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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Kühn, Bertram; Hoyer, NatalieIdentifikation alter Stahlsorten: Überarbeitung der Werkstoffabschnitte in der Richtlinie 805 der Deutschen Bahn AGStahlbau2/202176-83Aufsätze

Kurzfassung

Der Schwerpunkt im Bausektor hat sich in den letzten Jahren zunehmend auf den Bereich des Bauens im Bestand konzentriert. Während für die Planung und Konstruktion neuer Bauwerke die erforderlichen Eigenschaften von Baustählen den gültigen Lieferbedingungen entnommen werden können, dienen zur Orientierung bei der Bewertung alter Baukonstruktionen vornehmlich vorhandene Bauwerksunterlagen. Für zahlreiche Brückenbauwerke, die um das Jahr 1900 herum errichtet wurden, liegen jedoch z. T. keine oder unvollständige Bestandsunterlagen vor, weswegen die zum Bau verwendete Stahlsorte oftmals unbekannt ist. Erschwerend kommt hinzu, dass im Laufe der Zeit verschiedene Änderungen an Tragwerken vorgenommen wurden, welche z. T. nicht in den Bestandsunterlagen dokumentiert sind. Im Bahnsektor finden sich deshalb in der Modulfamilie 805 neben wichtigen Hinweisen zur “Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken” auch Angaben zur Materialidentifikation. Kürzlich wurde von der DB Netz AG eine grundhafte Überarbeitung der Richtlinie beschlossen. Ein Teil dieser Überarbeitung befasst sich mit dem Fall, dass auch ohne Bestandsunterlagen eine Zuordnung des vorliegenden Materials vorgenommen werden kann. Hierzu wurden die in der Richtlinie gegebenen Materialkennwerte von Altstahl validiert und angepasst sowie ein Vorschlag erarbeitet, unter welchen Bedingungen und Vorgaben wie genau solche Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Der vorliegende Aufsatz beschreibt die wesentlichen Neuerungen.

Identification of old steel: Refinements of the section dealing with material characteristics according to the guideline 805 of the German railway
In recent years, in building sector the focus is increasingly more on the assessment and retrofitting of existing structures. While required properties of available steel grades for new structures can be taken from technically delivery standards, the evaluation of old structures is primarily based on its documentation. Since partly no or only incomplete records about numerous bridge structures built around 1900 exist, the steel grade used for construction often is unknown. To make matters worse, various changes were made over the years, which sometimes were not documented. Therefore, for railway bridges the guideline 805 “Assessment of existing railway bridges” includes information for material identification. Recently DB Netz AG decided to fundamentally revise the mentioned regulation. In order to be able to classify the material even without sufficient documentation, both the material data and the material properties of old steel were validated and adjusted. Furthermore, some new hints were included in which situation, using which specific methods and process a further investigation of the material is recommended. The following article deals with the main refinements.

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Steffen, SaschaHistorie der Ril 805 "Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken"Stahlbau2/202184-92Aufsätze

Kurzfassung

Im Eisenbahnnetz der DB Netz AG befinden sich über 25 000 Eisenbahnbrücken, die sich wiederum aus ca. 83 000 Überbauten zusammensetzen. 5,5 % dieser Bauwerke sind nach dem Jahr 2003 gebaut worden. Um ältere Konstruktionen, die tw. bereits über 100 Jahre durch die Eisenbahn genutzt werden, nach heutigen Maßstäben beurteilen zu können, steht mit der Richtlinie 805 “Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken” (Ril 805) ein entsprechendes Hilfsmittel zur Verfügung. Im nachfolgenden Aufsatz wird chronologisch auf die Entwicklung des Eisenbahnnetzes eingegangen. Mit Fokus auf die bestehenden Eisenbahnbrücken aus Stahl wird dargestellt, wie auf die sich ergebenden Änderungen reagiert wurde, die schließlich zur heutigen Ril 805 geführt haben. Abschließend wird noch auf die aktuellen bzw. zukünftigen Aufgaben in diesem Zusammenhang eingegangen.

