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Die Grundschule “In der Steinbreite (IDS)“, Hannover kam in die engere Wahl zum BDA-Preis Niedersachsens 2012 (Architekt: SCHRÖDERARCHITEKTEN, Bremen). Der Schulneubau wurde in Massivbauweise im Passivhausstandard mit hochgedämmter und luftdichter Außenhülle erstellt. Die raumhohe Verglasung wurde mit dem GUTMANN Fassadensystem LARA GF umgesetzt. Die automatischen Außenjalousien dienen der Lichtlenkung für gute Tageslichtversorgung sowie dem Blend- und Hitzeschutz. Siehe Meldungen S. 195. (Foto: GUTMANN AG/© Architekturfotografie Frank Aussieker)

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Als Pilotprojekte haben Plusenergieschulen eine Vorreiterrolle für die Umsetzung der Energiewende. Daher wird in einer Machbarkeitsstudie die Erreichbarkeit des Plusenergiestandards für Schulgebäude untersucht sowie eine Definition und Berechnungsmethodik für Plusenergieschulen entwickelt. Die Berechnungsmethodik wird an drei Beispielschulen unter Variation von Standort und Anlagentechnik überprüft und auf end- und primärenergetischer Ebene ausgewertet.
Bei der Berechnung der Beispielschulen zeigt sich, dass der Plusenergiestandard prinzipiell für alle drei Beispielschulen erreichbar ist. Voraussetzung hierfür sind ein hoher Dämmstandard sowie eine effiziente Anlagentechnik in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage. Die Wärmeerzeugung muss zum Großteil auf Basis erneuerbarer Energieträger erfolgen. Ob eine Dach-PV-Anlage alleine ausreichend ist, die erforderliche Energieerzeugung für die Plusenergieschule bereitzustellen, hängt von der Gebäudekubatur und dem Verhältnis von Dachfläche zur Nettogrundfläche ab. Bei mehrgeschossigen Schulgebäuden muss die PV-Anlage gegebenenfalls noch durch eine fassadenintegrierte PV-Anlage ergänzt werden. Andere Stromerzeugungsanlagen (z. B. Windkraft auf dem Schulgelände) können nur einen geringen Beitrag zur Umsetzung des Plusenergiestandards leisten.

Ways of realizing energy-plus schools.
As pilot projects energy-plus schools could play a key role in the exit from nuclear and fossil-fuel energy. Therefore the practicability of energy-plus schools was examined and a definition as well as a calculation methodology developed. In addition the calculation methodology was vetted regarding three schools using sensitivity analyses in which final and primary energy were evaluated.
Calculations show that all three schools could meet the energy-plus standard provided that they have very good insulation and efficient building technologies paired with a photovoltaic system. Heat must be generated primarily via sources of renewable energy. Whether a roof-top photovoltaic system is sufficient to generate the required energy depends on the massings of the school and the ratio between rooftop capacity for PV modules and energy requirements. If necessary multi-level buildings must be optimized by installing PV units in façades. Other methods of producing electricity (e.g. wind energy on school ground) cannot provide a significant contribution.

Als Pilotprojekte haben Plusenergieschulen eine Vorreiterrolle für die Umsetzung der Energiewende. Daher wird in einer Machbarkeitsstudie die Erreichbarkeit des Plusenergiestandards für Schulgebäude untersucht sowie eine Definition und Berechnungsmethodik für Plusenergieschulen entwickelt. Die Berechnungsmethodik wird an drei Beispielschulen unter Variation von Standort und Anlagentechnik überprüft und auf end- und primärenergetischer Ebene ausgewertet.
Bei der Berechnung der Beispielschulen zeigt sich, dass der Plusenergiestandard prinzipiell für alle drei Beispielschulen erreichbar ist. Voraussetzung hierfür sind ein hoher Dämmstandard sowie eine effiziente Anlagentechnik in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage. Die Wärmeerzeugung muss zum Großteil auf Basis erneuerbarer Energieträger erfolgen. Ob eine Dach-PV-Anlage alleine ausreichend ist, die erforderliche Energieerzeugung für die Plusenergieschule bereitzustellen, hängt von der Gebäudekubatur und dem Verhältnis von Dachfläche zur Nettogrundfläche ab. Bei mehrgeschossigen Schulgebäuden muss die PV-Anlage gegebenenfalls noch durch eine fassadenintegrierte PV-Anlage ergänzt werden. Andere Stromerzeugungsanlagen (z. B. Windkraft auf dem Schulgelände) können nur einen geringen Beitrag zur Umsetzung des Plusenergiestandards leisten.

