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Worch, AnatolInnendämmung und Oberflächentemperaturen an einbindenden InnenwändenBauphysik1/202137-43Aufsätze

Abstract

Innendämmungen werden neben dem bekannten Kondensationspotenzial in der sogenannten Tauebene vor allem mit zusätzlichen Wärmebrücken verbunden. Durch die damit einhergehende Temperaturabsenkung werden in aller Regel zusätzliche Dämmmaßnahmen an den Flanken vorgeschrieben. Ziel der hier vorgestellten Parameterstudie ist es, die Grenzen zu bestimmen, ab denen keine zusätzlichen Dämmmaßnahmen an den Flanken der einbindenden Bauteile notwendig sind. Schwerpunkt liegt hierbei auf dem besonders kritischen Fall, dass die Innendämmung nur an einer Seite des einbindenden Bauteils angebracht ist. Die Oberflächentemperatur an der der Innendämmung abgewandten Seite wird durch eine Flankendämmung nochmals erniedrigt. Gerade dieser Punkt sorgt in der Baupraxis immer wieder für große Unsicherheiten und damit zu einer prinzipiellen Vermeidung von Innendämmungen.
Im Rahmen einer umfangreichen Parameterstudie soll der Mindestwärmedurchlasswiderstand der Außenwand ermittelt werden, ab der keine zusätzlichen flankierenden Maßnahmen mehr notwendig sind. Als eine maßgebliche Grenze kann ein Wärmedurchlasswiderstand der Außenwand größer 0, 8 (m2K)/W ermittelt werden. Oberhalb dieser Grenze sind in aller Regel wohl keine zusätzlichen Dämmmaßnahmen notwendig. Weitere wichtige Zusammenhänge der maßgeblichen Einflussparameter werden diskutiert und vorgestellt.

Internal thermal insulation and surface temperatures on intersecting internal walls
Internal thermal insulations are associated with the condensation risk between the masonry and the insulation material as well as with complicate thermal bridges caused by the fact that the insulation layer will be disturbed in a regularly way. Especially the de-creasing surface temperature may cause mold growing in the near of the thermal bridges. To solve this problem, it is strongly recommended in Germany to add additional insulation materials on the intersecting walls to shift the surface temperature in an uncritical range. The surface temperature on the side facing away from the internal thermal insulation is lowered additionally caused by the additional thermal insulation of the intersecting wall. This is the point that repeatedly causes great uncertainties in building practice and thus leads to a general avoidance of internal thermal insulation systems.
As a main part of an extensive parameter study, the minimum thermal resistance of the external wall should be determined from which no additional measures are necessary. A thermal resistance of the external wall greater than 0.8 (m2K)/W can be calculated as the decisive border line. No additional insulation measures should be necessary above this limit. Further important relationships between the relevant influencing parameters are discussed and presented.

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Bechtel, Steffen; Scholzen, FrankWärmemarktstudie für das Großherzogtum Luxemburg - Eine Analyse des Wärmemarktes im Kontext nationaler Rahmenbedingungen und energiepolitischer ZielsetzungenBauphysik1/202145-50Aufsätze

Abstract

In 2020 hat Luxemburg seinen Klimaplan für den Zeitraum 2021 bis 2030 beschlossen, welcher ehrgeizige Ziele für den Wärmesektor enthält. Die Datenlage im Wärmesektor, vor allem bei der Schlüsseltechnologie Wärmepumpe, ist jedoch unzureichend, zum Nachteil aller beteiligten Akteure. Die Universität Luxemburg hat deshalb eine Wärmemarktstudie erstellt, die Verkaufszahlen nationaler Hersteller und Händler im Zeitraum von 2014 bis 2018 auswertet und auf diese Weise wesentliche Trends im Hinblick auf die Klimaziele aufzeigt. Die Auswertung zeigt signifikante Unterschiede zur bisherigen Datenlage bei Wärmepumpen, die sich aufgrund der Nichtinanspruchnahme der staatlichen Förderung ergeben. Insgesamt werden deutlich mehr Anlagen installiert als bisher angenommen Der Absatz fossiler Heizkessel ist konstant, wobei eine Verschiebung des Energieträgers von Öl zu Erdgas zu verzeichnen ist. Der allgemeine Trend bewegt sich in Richtung der gesteckten Ziele. Dennoch besteht signifikanter Handlungsbedarf, da zum Erreichen der nationalen Klimaziele u. a. ein jährliches Wachstum des Luxemburger Wärmepumpenmarktes von 16 % bis 2030 angenommen wurde.

