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Inhalt: Bauphysik 6/2022Bauphysik6/2022Inhalt

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Titelbild: Bauphysik 6/2022Bauphysik6/2022Titelbild

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Zum Titelbild:
Unternehmenszentrale Schüco One in Bielefeld - Zertifiziert mit den drei Labels LEED, BREEM und DGNB ist die neue Unternehmenszentrale Schüco One ein markantes Beispiel für nachhaltige Planung, hochwertige Ästhetik und energiesparenden Betrieb. Zudem bietet das nach den Plänen des Architekturbüros 3XN realisierte dynamisch geformte Bürogebäude eine offene, ästhetisch gestaltete Arbeitsumgebung nach New-Work-Prinzipien. Eine durch das Schüco Engineering maßgeschneiderte Fassadenkonstruktion kombiniert stilistisches Design mit den technischen Eigenschaften der Schüco Systeme. So ist die Erdgeschoss-Hülle umlaufend transparent und wirkt wie ein gläserner Sockel, auf dem eine gefaltete Skulptur liegt. Die oberen sechs Geschosse umfassen transparente und opake Elemente in einem fließend arrangierten Wechselspiel, das sich im Inneren fortsetzt. (Foto: Schüco)

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Völker, Conrad; Vogel, AlbertGebäudesimulationen helfen beim EnergiesparenBauphysik6/2022309-310Editorial

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Zorn, Max; Catunda, Natasha; Claus, Luisa; Kobylinska, Natalia; Frey, Manuel; Wortmann, ThomasReplacing energy simulations with surrogate models for design space explorationBauphysik6/2022311-316Aufsätze

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Sustainable design requires holistic decision making already in the feasibility stage. One critical aspect of a buildings' sustainability is its operational energy consumption, but energy simulations typically are too time-consuming for early, fast-paced design phases. Data-based, Machine Learning models - so called surrogates - can replace time-consuming simulations with real-time estimates. This paper investigates the accuracy of different surrogate models for energy performance by comparing different types of models and numbers of samples. The paper also presents an integrated dashboard for holistic decision making as an application of the developed surrogate.

Surrogat-Modelle als Ersatz für Gebäudesimulationen während der Entwurfsraumerkundung
Bereits in frühen Leistungsphasen erfordert nachhaltiges Entwerfen eine ganzheitliche Entscheidungsfindung. Dabei bildet der Energiebedarf eines Gebäudes einen wichtigen Teil in dessen Nachhaltigkeit, jedoch sind Gebäudesimulationen meist zu zeitaufwändig für die frühe, dynamische Entwurfsphase. Auf Maschinellem Lernen beruhende, datenbasierte Ersatzmodelle, sogenannte Surrogat-Modelle, können in Echtzeit Schätzwerte liefern und somit langsame Simulationen ersetzen. Dieser Aufsatz untersucht die Genauigkeit verschiedener Surrogat-Modelle für Gebäudesimulationen durch Vergleich diverser Algorithmen und Anzahlen verwendeter Datenpunkte. Die Anwendung der entwickelten Surrogate wird durch die Integration in ein Visualisierungswerkzeug zur ganzheitlichen Entscheidungsfindung in frühen Leistungsphasen demonstriert.

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Peng, Zhenming; Carrigan, Svenja; Kornadt, OliverLocal room-side heat transfer of an office room with different heating strategiesBauphysik6/2022317-322Aufsätze

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The room-side heat transfer of a building is essential for calculating and simulating heat loss through radiation and convection in interior spaces, and also for preventing mould growth and condensation. By means of Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations, this study investigates the effect of floor heating, mixing ventilation, furniture, room geometry, and their combinations on the interior heat transfer coefficient (HTC) of a typical office room. The results show an inhomogeneous distribution of the HTC on the exterior walls. HTC values are generally below the German standardised value for thermal protection, which means an overestimation of the heat loss when the standardised value is applied. However, compared to the standardised value for preventing mould growth, the minimum surface-averaged HTC behind closets is 63 % lower, potentially leading to mould growth and condensation.

