eine mikrobielle Eskalation während der Trocknung ist unvermeidbar. Durch den Einbau einer Ventilationsschicht zwischen der Stahlbeton-Geschossdecke oder -Bodenplatte konnte eine vollständige Trocknung der Dämmplatten erzielt werden. Eine mikrobielle Eskalation hat sich dabei nicht eingestellt.

Investigation of floating screed drying and microbial growth after irregular moisture conditions.
Floors of heated solid buildings are mostly constructions of screeds with insulation layers underneath. These floating floor screeds are rarely sealed. If a leak occurs, water enters through the joint between walls and screeds and other apertures into the section under the insulation layer. Concrete floors are usually watertight enough to keep this water in the section between the concrete floor and the insulation layer. If there is enough humidity on the surface of the components, the germination and growth of microbiological creatures starts after a short term. To stop such growth, respectively to avoid germination and to prevent damaging effects of humidity to construction components, these floating floor screeds are usually dried technically. This research reveals that - for the most common material assemblies- technical drying of floating floor screeds is not complete proven achievable. A microbial escalation during technical drying is unavoidable. By fitting a ventilation layer between concrete floor and insulation layer, complete drying of the insulation layer was produced. A microbial escalation hasn`t been monitored in this case.

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Holm, Andreas; Gertis, Karl; Maderspacher, Christine; Sprengrad, ChristophKritische Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit von energiesparenden WärmeschutzmaßnahmenBauphysik1/20161-18Fachthemen

Abstract

Die Wirtschaftlichkeit von Wärmeschutzmaßnahmen wird derzeit heftig, z. T. auch kontrovers diskutiert. Zunehmend negative Berichte in den Medien schüren immer wieder Zweifel am wirtschaftlichen Sinn von Wärmedämm-Maßnahmen an Gebäuden. Zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit ist die Beachtung äußerst vielfältiger Parameter nötig, wenn keine Fehl- oder Pseudokalkulationen zustande kommen sollen. Bei der Sanierung der Altbauten muss zwischen Sowieso-Kosten und energiebedingten Kosten unterschieden werden; erstere fallen an, weil die ins Alter gekommenen Bauteile sowieso saniert werden müssen. Die kalkulatorische Ermittlung der Wirtschaftlichkeit kann nach statischen und dynamischen Methoden erfolgen, wobei nur die letzteren die zeitlichen Veränderungen wesentlicher Kalkulationsparameter (wie z. B. des Energiepreises und des Realzinses) über die Nutzungsdauer angemessen berücksichtigen können. Die Nutzungsdauer entspricht in der Regel einer Ein-Generationen-Aktivzeit von 30 Jahren. In derartigen Zeiträumen können sich auch staatliche Förderzuschüsse und steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten stark ändern. Bei so vielfältigen Kalkulationsparametern und deren zeitlicher Veränderung überrascht es nicht, dass die Wirtschaftlichkeitsergebnisse stark schwanken. Die Amortisationszeit liegt meist zwischen 2 und 15 Jahren. In ungünstigen Fällen kann sie auch auf bis zu 30 Jahre anwachsen. In jedem Fall liegt sie innerhalb des 30-jährigen Generationszeitraums. Dies erfordert aber eine Steigerung der jährlichen Sanierungsrate auf mindestens 3 %.

Economic efficiency of thermal insulation aimed at saving energy: a critical assessment.
The economic efficiency of thermal insulation is often subject to intense criticism, and can be controversial. Increasingly, negative reports in the media are casting doubt on the financial justification for adding thermal insulation to buildings. In order to investigate the economic efficiency of such measures while avoiding miscalculations or pseudo-calculations, an extremely wide range of parameters must be considered. A distinction must be made when renovating old buildings between ‘business-as-usual’ costs and energy-related costs; the former are incurred because ageing building elements will usually require renovation. The calculations to establish economic efficiency may use the static or dynamic method, but only the latter can account for the changes over time in major calculation parameters (such as energy prices and real interest rate level) over the building’s useful life. This useful life is normally a single generation of active service, lasting 30 years. That is long enough for government subsidies and tax amortisation options to change significantly. It is therefore unsurprising, with so many calculation parameters and the change in these over time, that the results of economic efficiency calculations vary greatly. The amortisation period is normally between 2 and 15 years; it can extend to 30 years, in extreme cases. It will however always fit within a single 30-year useful life. This requires a rise in the current annual rate of renovation, to at least 3 %.