History of the Ril 805 “Structural safety of existing railway bridges”
Over 25 000 railway bridges belong to the railway network of DB Netz AG, which are divided in nearly 83 000 substructures. 5.5 % of these structures were built after 2003. To be able to assess older constructions, that in some cases have been in use for rail traffic for over 100 years, according to today's standards, guideline 805 “Structural safety of existing railway bridges” (Ril 805) gives corresponding aid.
The following text describes chronologically the development of the railway network. With focus on existing steel railway bridges, it shows how the resulting changes were addressed and ultimately result into today's Ril 805. Finally, the current and future tasks in this context will be discussed.

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Mensinger, Martin; Rengstl, Mathias; Heiderich, Sabine; Reissmüller, David; Siebert, DorinaÜberarbeitung des Betriebszeitintervallnachweises der Ril 805Stahlbau2/202193-104Aufsätze

Kurzfassung

Der Betriebszeitintervallnachweis der Ril 805 auf Basis bruchmechanischer Konzepte dient der Ermittlung sicherer Betriebszeitintervalle für bestehende genietete Eisenbahnbrücken. Derzeit wird dieser überarbeitet und an den aktuellen Stand der Normung in den Eurocodes angepasst. Für eine praxistaugliche Anwendung werden Tonnagefaktoren bereitgestellt, welche sowohl die Einflüsse aus Rissmodell, Material und Belastung als auch die Ausnutzung im Spannungsnachweis berücksichtigen. In diesem Aufsatz werden die Grundlagen des bruchmechanischen Konzepts und das Vorgehen bei der Bestimmung des Tonnagefaktors erläutert. Dabei wird auch auf die zugrunde gelegten Materialparameter, Belastungs-Zeitfolgen und Rissfortschrittsberechnungen eingegangen und der Einfluss div. Parameter untersucht. Nach der Vorstellung des resultierenden Nachweiskonzepts (zur Festlegung sicherer Betriebszeitintervalle) wird die Anwendung abschließend anhand eines Beispiels demonstriert.

Adaptation of the operating time interval verification of Ril 805
The operating time interval verification of the Ril 805 based on fracture mechanics concepts is used to determine safe operating time intervals for existing riveted railway bridge structures. Currently it is under revision and adapted to the current state of the load models defined by the Eurocode. For a practical application tonnage factors are provided, which consider the influences of crack model, material, load and utilization in the stress analysis. In this article the basics of the fracture mechanical concept and the procedure for the determination of the tonnage factor are explained. The underlying material parameters, load-time sequences and crack propagation calculations are also discussed and the influence of various parameters is examined. After the presentation of the resulting verification concept (for the determination of safe operating time intervals) the application is finally demonstrated with the help of an example.

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New approach for the design shear resistance of headed studs in profiled steel sheeting with ribs transverse to supporting beamStahlbau2/2021105Empfehlungen der Redaktion

Kurzfassung

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Ungermann, Dieter; Hatke, Peter; Knyazeva, Marina; Walther, Frank; Lebelt, Peter; Gehrke, JörgInnovationen zum optimalen Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und VerbundbrückenbauStahlbau2/2021106-115Aufsätze

Kurzfassung

Im Rahmen des gleichnamigen Forschungsprojekts “Innovationen zum optimalen Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau” wurden wesentliche Aspekte zur besseren Anwendung des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau untersucht. Neben aktuellen Analysen zur Bildung der korrosionshemmenden Deckschicht in der heutigen Atmosphäre erfolgte die Qualifizierung zweier geometrieunabhängiger und zerstörungsfreier Messtechniken zur Rissdetektion unterhalb der kompakten Deckschicht und deren Verifizierung an realen Brückenbauwerken. Außerdem wurden Untersuchungen zur Optimierung der Haftreibungszahlen gleitfest vorgespannter Verbindungen von wetterfestem Baustahl durchgeführt. Grundsätzlich bietet der Einsatz von wetterfestem Baustahl durch die natürliche Bildung seiner fest haftenden und korrosionshemmenden Deckschicht sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile im Vergleich zu organisch beschichtetem Baustahl, insbesondere bezogen auf die heutigen Nutzungsdauern im Brückenbau. In diesem Aufsatz sind die wesentlichen Forschungsergebnisse zusammengefasst, um den nachhaltigen Einsatz und die Vorzüge von wetterfestem Baustahl im Stahl- und Verbundbrückenbau unter den Einsatzbedingungen der aktuellen natürlichen Atmosphäre zu belegen.