Ways of realizing energy-plus schools.
As pilot projects energy-plus schools could play a key role in the exit from nuclear and fossil-fuel energy. Therefore the practicability of energy-plus schools was examined and a definition as well as a calculation methodology developed. In addition the calculation methodology was vetted regarding three schools using sensitivity analyses in which final and primary energy were evaluated.
Calculations show that all three schools could meet the energy-plus standard provided that they have very good insulation and efficient building technologies paired with a photovoltaic system. Heat must be generated primarily via sources of renewable energy. Whether a roof-top photovoltaic system is sufficient to generate the required energy depends on the massings of the school and the ratio between rooftop capacity for PV modules and energy requirements. If necessary multi-level buildings must be optimized by installing PV units in façades. Other methods of producing electricity (e.g. wind energy on school ground) cannot provide a significant contribution.

Im Rahmen des ANNEX 58 “Reliable Building Energy Performance Characterisation Based on Full Scale Dynamic Measurements“ [1] werden im Programmschwerpunkt “Energy in Buildings and Communities“ (EBC) der “International Energy Agency“ (IEA) unterschiedliche messdatenbasierte Validierungsszenarien für Gebäudesimulationsprogramme erstellt. Die hierzu durchgeführten Messkampagnen werden an zwei identischen Versuchsgebäuden mit hohen thermischen Speichermassen, den sogenannten “Zwillingshäusern“ des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Holzkirchen bei München, durchgeführt. Ziel ist die Bereitstellung präziser Messdatensätze zur Validierung, also zur Qualitätskontrolle kommerzieller Simulationsprogramme (z. B. TRNSYS, WUFI® Plus, etc.), verbreiteter wissenschaftlicher und nicht-kommerzieller Anwendungen (z. B.ESPr, EnergyPlus, etc.) als auch eine Überprüfung der Anwendbarkeit vereinfachter Ansätze wie Lumped Capacity- und elektrischer Analogiemodelle (RC-Modelle). Diese Veröffentlichung erklärt das Versuchsdesign sowie die eigentliche Validierungsprozedur und beschreibt die in den einzelnen Szenarien generierten Messdaten, ihre Unterschiede und wie diese im Rahmen der Validierungsstrategie verwendet werden können.

Introduction of a new validation scenario for building energy simulation tools based on measurement data.
Within the ANNEX 58 “Reliable Building Energy Performance Characterisation Based on Full Scale Dynamic Measurements“ [1] of the “Energy in Buildings and Communities“ (EBC) program of the “International Energy Agency“ (IEA) different scenarios for the validation of Building Energy Simulation (BES) tools are developed. The required measurements are conducted on the two identical Twin Houses of the Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. These two buildings have a high thermal mass and are located in southern Germany, between the city of Munich and the Alps. The purpose of these campaigns is to provide highly accurate measurement data and documentation for the quality assurance of simulation programs. This scenario is intended to be used for commercial software like TRNSYS and WUFI® Plus but also for commonly used research and non-commercial tools like ESPr and EnergyPlus. The validation data can also be applied on simplified approaches like lumped capacity and capacity-resistance (RC) models. This publication gives an overview over the experimental design and focuses on collected measurement data and on the differences between the three single scenarios.