Heat Market study for the Grand Duchy of Luxembourg. An analysis of the heat market considering the national framework and energy policies
In 2020, Luxembourg passed its Climate Plan for the period of 2021-2030 which includes ambitious targets for the heat sector. To the disadvantage of all actors in the field, the available data is inadequate. This is especially true for heat pumps that are a key technology for the energy transition. In order to address this issue, the University of Luxembourg created a heat market study that analyzes the sales figures of national manufacturers and retailers for the period of 2014-2018 and shows relevant trends. The evaluation arrives at a significantly different result regarding heat pumps, contrary to existing data. The main reason for that is the non-utilization of state subsidies which leads to considerably more heat pumps installed than actually listed. The sales figures for heating boilers remain largely unchanged, although there is a noticeable shift in the utilized energy source from oil to gas. The overall trend is going towards the targeted direction. Nevertheless, there is a crucial need for action since the accomplishment of the climate objectives is based a.o. on a yearly growth of the Luxemburgish heat pump market by 16 % until 2030.

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Neu: DEGA-Preis für KommunikationsräumeBauphysik1/202149Aktuell

Abstract

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Hammes, Sascha; Weninger, Johannes; Geisler-Moroder, David; Pfluger, Rainer; Pohl, WilfriedReduzierung des Kunstlichteinsatzes durch Anpassung der Nachlaufzeit an individuelle AnwesenheitsmusterBauphysik1/202150-64Aufsätze

Abstract

Gegenwärtig sind präsenzgesteuerte Beleuchtungssysteme meist an konstante und relativ lange Ausschaltverzögerungen gekoppelt, um die Systemakzeptanz gegenüber fehlerhafter Abwesenheitsdetektion sicherzustellen. Die dabei zur Anwendung kommenden, generalisierten und für alle Arbeitsplätze und Gebäudenutzenden gleichen Abschaltzeiten werden meist bereits vor der Erstinbetriebnahme entschieden. Eine Berücksichtigung von Nutzerindividualitäten, welche durch Tätigkeitsprofil und Unternehmenskultur maßgeblich beeinflusst werden, bleibt dabei außen vor. Dabei nehmen Nutzerindividualitäten eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung von Konzepten ein, die die energetische Systemperformanz steigern. Die im Folgenden vorgestellte Studie untersucht daher auf Basis von Belegungsdaten die Auswirkungen des Verhaltens von Gebäudenutzenden auf den Energiebedarf. Die identifizierten Anwesenheitsmuster dienen dazu, die Beleuchtungssteuerung auf individueller Ebene zuzuschneiden. Die Ergebnisse führen auf, dass eine signifikante Reduktion der Ausschaltverzögerung und des damit verbundenen Energiebedarfs ohne negative Auswirkungen auf Systemakzeptanzraten oder Nutzerkomfort möglich ist. Eine hohe räumliche Sensorauflösung erweist sich dabei jedoch als Ausgleich zu potenziell erhöhten Falsch-Aus-Raten als erforderlich. In diesem Zusammenhang wird die Bedeutung der Sensorpositionierung und -anzahl herausgestellt.

Reduction of the use of artificial light by adapting the switch-off times to individual presence patterns
Currently, presence-controlled lighting systems are usually coupled to constant and relatively long switch-off delays to ensure system acceptance against faulty absence detection. The generalized switch-off times that are used for all workplaces and buildings are usually decided before the initial start-up. A consideration of user individualities, which are significantly influenced by the activity profile and corporate culture, is not taken into account. User individualities play a decisive role in the implementation of concepts that increase the energy system performance. The study presented in the following therefore examines the effects of the behaviour of building users on energy requirements on the basis of occupancy data. The identified attendance patterns are used to tailor lighting control on an individual level. The results show that a significant reduction of the switch-off delay and the associated energy demand is possible without negative effects on system acceptance rates or user comfort. A high spatial sensor resolution proves to be necessary to compensate for potentially increased false off rates. In this context, the importance of sensor positioning and number is emphasized.