Innovations for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction
The research project “Innovations for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction” investigated essential aspects for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction. In addition to current investigations on the formation of the corrosion-inhibiting surface layer in the current atmosphere, the qualification of two geometry-independent and non-destructive measuring techniques for crack detection underneath the compact surface layer and their verification on real bridge structures was carried out. Furthermore, tests for the optimization of the slip factor of slip-resistant prestressed connections of weathering steel were carried out. Basically, the use of weathering steel offers both economic and ecological advantages compared to organically coated structural steel by the formation of its firmly adhering and corrosion-inhibiting surface layer, especially with regard to the present service life in bridge construction. This article summarises the main research findings to demonstrate the sustainable use and advantages of weathering steel in steel and composite bridge construction under the conditions of use in the current natural atmosphere.

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Lechner, Thomas; Schmitt, Victor; Fischer, Oliver; Kempf, JohannesModulbauweisen im Verbundbrückenbau - Rückblick und aktuelle Tendenzen beim Bau von Brücken mit kleinen und mittleren SpannweitenStahlbau2/2021116-127Aufsätze

Kurzfassung

Die modulare Konstruktion von Brückenbauwerken stellt in vielen Ländern mittlerweile den anerkannten Stand der Technik dar und wird dort stetig eingesetzt und weiterentwickelt. Insbesondere im europäischen Ausland, in den USA und im asiatischen Raum wird bereits eine Vielzahl der neuen Brücken in Segmentbauweise aus Stahlbeton- oder Spannbetonfertigteilen errichtet. Auch modulare Bauweisen in Stahlverbund kommen zum Einsatz. Die Vorteile von Modulbauweisen im Brückenbau liegen neben der qualitativ hochwertigen Fertigung der Einzelteile im Werk insbesondere in der deutlich verkürzten Bauzeit. Vor allem mit Blick auf das hoch ausgelastete Straßennetz werden auch in Deutschland (insbesondere für Ersatzneubauten) Entwürfe benötigt, die in kurzer Bauzeit bei minimaler Beeinträchtigung der Umwelt und des Verkehrs realisiert werden können. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Modulbauweisen für den Verbundbrückenbau vorgestellt. Es wird zunächst ein kurzer Rückblick gegeben, bevor auf aktuelle Tendenzen und neue Entwicklungen eingegangen wird.

Modular construction methods in composite bridge construction - review and current developments for bridges with small and medium spans
The modular construction of bridge structures is now the recognized state of the art in many countries and is used there on a regular basis. Especially in other European countries and the USA, a large number of new bridges are already being built in segmented construction from reinforced or pre-stressed concrete elements. Modular steel-composite construction methods are also used. The advantages of modular bridge construction are the high-quality production of the individual components in the factory and, in particular, the significantly reduced construction time. Especially in view of the highly utilized road network, designs are also needed in Germany that can be realized in a short construction time with minimal impact on the environment and traffic. In this paper different modular designs for composite bridge construction will be presented. First a short review is given before current trends and new developments are discussed.

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Genoa San Giorgio Bridge - The realization of an iconic artifactStahlbau2/2021127Empfehlungen der Redaktion

Kurzfassung

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Kühne, Jens; Gündel, Max; Ebert, Carsten; Colomer, CarlesDie Digitalisierung der Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen und Brücken im VergleichStahlbau2/2021128-137Aufsätze

Kurzfassung

Bisher hat die Digitalisierung im Bauwesen überwiegend im Hinblick auf die Planungsprozesse stattgefunden. In den übrigen Phasen des Lebenszyklus eines Bauwerks wie Erstellung, Betrieb und Rückbau ist die Digitalisierung hingegen nur punktuell oder noch gar nicht erfolgt. Dabei sind gerade für die Betriebsphase digitale Technologien wie Drohnenbefliegungen mit verschiedenen optischen Sensoren und Monitoringsysteme verfügbar, mit denen ein effizienteres Wartungs- und Instandhaltungsmanagement erreicht werden kann. Im Bauwesen werden diese Möglichkeiten bisher nur wenig genutzt. Ganz anders sieht es in der Windbranche aus: Hier ist der Einsatz intelligenter Überwachungssysteme fester Bestandteil der Erhaltungsstrategien und Drohnenbefliegungen werden verstärkt in Inspektionskonzepte einbezogen. In diesem Beitrag werden diese digitalen Technologien an sechs Aspekten bez. ihrer Einsatzmöglichkeiten für Windenergieanlagen und Brücken diskutiert sowie Chancen und Risiken beim Technologietransfer aufgezeigt.