Im Rahmen des ANNEX 58 “Reliable Building Energy Performance Characterisation Based on Full Scale Dynamic Measurements“ [1] werden im Programmschwerpunkt “Energy in Buildings and Communities“ (EBC) der “International Energy Agency“ (IEA) unterschiedliche messdatenbasierte Validierungsszenarien für Gebäudesimulationsprogramme erstellt. Die hierzu durchgeführten Messkampagnen werden an zwei identischen Versuchsgebäuden mit hohen thermischen Speichermassen, den sogenannten “Zwillingshäusern“ des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Holzkirchen bei München, durchgeführt. Ziel ist die Bereitstellung präziser Messdatensätze zur Validierung, also zur Qualitätskontrolle kommerzieller Simulationsprogramme (z. B. TRNSYS, WUFI® Plus, etc.), verbreiteter wissenschaftlicher und nicht-kommerzieller Anwendungen (z. B.ESPr, EnergyPlus, etc.) als auch eine Überprüfung der Anwendbarkeit vereinfachter Ansätze wie Lumped Capacity- und elektrischer Analogiemodelle (RC-Modelle). Diese Veröffentlichung erklärt das Versuchsdesign sowie die eigentliche Validierungsprozedur und beschreibt die in den einzelnen Szenarien generierten Messdaten, ihre Unterschiede und wie diese im Rahmen der Validierungsstrategie verwendet werden können.

Introduction of a new validation scenario for building energy simulation tools based on measurement data.
Within the ANNEX 58 “Reliable Building Energy Performance Characterisation Based on Full Scale Dynamic Measurements“ [1] of the “Energy in Buildings and Communities“ (EBC) program of the “International Energy Agency“ (IEA) different scenarios for the validation of Building Energy Simulation (BES) tools are developed. The required measurements are conducted on the two identical Twin Houses of the Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. These two buildings have a high thermal mass and are located in southern Germany, between the city of Munich and the Alps. The purpose of these campaigns is to provide highly accurate measurement data and documentation for the quality assurance of simulation programs. This scenario is intended to be used for commercial software like TRNSYS and WUFI® Plus but also for commonly used research and non-commercial tools like ESPr and EnergyPlus. The validation data can also be applied on simplified approaches like lumped capacity and capacity-resistance (RC) models. This publication gives an overview over the experimental design and focuses on collected measurement data and on the differences between the three single scenarios.

Im Rahmen zahlreicher Veröffentlichungen und Forschungsvorhaben zu Fragen der Energieeinsparung, der Ressourceneffizienz und dem nahezu allumfassenden Thema der Nachhaltigkeit wird häufig auch der Begriff der “Behaglichkeit“ als ein Teilaspekt der genannten Themengebiete aufgeführt. Es mehren sich Beiträge, in denen ausgeführt wird, dass die Qualität der Arbeitsumgebung - und damit verbunden die Zufriedenheit der Nutzer - in Büro- und Verwaltungsgebäuden eng mit deren Produktivität verbunden ist. Es wurde erkannt, dass im Laufe des Lebenszyklus einer Immobilie die vorhandenen Personalkosten alle anderen Gebäudekosten (einschließlich der Kosten für die Errichtung und den Betrieb eines Gebäudes) um ein Mehrfaches übersteigen. Mangelnde Qualität des Arbeitsplatzes ist damit für Investoren und Immobilienverwalter durchaus ein Faktor, der die Rentabilität eines Objektes nachteilig beeinflussen kann. Nicht zu vernachlässigen ist dieser Aspekt insbesondere vor der Tatsache eines Überangebots von (älteren) Büroflächen in Ballungsgebieten.
Dabei ist die thermische Behaglichkeit oder der thermische Komfort zunächst einmal ein indifferenter Körperzustand, bei dem weder ein übermäßiges Gefühl von Kälte (Frieren) noch von Wärme (Schwitzen) vorhanden ist. Mit thermischer Behaglichkeit wird demzufolge der Zusammenhang zwischen physiologischen Zuständen und Empfindungen von Personen beschrieben. Dieser Zusammenhang ist für die Bewertung des thermischen Komforts von großer Bedeutung, weil das Ziel von Investoren, Immobilienbesitzern und -verwaltern subjektiv zufriedene Nutzer sein müssen. Eine solche Zufriedenheit lässt sich durch geeignete objektive Untersuchungen und darauf abgestimmte bauliche und anlagentechnische Maßnahmen erreichen.
Das Ziel der nachstehend beschriebenen Arbeit sind Untersuchungen zur Frage, wie “Behaglichkeit“ in genutzten Bürogebäuden mit einfachen Mitteln erfasst und bewertet werden kann und wie sich daraus Maßnahmen ableiten lassen, die zu einer ggf. erforderlichen Verbesserung der vorgefundenen Arbeitsplatzqualität führen. Dazu werden zunächst die in Normen und Richtlinien definierten Kriterien der Behaglichkeit angewendet und hinsichtlich der vorhandenen Bewertungsverfahren für eine vereinfachte Anwendung in der Praxis untersucht. Die gewonnenen theoretischen Erkenntnisse zur Behaglichkeit werden anschließend für bestehende Bürogebäude angewendet und verifiziert.

