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High-Tech-Standort mit innovativer Textilfassade von Schüco - In Waldbronn hat das Life-Science Unternehmen Agilent seinen bestehenden Unternehmensstandort durch ein modernes Kunden- und Technologiezentrum erweitert. Die Glasfassaden des pavillonartig gestalteten Neubaus erhielten einen strahlend weißen Rahmen durch die Schüco Textilfassade FACID. Diese bietet bei durchgehenden Flächen eine flexible Verschattung des Innenraums sowie nahezu ungestörtem Durchblick von innen nach außen. Weitere Highlights der Fassade: Bei Bedarf lässt sie sich dreidimensional formen, digital bedrucken oder auch austauschen, um das äußere Erscheinungsbild des Gebäudes ohne funktionelle Einschränkungen an veränderte Anforderungen anzupassen. Langlebig und multifunktional einsetzbar, bietet sie eine perfekte Verbindung von Ästhetik und Funktionalität. (Foto: Schüco International KG, Atelier Altenkirch)

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In diesem Beitrag wird die Nutzung von digitalen Gebäudemodellen im Rahmen von Serious Games und Virtual Reality (VR) untersucht. Ziel ist es, unter Verwendung offener Schnittstellen und Formate wie dem Standard der Industry Foundation Classes (IFC) ein interaktives, immersives und zugleich adaptives Szenario zu schaffen, welches es dem Nutzer ermöglicht, verschiedenste Aspekte in der virtuellen Umgebung zu erleben und zu üben. Der Fokus liegt auf der schnellen und unkomplizierten Erstellung einer solchen Anwendung, wobei der Prozess durch BIM-Methoden unterstützt wird. Das Vorgehen wird anschließend anhand eines Szenarios aus dem Bereich des Digital Civil Safety Engineering validiert.

BIM supported development of interactive, immersive VR scenarios using the example of firefighting.
This paper examines the usability of digital building models in the context of serious games and virtual reality (VR). Through the use of open and standardized interfaces and exchange formats such as the Industry Foundation Classes (IFC) the aim is to create an interactive, immersive and adaptive scenario which enables the user to experience and practice various aspects within the virtual environment. The focus lies on a prompt and simple design and implementation of such an application, supported by BIM methods. The approach is validated by means of a digital civil safety engineering scenario.

Wärmeübertragung und Wärmeverlustmechanismen von Anlagenkomponenten und ihrer Verteilnetzwerke haben entscheidenden Einfluss auf den Energieverbrauch und die thermische Behaglichkeit eines Gebäudes. Um diese Mechanismen in der befriedigenden Detailtiefe abbilden zu können, müssen geometrische Informationen berücksichtigt werden: die Rohr- oder Kanalverlegung im Gebäude, der Schichtaufbau von Rohrwänden und die Position von Verbraucherkomponenten im Raum oder den Raumumgrenzungsflächen. Der Artikel konzentriert sich auf die Integration solcher Modelle in eine dynamische Simulation mit hohem geometrischem Detailgrad. Die Bilanzgleichungen führen dabei auf große schwachbesetzte Systeme, und eine numerisch akkurate und effiziente Lösung der Bilanzgleichungen und der algebraischen Kopplungsgleichungen ist verpflichtend. Geeignete Algorithmen und ihre Umsetzung werden vorgestellt.

Integration of demand networks into dynamic building energy models.
Mechanisms of plant component heat transfer and heat loss have a large impact on building energy consumption and thermal comfort. With regard to a satisfying detail level, geometric information must be considered: the pipe or channel installation inside the building, the layer structure of pipe sheath and the location of the plant component inside the room or the room enclosing. The article focuses on integrating such models into a dynamic simulation with a high geometric detail level. The equations lead to large sparse systems, and the numerical solution of the balance equation and the coupled algebraic equations must be implemented in an accurate and efficient way. We introduce suitable algorithms and implementations.

Bei der Bewertung von energetischen Gebäudesimulationen, im Speziellen auf urbaner Ebene, können Methoden der Zeitreihenanalyse einen wichtigen Beitrag leisten. Besonders hinsichtlich des Vergleichs von Messungen und Simulationen zur Modellvalidierung bieten solche Methoden eine gute Hilfestellung, um Abweichungen sowohl zu bewerten als auch ihren Ursprung zu finden.
Dieser Beitrag bewertet auf Basis relativer und absoluter Kennzahlen in Kombination mit Prognose-Realisations-Diagrammen die thermische Gebäudesimulation einer Forschungsliegenschaft. Auch wenn die Kennzahlen eine gute Übereinstimmung von Simulation und Messung belegen, lässt sich mithilfe des Prognose-Realisations-Diagramms sowie eines Chi2-Tests und eines Korrelogramms weiteres Optimierungspotenzial identifizieren. Dieses betrifft vornehmlich die dynamische Berücksichtigung von Wärmenetzen und die detaillierte Abbildung der Nutzerinteraktion, im Speziellen hinsichtlich nutzerinduzierter Lüftung.