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Holm, Andreas; Gertis, Karl; Maderspacher, Christine; Sprengrad, ChristophKritische Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit von energiesparenden WärmeschutzmaßnahmenBauphysik1/20161-18Fachthemen

Abstract

Die Wirtschaftlichkeit von Wärmeschutzmaßnahmen wird derzeit heftig, z. T. auch kontrovers diskutiert. Zunehmend negative Berichte in den Medien schüren immer wieder Zweifel am wirtschaftlichen Sinn von Wärmedämm-Maßnahmen an Gebäuden. Zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit ist die Beachtung äußerst vielfältiger Parameter nötig, wenn keine Fehl- oder Pseudokalkulationen zustande kommen sollen. Bei der Sanierung der Altbauten muss zwischen Sowieso-Kosten und energiebedingten Kosten unterschieden werden; erstere fallen an, weil die ins Alter gekommenen Bauteile sowieso saniert werden müssen. Die kalkulatorische Ermittlung der Wirtschaftlichkeit kann nach statischen und dynamischen Methoden erfolgen, wobei nur die letzteren die zeitlichen Veränderungen wesentlicher Kalkulationsparameter (wie z. B. des Energiepreises und des Realzinses) über die Nutzungsdauer angemessen berücksichtigen können. Die Nutzungsdauer entspricht in der Regel einer Ein-Generationen-Aktivzeit von 30 Jahren. In derartigen Zeiträumen können sich auch staatliche Förderzuschüsse und steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten stark ändern. Bei so vielfältigen Kalkulationsparametern und deren zeitlicher Veränderung überrascht es nicht, dass die Wirtschaftlichkeitsergebnisse stark schwanken. Die Amortisationszeit liegt meist zwischen 2 und 15 Jahren. In ungünstigen Fällen kann sie auch auf bis zu 30 Jahre anwachsen. In jedem Fall liegt sie innerhalb des 30-jährigen Generationszeitraums. Dies erfordert aber eine Steigerung der jährlichen Sanierungsrate auf mindestens 3 %.

Economic efficiency of thermal insulation aimed at saving energy: a critical assessment.
The economic efficiency of thermal insulation is often subject to intense criticism, and can be controversial. Increasingly, negative reports in the media are casting doubt on the financial justification for adding thermal insulation to buildings. In order to investigate the economic efficiency of such measures while avoiding miscalculations or pseudo-calculations, an extremely wide range of parameters must be considered. A distinction must be made when renovating old buildings between ‘business-as-usual’ costs and energy-related costs; the former are incurred because ageing building elements will usually require renovation. The calculations to establish economic efficiency may use the static or dynamic method, but only the latter can account for the changes over time in major calculation parameters (such as energy prices and real interest rate level) over the building’s useful life. This useful life is normally a single generation of active service, lasting 30 years. That is long enough for government subsidies and tax amortisation options to change significantly. It is therefore unsurprising, with so many calculation parameters and the change in these over time, that the results of economic efficiency calculations vary greatly. The amortisation period is normally between 2 and 15 years; it can extend to 30 years, in extreme cases. It will however always fit within a single 30-year useful life. This requires a rise in the current annual rate of renovation, to at least 3 %.

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Zirkelbach, Daniel; Stöckl, BeateHygrothermische Bemessung von Gründächern - Modellentwicklung und praktische AnwendungBauphysik1/20151-7Fachthemen

