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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Ernst & Sohn (Hrsg.)UBB 12/2020 - GesamtausgabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20201-36Gesamtausgabe

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Titelbild: Bauphysik 1/2021Bauphysik1/2021Titelbild

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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

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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

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

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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

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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

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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

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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

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

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

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

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

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

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

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBauphysik1/202170Veranstaltungen

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Titelbild: Bautechnik 1/2021Bautechnik1/2021Titelbild

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Zum Titelbild:
Das Bild zeigt die “Rock and Roll Hall of Fame” und das dazugehörige Museum in Cleveland, United States.
Foto: Lance Anderson/Unsplash

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Bautechnik: Jahresinhaltsverzeichnis des 97. Jahrgangs 2020Bautechnik1/2021Jahresinhaltsverzeichnis

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Inhalt: Bautechnik 1/2021Bautechnik1/2021Inhalt

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Grünthal, Gottfried; Bosse, ChristianUnterschiede, Beziehungen und Gemeinsamkeiten der Erdbebenkarten nach bisherigem und neuem Nationalen Anhang zum Eurocode 8 - Erdbebenzonenkarte nach DIN EN 1998-1/NA:2011-01 und Karte der spektralen Antwortbodenbeschleunigungen nach E DIN EN 1998-1/NA:2018-10Bautechnik1/20211-15Aufsätze

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Die Karte der spektralen elastischen Antwortbodenbeschleunigungen zum Entwurf des neuen Nationalen Anhangs zum EC 8 (E DIN EN 1998-1/NA:2018-10) hat in Anwenderkreisen einige Diskussionen ausgelöst. Diese bezogen sich insbesondere auf den Vergleich zur Erdbebenzonenkarte des bisherigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1998-1/NA:2011-01). Grundsätzlich ist zu betonen, dass ein direkter Zusammenhang zwischen den beiden Karten nicht hergestellt werden kann, da diese auf sehr unterschiedlichen Parametrisierungen basieren. Um für weitere Diskussionen eine sachliche Grundlage zu schaffen, werden in diesem Beitrag die grundlegenden Charakteristika beider Berechnungsmodelle, d. h. zu den Erdbebenkarten des bisherigen und des neuen NA, gegenübergestellt. Des Weiteren werden vier Varianten vorgestellt, wie zumindest auf indirektem Wege die beiden unterschiedlichen Kartentypen in Beziehung gesetzt werden können. Im Ergebnis zeigen die Varianten, dass sie einem gemeinsamen Trend folgen.

Differences, relationships and similarities between the earthquake maps according to the previous and the new National Annex to Eurocode 8 - Earthquake zone map according to DIN EN 1998-1/NA:2011-01 and map of spectral response ground accelerations according to E DIN EN 1998-1/NA:2018-10
The map of the spectral elastic response ground accelerations for the draft of the new National Annex to EC 8 (E DIN EN 1998-1/NA:2018-10) has triggered some discussion. These were related to the comparison with the earthquake zone map of the previous National Annex (DIN EN 1998 1/NA:2011-01). Basically, it has to be emphasized that a direct connection between the two maps cannot be established, since they are based on very different parameterizations. In order to provide a factual basis for further discussions, this article compares the basic characteristics of both calculation models, i.e. the earthquake maps of the previous and the new NA. In addition, four variants are presented to show how the two different map types can be related, at least indirectly. For this purpose, basic limitations associated with such relationships are described. As a result, the variants show that they follow a common trend, apart from a few systematic deviations, both to smaller and to larger values.

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Grünthal, GottfriedVergleich der neuen Erdbebengefährdungskarten der Schweiz, Deutschlands, Österreichs und Frankreichs für die Nationalen Anhänge zum Eurocode 8Bautechnik1/202117-20Aufsätze

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Der Vergleich der neuen Erdbebengefährdungskarten für die Schweiz, Deutschland, Österreich und für Frankreich, die für die Nationalen Anhänge zum Eurocode 8 entwickelt wurden, ist Gegenstand dieser Studie. Die vorgestellte gemeinsame Karte überdeckt den südlichen Teil Deutschlands samt angrenzender Gebiete der genannten Nachbarländer. Die Parametrisierung der Karte erfolgt für die Spitzenbodenbeschleunigung, für eine mittlere Wiederholungsperiode von 475 Jahren, für Medianwerte und für einen Untergrund mit einer mittleren Scherwellengeschwindigkeit der obersten 30 m von 800 m/s. Entlang des Grenzverlaufs zwischen Deutschland und den südlichen Nachbarländern zeigen die Konturlinien der unabhängig voneinander berechneten Erdbebengefährdungskarten insgesamt eine erstaunlich gute Übereinstimmung. Das gilt insbesondere für Gebiete relativ erhöhter Erdbebengefährdung. Diese gute bis sehr gute Übereinstimmung kann als Indiz für die Belastbarkeit der Einschätzungen angesehen werden.