Methods of time series analysis for simulation-based urban scale evaluations.
Methods of time series analysis can support evaluating building performance simulations such as urban-scale simulations. In particular, for model verification, methods of time series analysis are crucial to evaluate deviations to measurement data and identify the deviation's origins.
Based on performance indicators in combination with forecast-realization diagrams, this paper evaluates the thermal simulation of a research campus. While all indicators proved the good accordance of hourly simulations and measurements, the forecast-realization diagram together with a Chi2-test and autocorrelation plots revealed further optimization potential in dynamic heating grid simulations and detailed consideration of occupancy and user-induced ventilation.

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The aim of this paper is to investigate possible patterns of the occupant behavior in residential buildings. Measurements were taken in multi-family buildings where several occupant-related variables were recorded. We chose and compared two different clustering methods: whole time series and features clustering (k-means algorithm). The mentioned methods were performed selecting two variables (window opening and indoor temperature) and tested with supervised learning methods. Results suggest that features clustering can perform better than whole time series. The representation of the occupant behavior through features is meant to be applied in future work regarding the optimization of control strategies in ventilation systems.

Eingruppierung des Nutzerverhaltens in Wohngebäuden: ein Methodenvergleich.
Ziel dieser Arbeit ist es, mögliche Muster des Nutzerverhaltens in Wohngebäuden zu erkennen. Von einem Mehrfamiliengebäude wurden zunächst Daten, die auf das Nutzerverhalten schließen lassen, über einen Zeitraum von zwei Jahren erfasst. Zur Auswertung wurden zwei Clustering-Methoden verglichen: das Clustering von Zeitreihen und die Features Clustering-Methode (mittels k-Means-Algorithmus). Die genannten Methoden wurden hauptsächlich mit zwei Variablen (Fensteröffnung und Innentemperatur) durchgeführt, und mit Machine Learning-Methoden getestet. Die Ergebnisse weisen auf eine bessere Performance der Features Clustering-Methode gegenüber dem Clustering von Zeitreihen hin. Die Darstellung des Nutzerverhaltens durch Feature Clustering wird in einer zukünftigen Arbeit als Teil einer Optimierung der Regelungsstrategien von Lüftungsanlagen genutzt.

Researchers in building science require detailed high-quality detailed data to systematically support building design and operation applications. Such data are required, amongst other things, to develop and verify models of people's presence and behavior in buildings that can be deployed in building performance simulation. Toward this end, open access data is of essential importance. An important prerequisite of pervasive data sharing is the availability of a systematic ontology and standardized data formats. To address this need, we previously introduced an ontology for the representation and incorporation of multiple layers of occupancy-related data obtained via building monitoring. In the present contribution, we use this ontology as a starting point toward identification and illustration of a hierarchical data format, suitable for managing data collections of different sizes and complexity.

Strukturierte Darstellung von nutzerbezogenen Gebäudedaten.
Ingenieure und Bauphysiker benötigen qualitativ hochwertige und detaillierte Daten für die systematische Unterstützung von Gebäudeentwurf und -betrieb. Derartige Daten werden unter anderem benötigt, um die für die Gebäudesimulation notwendigen Modelle der Nutzerpräsenz und des Nutzerverhaltens entwickeln und validieren zu können. Dabei ist eine wichtige Voraussetzung für den Datenaustausch das Vorhandensein geeigneter Ontologien und standardisierter Datenformate. Der vorliegende Beitrag präsentiert eine Ontologie sowie ein hierarchisches Datenformat zur Darstellung multipler nutzerbezogener Gebäudedaten beliebiger Größe und Komplexität.

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Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitforschung zu Forschungsvorhaben, die seitens des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Bereich “Energie in Gebäuden und Quartieren” zur korrespondierenden Forschungsinitiative ENERGIEWENDEBAUEN gefördert werden, sind mehr als 900 Projekte hinsichtlich ausgewählter Themen ausgewertet worden. Bei der wissenschaftlichen Querschnittsforschung handelt es sich um eine Methodik zur Analyse von Forschungsvorhaben auf der übergeordneten Ebene. Die resultierende Analyse liefert einen verbesserten Einblick in das nationale Forschungsgeschehen. Den Schwerpunkt der hier betrachteten Querauswertung bilden digitale Werkzeuge, und softwarebasierte Lösungsansätze im Kontext “Energie in Gebäude und Quartieren”. Neben einer eindeutigen terminologischen Abgrenzung werden die querschnittsübergreifende Relevanz von Tool- und Softwareentwicklungen im Rahmen von Forschungsprojekten, eine Typologie von softwarebasierten Lösungsansätzen, eine Tendenz zur Multiskalen-Modellierung, die programmiertechnische Umsetzung, Lizenzierungsmodelle und das digitale Ökosystem der Anwendung im Rahmen dieser Querschnittsanalyse betrachtet.