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Bauphysik Aktuell 1/2021Bauphysik1/202165-70Bauphysik Aktuell

Abstract

Persönliches:
Bauingenieurin Lamia Messari-Becker in den Club of Rome berufen

Aktuell:
DIBt ist Behörde für Schutz vor Radioaktivität in Bauprodukten
BfS-Broschüre zu Radon-Messungen an Arbeitsplätzen
Neues Merkblatt “Mikrobiologischer Bewuchs auf Fassaden - Algen und Pilze”
BBSR ruft Netzwerk Nachhaltige Unterrichtsgebäude ins Leben
Schullüftung mit “Weltraumtechnik fürs Klassenzimmer”
ift-Richtlinie FE-16/2 Einsatzempfehlungen für Fenster in Schulbauten
Filter-Upgrade zur Minderung des Infektionsrisikos

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBauphysik1/202170Veranstaltungen

Abstract

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Inhalt: Bauphysik 6/2020Bauphysik6/2020Inhalt

Abstract

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Titelbild: Bauphysik 6/2020Bauphysik6/2020Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Das neue Bürogebäude der SV SparkassenVersicherung ist Teil des Glückstein-Quartiers, des wichtigsten Stadtentwicklungsgebietes von Mannheim. Bei der Klimaschutz-Planung für das Dach des neuen Gebäudekomplexes fiel die Wahl sehr schnell auf den Hochleistungsdämmstoff von JACKON Insulation: JACKODUR® Plus. Dank seiner hervorragenden Dämmeigenschaften mit einem Lambdawert von nur &lgr;D = 0,027 W/(m·K) stellt JACKODUR® Plus im Bauprojekt die ideale Lösung für einen nachhaltigen und schlanken Wärmeschutz des Dachs dar, die sich der ambitionierten Gebäudeplanung anpasst. (Foto: Kai Wolf, Firma Lange)

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Monsberger, Michael; Hopfe, Christina J.; Krüger, Markus; Passer, AlexanderKann auf den praktischen Einsatz leistungsfähiger Methoden verzichtet werden?Bauphysik6/2020275-276Editorial

Abstract

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Kheybari, Abolfazl Ganji; Hoffmann, SabineExploring the potential of dynamic façade systems: an exterior shading system versus a switchable windowBauphysik6/2020277-288Aufsätze

Abstract

Dynamic façade systems can play an important role in the overall performance of the building by adjusting the amount of transmitted solar radiation into the room and responding to environmental conditions. This paper evaluates two types of dynamic facade systems under various control strategies and shows their influences on energy, visual comfort, and thermal comfort in an office building.
This study looks into the simulated hourly/annual results of venetian blinds versus electrochromic glazing (EC) for an open office room with south-facing window shaded/operated by different control strategies such as manual, radiation-based, illuminance-based, and optimal control scenario, to indicate the overall capabilities and limitations of each shading system.
Finally, results show that a well-engineered automatic control strategy can ensure visual and thermal comfort as well as total site energy savings up to 38 % for an EC glazing and up to 49 % for external venetian blinds.