Thermal comfort according to DIN EN ISO 7730 - A simplified method to collect and calculate data for the evaluation of commercial buildings.
In numerous publications and research projects concerning energy conservation, resource efficiency, and the almost universal field of sustainability, the term “comfort” is often mentioned as a partial aspect of the named topics. There are a growing number of scientific papers in which the quality of work environment in office buildings - and with this the associated user satisfaction - is closely linked to the productivity of the workforce. It was found, that during the lifecycle of a commercial building the employee costs exceed the total costs of the building (including costs for planning, construction and operation of the building) by several times. Therefore, a lack of quality in the work environment is a factor that investors and property managers will consider and that might also have a negative effect for the profitability of an object. Especially in urban areas with a growing oversupply of (aging) office spaces this aspect has to be considered.
First of all, thermal comfort is an indifferent body condition in which neither an excessive feeling of cold (freezing) or heat (sweating) is given. In this context, thermal comfort describes the relationship of different physiological states and the more or less subjective feelings of humans. This fact is of great importance for the evaluation of thermal comfort, because the goal of investors, property owners and managers must be satisfied users (in their subjective measure). Such satisfaction can be achieved through appropriate objective investigations of the indoor environment and valid constructional and technical measures.
The target of the following paper was to investigate how “comfort” can be described and measured in existing office buildings by simple means, and how measures can be derived that might lead to an improvement of the work environment quality. Therefore, in a first step the criteria of comfort, defined in certain standards and guidelines, were analyzed with regard to evaluation methods for an application in practice. Then, the theoretical findings for the evaluation of comfort were used in existing office buildings and reviewed.

Im Rahmen zahlreicher Veröffentlichungen und Forschungsvorhaben zu Fragen der Energieeinsparung, der Ressourceneffizienz und dem nahezu allumfassenden Thema der Nachhaltigkeit wird häufig auch der Begriff der “Behaglichkeit“ als ein Teilaspekt der genannten Themengebiete aufgeführt. Es mehren sich Beiträge, in denen ausgeführt wird, dass die Qualität der Arbeitsumgebung - und damit verbunden die Zufriedenheit der Nutzer - in Büro- und Verwaltungsgebäuden eng mit deren Produktivität verbunden ist. Es wurde erkannt, dass im Laufe des Lebenszyklus einer Immobilie die vorhandenen Personalkosten alle anderen Gebäudekosten (einschließlich der Kosten für die Errichtung und den Betrieb eines Gebäudes) um ein Mehrfaches übersteigen. Mangelnde Qualität des Arbeitsplatzes ist damit für Investoren und Immobilienverwalter durchaus ein Faktor, der die Rentabilität eines Objektes nachteilig beeinflussen kann. Nicht zu vernachlässigen ist dieser Aspekt insbesondere vor der Tatsache eines Überangebots von (älteren) Büroflächen in Ballungsgebieten.
Dabei ist die thermische Behaglichkeit oder der thermische Komfort zunächst einmal ein indifferenter Körperzustand, bei dem weder ein übermäßiges Gefühl von Kälte (Frieren) noch von Wärme (Schwitzen) vorhanden ist. Mit thermischer Behaglichkeit wird demzufolge der Zusammenhang zwischen physiologischen Zuständen und Empfindungen von Personen beschrieben. Dieser Zusammenhang ist für die Bewertung des thermischen Komforts von großer Bedeutung, weil das Ziel von Investoren, Immobilienbesitzern und -verwaltern subjektiv zufriedene Nutzer sein müssen. Eine solche Zufriedenheit lässt sich durch geeignete objektive Untersuchungen und darauf abgestimmte bauliche und anlagentechnische Maßnahmen erreichen.
Das Ziel der nachstehend beschriebenen Arbeit sind Untersuchungen zur Frage, wie “Behaglichkeit“ in genutzten Bürogebäuden mit einfachen Mitteln erfasst und bewertet werden kann und wie sich daraus Maßnahmen ableiten lassen, die zu einer ggf. erforderlichen Verbesserung der vorgefundenen Arbeitsplatzqualität führen. Dazu werden zunächst die in Normen und Richtlinien definierten Kriterien der Behaglichkeit angewendet und hinsichtlich der vorhandenen Bewertungsverfahren für eine vereinfachte Anwendung in der Praxis untersucht. Die gewonnenen theoretischen Erkenntnisse zur Behaglichkeit werden anschließend für bestehende Bürogebäude angewendet und verifiziert.