Lokaler raumseitiger Wärmeübergang eines Büroraums mit unterschiedlichen Heizstrategien
Der raumseitige Wärmeübergang eines Gebäudes ist nicht nur für die Berechnung und Simulation des Wärmeverlusts durch Strahlung und Konvektion in Innenräumen von wesentlicher Bedeutung, sondern auch zum Nachweis der Tauwasser- und Schimmelpilzfreiheit. Diese Studie untersucht anhand Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulationen die Auswirkungen von Fußbodenheizung, Mischlüftung, Möblierung, Raumgeometrie und deren Kombinationen auf den Wärmeübergangskoeffizienten (Heat Transfer Coefficient, HTC) eines typischen Büroraums. Die Ergebnisse zeigen eine inhomogene Verteilung des HTC an den Außenwänden. Die HTC-Werte liegen im Allgemeinen unter dem deutschen normativen Wert für den Wärmeschutz, was eine Überschätzung des Wärmeverlusts bei Anwendung des normativen Wertes bedeutet. Im Vergleich zum normativen Wert zur Verhinderung von Schimmelpilzbildung ist der minimale flächengemittelte HTC-Wert hinter einem Schrank um 63 % niedriger, was zu Schimmelpilzbildung und Tauwasserbildung führen kann.

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Ochs, Fabian; Dermentzis, GeorgiosEinfaches und schnelles dynamisches Modell für die Vorhersage des PV-EigenverbrauchsBauphysik6/2022323-328Aufsätze

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Der breite Einsatz erneuerbarer Energien spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Energieeffizienz des Gebäudebestands. Deutlich gesunkenen PV-Anlagenpreise und die hohe Flexibilität bei der Stromnutzung für alle Verbraucher in einem Gebäude, also Raumheizung (und -kühlung), Warmwasserbereitung in Kombination mit Wärmepumpe, Hilfsenergien, Haushaltsgeräten und zunehmend auch Mobilität führt zu einem breiten Einsatz von PV. Jedoch ist die Einbindung von PV ins Gebäude komplex und erfordert die Anwendung von elektrischer und/oder thermischer Energiespeicherung und entsprechenden Regelstrategien. Dementsprechend ist die Bewertung und Optimierung der Möglichkeit, den PV-Ertrag direkt im Gebäude zu nutzen oder zu speichern, eine anspruchsvolle Aufgabe. Für eine detaillierte technische Analyse von PV und Energiespeichern auf Gebäudeebene wurden daher umfangreiche Gebäude- und Anlagen-Simulationen anhand von Referenzgebäuden durchgeführt.

Simple and fast dynamic model for the prediction of PV self-consumption
The widespread use of renewable energy plays a crucial role in increasing the energy efficiency of the building stock. The significantly decreased PV system prices and the high flexibility in electricity use for all loads in a building, i.e., space heating (and cooling) and domestic hot water in combination with heat pumps, auxiliary energies, household appliances, and also increasingly electric mobility leads to a wide use of PV. However, the integration of PV into the building is complex and requires the use of electrical and/or thermal energy storage and appropriate control strategies.
Therefore, evaluating and optimizing the part of PV electricity that is used directly or stored in the building is a challenging task. Thus, for a detailed analysis of PV and energy storage at the building level, extensive building and system simulations were performed using reference buildings.

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Maier, Laura; Ellinger, Matthias; Hering, Dominik; Müller, DirkEco-economic optimal sizing and operation of PV-battery systems in buildings - The Role of CO2 price signalsBauphysik6/2022329-336Aufsätze

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CO2 pricing enables building owners to benefit from reduced emissions. Changing power plant mix leads to dynamic CO2 factors and price signals that PV-battery systems can exploit. The system's size and CO2 prices influence profitability. So far, no study exists assessing CO2 pricing's influence on PV-battery systems' optimal sizing and operation. We, therefore, investigate the interaction of PV-battery sizing and operation with CO2 pricing and combine Design of Experiments with model predictive control. For a CO2 price of 100 /t, the cost-optimal design decreases emissions by 79.7 %. Furthermore, high CO2 prices yield large PV and medium battery sizing. The results prove that CO2 pricing is a valuable instrument to encourage CO2-reducing investments of building owners. We recommend future studies to include the effect of CO2 pricing on the power plant mix and thus the CO2 factor. We assume a change in the merit order due to a shift in marginal costs of the respective power plants.