A comparison of digitalisation of structural monitoring of wind turbines and bridges
Until now, digitalisation in civil engineering has been mainly occurred with regard to the planning processes. In the other life cycle phases of structures, such as construction, operation and dismantling digitalisation has taken place only sporadically, or not at all. However, especially for the operation phase digital technologies such as drone flights with several optical sensors and monitoring systems are available, which improve the efficiency of the maintenance management. These capabilities are only applied rarely in civil engineering. The situation is quite different in the wind industry: Here, intelligent monitoring systems are inherent part of maintenance strategies and drone flights are increasingly becoming a substantial part of inspection concepts. In this paper, six aspects of digital technologies are discussed in terms of possible applications for wind turbines and bridges. In addition, opportunities and risks for the technology transfer are illustrated.

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A wavelet-based approach for describing the mechanical behaviour of cellular beamsStahlbau2/2021137Empfehlungen der Redaktion

Kurzfassung

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Pelke, Eberhard; Kurrer, Karl-EugenHerstellung und Montage der Stahlgroßbrücken von 1850 bis 1900 - Entwicklung der Brückenmontage (Teil 1) - Montage im StahlbrückenbauStahlbau2/2021138-143Berichte

Kurzfassung

Dem langjährigen Montageleiter der Hein, Lehmann AG Herrn Dipl.-Ing. Paul Stern gewidmet
Die Grundprinzipien der Montage von Brücken mit und ohne Rüstung sind zwischen 1850 und 1870 rasch gefunden. Die ursprünglichen Regiebetriebe Deutschlands wachsen in wenigen Jahrzehnten zu industriellen Brückenbauanstalten heran. Dank des Aufbaus einer arbeitsteiligen Produktionskette von Materialanlieferung - Konstruktion - Herstellung - Versand - Montage werden sie um die Jahrhundertwende zum wesentlichen Innovationstreiber des deutschen Großbrückenbaus. Um 1900 finden die Montageverfahren in der großen Industrie des Stahlbrückenbaus ihre klassische Ausprägung.

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Update on the revision of Eurocode 3 - Evolution by improvement and harmonizationStahlbau2/2021143Empfehlungen der Redaktion

Kurzfassung

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Stahlbau aktuell 2/2021Stahlbau2/2021145-152Stahlbau aktuell

Kurzfassung

Stahlbau Quiz:
Stahlbau Quiz 2020 - Wer weiß es noch?

Aktuelles:
Deutsche Bahn hat DBS 918005 aktualisiert
Ausgepackt! Die Neue Nationalgalerie erstrahlt in altem Glanz

Wettbewerbe:
Oodi Central Library in Helsinki gewinnt Detail Preis 2020
Videos zum Deutschen Ingenieurbaupreis 2020 verfügbar

Tagungen & Veranstaltungen:
International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures 2022 in Aveiro, Portugal
Structural member stability in the second generation of Eurocode 3
STCO Online-Live-Seminar #2 mit Prof. Knobloch, Prof. Kuhlmann, Prof. Taras

Rezension:
Brücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2020
Seeßelbergs Klassiker “Kranbahnen” in 6. Auflage erschienen

Einen Besuch wert:
Landmarke Lausitzer Seenland

IFBS news:
IFBS-Factsheet zur Kennzeichnung im Metallleichtbau aktualisiert
Neues IFBS-Factsheet zur EU-Bauproduktenverordnung

ÖSTV News:
Neue ÖSTV-Richtline Befestigungstechnik - Dübeltechnik

SZS steel news:
Schweizer steelday+ am 7. Oktober 2021 im Stadion Wankdorf Bern

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau2/2021153Veranstaltungskalender