Thermal comfort according to DIN EN ISO 7730 - A simplified method to collect and calculate data for the evaluation of commercial buildings.
In numerous publications and research projects concerning energy conservation, resource efficiency, and the almost universal field of sustainability, the term “comfort” is often mentioned as a partial aspect of the named topics. There are a growing number of scientific papers in which the quality of work environment in office buildings - and with this the associated user satisfaction - is closely linked to the productivity of the workforce. It was found, that during the lifecycle of a commercial building the employee costs exceed the total costs of the building (including costs for planning, construction and operation of the building) by several times. Therefore, a lack of quality in the work environment is a factor that investors and property managers will consider and that might also have a negative effect for the profitability of an object. Especially in urban areas with a growing oversupply of (aging) office spaces this aspect has to be considered.
First of all, thermal comfort is an indifferent body condition in which neither an excessive feeling of cold (freezing) or heat (sweating) is given. In this context, thermal comfort describes the relationship of different physiological states and the more or less subjective feelings of humans. This fact is of great importance for the evaluation of thermal comfort, because the goal of investors, property owners and managers must be satisfied users (in their subjective measure). Such satisfaction can be achieved through appropriate objective investigations of the indoor environment and valid constructional and technical measures.
The target of the following paper was to investigate how “comfort” can be described and measured in existing office buildings by simple means, and how measures can be derived that might lead to an improvement of the work environment quality. Therefore, in a first step the criteria of comfort, defined in certain standards and guidelines, were analyzed with regard to evaluation methods for an application in practice. Then, the theoretical findings for the evaluation of comfort were used in existing office buildings and reviewed.

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Bei der energetischen Gebäudeerneuerung werden oftmals nur die Fenster ausgetauscht. Wird keine mechanische Lüftungsanlage eingebaut, die einen kontinuierlichen Luftaustausch gewährleistet, können mit dichteren Fenstern Feuchtigkeitsprobleme entstehen. Abhilfe wäre mit dem Einbau von Fensterlüftern möglich. Dabei entsteht einerseits die Frage, ob diese allein in der Lage sind, den Feuchteschutzluftwechsel zu gewährleisten. Andererseits ist ungeklärt, wie hoch die möglichen Einsparungen sind, wenn man die Fensterlüfter mit einer Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) vergleicht. Der Aufsatz behandelt Fensterlüfter ohne WRG in querbelüfteten Wohnungen. Thermische Simulationen einer typischen Wohnung im Mehrfamilienhaus zeigen, dass der Feuchteschutzluftwechsel allein mit Fensterlüftern nur schwer zu gewährleisten ist. In Kombination mit einer zeitgesteuerten Bedarfslüftung in Küche und Bad ist eine Deckung möglich. Allerdings müssen Fensterlüfter mit einem genügend großen Luftdurchlass eingesetzt werden (ca. 15 m3/h bei 2 Pa). Wird statt der Fensterlüfter eine Zu- und Abluftanlage mit WRG eingesetzt, so lassen sich beim ungedämmten Gebäude rund 20 % Heizenergie einsparen, beim gedämmten Gebäude sogar knapp 60 %.