Untersuchung des Potenzials von dynamischen Fassadensystemen: außenliegender Sonnenschutz im Vergleich mit schaltbarer Verglasung
Dynamische Fassadensysteme spielen eine wichtige Rolle in der Leistungsfähigkeit eines Gebäudes, indem sie die Menge der in den Raum durchgelassenen Sonnenstrahlung anpassen und auf die Umgebungsbedingungen reagieren. Dieser Beitrag bewertet zwei Arten dynamischer Fassadensysteme mit verschiedenen Steuerungsstrategien und deren Einwirkungen auf die Energie, die visuelle und die thermische Behaglichkeit in einem Bürogebäude.
Dieser Aufsatz untersucht die simulierten stündlichen/jährlichen Ergebnisse von außenliegenden Jalousien im Vergleich zu elektrochromer Verglasung (EC) für einen Großraumbüro mit nach Süden ausgerichteten Fenstern, die durch verschiedene Steuerungsstrategien wie manuelle, strahlungsbasierte, beleuchtungsstärkenbasierte und optimale Steuerungsszenarien beschattet werden, um die allgemeinen Fähigkeiten und Grenzen beider Verschattungssysteme aufzuzeigen.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine ausgereifte automatische Steuerungsstrategie die visuelle und thermische Behaglichkeit sowie eine standortabhängige Gesamtenergieeinsparung von bis zu 38 % für eine EC-Verglasung und bis zu 49 % für Außenjalousien gewährleisten kann.

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Nicolai, Andreas; Ruisinger, UlrichPerformanceoptimierung hygrothermischer Simulationen durch Parameteroptimierung - Parameteroptimierung iterativer GleichungslöserBauphysik6/2020289-298Aufsätze

Abstract

Trotz stetig steigender Rechenleistung moderner Computerhardware kann eine instationäre, dreidimensionale, hygrothermische Simulation immer noch ein langwieriger Vorgang sein. Um die Dauer einer Simulation zu reduzieren, stehen Nutzern verschiedene Einflussmöglichkeiten offen, deren Auswirkungen jedoch nur schwer bzw. aufwändig abzuschätzen sind. Der Artikel analysiert anhand zweier Fallbeispiele verschiedene Möglichkeiten, die Simulationszeiten zu reduzieren. Beginnend mit einer Gittersensitivitätsstudie wird die Skalierung des Aufwandes für verschiedene direkte und iterative Gleichungssystemlöser diskutiert. Weiterhin werden numerische Parameter wie Konvergenzfaktoren und Iterationsgrenzen untersucht. Basierend auf integrierten Laufzeitmessungen und Statistiken für verschiedenen Komponenten des Rechenkerns werden die iterativen Lösungsverfahren GMRES und BiCGStab in Kombination mit einem ILU-Vorkonditionierer betrachtet. Die Untersuchungen werden anhand der Software DELPHIN 6 durchgeführt. Der Artikel schließt mit einer Empfehlung für eine günstige Ausgangswahl an Algorithmen und Parametern in Abhängigkeit der Systemgröße und einer kompakten Methodik, diese anhand der Solverstatistiken weiter zu optimieren.

Performance optimization of hygrothermal simulations - Parameter optimization of iterative solvers
Despite continuously enhanced computer hardware, running dynamic 3D hygrothermal simulations may still be a time-consuming process. The duration of simulations may be reduced by user-selected numeric parameters. However, the actual impact of parameters like maximum Krylov subspace, convergence coefficients etc. proves difficult to estimate. In the article different methods of reducing simulation speed are applied to two example cases. Starting with a grid sensitivity study the scaling of effort for different direct and iterative linear equation system solvers is discussed. Further, we investigate parameters influencing the iterative equation system solvers GMRES and BiCGStab in combination with ILU preconditioners. The tests are done with the software DELPHIN 6. The article concludes with recommendation for suitable initial parameter selection based on system size and a short methodology on how to optimize parameters based on collected solver metrics.

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Erstmals Nachweis für Kombination von Trockenbausystemen aus beliebigen Komponenten erbrachtBauphysik6/2020298Aktuell

Abstract

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Pauen, Nicolas; Schlütter, Dominik; Siwiecki, Jaroslaw; Frisch, Jérôme; van Treeck, ChristophIntegrated representation of building service systems: topology extraction and TUBES ontologyBauphysik6/2020299-305Aufsätze

Abstract

This paper details parts of the work within the Energie.Digital project which aims at developing an integrated representation of building service systems consisting of technical characteristics, physical and functional semantics as well as operating states and state diagrams. This information needs to be machine- readable and linkable using a global identification key.
The focus of this paper is set on the extraction and aggregation of the semantics of service systems from an Industry Foundation Classes (IFC) file and the development of an ontology based on Semantic Web principles within the environment of the Linked Building Data Community Group of the W3C.