Comparison of the new seismic hazard maps of Switzerland, Germany, Austria and France for the National Annexes to Eurocode 8
The comparison of the new seismic hazard maps for Switzerland, Germany, Austria and France, which were developed for the National Annexes to Eurocode 8, is the subject of this study. The presented common map covers the southern part of Germany together with adjacent areas of the mentioned neighbouring countries. The map is parameterised for peak soil acceleration (PGA), for a mean return period of 475 years, for median values and for a subsoil with a mean shear wave velocity of the uppermost 30 m of 800 m/s. Along the boundary between Germany and its southern neighbours, the contour lines of the independently calculated seismic hazard maps show an astonishingly good overall agreement. Slightly more significant deviations are only observed for areas with lower seismic hazard. This good to very good agreement can be seen as an indication of the resilience and thus realistic assessments.

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Bewerbungsstart für den Bundespreis Koop.Stadt der Nationalen StadtentwicklungspolitikBautechnik1/202120Wettbewerbe

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Weidlich, IngoZum Einsatz von ZFSV im FernwärmeleitungsbauBautechnik1/202121-28Aufsätze

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Zeitweise fließfähige selbstverdichtende Verfüllbaustoffe (ZFSV) sind Verfüllbaustoffe aus Böden und Baustoffen, die nur unter dem Einfluss der Schwerkraft in Hohlräume fließen und nach einem definierten Zeitraum den Anwendungen entsprechende physikalische Eigenschaften aufweisen. Im Leitungsbau kommen ZFSV zum Einsatz, um bei der offenen Bauweise den Graben zu verfüllen. Vorbehalte gegenüber der Übertragbarkeit vorhandener Berechnungsmethoden für die Rohrstatik und die dauerhafte Gewährleistung der Wiederaushubfestigkeit führten zu einem bis heute andauernden Akzeptanzproblem dieser Verlegemethode im Fernwärmeleitungsbau. Da sich Fernwärmeleitungen nach der Installation infolge eines thermischen Belastungskollektivs im Betrieb ausdehnen, interagieren diese Leitungen immer mit dem anstehenden Bettungsmaterial. Mit dem vorliegenden Aufsatz wird ein Einblick in den Stand des Wissens gegeben und ein vereinfachter Berechnungsansatz vorgeschlagen, der neben deutlich komplexeren Modellen steht und daher die Möglichkeit bietet, aufgrund der Einfachheit Akzeptanzprobleme zu überwinden.

On the use of ZFSV in district heating pipeline construction
Temporarily flowable self-compacting backfill materials (ZFSV) are backfill materials made of soils and building materials that only flow into cavities under the influence of gravity and after a defined period of time exhibit the physical properties appropriate to the application. In pipeline construction, ZFSV are used to backfill the trench. Reservations regarding the transferability of existing calculation methods for pipe statics and the reliability of the ability for re-excavation led to a problem of acceptance of this installation method in district heating pipeline construction that continues until today. As district heating pipes expand during operation after installation due to thermal loads, these pipes always interact with the bedding material. In this paper an overview of the state of the art is given and a simplified calculation approach is proposed, which stands next to much more complex models and therefore offers the possibility to overcome acceptance problems due to its simplicity.

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Structural member stability in the second generation of Eurocode 3STCO Online Live Seminar #2 mit Prof. Knobloch, Prof. Kuhlmann, Prof. TarasBautechnik1/202128Veranstaltungen

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Maier, Andreas; Hochrein, Martin; Schneider, Jens; Joppien, Anett-Maud; Beck, MartinEnergieeffizienz weitergedacht: die thermisch aktivierte Gebäudehülle als Teil einer ProzessketteBautechnik1/202129-41Aufsätze

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Die öffentliche Diskussion zur Energiewende findet oftmals ausschließlich im Kontext elektrischer Energie statt. Gerade im Industriesektor spielt jedoch auch die thermische Energie eine wesentliche Rolle. Entgegen einem rein dogmatischen Ansatz Energie zu “sparen”, geht es darum, das Energiesystem als Ganzes zu verstehen und energetische Abhängigkeiten zu erkennen. Leitidee des Forschungsprojekts ETA-Fabrik ist es, die richtige Energieform (Primärenergiebedarf) in der notwendigen Menge (Endenergiebedarf) zur richtigen Zeit (energieflexibel) am richtigen Ort (effiziente Infrastruktur) einzusetzen. Dabei wurde über die bisher stets isoliert betrachtete Optimierung von Einzelkomponenten (z. B. Maschine, Kühlsystem, Gebäudedämmung) hinaus das gesamte System einer Produktionsfabrik betrachtet und auf dem Campus der TU Darmstadt eine Modellfabrik errichtet, in der Gebäude, Haustechnik und Maschinen durch die drei Ebenen der Gebäudeautomation synergetisch miteinander verknüpft wurden. Einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienzsteigerung liefert hierfür die durch oberflächennahe, wasserführende, kapillarähnliche Rohrleitungsnetze thermisch aktivierte Gebäudehülle aus Beton. Diese multifunktionalen Wand- und Dachelemente vereinen die Funktionen des Tragens, des Dämmens, des Begrenzens und der thermischen Interaktion und fungieren somit als riesige Heiz- und Kühlflächen. Der Aufsatz ist eine inhaltliche Fortsetzung des Beitrags aus der Bautechnik 03/2014 und stellt die erzielten Projektergebnisse mit Fokus auf der baulichen Umsetzung vor. Hintergründe und Zielstellungen des Projekts werden aufgegriffen, Forschungsrandbedingungen dargelegt und die Energieeinsparpotenziale vorgestellt. Neben der kurzen Beschreibung der umgesetzten thermischen Vernetzung und der dafür gebauten Gebäudehüllelemente als Fortschreibung der bereits vorgestellten Konzepte werden die thermische Leistungsfähigkeit der Gebäudehülle sowie deren Beitrag zur Behaglichkeit in der Produktionshalle erläutert. Das architektonische Konzept sowie eine kritische Würdigung der interdisziplinären Zusammenarbeit im Planungsprozess einer vernetzten Fabrik schließen diese Reihe ab.