Abstract

Trotz schwieriger Feuchteschutzbemessung - Gründächer sind von der Bemessung mit Hilfe des Glaserverfahrens nach DIN 4108-3 ausgeschlossen - setzen sich Dachbegrünungen in der Praxis immer mehr durch. Häufige Argumente sind die ansprechende Optik und die Verbesserung des Arbeits- und Wohnumfeldes für die Nutzer, so dass die Nachfrage nach begrünten Flachdächern in den vergangenen Jahren stark gestiegen ist. Doch neben weiteren Vorteilen wie sommerlicher Wärmeschutz, Regenwasserrückhalt, Schutz der Dachabdichtung oder Lärm- bzw. Schallschutz, bergen vor allem Gründächer in Holzbauweise aufgrund des auch im Sommer geringen Trocknungspotentials ein gewisses Schadensrisiko. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden die Grundlagen geschaffen, um Dachbegrünungen mit Hilfe hygrothermischer Simulationen zuverlässig berechnen und planen zu können.
Basierend auf Messungen in Holzkirchen, Leipzig, Wien, Kassel und Mailand wurden die spezifischen Oberflächenübergangskoeffizienten und die Materialeigenschaften verschiedener Substrate ermittelt. Die auf diese Weise entwickelten Gründachmodelle bieten Planern und Bauproduktherstellern eine möglichst genaue und zuverlässige Grundlage für die Planung der Feuchtesicherheit von extensiv begrünten Dächern.
Auf Basis der neuen Untersuchungen können allgemeine Empfehlungen zur Ausführung von begrünten Leichtbaudächern für die Praxis erarbeitet werden. Für die Planung von Neubauten sollte demnach der Grenzwert von 18 M.-% nach DIN 68800 nicht überschritten werden, so dass bei fast allen Konstruktionen eine zusätzliche Überdämmung der äußeren Schalung notwendig ist. Ohne Überdämmung erreicht das Feuchteniveau meist höhere Werte. Bei Bestandskonstruktionen ohne Überdämmung, die bisher schadensfrei sind, muss im Einzelfall ein eventueller Handlungsbedarf überprüft werden.

Hygrothermal design of green roofs - new models and practical application.
Despite challenging moisture control design issues - the German standard for moisture control excludes steady state diffusion methods from being used for vegetated roofs - green roofs have become very popular. Most frequently mentioned reasons are the attractive appearance and the improvement of the working - and living environment for the people. Therefore the percentage of green roofs among flat roofs shows a strong increase in the past years. But beside their advantages like cooling effect in the summer months, storage of rain water, protection of the roofing membrane or noise control, the application of green roofs - especially on wooden constructions - involves a certain risk of damage because of the low drying potential in the summer months. Within a research project a new model to calculate green roofs reliably by the help of hygrothermal simulations was established.
On the basis of existing and new measurements in Holzkirchen, Leipzig, Vienna, Kassel and Milan the specific surface transfer coefficients and the material properties of different substrates were determined. The models developed in this way provide to planners and manufacturers of building materials and constructions a reliable basis for the design of the moisture safety of extensive green roofs.
Based on these results general practice recommendations for wooden light-weight green roofs were worked out. For design purposes the limit value of 18 M.-% (e. g. according to the German DIN 68800) shouldn’t be exceeded. Therefore an additional insulation above the exterior sheathing is often necessary. Without such an additional insulation layer moisture levels in the wooden structure may exceed safety limits within a couple of years. For existing, damage free buildings the need for action has to be determined individually.

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Schmid, Fabian; Haase, Walter; Sobek, Werner; Veres, Eva; Mehra, Schew-Ram; Sedlbauer, KlausSchallschutz und akustische Wirkweise bei mehrlagigen textilen FassadensystemenBauphysik1/20141-10Fachthemen

Abstract

Das Leitbild einer nachhaltigen Entwicklung ist inzwischen auch im Bauwesen von großer Bedeutung. Die Bautechnik und die Baukonstruktion entwickeln sich entsprechend diesem Trend weiter. Lösungen, die energie-, ressourcen- und massesparend sind, müssen sich in dichten, lärmbelasteten urbanen Räumen bewähren. An den Gebäudehüllen als Schnittstelle zwischen Innen- und Außenräumen entstehen so in besonderer Weise Spannungsfelder. Fassaden- und Dachsysteme müssen dabei unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden.
Das Konzept der adaptiven mehrlagigen textilen Gebäudehüllen als Fassadensystemlösung, welches am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) entwickelt wurde, versucht diese vielfältigen Anforderungen durch eine äußerst masse- und ressourcensparende Lösung zu erfüllen. Die nun in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Bauphysik (LBP) durchgeführte Untersuchung konzentrierte sich auf eine Bewertung der akustischen Wirkweise dieser textilen Fassadensysteme und auf eine mögliche Weiterentwicklung des Gesamtkonzeptes. Insbesondere die Aspekte des Schallschutzes und der Raumakustik sind aufgrund der fehlenden Masse bei textilen Gebäudehüllen, der kognitiven Relevanz der akustischen Wahrnehmung und der sich abzeichnenden städtebaulichen Entwicklungstendenzen für die Weiterentwicklung und Anwendung solcher leichten Fassadensysteme relevant.