Passive window ventilation openings for building refurbishment.
A thorough building refurbishment generally includes window replacement and thermal insulation of the opaque building envelope. However, quite often only a window replacement is done and the building envelope is left uninsulated. If there is no mechanical ventilation system installed which ensures continuous air exchange, new airtight windows usually lead to a reduced infiltration air exchanged and subsequently there may be moisture damage. A possible solution could be the integration of passive window ventilation openings (PWVO). This raises two questions: Firstly, can PWVOs guarantee the necessary ventilation rate to avoid moisture damage? Secondly, how do PWVOs compare to a ventilation system with heat recovery in terms of heating demand? This Article deals with passive window ventilation openings without heat recovery in flats with cross ventilation. Based on transient building simulation of a typical dwelling unit it is shown that the PWVOs by themselves cannot guarantee a sufficient ventilation rate for moisture control. With additional exhaust fans in the kitchen and bathroom(s) the required ventilation rate can be achieved. However, PWVOs with high air flow rates (approx. 15 m3/h at 2 Pa) must be used. Compared to PWVOs the installation of a ventilation system with heat recovery leads to energy savings of approx. 20 % in an uninsulated building. In a building where the building envelope has also been insulated, the savings would be approx. 60 %.

Bei der energetischen Gebäudeerneuerung werden oftmals nur die Fenster ausgetauscht. Wird keine mechanische Lüftungsanlage eingebaut, die einen kontinuierlichen Luftaustausch gewährleistet, können mit dichteren Fenstern Feuchtigkeitsprobleme entstehen. Abhilfe wäre mit dem Einbau von Fensterlüftern möglich. Dabei entsteht einerseits die Frage, ob diese allein in der Lage sind, den Feuchteschutzluftwechsel zu gewährleisten. Andererseits ist ungeklärt, wie hoch die möglichen Einsparungen sind, wenn man die Fensterlüfter mit einer Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) vergleicht. Der Aufsatz behandelt Fensterlüfter ohne WRG in querbelüfteten Wohnungen. Thermische Simulationen einer typischen Wohnung im Mehrfamilienhaus zeigen, dass der Feuchteschutzluftwechsel allein mit Fensterlüftern nur schwer zu gewährleisten ist. In Kombination mit einer zeitgesteuerten Bedarfslüftung in Küche und Bad ist eine Deckung möglich. Allerdings müssen Fensterlüfter mit einem genügend großen Luftdurchlass eingesetzt werden (ca. 15 m3/h bei 2 Pa). Wird statt der Fensterlüfter eine Zu- und Abluftanlage mit WRG eingesetzt, so lassen sich beim ungedämmten Gebäude rund 20 % Heizenergie einsparen, beim gedämmten Gebäude sogar knapp 60 %.

Passive window ventilation openings for building refurbishment.
A thorough building refurbishment generally includes window replacement and thermal insulation of the opaque building envelope. However, quite often only a window replacement is done and the building envelope is left uninsulated. If there is no mechanical ventilation system installed which ensures continuous air exchange, new airtight windows usually lead to a reduced infiltration air exchanged and subsequently there may be moisture damage. A possible solution could be the integration of passive window ventilation openings (PWVO). This raises two questions: Firstly, can PWVOs guarantee the necessary ventilation rate to avoid moisture damage? Secondly, how do PWVOs compare to a ventilation system with heat recovery in terms of heating demand? This Article deals with passive window ventilation openings without heat recovery in flats with cross ventilation. Based on transient building simulation of a typical dwelling unit it is shown that the PWVOs by themselves cannot guarantee a sufficient ventilation rate for moisture control. With additional exhaust fans in the kitchen and bathroom(s) the required ventilation rate can be achieved. However, PWVOs with high air flow rates (approx. 15 m3/h at 2 Pa) must be used. Compared to PWVOs the installation of a ventilation system with heat recovery leads to energy savings of approx. 20 % in an uninsulated building. In a building where the building envelope has also been insulated, the savings would be approx. 60 %.

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Bei dezentralen Lüftungssystemen sollte neben hoher strömungsmechanischer und thermischer Effizienz auch eine möglichst kostengünstige Fertigung in Kombination mit hohem Funktionsumfang und geringen Betriebskosten erreicht werden. Darüber hinaus bietet sich bei dezentralen Lösungen die Möglichkeit, das System in der Gebäudehülle zu integrieren und somit Platz im Gebäude einzusparen. Mit dem Ziel, diese Anforderungen zu erfüllen, wurde der CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) entwickelt. Bei diesem System werden die Volumenströme für Ab-/Fortluft und Außen-/Zuluft durch nur einen Querstromventilator erzeugt, welcher simultan als regenerativer Wärmeübertrager fungiert. Durch die Konzentration dieser Aufgaben in einer einzigen Komponente und durch die Entwicklung eines optimierten Systemdesigns kann der CHRF sehr kompakt und flach ausgeführt werden. Ein Funktionsmuster des CHRF wurde auf Basis von numerischen sowie analytischen strömungsmechanischen und thermischen Berechnungen entwickelt und messtechnisch untersucht. Das Funktionsmuster, die Ergebnisse der messtechnischen Untersuchung sowie die Evaluierung der numerischen Simulation werden vorgestellt.