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Ernst & Sohn (Hrsg.)UBB 2/2021 - GesamtausgabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft2/20211-32Gesamtausgabe

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Titelbild: Bauphysik 1/2021Bauphysik1/2021Titelbild

Kurzfassung

Zum Titelbild:
Das Aktivhotel Inselsberg im Thüringer Wald wurde auf einer Fläche von 1.300 m2 mit Natur-Klimadecken aus Hochleistungs-Lehmmodulen von AgrillaTherm ausgestattet. Zu den Vorzügen des Heizens von der Deckenfläche aus zählen eine höhere Reaktionsschnelligkeit im Vergleich zur Fußbodenheizung, da Möbel oder Bodenbeläge nicht die Effizienz mindern. Auch wird der nahezu hundertprozentige Anteil an Strahlungswärme als sehr angenehm empfunden und Staubverwirbelungen gehören der Vergangenheit an. - Ein Raumklima, das auch Allergiker oder Menschen mit Atemwegserkrankungen frei atmen lässt.
(Foto: Aktivhotel Inselsberg)

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Inhalt: Bauphysik 1/2021Bauphysik1/2021Inhalt

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Bauphysik: Jahresinhaltsverzeichnis des 42. Jahrgangs 2020Bauphysik1/2021Jahresinhaltsverzeichnis

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

Kurzfassung

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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Neufassung DIN 4108-4 mit neuen Bemessungsgrundlagen für Kork beim WärmeschutzBauphysik1/202111Technische Regelsetzung

Kurzfassung

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Horst, Patricia; Messari-Becker, LamiaKommunale Sporthallen in Deutschland - Bestandssituation und PerspektivenBauphysik1/202112-17Aufsätze

Kurzfassung

Sportstätten haben sowohl im Hinblick auf ihre soziokulturelle Funktion als auch aus Sicht des gebäudebezogenen Umwelt- und Klimaschutzes eine besondere Bedeutung. Den größten Anteil deutscher Sportstätten bilden Sporthallen, die vorwiegend durch die Kommunen betrieben werden und größtenteils zu Zeiten des Goldenen Plans (1960/70er-Jahre) erbaut wurden. Um die positiven Effekte auf das Sporttreiben und somit auf die Lebensqualität sowie auf das Erreichen der gebäudebezogenen Umwelt- und Klimaschutzziele nutzen zu können, bedarf es einer definierten Quantität und Qualität dieser Anlagen. Inwieweit die Sportstätten - insbesondere kommunale Sporthallen - den quantitativen und qualitativen Bedarf decken können und welche Perspektiven für den Sporthallenbestand aus Sicht der Nachhaltigkeit resultieren, wird im folgenden Aufsatz diskutiert.

Municipal sports halls in Germany - Current situation and perspectives
Sports facilities have a special socio-cultural significance as well as an important role with regard to environmental and climate protection in the building sector.
The largest share of German sports facilities are sports halls, which are mainly operated by the municipalities and were mostly built during the so-called Golden Plan (1960/70s). In order to take advantage of the positive effects of sports on the quality of life and to activate the CO2 reduction potential of sports facilities, a certain quantity and quality of these buildings is required.
The following article discusses the extent to which sports facilities - especially municipal sports halls - can meet the quantitative and qualitative requirements and which perspectives for existing sports halls result from a sustainability perspective.

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Neubauer, Reinhard O.Schalldämmung und Schallschutz - Vergleich von bewertetem Bau-Schalldämm-Maß R'w und bewerteter Standard-Schallpegeldifferenz DnT, wBauphysik1/202118-26Aufsätze

Kurzfassung

In DIN 4109 wird die Schalldämmung, ausgedrückt mit der kennzeichnenden Größe R'w, zur Beschreibung des Schallschutzes verwendet. Schalldämmung und Schallschutz beschreiben jedoch unterschiedliche Sachverhalte. Die Schalldämmung kennzeichnet eine Qualität eines Trennbauteils als “Widerstand” mit der kennzeichnenden Größe “Schalldämm-Maß, R” und der Schallschutz beschreibt eine Qualität des Schutzes zwischen zwei Räumen vor Schallübertragungen und wird mit der kennzeichnenden Größe “Schallpegeldifferenz, D” ausgedrückt. Durch Vergleich beider Kenngrößen wird klar, dass ein Unterschied bestehen muss, der sich nicht nur algebraisch in den Gleichungen darstellen lässt. Werden gleiche Räume objektiv und subjektiv untersucht, zeigen sich Unterschiede sowohl in der Einzahlangabe als auch in der Wahrnehmung. Insbesondere im Hörvergleich hat sich gezeigt, dass das bewertete Schalldämm-Maß (R'w) uneinheitlich in subjektiver Hinsicht bewertet wird, wohingegen die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz (DnT, w) eine deutliche “Korrelation” zeigt.