Energy efficiency thought further: the energy activated building envelope as part of the process chain
Public discussion on energy system transformation often takes place exclusively in the context of electrical energy. In the industrial sector in particular, thermal energy plays another important role. Rather than following the purely dogmatic approach of ‘saving’ energy, our intent is to truly comprehend the energy system and to identify the energetic dependencies within it. The guiding principle and the ETA factory concepts derived from it are targeted toward using the necessary quantity (ultimate energy demand) of the appropriate form of energy (primary energy demand) at the right time (flexible energy supply) and the right location (efficient infrastructure). In practice, instead of the previously isolated optimization of individual components (e. g. machine tools, cooling systems, building insulation), the system of a production factory was considered as a whole and a model factory was built on the TU Darmstadt campus, in which building, building services and machinery were synergetically linked to one another through the three level of building automation system. A significant contribution to increase energy efficiency is made by the thermally activated building envelope made from concrete, which includes a water-bearing capillary-like piping network close to the surface. These multifunctional wall and roof elements combine the functions load-bearing, insulating, enclosing and thermally interacting and act as large heating and cooling surfaces. The paper is a continuation of the article from Bautechnik 03/2014 and presents the results achieved in the research project ETA-Fabrik with focus on the constructional implementation. Background and objectives of the project are taken up from the previous article, the research boundary conditions are described and the results of the energy saving potentials are presented. In addition to a brief description of the implemented thermal networking and the building envelope, the thermal performance of façade and roof elements and their contribution to achieve comfort criteria in the production hall are explained. The architectural concept and a critical appraisal of the interdisciplinary cooperation within a networked factory round off this series on the subject of the ETA model factory.

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Reiterer, Michael; Muik, JoachimExperimentelle Untersuchung eines passiven Festkörperschwingungsdämpfers für IngenieurkonstruktionenBautechnik1/202142-51Aufsätze

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Im Aufsatz wird die Effektivität eines passiven Festkörperschwingungsdämpfers zur Reduktion der infolge dynamischer Einwirkungen ausgelösten erzwungenen Schwingungen von turmartigen Ingenieurkonstruktionen wie z. B. Windenergieanlagen experimentell an einem Modellversuchsstand untersucht und bewertet. Der Modellversuchsstand besteht aus einem mit geringer Strukturdämpfung ausgeführten eingeschossigen Stockwerkrahmen, dessen Grundeigenfrequenz auf ca. 1 Hz abgestimmt wird. Zu Vergleichszwecken wird im Modellversuchsstand auch die Effektivität eines konventionellen passiven Flüssigkeitsdämpfers untersucht und die erzielten Ergebnisse miteinander verglichen. Der Festkörperschwingungsdämpfer besteht aus einer halbkreisförmigen Bahn, in der eine zylindrische Walze eine reibungsbehaftete Rollbewegung ausführt. Der untersuchte Schwingungsdämpfer weist somit eine Analogie zum konventionellen Pendeldämpfer auf. Zu Beginn werden die theoretischen Grundlagen und die optimale Abstimmung der im Modellversuchsstand untersuchten Schwingungsdämpfertypen dargelegt. Es werden freie Schwingversuche des Stockwerkrahmens ohne und mit aktivierten Schwingungsdämpfern durchgeführt und die in den Versuchen erzielte Schwingungsdämpfungseffektivität wird für den Festkörperschwingungsdämpfer und für den Flüssigkeitsdämpfer dargelegt.

Experimental investigation of a passive solid body vibration damper for engineering structures
This paper deals with the effectivity of a solid body damper for tower like constructions such as wind turbines. To research and evaluate the effectivity, a small-scale model of the damper and a single level frame with a low resonant frequency of 1 Hz are combined. In addition, the model of the solid body damper is compared to the model of a liquid column damper. The solid body damper consists of a semicircle track in which a cylinder is performing a rolling movement influenced by friction. This type of damper has similarities to a conventional pendulum damper. At first, the theory of both damper types and their optimal parameters are explained. Next, the oscillation of the frame without and with the two activated damper types is measured and evaluated in terms of their effectivity. The results are described and discussed.

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