Integrale TGA-Beschreibung: Topologie-Extraktion und TUBES-Ontologie.
In diesem Beitrag werden die aktuellen Ergebnisse des Forschungsprojekts Energie.Digital vorgestellt. Ziel des Projekts ist eine integrale digitale Beschreibung der technischen Gebäudeausstattung. Dies umfasst Informationen zu den physikalischen und funktionalen Verknüpfungen, den technischen Eigenschaften der Komponenten sowie zu Betriebsmodi und Ablaufdiagrammen. Diese Informationen müssen maschinenlesbar und über einen Anlagenkennzeichenschlüssel verlinkbar sein.
Im Folgenden wird zum einen die Extraktion und Vereinfachung der topologischen Beschreibung der Systeme der technischen Gebäudeausrüstung aus einem IFC-Modell, anderseits die Entwicklung einer Ontologie beschrieben. Diese basiert auf den Prinzipien des Semantic Web und integriert sich in die Umgebung innerhalb der Linked Building Data Community Group des W3C.

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Mork, Maximilian; Xhonneux, André; Müller, DirkHierarchical Model Predictive Control for complex building energy systemsBauphysik6/2020306-314Aufsätze

Abstract

In this paper, a hierarchical Modelica-based Model Predictive Control (MPC) is presented in order to control complex building energy systems with different dynamics. The hierarchical MPC concept tackles the problem of controlling buildings with both slow dynamics such as in thermally activated building systems (TABS) and fast dynamics such as in air handling units (AHUs). It addresses prediction errors of system disturbances (e.g. weather, occupancy) and ensures anticipation, reactivity and real-time capability. Further, the concept allows for considering both thermal and visual comfort by integrating a norm-based Venetian blind model. It calculates the transmission of total energy and light for direct and diffuse solar radiation based on the controlled inclination angle and vertical position of the slats. The benefits compared to single MPC, Rule-Based-Control (RBC) and Proportional-Integrative-Derivative (PID) strategies are demonstrated in simulations on a nonlinear Modelica model.

Hierarchische modellprädiktive Regelung für komplexe Gebäudeenergiesysteme
In diesem Beitrag wird eine hierarchische Modelica-basierte modellprädiktive Regelung (MPC) vorgestellt, um komplexe Gebäudeenergiesysteme mit unterschiedlichen Dynamiken zu regeln. Das hierarchische MPC-Konzept adressiert die Herausforderung in Gebäudeenergiesystemen, in denen gleichzeitig sowohl langsame Dynamiken wie in thermisch aktivierten Bauteilsystemen (TABS) als auch schnelle Dynamiken wie in Lüftungsgeräten geregelt werden. Der Ansatz berücksichtigt mögliche Vorhersage-Fehler von System-Störgrößen (z. B. Wetter, Belegung) und stellt Antizipation, Reaktivität und Echtzeitfähigkeit sicher. Darüber hinaus ermöglicht die Modellierung die Berücksichtigung sowohl des thermischen als auch des visuellen Komforts durch Integration eines Norm-basierten Modells für Jalousien. Es berechnet die Transmission von Gesamtenergie und Licht für direkte und diffuse solare Strahlung basierend auf der Steuerung des Neigungswinkels und der vertikalen Stellung der Lamellen. Die Vorteile gegenüber einer einzelnen MPC, regelbasiertem Ansatz (RBC) und PID-Reglern werden in Simulationen an einem nichtlinearen Modelica Raum-Modell demonstriert.