Development and measurement of a decentralized compact heat recovery fan.
In addition to a high aerodynamic and thermal efficiency, a cost-effective production combined with high functionality and low operating costs should be achieved for decentralized ventilation systems. Furthermore decentralized solutions can be integrated into the building envelope and thus saving space in the building. With the aim to meet these requirements the CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) was developed. In this system, the flow rates for extract/exhaust air and outdoor/supply air are generated by one cross-flow fan, which simultaneously acts as a regenerative heat exchanger. By concentrating these tasks in a single component and by the development of an optimized system design, the CHRF can be realized very compact and slim. A laboratory prototype of the CHRF was developed on the basis of numerical and analytical fluid mechanical and thermal calculations and investigated by measurement. The laboratory prototype, the results of experimental measurements and the evaluation of the numerical simulation are presented.

Bei dezentralen Lüftungssystemen sollte neben hoher strömungsmechanischer und thermischer Effizienz auch eine möglichst kostengünstige Fertigung in Kombination mit hohem Funktionsumfang und geringen Betriebskosten erreicht werden. Darüber hinaus bietet sich bei dezentralen Lösungen die Möglichkeit, das System in der Gebäudehülle zu integrieren und somit Platz im Gebäude einzusparen. Mit dem Ziel, diese Anforderungen zu erfüllen, wurde der CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) entwickelt. Bei diesem System werden die Volumenströme für Ab-/Fortluft und Außen-/Zuluft durch nur einen Querstromventilator erzeugt, welcher simultan als regenerativer Wärmeübertrager fungiert. Durch die Konzentration dieser Aufgaben in einer einzigen Komponente und durch die Entwicklung eines optimierten Systemdesigns kann der CHRF sehr kompakt und flach ausgeführt werden. Ein Funktionsmuster des CHRF wurde auf Basis von numerischen sowie analytischen strömungsmechanischen und thermischen Berechnungen entwickelt und messtechnisch untersucht. Das Funktionsmuster, die Ergebnisse der messtechnischen Untersuchung sowie die Evaluierung der numerischen Simulation werden vorgestellt.

Development and measurement of a decentralized compact heat recovery fan.
In addition to a high aerodynamic and thermal efficiency, a cost-effective production combined with high functionality and low operating costs should be achieved for decentralized ventilation systems. Furthermore decentralized solutions can be integrated into the building envelope and thus saving space in the building. With the aim to meet these requirements the CHRF (Counterflow Heat Recovery Fan) was developed. In this system, the flow rates for extract/exhaust air and outdoor/supply air are generated by one cross-flow fan, which simultaneously acts as a regenerative heat exchanger. By concentrating these tasks in a single component and by the development of an optimized system design, the CHRF can be realized very compact and slim. A laboratory prototype of the CHRF was developed on the basis of numerical and analytical fluid mechanical and thermal calculations and investigated by measurement. The laboratory prototype, the results of experimental measurements and the evaluation of the numerical simulation are presented.