Noise protection and acoustic behaviour of multi-layer textile façade systems
. The guiding principle of a sustainable development is nowadays also in the building industry of great importance. Building technology and construction continue to evolve according to this trend. Solutions that are energy, resource and mass saving must prove themselves in dense, noise-polluted urban areas. Contradictions result especially at the building envelopes, as they are the interface between interior and exterior spaces. Thereby façade and roof systems have to satisfy varying needs.
The concept of an adaptive multi-layer textile building envelope as a façade solution was developed at the Institute for Lightweight Structures and Conceptual Design (ILEK) in order to satisfy these diverse requirements with a highly mass and resource saving solution. The study conducted together with the Dept. of Building Physics (LBP) focused on the investigation of the acoustic behaviour of these textile façade systems and on potentials to further improve the over-all concept. The aspects of sound insulation and room acoustics are relevant in particular for the advancement and application of such lightweight façade systems due to the missing mass, the cognitive relevance of acoustic perception and the emerging trends in the urban development.

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Nytsch-Geusen, ChristophGebäudesimulation auf den Größenskalen Bauteil - Raum - Gebäude - StadtquartierBauphysik1/20131Editorial

Abstract

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Wetzig, Melanie; Niemz, Peter; Sieverts, Tom; Bergemann, HolgerMechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem HolzBauphysik1/20121-10Fachthemen

Abstract

Ziel der Arbeit war es, ausgewählte Eigenschaften von modifiziertem und nativem Holz zu bestimmen. Es wurden mechanische und physikalische Kenngrößen thermisch modifizierter Buchen-, Eschen- und Pappelproben zweier unterschiedlicher Behandlungsintensitäten ermittelt. Zur Referenz wurden unmodifizierte Proben jeder Holzart getestet. Gegenüber anderen thermischen Vergütungsprozessen beeinflusst das Vakuumpress-Trocknungsverfahren die Eigenschaften des Holzes weniger stark. Es entstehen auch weniger Emissionen wie Essig- oder Ameisensäuren. Die thermische Behandlung von Buche erzielt eine Reduzierung der Dichte und Biegefestigkeit, während die thermisch vergütete Pappel einen leichten Anstieg beider Kenngrößen aufweist. Die Eigenschaften der Esche unterscheiden sich in Abhängigkeit der Behandlungsintensität. Die mit geringer Temperatur vergüteten Proben weisen dem Referenzholz gegenüber zum Teil gestiegene Festigkeiten auf, die höher temperierten Proben stets geringere. Die Dimensionsstabilität steigt infolge der verringerten Gleichgewichtsfeuchte. Anhand der Ergebnisse ist zu erkennen, dass die Änderung der physikalischen wie auch mechanischen Eigenschaften sowohl von der Behandlungsintensität und dem angewandten Verfahren selbst als auch von der behandelten Holzart abhängt.

Mechanical and physical properties of wood, heat-treated with the vacuum press dewatering method.
The aim of this work was to analyse selected mechanical and physical behaviours of wood thermally treated with the vacuum press dewatering method, Vacu3. The density, bending and impact bending strength, modulus of elasticity, Brinell hardness and the withdrawal capacity of screws as well as the sorption capacity, change in colour and the thermal conductivity were measured. The investigated beech, ash and poplar samples were thermally treated with the patented vacuum press dewatering method, Vacu3. To test the influence of processing conditions, one type of sample was treated with medium temperatures and the other with high process temperatures. As a reference, the properties of unmodified specimen were determined. Thermal modification of beech affects a decrease in density and bending strength. The opposite is the case for heat-treated poplar. The properties of heat-treated ash differ depending on the degree of thermal treatment. The application of medium process temperatures on ash causes an increment in density and bending strength. In contrast, high process temperatures lead to a reduction in density and mechanical properties. As a consequence of the progressive reduction of equilibrium moisture content, the dimensional stability of heat-treated wood is improved. The test results show that changes in properties are influenced by the treatment intensity as well as by treatment technology.