Sound insulation and soundproofing. Comparison of weighted normalized apparent sound reduction index R'w and weighted standardized level difference DnT, w
In the German standard DIN 4109, sound insulation, expressed by the characteristic quantity “R'w”, is used to indicate soundproofing. However, sound insulation and soundproofing describe different facts. Sound insulation indicates a quality of a separating element as “resistance” with the characteristic quantity “sound reduction index, R” and soundproofing describes a quality of protection between two rooms against sound transmissions and is expressed by the characteristic quantity “level difference, D”. By comparing the two measures, it becomes clear that there must be a “difference” that can be represented not only algebraically in the equations. If the same rooms are examined objectively and subjectively, differences can be seen in both the number indication and the perception. In particular, it has been shown that the the rated normalized apparent sound reduction index (R'w) is assessed inconsistently in subjective terms, whereas the rated standardized level difference (DnT, w) shows a strong “correlation”.

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Hoffmann, Sabine; Kheybari, Abolfazl GanjiUntersuchungen zum sommerlichen Wärmeschutz - Teil 1: Vergleich der Nachweisverfahren unter Berücksichtigung zukünftiger KlimadatenBauphysik1/202127-35Aufsätze

Kurzfassung

In einer dreiteiligen Artikelreihe wird der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes mit verschiedenen Methoden und unterschiedlichen Randbedingungen untersucht. Während Teil 1 die herkömmlichen Verfahren nach DIN 4108-2 miteinander vergleicht und unter dem Aspekt der sich verändernden Klimabedingungen betrachtet, beschäftigt sich Teil 2 mit mehrdimensionalen Simulationsansätzen für Sonnenschutz. In Teil 3 werden zusätzlich Modellierungsverfahren vorgestellt, die für die korrekte Wiedergabe spezieller Geometrien und hoch reflektierender Materialien bei Verschattungssystemen von Bedeutung sind.
Im vorliegenden Teil 1 der Artikelreihe wird eine Analyse der herkömmlichen Nachweisverfahren, nämlich des Tabellenverfahrens mit Sonneneintragskennwert sowie der dynamischen Gebäudesimulation, durchgeführt. Beide Methoden werden im Hinblick auf die Auswirkungen wichtiger Aspekte und Maßnahmen des sommerlichen Wärmeschutzes (Klimaregion, Orientierung, Fensterflächenanteil, Lüftung, thermische Masse, Sonnenschutz) untersucht und mit einander verglichen. Für die Gebäudesimulation werden neben dem vorgeschriebenen Klimadatensatz (TRY 2010) auch Zukunftsklimadaten verwendet, die den Zeitraum 2021 - 2050 repräsentieren (TRY 2035).

Investigation on thermal protection in summer - part 1: Comparison of the evaluation methods taking into account future climate data
A series of three articles investigates the thermal protection of buildings in summer using different methods and boundary conditions. Part 1 compares the code compliance methods prescribed by DIN 4108-2 and considers future climate data. Part 2 deals with multi-dimensional approaches to model shading systems. Part 3 presents a new approach to model shading systems that consist of non-standard geometries and highly reflective materials.
In part 1 an analysis of the existing code compliance methods is conducted, in particular of the simplified table-based method and the simulation-based approach. Both methods are assessed and compared regarding the impact of important aspects and measures (climate region, orientation, window-to-wall ration, ventilation, thermal mass, shading systems). In the dynamic simulation not only the current weather data (TRY 2010) but also weather data describing the period from 2021 to 2050 (TRY2035) are used.

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

Kurzfassung

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

Kurzfassung

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

Kurzfassung

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