Status quo of digital tools and software-based solutions - Classification of developments and applications of the research initiative ENERGIEWENDEBAUEN.
As part of the accompanying research to the corresponding research initiative ENERGIEWENDEBAUEN, more than 900 research projects are analyzed with respect to various topics. The so-called scientific cross-sectional research is a methodology for the evaluation of research projects on superordinate level. The results provide insights into national research priorities. The initiative focusses on research projects around the topic of energy in buildings and city quarters. The research projects should enable the development of software-based solutions and the application of digital tools in this case. In addition to a clear terminological distinction, the cross-cutting relevance of software development in the context of research projects, a typology of software-based approaches, a trend towards multiscale modeling, the programming implementation, licensing models and the digital ecosystem of applications are discussed within this work.

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Höchste Ansprüche an Energieeffizienz und Ökologie erfüllen die technischen Gebäudestandards der neuen DAW-Firmenzentrale. Verwendet wurden raumklimatisch unbedenkliche Materialien, die zumeist aus dem eigenen Portfolio des Familienbetriebs stammen. Foto: Constantin Meyer, Köln/ Brückner & Brückner Architekten, Tirschenreuth Würzburg (Bericht siehe S. 404)

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In Sporthallen lässt die Akustik in vielen Fällen zu wünschen übrig. Oft beschweren sich die Betroffenen berechtigt über eine schlechte Akustik, geringe Sprachverständlichkeit und viel zu hohe Pegel. Dieser Beitrag behandelt Aspekte und Ansätze, mit denen sich die Anforderungen an die akustische Gestaltung von Sporthallen insgesamt besser erfüllen lassen. Raumakustisch ist eine schallabsorbierende Decke zwar gut, aber nicht ausreichend. Deutlich besser sind schallabsorbierende Flächen möglichst in allen drei Raumrichtungen, z. B. durch die Kombination von Decken und Prallwänden. Die analog zu Prallwänden gestalteten, aber akustisch doch etwas anders funktionierenden Geräteraumtore stellen dabei wirksame Tiefenabsorber dar. Die schallabsorbierende Eigenschaft von Trennvorhängen ist in Mehrfeld-Sporthallen eine sinnvolle Option. Sie sind großflächig und müssen keine Absorptionsrekorde brechen, um Pegel zu mindern und Flatterechos zu vermeiden. Der Schallschutz zwischen Teilhallen bleibt ein akustischer Dauerbrenner. Die untersuchten Maßnahmen sind unter realen Bedingungen umsetzbar und können bei guter Planung zu einer deutlichen Erhöhung der Schalldämmung zwischen den Teilhallen einer Sporthalle führen. Neben einer angemessenen Schallabsorption sollten die Elemente wie Sportböden und Prallwände, die bei der Nutzung selbst Lärm verursachen, möglichst leise sein. Hierzu liegen jetzt konkrete Messungen und erste Vorschläge zur akustischen Behandlung vor.

Elements and approaches for the acoustical design of sports halls
In sports halls, the acoustics often leave much to be desired. Those affected repeatedly express legitimate grievances about poor acoustics, low speech intelligibility and far too high noise levels. This paper will address a number of aspects and approaches which are effective to meet the overall acoustic requirements of sports halls more efficiently. In terms of room acoustics, the exclusive use of a highly sound-absorbing ceiling is beneficial, but still not sufficient. It is significantly more efficient to install the sound-absorbing surfaces if possible in all three directions, for example by combining their installation on ceilings and baffle walls. The doors of the equipment room, which are designed like baffle walls, yet are performing acoustically in a slightly different way, serve as low-frequency absorbers. The sound-absorbing property of partition curtains is a useful option in multi-field sports halls. They are large in area and do not need to break any absorption records to reduce noise levels and avoid flutter echoes. The sound insulation between separable parts of sports halls remains a long-running subject in the field of sports halls design. Therefore, measures were examined and presented which can be implemented in practice and, when planned carefully, significantly improve the sound insulation between the separable parts of sports halls. In addition to adequate sound absorption, elements such as sports floors and baffle walls, which cause noise during use, should be as quiet as possible. For this purpose, actual measurements and first suggestions for skilled acoustic treatment are now available.