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Hauser, GerdBauphysik im Wandel der ZeitBauphysik1/20111-2Editorial

Abstract

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Greller, M.; Schröder, F.; Hundt, V.; Mundry, B.; Papert, O.Universelle Energiekennzahlen für Deutschland  -  Teil 2: Verbrauchskennzahlentwicklung nach BaualtersklassenBauphysik1/20101-6Fachthemen

Abstract

Die universellen Energiekennzahlen für Deutschland beinhalten bis dato 1/4 Million Gebäude-Energieverbrauchskennzahlen der BRUNATA-METRONA-Gruppe aus den vergangenen sechs Jahren. Deren Datenaufbereitung umfasst die rückwirkende Revision respektive Normierung aller Energiekennzahlen anhand neuer ortsgenauer Klimafaktoren des Deutschen Wetterdienstes. Eine Auswahl von 110.000 Energiekennzahlen von gas- und ölbeheizten Gebäuden  -  davon etwa die Hälfte mit Baujahr nach 1977  -  werden statistisch gemäß ihrer Kennzahlenentwicklung nach Baualtersklassen aufgeschlüsselt. Betrachtet wurden dabei nur nominell wärmetechnisch unsanierte Mehrfamilienhäuser bis 1994 und Neubauten ab 1995. Es wird belegt, dass die Mediane der heutigen Energiekennzahlverteilungen der bis in die 1960-er Jahre gebauten Gebäude relativ konstant um 155 kWh/(m2a) liegen. Für diesen Bauzeitraum fallen die Energiekennzahlen für rund 90 % des Bestandes (5 bis 95 % Quantil) zwischen 100 und 260 kWh/(m2a). Seitdem fallen die Mediane stetig auf aktuell bis 85 kWh/(m2a). Der stärkste relative Rückgang ergibt sich für die Baujahre von 1994 nach 1995 mit Inkrafttreten der Wärmeschutzverordnung 1995. Die Standardabweichungen der Verteilungen haben sich gegenüber den Gebäuden aus den 1960-er Jahren von über 50 kWh/(m2a) bis auf heute an nähernd 25 kWh/(m2a) etwa halbiert. Eine Gegenüberstellung der empirisch ermittelten Verbrauchskennzahlverteilungen mit den typischen Mindestanforderungen der vergangenen Wärmeschutzverordnungen und aktuellen Energieeinsparverordnungen schließen sich an. Mathematische Parametrierungen der empirischen Kennzahlverteilungen für Modell- und Hochrechnungen der Energieeffizienzentwicklung werden mitgeliefert.

Universal Energy ratings for Germany  -  (Part 2): Evolution of rating distributions according to year of building construction
To date, “Universal Energy Ratings” for Germany contain about a quarter of a million energy consumption ratings recorded by the BRUNATA METRONA Group within the recent six year period. Data processing comprises a retro perspective review and normalisation of all energy ratings according to new, localised climate factors from the German weather service. A subset of 110.000 energy ratings concerning gas- and oil-heated buildings only  -  half of those built past 1977  -  has been analysed statistically by creating energy rating distributions depending on construction year, focussing exclusively on unrenovated objects (according to 1995 standards) built prior to 1995 and new buildings constructed in 1995 or later. It is shown, that the median values of rating distributions from about 1900 up into the 1960ies appear relatively constant around 155 kWh/(m2a). For building construction years within this time interval 90 % of today’s energy ratings (5 % to 95 %-percentiles) fall into the range between 100 and 260 kWh/(m2a). For construction years after the mid 1960ies the median values continuously decrease to about 85 kWh/(m2a) today. Their corresponding standard deviations decreased by a factor of two from above 50 kWh/(m2a) to about 25 kWh/(m2a). The most distinct relative decrease occurred between 1994 and 1995 when the WSVO’95 was activated. This work adds a direct comparison between the recorded today energy ratings and the typical requirement levels of the various heat insulation regulations, WSVO, and Building Energy Conservation Ordinances, EnEV, concerning building construction years starting from 1977. We also present parameterization functions for the most important rating distributions that could be utilized for general model calculations and extapoletions to picture future energy efficiency evolution.

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Haupt, W.; Maas, A.Welchen Beitrag leistet Gebäudesimulation zum Nachhaltigen Bauen?Bauphysik1/20091Editorial

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Stopp, H.; Strangfeld, P.; Toepel, T.Hygrothermische Wirkungen von Raum- und AußenoberflächenBauphysik1/20081-14Fachthemen

Abstract

Während bislang der Schutz einer Baukonstruktion vor Außen- und Innenklimabelastungen im Vordergrund bauphysikalischer Überlegungen stand, werden heute zunehmend passiv und aktiv wirksame Prozesse der Bauwerkshülle und deren Einflüsse auf das äußere und innere Umfeld für Bauherren und Nutzer interessant. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit den hygrothermischen Vorgängen auf Außen- und Innenoberflächen von Gebäuden, insbesondere von Wänden und ihren Wirkungen auf den Transmissionswärmeverlust und die relative Raumluftfeuchte in Abhängigkeit der außen- und innenklimatischen Randbedingungen sowie ggf. vorhandener Wärmequellen zur Vermeidung mikrobiologischen Bewuchses. Untersuchungsmethoden und -ergebnisse zur Beurteilung der langwelligen Abstrahlung von Bauteiloberflächen sowie Ergebnisse zum Einfluss sorptiv wirksamer Raumoberflächen auf das Raumklima von Archivräumen werden mitgeteilt.