Öko-ökonomische Auslegungs- und Betriebsoptimierung von PV-Batteriesystemen in Gebäuden - Der Einfluss von CO2-Preissignalen
Die Bepreisung von CO2 ermöglicht es Gebäudebesitzer:innen von reduzierten Emissionen zu profitieren. In diesem Zusammenhang führt eine stetig wechselnde Kraftwerkseinsatzplanung zu dynamischen CO2-Faktoren im Stromnetz, welche durch PV-Batteriesysteme ausgenutzt werden können. Die Auslegungsgröße der PV-Batteriesysteme sowie die Höhe des CO2-Preises beeinflussen hierbei deren Wirtschaftlichkeit. In der wissenschaftlichen Literatur wurde bislang noch nicht der Einfluss von CO2-Bepreisung auf die optimale Auslegung und den Betrieb von PV-Batteriesystemen untersucht. Wir gehen in der vorliegenden Studie daher der Frage nach, wie die optimale Auslegung und der Betrieb von PV-Batteriesystemen vom CO2-Preis beeinflusst wird und wenden dafür Methoden der statistischen Versuchsplanung sowie der modellprädiktiven Regelung an. Bei einem CO2-Preis von 100 /t führt die kostenoptimale Auslegung des Systems zu Emissionsreduktionen in Höhe von 79,7 %. Außerdem zeigt sich, dass hohe CO2-Preise große PV-Anlagen und mittlere Batteriespeicherkapazitäten begünstigen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass CO2-Bepreisung ein sinnvolles Instrument ist, um einen Anreiz für CO2-freundliche Investitionen von Gebäudebesitzer:innen zu schaffen. Für zukünftige Studien wird empfohlen, den Einfluss einer CO2-Bepreisung auf den Kraftwerkseinsatzplan und damit den CO2-Faktor zu untersuchen. Dies wir damit begründet, dass eine Verschiebung der Merit Order der Kraftwerke aufgrund sich ändernder Grenzkosten zu erwarten ist.

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Schmitt, Selina; Zeh, Robin; Stockinger, VolkerQuantification of heat losses and gains of 5th generation district heating and cooling networks compared to conventional heating networksBauphysik6/2022337-343Aufsätze

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The fourth and fifth generation of district heating (GDH) networks are among the key elements for the energy optimization of districts. Low heat losses in the distribution lines as well as bidirectional heat flow and the use of low-temperature waste heat can lead to new business models for energy suppliers. Despite the continuous development of heat networks, significant heat losses still occur in conventional networks, despite well insulated pipelines, with fluid temperatures at 60 °C to 100 °C. Therefore, a study was conducted to investigate heat losses and gains in hot water heating (3GDH), low temperature heating (4GDH) and district heating and cooling networks (5GDHC) based on numerous simulations. The main purpose of the investigations is to deter-mine the main factors influencing the heat transfer characteristics of underground heat networks. The derived results serve as a basis for the development of future planning tools to determine the heat losses and gains of local heating networks quickly and cost-efficiently.

Quantifizierung der Wärmeverluste bzw.-gewinne von Kalter Nahwärme gegenüber konventionellen Nahwärmenetzen
Die vierte und fünfte Generation der Wärmenetze zählen zu den Schlüsselelementen für die energetische Optimierung von Quartieren. Geringe Wärmeverluste in den Verteilleitungen sowie ein bidirektionaler Wärmefluss und die Nutzung von Niedertemperaturabwärme können zu neuen Geschäftsmodellen für Energieversorger führen. Trotz der stetigen Weiterentwicklung von Wärmenetzen treten bei konventionellen Netzen, trotz gut gedämmter Rohrleitungen, mit Fluidtemperaturen bei einem Temperaturniveau von 60 °C bis 100 °C, immer noch signifikante Wärmeverluste auf. Daher wurde eine Studie zur Untersuchung von Wärmeverlusten/-gewinnen in Heißwasser- (HWN), Niedertemperatur- (NWN) und Kalten Nahwärmenetzen (KNW) auf Basis zahlreicher Simulationen durchgeführt. Die Untersuchungen dienen vor allem der Ermittlung von Haupteinflussfaktoren auf die Wärmeübertragungseigenschaften von Wärmenetzen im Erdreich. Die daraus abgeleiteten Ergebnisse dienen als Basis für die Entwicklung zukünftiger Planungstools, um die Wärmeverluste/-gewinne von Nahwärmenetzen schnell und kosteneffizient bestimmen zu können.

