This article provides an overview of the various support structures for offshore wind turbines and addresses the challenges that arise for the different design variants. First of all, the existing types of support structures are explained and their benefits and shortcomings discussed. Following that, the focus is on material fatigue and its analysis, which is of great importance due to the cyclic loading on the structures. A central topic of this article is the experimental evaluation of fatigue strength using large-scale test setups and state-of-the-art measurement methods. Critical and complex design details such as welds for extremely thick plates, tubular joints, grouted connections, large HV bolts and ring flanges are investigated to improve methods of analysis. Further, the new series of German standards (DIN 18088) for support structures for wind energy turbines and platforms is addressed. Finally, these topics are summarized and the importance of offshore wind energy for the transition to cleaner energy is emphasized.

The research into an innovative steel-concrete-steel composite (SCSC) plate presented here is being carried out in the Steel Structures Research Unit of the Institute of Structural Engineering at TU Wien. The aim of the research is to use the SCSC plate for single-track, short-span railway bridges in Austria. The SCSC plate is designed to be a loadbearing structure in the transverse direction, transferring the loads to the main steel girders of the bridge cross-section. An engineering model will be presented in this paper to reproduce the results of the ABAQUS finite element analysis software [1]. Using this simple framework model, which includes springs, it is possible to consider cyclic loading and inelastic slip, too. This results in an increase in the global vertical displacements and a change to the internal forces, which are discussed in the paper.

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Different post-weld treatment methods have been developed to enhance the fatigue strength of welded steel structures and extend the service lives of their components. High-frequency mechanical impact (HFMI) treatment and tungsten inert gas (TIG) remelting are two methods that have attracted considerable interest in recent decades. This paper presents the results of a study of fatigue life extension for pre-fatigued welded steel details which can be achieved using HFMI treatment and TIG remelting. More than 250 fatigue test results were collected - including different details such as butt welds, longitudinal attachments, transverse attachments and cover plate attachments. HFMI treatment was found to extend the life considerably when the specimens treated were free from cracks or when existing cracks were < 2.25 mm deep. TIG remelting could extend fatigue lives even with cracks > 4 mm deep. In comparison to TIG remelting, HFMI treatment results in a longer fatigue life extension for pre-fatigued details, provided existing cracks are < 2.25 mm deep. Regarding TIG remelting, the depth of possible remaining cracks was found to be a substantial parameter when assessing the degree of life extension.

This study presents a numerical investigation into the cyclic performance of skewed special moment frame (SMF) connections that include composite concrete slabs. The study uses advanced finite element simulations to investigate the behaviour of shallow (W14×), medium (W24×) and deep (W33×) steel column sections with three levels of beam skew (10, 20 and 30 degrees) for both bare-steel and composite (steel-concrete) construction. To account for complex torsional boundary conditions that may affect the skewed connection response, prequalification-type analyses were conducted considering the middle storey of a three-storey, two-way moment frame configuration. In the analyses, all skewed configurations achieved at least 0.04 rad of connection rotation during the cyclic loading protocol prior to a 20 % reduction in moment capacity. When a composite concrete slab was added, column twisting and column flange yielding increased at large skew angles (30 degrees) during positive moment cycles.

This article presents a comprehensive review of the state of the art in composite cold-formed steel flooring research over the past couple of years. The most relevant and significant literature references were reviewed to provide some insights into trends and developments in composite cold-formed steel floors. Advantages of this type of composite flooring system are also highlighted. A broad description of mainly two types of composite floor - mainly consisting of cold-formed steel and concrete, and cold-formed steel and timber-based floorboards - are outlined in this study. The experimental and numerical investigations that have been carried out worldwide are likewise discussed in the paper. The most important aspects covered are shear connection behaviour and the flexural and dynamic behaviour of the floors. There is also a brief description of fire testing.

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This paper investigates the design of steel-concrete composite beams, with an emphasis on the shear connectors as specified in Eurocode 4-1. A structural safety inaccuracy is identified and analysed. Improvements for the future design code are proposed.

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ECCS News: News from Europe
In memoriam
PHD-THESIS: Design of cast steel components under cyclic loading

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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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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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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.

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”.

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.

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.

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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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.

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