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van Treeck, C.Energieeffizienz von Gebäuden und Behaglichkeit in RäumenBauphysik1/20071Editorial

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Finkenstein, C.; Fechner, H.; Häupl, P.Modellierung von kurzwelliger solarer Strahlung bei der hygrothermischen Bauteilsimulation - numerische Lösung und analytischer AnsatzBauphysik1/20061-12Fachthemen

Abstract

Der vorliegende Beitrag präsentiert ein Modell zur Bestimmung der kurzwelligen solaren Strahlung an Bauteilen, das - basierend auf gemessenen Wetterdaten der direkten und diffusen solaren Strahlung auf die Horizontalfläche - für die Einbindung in numerische Simulationsprogramme geeignet ist. Damit wurde ein geschlossenes Konzept erarbeitet, das es erlaubt, die Strahlungswärmestromdichte infolge kurzwelliger direkter und diffuser Sonnenstrahlung auf beliebig orientierte und geneigte Wand- und Dachflächen unter Beachtung der Eigenverschattung an einem beliebigen Ort zu berechnen. Weiterhin stellt der Beitrag einen analytischen Ansatz für das gleiche Problem vor, mit dessen Hilfe auf einfache Weise z. B. Wirkungsanalysen durchgeführt werden können. Den Abschluß des Beitrags bildet die beispielhafte Berechnung einer nach verschiedenen Himmelsrichtungen orientierten Wandkonstruktion.

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Klingsch, W.; Demirel, C.; Adam, G.Brandschutztechnisches Sicherheitskonzept für die Multifunktionsarena Düsseldorf (LTU-Arena)Bauphysik1/20051-8Fachthemen

Abstract

Erklärung der brandschutztechnischen Schwerpunkte Rauchfreihaltung und Evakuierungsqua-lität bei Großveranstaltungen mit ca. 51.500 Besuchern für. Anpassung und Einhaltung der bauaufsichtlich geforderten Schutzziele und der Sicherheitsstandards durch Ingenieurverfahren und Umsetzung in bauliche und gebäudetechnische Maßnahmen.

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Korjenic, A.; Zach, J.; Dreyer, J.; Stastnik, S.Untersuchung der thermisch-hygrischen Eigenschaften von Ziegeln mit Hohlraumfüllung aus RecyclingmaterialBauphysik1/20041-5Fachthemen

Abstract

In dem Forschungsprojekt wurde untersucht, ob Ziegel mit einfacher Hohlraumstruktur durch Verwendung einer wärmedämmenden Hohlraumfüllung einen höheren Wärmedurchlaßwiderstand haben. Als Dämmstoff wurde ein Recyclingdämmaterial aus Reststoffen aus der Produktion von Polystyrolplatten sowie Holzbauteilen, die mittels Zementlein zu einem Gemisch verarbeitet wurden, verwendet. Es wurde der Einfluß von Anordnung und Stärke der Dämmschicht sowie von Lage und Geometrie der Hohlräume des Ziegelbausteines auf die thermisch-hygrischen Zustände untersucht. Für die Untersuchung der thermischen Eigenschaften und der Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten wurde das Programm THERM verwendet, das den Wärmetransport durch Wärmeleitung im Ziegelscherben und die Transportmechanismen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung in den luftgefüllten Hohlräumen berücksichtigt. Zur Untersuchung des Feuchtigkeitstransports in den Ziegelsteinen wurde das Programmpaket WUFI 2D verwendet. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die so strukturierten Ziegel-Verbundsteine einen etwa doppelt so hohen Dämmwert haben, wie der ursprüngliche Ziegelstein. Die hygrischen Zustände können im Ziegel teilweise über 80 % Luftfeuchtigkeit betragen. Diese Belastung wird als unkritisch eingeschätzt, weil die Holzpartikel mit Zementschlämme umhüllt sind.

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Gertis, K.25 Jahre Zeitschrift BauphysikBauphysik1/20031Editorial

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