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BIM im Architekturstudium: Strategie der Bundesarchitektenkammer zur HochschulausbildungBauphysik6/2022343Aktuell

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Freudenberg, Peggy; Weiss, Dirk; Funcke, BastianGebäudesimulation und BIM in der Architektenausbildung an der TU Dresden - Serie: Gebäudesimulation und Berechnungstools in der LehreBauphysik6/2022344-350Berichte

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Der Artikel befasst sich mit der Integration von Gebäudesimulationstools in die Ausbildung von Architektinnen und Architekten an der Fakultät Architektur der TU Dresden. Im Gegensatz zur Ausbildung im Fachbereich Bauingenieurwesen, welche auf Nachweisrechnungen fokussiert ist, besteht für angehende Architektinnen und Architekten die Herausforderung darin, Erkenntnisse aus den Simulationsrechnungen in eine Optimierung des Entwurfs einfließen zu lassen. Datenaustauschformate und Building Information Modeling spielen vor diesem Hintergrund eine besondere Rolle. Diese Faktoren wurden an der Fakultät Architektur im Rahmen zweier Kurse eruiert, einem entwurfsbegleitenden Kurs und einem Vertiefungsseminar. In beiden Lehrformaten wurde der Einfluss von Entwurfsentscheidungen auf die Tageslichtversorgung, das Überhitzungsrisiko und das Versorgungskonzept (regenerative Energien) thematisiert. Dabei wurde mit den von den Studierenden erstellten CAD-Modellen aus unterschiedlichen Softwareanwendungen gearbeitet und eine Überführung in BIM-kompatible Austauschdatenformate erprobt (gbXML und IFC). Als Simulationstools kamen daher nur Softwareanwendungen in Frage, welche diese Datenformate einlesen können und die erforderlichen Simulationsrechnungen mit geringem Mehraufwand für die Modellüberprüfung und Modellkorrektur durchführen. Neben inhaltlichen Erkenntnissen zu den Entwurfsaufgaben konnten wertvolle Erfahrungen zur Datenüberführung gewonnen werden.

Building simulation and BIM in architect education at the TU Dresden - Series: Building simulation and calculation tools in teaching
This series of articles presents the use of computer programs in university teaching of building physics and building technology for architects and civil engineers.
This article addresses the integration of building simulation tools in the education of architects at the Faculty of Architecture at the TU Dresden. In contrast to the education of civil engineers, which focuses on verification calculations, the challenge for prospective architects is to incorporate findings from thermal simulation calculations into an optimization of the design. Data exchange formats and Building Information Modelling are particularly important in this context. These factors are investigated at the TUD in two courses, a course accompanying the design in the sixth semester and an advanced seminar in the eighth semester. In both teaching formats, the influence of design decisions on the supply of daylight, the risk of overheating and the supply concept (regenerative energies) was discussed. This involved using the CAD models created by the architecture students from various software applications and testing a transfer into BIM-compatible exchange data formats (gbXML and IFC).

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Neue Broschüre "BIM-Start für Ingenieurbüros" BundesingenieurkammerBauphysik6/2022350Aktuell

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Frisch, Jérôme; van Treeck, ChristophBuilding Performance Simulation an der RWTH Aachen University - Serie: Gebäudesimulation und Berechnungstools in der LehreBauphysik6/2022351-356Berichte

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Seit 2013 wird an der RWTH Aachen University am Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D das Fach “Energetische Gebäudesimulation” angeboten. Zielgruppe bilden die Kernstudiengänge “Bauingenieurwesen”, “Umweltingenieurwissenschaften” und “Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Bau” im Masterstudium an der Fakultät für Bauingenieurwesen. Ziel der aktuellen Lehrveranstaltung ist es, den Studierenden die theoretischen und praktischen Grundzüge der energetischen Gebäudesimulation zu vermitteln. Hierzu werden die theoretischen Grundlagen modular aufbereitet und detailliert in der Vorlesung vorgestellt. In der Übung werden die Grundlagen der Programmierung vermittelt oder aufgefrischt. Anschließend werden modular Teilkomponenten für eine Simulation in der Sprache Modelica selbst implementiert und programmiert. Dies ermöglicht es den Studierenden in angemessener Art und Weise durch die komplexe Themensammlung zu schreiten und sich mit Themen tiefgehend zu beschäftigen, die bei einer rein anwendungsbezogenen Sicht auf ein existierendes Gebäudesimulationsprogramm sicherlich zu kurz kommen würden.