Es wurden vier kommerziell erhältliche Beschichtungssysteme bestehend aus Grundierung und Deckschicht für den Fassaden- und Fensterbereich auf Fichtenholzproben appliziert. Bei diesen Systemen wurden in der Grundierung bzw. in der Deckschicht folgende Bindemittel eingesetzt: Alkydharze, Acrylate, Hybridsysteme, modifizierte PU-Systeme, Co-Polymere und mineralische Bindemittel. Jedes der vier Systeme wurde mit drei verschiedenen Schichtdicken aufgetragen und hinsichtlich des Wasserdampfdiffusionswiderstandes bewertet. Dabei erfolgten die Messungen im Dry-cup- und Wet-cup-Modus mit unterschiedlicher Ausrichtung der Probe im Diffusionsstrom. Die µ-Werte und die Diffusionskoeffizienten der Proben zeigten dabei eine deutliche Abhängigkeit von der Dicke der Beschichtung. Des Weiteren kann abgeleitet werden, dass bei steigender Materialfeuchte der Diffusionswiderstand sinkt. Systeme basierend auf Alkydharzen sind speziell bei tiefen Substratfeuchten (4 bis 6 %) sehr dicht und wirken sperrend gegenüber dem Wasserdampfdiffusionsstrom. Demgegenüber sind Systeme mit mineralischem Aufbau deutlich diffusionsoffener. Diese Systemabhängigkeit ist bei höheren Feuchten (22 bis 24 %) nicht mehr vorhanden, da in diesem Fall alle untersuchten Systeme ein diffusionsoffenes Verhalten zeigen.

Investigations on water vapour permeability of wood coatings for exterior use.
Four commercially available coating systems including primer and top coat for façades and windows were applied to spruce samples. The systems were based on alkyd resins, acrylates, hybrid systems, modified PU systems, co-polymers and mineral binders. Each of the four systems was applied with 3 different thicknesses for measuring the water vapour resistance. The measurements were done in the dry-cup and wet-cup mode and with different orientations of the sample in the diffusion flow. The µ-values and the diffusion coefficients show a clear correlation to the thickness of the coating. Further an increase of the moisture content reduces the vapour resistance. Systems based on alkyd resin are very closed and block the water vapour especially at low moisture contents (4-6 %). On the contrary systems based on mineral binders are much more open and let the vapour pass through. This dependency on the binder system is not obvious for higher moisture contents (22-24 %). In this case all analysed variations were vapour permeable.

Es wurden vier kommerziell erhältliche Beschichtungssysteme bestehend aus Grundierung und Deckschicht für den Fassaden- und Fensterbereich auf Fichtenholzproben appliziert. Bei diesen Systemen wurden in der Grundierung bzw. in der Deckschicht folgende Bindemittel eingesetzt: Alkydharze, Acrylate, Hybridsysteme, modifizierte PU-Systeme, Co-Polymere und mineralische Bindemittel. Jedes der vier Systeme wurde mit drei verschiedenen Schichtdicken aufgetragen und hinsichtlich des Wasserdampfdiffusionswiderstandes bewertet. Dabei erfolgten die Messungen im Dry-cup- und Wet-cup-Modus mit unterschiedlicher Ausrichtung der Probe im Diffusionsstrom. Die µ-Werte und die Diffusionskoeffizienten der Proben zeigten dabei eine deutliche Abhängigkeit von der Dicke der Beschichtung. Des Weiteren kann abgeleitet werden, dass bei steigender Materialfeuchte der Diffusionswiderstand sinkt. Systeme basierend auf Alkydharzen sind speziell bei tiefen Substratfeuchten (4 bis 6 %) sehr dicht und wirken sperrend gegenüber dem Wasserdampfdiffusionsstrom. Demgegenüber sind Systeme mit mineralischem Aufbau deutlich diffusionsoffener. Diese Systemabhängigkeit ist bei höheren Feuchten (22 bis 24 %) nicht mehr vorhanden, da in diesem Fall alle untersuchten Systeme ein diffusionsoffenes Verhalten zeigen.

Investigations on water vapour permeability of wood coatings for exterior use.
Four commercially available coating systems including primer and top coat for façades and windows were applied to spruce samples. The systems were based on alkyd resins, acrylates, hybrid systems, modified PU systems, co-polymers and mineral binders. Each of the four systems was applied with 3 different thicknesses for measuring the water vapour resistance. The measurements were done in the dry-cup and wet-cup mode and with different orientations of the sample in the diffusion flow. The µ-values and the diffusion coefficients show a clear correlation to the thickness of the coating. Further an increase of the moisture content reduces the vapour resistance. Systems based on alkyd resin are very closed and block the water vapour especially at low moisture contents (4-6 %). On the contrary systems based on mineral binders are much more open and let the vapour pass through. This dependency on the binder system is not obvious for higher moisture contents (22-24 %). In this case all analysed variations were vapour permeable.

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