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FNR-Broschüre "Strohgedämmte Gebäude" aktualisiertBauphysik6/2020314Aktuell

Abstract

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Nytsch-Geusen, Christoph; Mathur, KushagraEntwicklung einer Virtual Reality-Umgebung zur interaktiven thermischen RaumsimulationBauphysik6/2020315-326Aufsätze

Abstract

Im vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz beschrieben, bei dem der Modellierungs- und Simulationsprozess für das Innenraumklima von Gebäuden vollständig in einer Virtual Reality (VR)-Umgebung stattfindet. Auf diese Weise wird der Simulationsexperte bezüglich des Raumdesigns, der räumlichen Wahrnehmung und der Interaktion mit dem Raummodell immersiv eingebunden. Das durch die Interaktionen sich ergebende simulierte Innenraumklima und weitere Größen wie z. B. Energiebedarfe werden dem Nutzer in der VR-Umgebung als Feedback visualisiert.
Zur softwaretechnischen Realisierung des beschriebenen Ansatzes wurde das Modelica-Werkzeug Dymola mit der Spiele-Engine Unity zu einem Gesamtsystem integriert, wobei zwischen beiden Programmen ein bidirektionaler Datenaustausch erfolgt. Die Basis der Berechnungen in Dymola bilden hierbei das thermische Gebäudemodell der Modelica-Bibliothek BuildingSystems. In Unity wurde zur Realisierung der VR-Simulationsumgebung ein Head-Mounted Display eingebunden und die zwei Modi “Modelling” und “Simulation” prototypisch implementiert und in einem Simulationsszenario evaluiert.

Development of a virtual reality environment for interactive thermal room simulation
This article describes an approach in which the modeling and simulation process for the indoor climate of buildings takes place entirely in a virtual reality (VR) environment. In this way, the simulation expert is immersively involved with regard to the spatial design, spatial perception and interaction with the spatial model. The simulated indoor climate resulting from the interactions and other variables such as energy demands are visualized in the VR environment as a feedback to the user.
To implement the described approach in terms of software, the Modelica tool Dymola was integrated with the game engine Unity to form a complete system, with bidirectional data exchange taking place between the two programs. The building model of the Modelica library BuildingSystems forms the basis of the building physics calculations in Dymola. In Unity, a head-mounted display was integrated to implement the VR simulation environment, and the two modes “modeling” and “simulation” were prototypically implemented and evaluated in a simulation scenario.

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Glahn, Oliver; Voß, Tjado; Voss, Karsten; Schwickert, SusanneComparison of stationary and transient RANS modelling - Spatial velocity field of a ceiling integrated fanBauphysik6/2020326-334Aufsätze

Abstract

Ceiling fans allow an increase of the local air velocity on the human body. The associated heat transfer increases user's temperature tolerance in warm environments.
In the presented study, the differences in the application of statistical turbulence models (RANS) for modelling the air flow induced by a ceiling integrated fan is outlined with particular focus on comparing steady and transient simulations. Results of a CFD simulation (Fluent) are shown and compared with measured data of the horizontal velocity distribution.
The study shows that especially the transient simulation using the Realizable k-&egr; model shows a stable convergence behaviour regarding the residuals as well as target values. But at 1.1 m above the floor, the mean absolute error of the transient simulation is larger compared to the stationary model using the Multiple Reference Frame (MRF) approach. Despite the stationary model produces an unrealistic velocity distribution in the immediate vicinity of the fan, if the moving zone needs to be small due to obstacles. For a freely suspended ceiling fan, the moving zone can be adjusted accordingly and the flow pattern can be improved. But modelling a ceiling integrated fan with a fan housing and obstacles in the near region, transient simulations using rigid body motion are required for accurate results.