Building Performance Simulation at RWTH Aachen University - Series: Building simulation and calculation tools in teaching
This series of articles presents the use of computer programs in university teaching of building physics and building technology for architects and civil engineers.
Since 2013, the subject “Building Performance Simulation” has been offered at RWTH Aachen University at the Institute of Energy Efficiency and Sustainable Building E3D. The target group is the core courses “Civil Engineering”, “Environmental Engineering” and Business Administration and Engineering: Civil Engineering in the Master's program at the Faculty of Civil Engineering. The aim of the current course is to teach the students the theoretical and practical basics of building performance simulation. For this purpose, the theoretical basics are prepared in a modular way and presented in detail in the lecture. In the exercise, the basics of programming are taught or refreshed. Subsequently, modular subcomponents for a simulation are implemented in the Modelica language. This enables the students to progress through the complex collection of topics in an appropriate manner and to deal in depth with topics that would certainly be neglected in a purely application-oriented view of an existing building simulation program.

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9. BauSIM 2022 in WeimarBauphysik6/2022356Aktuell

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Streblow, Rita; Müller, DirkEinsatz von Softwaretools am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen University - Serie: Gebäudesimulation und Berechnungstools in der LehreBauphysik6/2022357-359Berichte

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Das Ziel der nachhaltigen Bereitstellung eines gesunden Innenraumklimas bestimmen Forschung und Lehre am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik der RWTH Aachen University. Computergestützte Analyse- und Simulationstechniken sind wichtige Werkzeuge, um ein energieeffizientes und umweltfreundliches Bauen, Sanieren und Betreiben von Gebäuden und Quartieren mit allen seinen komplexen Wechselwirkungen im Gesamtsystem umzusetzen. Die Studierenden werden in die Grundlagen der Modellbildung und Simulation eingeführt. Dabei deckt das Lehrangebot die Betrachtung aller Lebenszyklusphasen des Gebäudes ab. Die Kenntnisse können in Abschlussarbeiten weitergehend vertieft werden. Die entwickelten Werkzeugketten und Open-source-Bibliotheken des Instituts garantieren eine gute Handhabbarkeit der Softwaretools ohne zu lange Einarbeitungszeiten für die Studierenden.

Use of software tools at the Chair of Building and Indoor Climate Technology at RWTH Aachen University - Series: Building simulation and calculation tools in teaching
This series of articles presents the use of computer programs in university teaching of building physics and building technology for architects and civil engineers.
The goal of sustainably providing a healthy indoor climate determines research and teaching at the Chair of Building and Indoor Climate Engineering at RWTH Aachen University. Computer-aided analysis and simulation techniques are important tools for implementing energy-efficient and environmentally friendly construction, retrofitting and operation of buildings and neighborhoods with all their complex interactions in the overall system. Students are introduced to the fundamentals of modeling and simulation. The course covers the consideration of all life cycle phases of the building. The knowledge can be further deepened in final theses. The developed tool chains and open source libraries of the institute guarantee a good manageability of the software tools without too long training periods for the students.

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Bauphysik Aktuell 6/2022Bauphysik6/2022360-366Bauphysik Aktuell

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Persönliches:
Auszeichnung des Deutschen Stahlbaues für Peter Schaumann

Aktuell:
Deutscher Rohstoffeffizienz-Preis 2022 verliehen
BIM-Portal des Bundes gestartet
Zukunft braucht Herkunft - VDI lädt zum Conrad-Matschoß-Preis 2023 ein
Weltkongress Gebäudegrün 2023 in Berlin
26. Internationale Passivhaustagung 2023
BuGG-Fachkongress “Solar-Gründach” 2022
Deutscher Bautechnik-Tag 2023 “Heute nachhaltig für morgen bauen”

Technische Regelsetzung:
VDI 2552 Building Information Modeling (BIM)
Neuer Entwurf DIN 1946-6 Beiblatt 1 mit Beispielberechnungen für ausgewählte Lüftungssysteme
Neue Norm EN 15804 zu Umweltproduktdeklarationen

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBauphysik6/2022366Veranstaltungen

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Titelbild: Bauphysik 5/2022Bauphysik5/2022Titelbild

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Zum Titelbild:
Flachdächer sicher dämmen und schützen - Das Prinzip Umkehrdach ermöglicht den optimalen Aufbau für bekieste, begrünte, begeh- und befahrbare Flachdächer. Die Besonderheit: Die Dämmschicht liegt hier über der Abdichtung und schützt diese so vor Witterungseinflüssen. Dadurch entstehen Freiräume für vielfältige architektonische Gestaltungskonzepte. JACKODUR® Wärmedämmplatten aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) sind ideal für Umkehrdächer geeignet - feuchtigkeitsunempfindlich, formstabil und äußerst druckfest. Durch die innovative Multilayertechnologie lassen sie sich in Dicken bis 320 mm einlagig verlegen. In Verbindung mit dem diffusionsoffenen Dachvlies bildet dies die Basis für verschiedenste Aufbaukonstruktionen. (Foto: Jackodur)