Akustische Untersuchungen an Fassadenelementen in einem Windkanal können wichtige Erkenntnisse zu potentiellen Strömungsgeräuschen bei deren Überströmung liefern. Die Quellen für Strömungsgeräusche sind vielfältig und werden oft durch Löcher, Öffnungen, Kanten sowie vibrierende Teile verursacht. Sie können unter Umständen sehr vom Anströmwinkel und einer bestimmten Windgeschwindigkeit abhängig sein. Messungen an verschiedenen Fassadenelementen im Windkanal am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP zeigten auch, dass nicht zwangsläufig nur hohe Windgeschwindigkeiten zu Problemen führen. Gerade niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten, die zu bestimmten geometrischen Abmessungen passen, können ausgeprägte Lärmquellen bilden. Laut Beaufortskala entspricht eine Windstärke von 10 - 20 m/s schon einem starken bis stürmischen Wind. Bei solch hohen Windgeschwindigkeiten ist das allgemeine Hintergrundgeräusch bereits deutlich angehoben und Geräusche an Fassadenelementen können von diesem maskiert werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die meist sehr große Fläche von Fassaden. Wenn bereits an einem Fassadenausschnitt im Windkanal markante Strömungsgeräusche entstehen, ist eine weit höhere Schallabstrahlung am Gebäude zu erwarten. Ziel der akustischen Untersuchungen und Optimierungen an einer windüberströmten Fassade sollte dabei immer sein, sie in Einklang mit dem Design und der Konstruktion der Fassade zu bringen.

Noise sources at façades created by flow
Acoustic investigations at façade elements in a wind tunnel may come up with important findings concerning potential noise sources created by the flow. The sources of noise are manifold and are often caused by holes, openings, edges and vibrating parts. They are possibly very dependent on the angel of flow incidence and a certain flow velocity. Measurements at different façade elements in the wind tunnel of the Fraunhofer-Institute for Building Physics IBP showed also that not necessarily high flow velocities cause the problems. In contrast, low flow velocities that match to certain geometrical dimensions may cause decent sources of noise. A flow velocity of 10 - 20 m/s is already a strong or stormy wind when compared with the Beaufort scale. At such high wind velocities, the general noise level is already raised considerably and able to mask the additional noise of façade elements. A further and important aspect is the very big area of real façades. When already a distinctive flow noise occurs on a façade cutout in the wind tunnel, a much higher noise emission at the building can be expected. Finally, aim of the acoustic tests and optimizations on a wind exposed façade should always be to bring them in line with the design and construction of the façade.

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In modernen energieeffizienten Heizungsanlagen mit geringer Abgastemperatur kondensiert der beim Verbrennungsvorgang entstandene Wasserdampf im Abgasstrang und bildet in Verbindung mit den Abgasen korrosives Kondensat. Das Absorbermaterial für Abgasschalldämpfer muss somit akustische Eigenschaften mit chemischer Beständigkeit verbinden. Gemeinsam mit einem Hersteller von Abgasschalldämpfern und einem Hersteller von PTFE-Produkten wurde ein Schallabsorber entwickelt, der über die integralen Eigenschaften Kondensatbeständigkeit, Schallabsorption mittlerer und hoher Frequenzen, Reinigbarkeit und Wiederverwendbarkeit verfügt. Dieser Beitrag stellt die Ergebnisse des hierzu durchgeführten Forschungsvorhabens [1, 2] vor. Ausgehend von der Materialauswahl wird der Ansatz für eine nachhaltige Lösung des akustischen, ökologischen und letztlich auch ökonomischen Problems dargestellt. Im Labormaßstab wurden Muster von Absorbern erstellt und chemische sowie akustische Eigenschaften ermittelt. Anhand eines Materialmodells werden die Eingangsdaten für ein Absorbermodell abgeleitet. Modellrechnungen werden Messungen gegenübergestellt und diskutiert. Möglichkeiten zur Reinigbarkeit und Wiederverwertung des Schallabsorbers zeigt das Beispiel eines Schalldämpfers für Heizungsanlagen. Über den dargestellten Projektansatz hinaus weisen reinigbare und chemisch beständige Schallabsorber ein erhebliches Transferpotential in andere Marktbereiche wie der Medizintechnik und Lebensmittelindustrie auf.