Vergleich stationärer und transienter RANS-Modellierung zur Analyse der räumlichen Geschwindigkeitsverteilung unter Anwendung deckenintegrierter Ventilatoren
Deckenventilatoren ermöglichen eine Erhöhung der lokalen Luftgeschwindigkeit am menschlichen Körper. Durch die damit verbundene Wärmeabfuhr steigt die Nutzertoleranz gegenüber warmen Umgebungen.
In dieser Studie wird die Anwendung statistischer Turbulenzmodelle (RANS) zur Modellierung der durch deckenintegrierte Ventilatoren induzierten Luftströmung dargestellt. Ein besonderer Fokus wird hierbei auf den Vergleich zwischen stationärer und transienter Simulation gesetzt. Die Ergebnisse der CFD-Simulation (mittels Fluent) werden mit Messergebnissen der horizontalen Geschwindigkeitsverteilung verglichen.
Die Studie zeigt, dass die transiente Simulation mittels Realizable k-&egr; Modell zwar ein stabiles Konvergenzverhalten sowohl seitens der Residuen, als auch der Zielwerte aufzeigt, im Vergleich zur stationären Berechnung jedoch der mittlere absolute Fehler in 1,4 m Entfernung zum Ventilator größer ist, obwohl die stationäre Modellierung mittels des Multiple Reference Frame (MRF)-Verfahrens ein nicht physikalisch begründbares Geschwindigkeitsfeld in der unmittelbaren Umgebung des Ventilators hervorruft. Die Ursache dafür, dass die stationäre Lösung mittels MRF nicht konvergiert, ist auf die räumliche Begrenzung der rotierenden Zone zurückzuführen, so wie es bei deckenintegrierten Ventilatoren durch das Ventilatorgehäuse der Fall ist. Demgegenüber bei frei im Raum hängenden Ventilatoren die rotierende Zone entsprechend adaptiert und das Konvergenzverhalten verbessert werden kann.

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Einheitliche Dokumentation der Gesamt- und Zwischenergebnisse der Energiebilanz nach DIN V 18599Bauphysik6/2020334Aktuell

Abstract

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Rüdisser, Daniel; Weiss, Tobias; Unger, LukasDreidimensionale Ermittlung des thermischen Komforts mit detaillierter Berechnung der Strahlungstemperaturen auf Basis von Messdaten aus DrohnenbefliegungenBauphysik6/2020335-344Aufsätze

Abstract

Eine neue Methode und Prozesskette zur Evaluierung des thermischen Komforts bzw. der Wärmebelastung in urbanem Gebiet wird formuliert und anhand einer Fallstudie in einem städtischen Quartier erprobt. Die Methode berücksichtigt insbesondere die Signifikanz aller relevanten Strahlungseinflüsse in Bezug auf das Hitzeempfinden. Zur möglichst exakten Bestimmung derselben werden anhand von Drohnenbefliegungen radiometrische Messungen vorgenommen. Die ermittelten Daten werden in ein detailliertes 3D-Stadtmodell übertragen und auf Basis eines Monte-Carlo Samplingalgorithmus unter Berücksichtigung der humanen Topologie ausgewertet. Die so errechneten lokalen mittleren Strahlungstemperaturen werden für die Erstellung von hochaufgelösten thermischen Komfortkarten und zur Identifizierung und Beurteilung lokaler Hotspots und relevanter Einflussgrößen herangezogen.

Urban thermal comfort maps based on a three-dimensional sampling algorithm and UAV-based radiometric measurements
A new methodology and workflow to assess outdoor thermal comfort and thermal stress in urban areas is developed. The new methodology is applied to a case of an urban quarter in the city of Graz. The method recognizes the significance of detailed and accurate spatially resolved determination of mean radiant temperatures taking into account all relevant radiative components. The method relies on 3D-data acquired from drone (unmanned aerial vehicles UAV) flights, pre-existing city models and a Monte-Carlo ray-tracing algorithm using directional sampling curves based on a 3D-model with human topology. The detailed three-dimensionally determined mean radiation temperatures are used to calculate thermal comfort level maps using UTCI and PMV calculation.

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Hauer, Stefan; Murschetz, Julian; Bres, Aurelien; Sporr, Andreas; Schöny, Michael; Monsberger, MichaelmetaTGA: a chance for BIM in the field of MEPBauphysik6/2020345-351Aufsätze

Abstract

The use of Building Information Modeling (BIM) is becoming more and more state-of-the-art in the construction and real estate industries. Mechanical, electrical, and plumbing (MEP) has a major part in this field. The quality of MEP in the planning and the construction phase of a building is crucial for energy consumption and human comfort within the building. To benefit from the advantages of the BIM methodology, a high-quality data model is needed to ensure the availability of necessary information of a complete life cycle of a building. The Austrian research project metaTGA provides solutions for high-quality data models. The paper will provide information about: how do MEP openBIM data models need to look like? What are the major development steps of these models? How are they applied in a BIM project including first practical feedback? How does the process support quality measures for BIM projects?