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Inhalt: Bauphysik 5/2022Bauphysik5/2022Inhalt

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Vega-Garcia, Pablo; Schwerd, Regina; Helmreich, BrigitteEntwicklung eines Modells zur Bewertung der Umwelteigenschaften üblicher Putze und MörtelBauphysik5/2022247-254Aufsätze

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Gemäß der Bauproduktenverordnung der Europäischen Union (EU-BauPVO) müssen Baustoffe und Bauwerke derart gestaltet sein, dass sie während ihres gesamten Lebenszyklus keine übermäßig hohen negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben. Ziel der hier vorgestellten Arbeit war es daher, ein Modell zu entwickeln, mit dem eine Bewertung der Umwelteigenschaften von mineralischen Außenputzen und -mörteln vorgenommen werden kann. Als Grundlage bzw. zur Validierung wurde eine umfangreiche Datenbasis verwendet, die in 10 Jahren Feld- und Laborexperimenten am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP aufgebaut wurde. Das Ergebnis ist ein dreistufiges Modell. In “Level 1” werden die Wassermengen berechnet, die von einer Fassade mit einem bestimmten mineralischen Putz oder Mörtel ablaufen. In “Level 2” werden dann ausgelaugte anorganische Stoffe und deren Konzentrationen im Abflusswasser identifiziert. Als letzter Schritt erfolgt in “Level 3” die Bewertung des Umweltrisikos mittels einer Sickerwasserprognose. Es konnte gezeigt werden, dass von den Stoffen, die bei Regenereignissen aus den untersuchten Putzen und Mörteln ausgewaschen werden, v. a. Vanadium, Chrom und Blei in relevanten Konzentrationen im Fassadenablauf auftreten können. Die Auswertung der Sickerwasserprognose ergab jedoch, dass unter üblichen Anwendungsszenarien nicht mit Grenzwertüberschreitungen am Ort der Beurteilung im Grundwasser zu rechnen ist.

Development of a model to evaluate the environmental properties of common outdoor plasters and mortars
A requirement of the Construction Products Regulation (CPR) in the European Union states that construction materials and works must be designed in a way that throughout their entire life cycle, they have no exceedingly high negative impact on the environment. The objective of the current work was to develop a model capable to evaluate the environmental properties of outdoor plasters and mortars. Therefore, the extensive database recollected during 10 years of field and laboratory experiments by Fraunhofer IBP for these products was used as a basis and for validation, respectively. A three-stage model was set up. In “Level 1”, runoff volumes are calculated for a specific façade. In “Level 2”, leached inorganic substances and their concentrations in runoff water are identified. As a final step, the evaluation of the environmental risk of stormwater runoff from façades covered with plasters and mortars takes place in “Level 3” using a groundwater risk assessment including leachate prognosis. It could be shown that vanadium, chromium and lead can be leached from mineral plasters and mortars during rain events in relevant concentrations. However, the evaluation showed that within usual application scenarios threshold values at a defined point of compliance are not expected to be exceeded.

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4. Symposium Ingenieurbaukunst - Bauen mit und im BestandBauphysik5/2022254Aktuell

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Bachlechner, Daniel; Rader, Michael; van Karsbergen, Vincent; Pfluger, RainerDatenbasiert Energieverbrauch und Raumklima öffentlicher Gebäude verbessern - Literaturstudie mit Fokus auf den Erfolg von AnsätzenBauphysik5/2022255-263Aufsätze