Cleanable and chemically resistant Sound Absorbers
In modern energy-efficient heating systems with low waste gas temperature, the water vapor in the exhaust flow generated during the combustion process condenses and forms, in connection with the waste gas, corrosive condensate. Thus, the absorber material for exhaust silencers must combine chemical resistance with acoustic properties. In cooperation with a manufacturer of exhaust silencers as well as a manufacturer of PTFE products, Fraunhofer-IBP developed a sound absorber comprising of the integral properties of condensate resistance, sound absorption in the range of medium and high frequencies together with cleanability and reusability features. This paper presents the results of the research project carried out for this purpose [1, 2]. The approach for a sustainable solution to this acoustic, ecological and finally economic problem is presented that starts from the selection of materials. On a laboratory scale, patches of absorbers were created and their chemical and acoustic properties determined. The input data for the model of an absorber are derived using a material model. These calculations are compared with measurements and are discussed. Possibilities of cleanability and recycling of the sound absorber are illustrated with an example of a silencer for heating systems. The presented project approach for heating systems with cleanable and chemically resistant sound absorbers has a considerable potential for transfer in other sectors such as the medical and food industry.

Die Akustik von Hotels und Restaurants wurde bislang weder wissenschaftlich noch praktisch hinreichend untersucht. Qualitätsanforderungen und -anregungen gibt es zwar einige, wie die hierzulande etablierte Schallschutznorm oder die Klassifizierungs- und Zertifizierungssysteme. Zugleich verfolgen manche Hotelketten “Hausstandards”, so dass die Situation für Gäste, Hoteliers und Planer gleichermaßen unübersichtlich ist. Darüber hinaus muss jeder Akustik-Standard auch baulich und wirtschaftlich umsetzbar sein, so dass “viel hilft viel” nicht die alleinige Richtschnur bilden kann. Um in dieser Situation Antworten zu formulieren, wurden der Stand des Wissens bewertet, Hotelgäste und Hoteliers befragt und eine Reihe von schalltechnischen Messungen in bestehenden Hotels durchgeführt.

Guest Surveys and Acoustic Measurements in Hotels
The acoustics of hotels and restaurants have not been studied adequately so far, neither scientifically nor practically. Certainly, there are some requirements and suggestions regarding the quality, such as the sound insulation standard established in Germany, or the classification and certification systems. Yet, some hotel chains are following “house standards” which is leading to a confusing situation for guests, hoteliers and planners alike. In addition, every acoustic standard must be implementable both structurally and economically, so that the motto “the more the better” cannot be the sole guiding principle. In order to develop answers in this situation, the current state of knowledge was evaluated, hotel guests and hoteliers were interviewed, and a series of sound measurements were carried out in existing hotels.

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Menschen, welche bspw. aufgrund von Hörstörungen oder eingeschränkten Sprachkenntnissen ein erhöhtes Bedürfnis für gute Hörsamkeit haben, sollten in der Erfüllung dieses Bedürfnisses von der raumakustischen Umgebung unterstützt werden. In der Neufassung der DIN 18041 aus dem Jahr 2016 werden daher Anforderungen an die Nachhallzeit definiert, die je nach Nutzergruppe und Nutzungskontext eines Raumes das Hörverstehen optimal unterstützen sollen. Die in dieser Norm festgelegten Anforderungen basieren auf der Annahme, dass in den oben beschriebenen Fällen von Inklusion eine Verringerung der Nachhallzeit zu einem verbesserten Sprachverstehen führt. Das Projekt “Wirkungen von Nachhall in Bildungsräumen” beschäftigt sich mit der Frage, ob empirisch nachgewiesen werden kann, dass die Anwendung der DIN 18041: 2016 diese Anforderung in der Praxis erfüllt, d. h. ob die definierten Zielwerte ausreichen, um dem Thema Inklusion aus raumakustischer Sicht gerecht zu werden. Die Forschungsfrage wurde sowohl in einer Literaturstudie als auch über die empirische Evaluation in einen Hörversuch adressiert. In diesem Artikel werden die Ergebnisse der Literaturrecherche berichtet.

Effects of reverberation time in educational spaces
Individuals with an increased need for good hearing (e.g. due to hearing impairments or limited language skills) should be supported by the spatial situation to deal with their disadvantage. Therefore, in DIN 18041: 2016 requirements for the reverberation time are defined which should support audibility depending on the user group and context of use of a room. The requirements defined in DIN 18041: 2016 are based on the assumption that a reduction of the reverberation time leads to improved audibility when considering inclusion. The project “Effects of Reverberation time in Educational Spaces” deals with the question of whether it can be empirically proven that the application of DIN 18041: 2016 meets this requirement in practice, that is, whether the defined requirements are sufficient to meet the topic of inclusion from a room acoustical point of view. The research question was addressed by a literature review and a listening test. In this article the results of the literature review are reported.