Das Forschungsprojekt metaTGA: eine Chance für BIM im Bereich der Technischen Gebäudeausrüstung
Der Einsatz von Building Information Modeling (BIM) wird in der Bau- und Immobilienbranche immer mehr zum State-of-the-Art. Heizung, Klimatechnik, Lüftung und Sanitär (HKLS), vor allem die Qualität der Planung, spielen dabei eine immer größere Rolle, sowohl für den Energieverbrauch als auch für den Komfort eines Gebäudes. Um dabei die Vorteile von BIM nutzen zu können, ist ein qualitativ hochwertiges Datenmodell erforderlich um sicherzustellen, dass alle notwendigen Informationen eines Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus für die weitere Verwendung zur Verfügung stehen. Dahingehend bietet das österreichische Forschungsprojekt metaTGA Lösungen für hochqualitative Datenmodelle an und untersucht im vorliegenden Aufsatz folgende Themen bzw. Fragestellungen: Wie müssen leistungsstarke openBIM-Modelle aussehen? Wie schauen die wichtigsten Entwicklungsschritte der Modellierung aus? Wie wird erstes Feedback aus BIM Demo-Projekten berücksichtigt? Wie unterstützt metaTGA hinsichtlich Qualitätssteigerung in BIM Projekten?

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Buch Ingenieurbaukunst - Engineering Made in GermanyBauphysik6/2020351Aktuell

Abstract

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Vollmer, Michael; Langer, Marina; Banihashemi, Farzan; Harter, Hannes; Kierdorf, Daniel; Lang, WernerPrediction of window handle state using machine learningBauphysik6/2020352-359Aufsätze

Abstract

The project described in this paper investigates the energy-relevant behavior of window control actions of the occupants of an office building in Regensburg, Germany. The extensive data monitoring regarding energy consumption, indoor as well as outdoor climate, and window control actions (state of the window handle) started in 2017.
Different machine learning classification algorithms are used together with the measured data to train models for the prediction of window openings and closings. The procedure is designed to identify the potentials and limitations of the realistic forecasting of occupant behavior based on the available data.

Vorhersage des Fensteröffnungszustands unter Anwendung von maschinellem Lernen
Der in dieser Publikation beschriebene methodische Ansatz zur Anwendung von Algorithmen des maschinellen Lernens zur Vorhersage des Fensteröffnungsverhaltens von Gebäudenutzenden, basiert auf Monitoring-Daten eines Bürogebäudes in Regensburg, Deutschland. Das umfangreiche Monitoring zur Erfassung der notwendigen Daten, z. B. der Innenraum- und Außentemperaturen, die Fenstergriffzustände etc. wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes in den Jahren 2017 bis 2020 durchgeführt. Im Folgenden werden verschiedene Klassifizierungsalgorithmen des maschinellen Lernens auf die gemessenen Daten angewendet, um Modelle für die Vorhersage von Fensteröffnungen und -schließungen zu trainieren. Das Ziel ist es, die Potenziale und Grenzen der realistischen Vorhersage des Nutzerverhaltens auf der Grundlage der verfügbaren Daten zu identifizieren.

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Bauphysik Aktuell 6/2020Bauphysik6/2020360-368Bauphysik Aktuell

Abstract


Persönliches:
Thomas Hegger übergibt FVLR-Geschäftsführung an Ulrich Koch
Heinrich Bökamp neuer Präsident der Bundesingenieurkammer (BIngK)

Aktuell: Erster Bundespreis UMWELT & BAUEN
BUND-Forschungspreis 2020 für Transparenz bei Mieterhöhungen nach energetischen Sanierungen
HOAI-Novelle 2021
Bauteilkatalog für Luftschalldämmung opaker Ausfachungen
Experimentalgebäude “workbox” mit Baustoffen aus Nachwachsenden Rohstoffen

Technische Regelsetzung: Neue DIN 18073 für Rollläden, Markisen und sonstige Abschlüsse im Bauwesen

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBauphysik6/2020368Veranstaltungen

Abstract

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Inhalt: Bauphysik 5/2020Bauphysik5/2020Inhalt

Abstract

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