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Für das Erreichen der Klimaziele ist die Reduktion des Energiebedarfs von öffentlichen Gebäuden aufgrund ihrer Vorbildwirkung von besonderer Bedeutung. Gleichzeitig sind ein angenehmes Raumklima und unbelastete Innenraumruft für die Behaglichkeit und die Gesundheit der Gebäudenutzer von entscheidender Bedeutung. Rasante Entwicklungen bei Sensoren sowie in den Bereichen Datenanalyse und Simulation haben dazu geführt, dass zunehmend versucht wird, mithilfe von datenbasierten Ansätzen Verbesserungen bei Energieverbrauch und Raumklima zu erzielen. Auch wenn öffentliche Gebäude im Vergleich zu Wohngebäuden im wissenschaftlichen Diskurs eine untergeordnete Rolle spielen, hat die Dynamik zuletzt so stark zugenommen, dass es immer schwieriger wird, den Überblick darüber zu behalten, welche Ansätze in welchen Situationen mit welchem Erfolg angewendet werden. Im vorliegenden Beitrag wird eine Literaturstudie vorgestellt, die sich mit dieser Problematik befasst. Für die Studie wurden 91 von Experten begutachtete Artikel untersucht, die zwischen 2014 und 2022 in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht worden sind. Festgestellt wurde, dass die Bedeutung des Raumklimas bei datenbasierten Ansätzen im Vergleich zu der des Energieverbrauchs zunimmt, gebäudemodellbasierte Simulationen mit zunehmender Häufigkeit eingesetzt werden, sich Artikel mit sehr spezifischen Fragestellungen beschäftigen und eine Ende-zu-Ende-Betrachtung, die auch die Gebäudenutzer berücksichtigt, meist ausbleibt.

Data-based improvement of energy consumption and indoor climate in public buildings - Literature study with focus on the success of approaches
Reducing the energy consumption of public buildings is particularly important for achieving climate targets because of the exemplary role they play. A comfortable indoor climate and clean indoor air are crucial for the well-being and health of building users. Rapid developments in sensors as well as in the fields of data analysis and simulation have led to increasing attempts to achieve improvements in energy consumption and indoor climate using data-based approaches. The momentum has increased so much that it is becoming increasingly difficult to keep track of which approaches are applied in which situations and with what success. This paper presents a literature study that addresses this issue. For the study, 91 peer-reviewed articles published between 2014 and 2022 were examined. It was found that the importance of indoor climate in data-based approaches is increasing compared to that of energy consumption, building-model-based simulations are used with increasing frequency, articles deal with very specific issues, and an end-to-end consideration that also takes building users into account is usually omitted.

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VBI-Leitfaden Erneuerbare Energien aktualisiertBauphysik5/2022263Aktuell

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Al-Atrash, Farah Z.; Hellwig, Runa T.; Wagner, AndreasIndoor environment in office buildings - Perception of personal control and use of adaptive opportunities at workplacesBauphysik5/2022264-281Aufsätze

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Personal control has a considerable impact on individual perception of the indoor climate. This paper's objective is to shed more light on the perception of personal control at office workplaces by analysing: 1) the impact of perceived control on perception of indoor climate, 2) the effect of office type and season on level of control perceived, 3) objectively available adaptive opportunities; 4) subjective perception of their availability; 5) occupants' desire for certain adaptive opportunities; 6) how often and which controls were exercised; and 7) reasons for not exercising available adaptive opportunities. New variables were introduced: i) consistency of perception of controls and ii) conformity to expectation of controls, and their correlation with the level of personal control perceived hypothesised. A longitudinal survey was carried out in three office buildings (two mixed-mode, one free-running) in the hot-summer Mediterranean climate of Amman, Jordan during four seasons. Indoor climate perception correlates positively with perceived control. Office type affects level of perceived control but not season. Most frequent stated reason for not exercising available adaptive opportunities was 'no need to change'. In this study, perceived control is not correlated with consistency of perception of controls but correlated with conformity to expectation of controls.

Raumklima in Bürogebäuden - Wahrnehmung der individuellen Kontrolle und Nutzung von Anpassungsmöglichkeiten am Arbeitsplatz
Die individuelle Kontroll- und Anpassungsmöglichkeit des Raumklimas hat einen erheblichen Einfluss auf die individuelle Wahrnehmung des Raumklimas. Ziel dieses Beitrages ist es, die wahrgenommene Kontrolle an Büroarbeitsplätzen durch eine Analyse der folgenden Faktoren näher zu beleuchten: 1) Auswirkung der wahrgenommenen Kontrolle auf die Wahrnehmung des Innenraumklimas, 2) Auswirkung des Bürotyps und der Jahreszeit auf den Grad der wahrgenommenen Kontrolle, 3) objektiv verfügbare Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten, 4) subjektive Wahrnehmung von deren Verfügbarkeit, 5) Nutzerwunsch nach bestimmten Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten, 6) welche Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten wurden wie oft benutzt, und 7) Gründe für die Nichtbenutzung verfügbarer Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten. Für die Analyse wurden die neuen Variablen i) Konsistenz der Wahrnehmung von Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten und ii) Konformität mit den Erwartungen an Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten eingeführt sowie deren Korrelation mit dem Grad der wahrgenommenen individuellen Kontrolle angenommen. In drei Bürogebäuden (davon zwei mit öffenbaren Fenstern und maschineller Lüftung sowie dezentraler Kühlung/Beheizung; und eines weder gekühlt noch beheizt) wurde in Amman's (Jordanien) Mittelmeerklima mit heißen Sommern während vier Jahreszeiten eine Längsschnittstudie durchgeführt. Die Wahrnehmung des Raumklimas korreliert positiv mit der wahrgenommenen Kontrolle. Der Bürotyp beeinflusst das Niveau der wahrgenommenen Kontrolle, die Jahreszeit nicht. Der am häufigsten angegebene Grund für die Nichtbenutzung verfügbarer Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten war “keine Notwendigkeit zur Veränderung”. In dieser Studie korreliert die wahrgenommene Kontrolle nicht mit der Konsistenz der Wahrnehmung von Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten, jedoch mit der Konformität der Erwartung an Kontroll- und Anpassungsmöglichkeiten.

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Hoffmann, SabineE-Learning-Kurs "Building Simulation in Design and Operation" - Serie: Gebäudesimulation und Berechnungstools in der LehreBauphysik5/2022282-284Berichte

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
An der TU Kaiserslautern wird der E-Learning-Kurs “Building Simulation in Design and Operation” für die Master-Studierenden im Studiengang “Immobilien und Facilities - Management und Technik” angeboten und ist dort im Pflicht-Curriculum verankert. Darüber hinaus können Studierende des Bauingenieurwesens und des Umweltingenieurwesens den Kurs als Wahlpflichtfach belegen. Der Fokus wird auf das Durchführen von Parametervariationen auf Basis von fertigen Modellen gelegt.

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Hopfe, Christina Johanna; McLeod, Robert Scot; Gustin, Matej; Brembilla, Eleonora; McElroy, LoriTeaching data analysis for building performance simulation - Series: Building simulation and calculation tools in teachingBauphysik5/2022285-290Berichte

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The Erasmus+ project, entitled 'Digital Erasmus - a roadmap to using building performance simulation to achieve resilient design' (DesRes), seeks to transform the learning experience of students in built environment disciplines using a continuous digital learning cycle. Three universities play a part in this project: Graz University of Technology (TU Graz), Delft University of Technology (TU Delft) and the University of Strathclyde (UoS), each developing and delivering a module to complete the learning experience in building simulation. This paper describes the aims and learning objectives associated with the workshops taught at TU Graz as part of the module dedicated to energy monitoring. These workshops tackle the complexity of working with large data sets, which commonly arise from energy monitoring research. In particular, the workshops aim to provide a practical understanding of how to identify, handle, reshape, clean up and evaluate important summary statistics from incomplete data sets. These are fundamental skills in building simulation where model validation and calibration are increasingly commonplace.

Datenanalyse für die Gebäudesimulation in der Lehre - Serie: Gebäudesimulation und Berechnungstools in der Lehre
Das Erasmus+ Projekt mit dem Titel “Digital Erasmus - a roadmap to using building performance simulation to achieve resilient design” (DesRes) zielt darauf ab, die Lernerfahrungen von Studierenden in Fachbereichen der gebauten Umwelt durch einen kontinuierlichen digitalen Lernzyklus zu verändern. Drei Universitäten sind an diesem Projekt beteiligt: die Technische Universität Graz (TU Graz), die Technische Universität Delft (TU Delft) und die University of Strathclyde (UoS), Glasgow, die jeweils ein Modul entwickeln und anbieten, um die Lernerfahrung in der Gebäudesimulation zu vervollständigen. In diesem Beitrag werden die Ziele und Lerninhalte der Workshops beschrieben, die an der TU Graz als Teil des Moduls zum Energiemonitoring angeboten werden. Diese Workshops befassen sich mit der Komplexität der Arbeit mit großen Datenmengen, die üblicherweise in der Forschung zum Energieverbrauch anfallen. Insbesondere zielen die Workshops darauf ab, ein praktisches Verständnis dafür zu vermitteln, wie man wichtige zusammenfassende Statistiken aus unvollständigen Datensätzen identifiziert, handhabt, umformt, bereinigt und auswertet. Dies sind grundlegende Fähigkeiten in der Gebäudesimulation, wo die Validierung und Kalibrierung von Modellen immer wichtiger werden.

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