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Mit der Komplettsanierung und -modernisierung der Neuen Nationalgalerie von Mies van der Rohe in Berlin wurde eine bauliche und logistische Mammutaufgabe gestemmt. Die technischen Ansprüche eines zeitgemäßen Museumsbetriebs mussten mit den Anforderungen des Denkmalschutzes in Einklang gebracht werden. Dies galt auch für die Erneuerung des Dachaufbaus. Mit Schaumglasdämmung (Foamglas) ist es gelungen, den Wärmeschutz des Museums wesentlich zu verbessern, ohne dabei die Optik des Daches zu verändern. Das nachhaltige und leistungsfähige Material kam sowohl in der Dachkonstruktion als auch für die Besucherterrasse zum Einsatz, siehe Meldung S. 235 (Foto: © Thomas Bruns, BBR)

Inhalt: Bauphysik (Test)

Doppelfassaden verbessern den Schallschutz bei natürlicher Fassadenlüftung und bieten der Verschattung im Fassadenzwischenraum (FZR) einen Schutz vor hohen Windlasten. Bezüglich der natürlichen Lüftung ist jedoch zu beachten, dass die Luftströmungen zwei Fassadenebenen passieren müssen und die Luftwechselzahl nicht mit den Annahmen für einschalige Fassaden geplant werden kann. Die potenziell höheren Temperaturen im Fassadenzwischenraum erfordern zudem eine besondere Beachtung bei der Planung des sommerlichen Wärmeschutzes. An zehn Gebäuden in Hamburg mit Korridor-Doppelfassaden und Kastenfenster-Doppelfassaden wurden Klimadaten erfasst und Luftwechselmessungen vorgenommen. Anhand dieser Daten wurde ein Berechnungsansatz des Außenluftwechsels erstellt und in transienten thermischen Gebäudesimulationen angewandt. Erstellt wurde eine Methode, mit der in frühen Planungsphasen schnell und ohne Softwareanwendung die erforderliche Größe der Lüftungsöffnungen bestimmt werden kann.

Pre-dimensioning of ventilation openings in double façades
Double façades improve sound insulation while natural ventilation and offer the shading in the space between the façades, protection from higher wind loads. With regard to natural ventilation, however, it should be noted that the air flows must pass through two façade layers and the air exchange rate cannot be planned with the existing assumptions for single-skin façades. The potentially higher temperatures in the intermediate façades space also require special consideration when planning summer heat protection. Climate data were recorded, and air exchange measurements were taken on 10 buildings in Hamburg with corridor double façades and box window double façades. Based on these data, a calculation approach of the outdoor air exchange was created and applied in transient thermal building simulations. A method was created with which the required size of the ventilation openings can be determined quickly and without software application in early design phases.

Moderne energieeffiziente Gebäude definieren sich über einen hohen Grad an verbauter Technik. Durch deren vielseitigen Einsatz werden solche Gebäude als komfortabel und qualitativ hochwertiger empfunden. Auch die gesetzlichen Vorgaben und Förderungen lenken den Trend zukünftiger Gebäude hin zu einem hohen Grad energieeffizienter Technik. Dabei gilt jedoch der Leitsatz: Die beste Energie ist die, die erst gar nicht verbraucht wird. Um vor allem auch der grauen Energie Rechnung zu tragen und tatsächlich nachhaltige, zukunftsfähige Gebäude entstehen zu lassen, sollte ein Paradigmenwechsel eingeleitet werden hin zur Suffizienz. Ein Trend ist dabei besonders hervorzuheben - die Lowtech-Gebäude. Sie folgen dem Grundsatz, zuerst die Potenziale der Baukonstruktion bauphysikalisch voll auszuschöpfen und danach die benötigte Restenergie durch Technik zu ergänzen. Definiert werden könnten sie durch den Leitsatz: Technology follows Construction. Lowtech-Gebäude sind aber nicht nur im Kontext des Klimawandels vorteilhaft, sie bieten außerdem wirtschaftliche Lösungsansätze für Herausforderungen wie die gesellschaftliche Akzeptanz energieeffizienter Maßnahmen, die soziale Nachhaltigkeit und die Post-Pandemie. Dank der zunehmenden Anzahl erfolgreicher Praxisprojekte gewinnen Lowtech-Gebäude an Bedeutung.

Technology follows Construction - Potentials of low-tech buildings
Modern energy-efficient buildings are defined by a high degree of installed technology. Thanks to their versatile use, such buildings are perceived as comfortable and of higher quality. The legal requirements and subsidies also steer the trend of future buildings toward a high degree of energy-efficient technology. However, the guiding principle is: the best energy is the one which is not consumed. A paradigm shift toward sufficiency should be initiated in order to take grey energy into account and actually create sustainable, future-proof buildings. One trend in particular should be highlighted: low-tech buildings. They follow the principle of first fully exploiting the potential of the building structure in terms of building physics and then supplementing the required residual energy with technology. They could be defined by the guiding principle: Technology follows Construction. Low-tech buildings are not only beneficial in the context of climate change, they also offer economic solutions to challenges such as social acceptance of energy-efficient measures, social sustainability and post-pandemic. Thanks to the increasing number of successful practical projects, low-tech buildings are gaining in importance.

Die kühlende Wirkung von Fassadenbegrünung wird in der Literatur häufig als ein Ansatz zur Bekämpfung des Klimawandels und der erhöhten Temperaturen im Sommer diskutiert. Neben diesem Effekt können Fassadenbegrünungen auch im Winter eine Dämmwirkung entfalten. In dieser Studie wurden die Auswirkungen eines Fassadenbegrünungsmoduls auf den Wärmetransport durch die dahinter stehende Außenwand während der Heizperiode untersucht. Dafür wurden empirische Messungen an einem Prototyp eines Begrünungsmoduls an einem Testcontainer durchgeführt. Zu den gemessenen Parametern gehörten die Oberflächen- und Lufttemperatur (jeweils innen und außen) und die Wärmestromdichte durch den Wandaufbau. Die Messungen wurden an zwei verschiedenen Stellen durchgeführt: ohne Begrünung (Referenzwand) und mit Begrünung. Der Wärmedurchgangskoeffizient der Fassade wurde für beide Stellen nach drei verschiedenen Datenfilterungsmethoden berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Fassadenbegrünungsmodul den Wärmetransport durch die Wand reduziert. Je nach verwendeter Filterungsmethode ergibt sich durch die Fassadenbegrünung eine Reduktion des Wärmedurchgangskoeffizienten des Wandaufbaus um 9 % bis 18 %.

In situ measurement of the effect of façade greening on the U-value of the exterior wall
The cooling effect of façade greening is frequently discussed in the literature as an approach to fight climate change and elevated temperatures in the summer. However, façade greening can have an insulation effect during winter as well. In this study, the effects of a façade greening module on heat transport through the external wall behind it during the heating season were investigated. These effects were evaluated using empirical measurements conducted on a prototype greening module set in front of a test container. The measured parameters included surface temperature (inside and outside), air temperature (inside and outside), air temperature directly in front of the façade, and heat flux through the assembly. The measurements were conducted at two different positions: without greening (reference wall) and with greening. The heat transfer coefficient of the façade was calculated for both positions according to three different data filtering methods from the literature. The results indicated that the façade greening module reduced the heat transfer through the wall. Moreover, due to façade greening, the heat transfer coefficient of the wall assembly was reduced between 9 % and 18 %, depending on the used filtering method.

Für die thermische Trennung von Balkonen und Laubengängen von der Fassade sind bewehrte Anschlusselemente Stand der Technik. Diese Elemente beeinflussen die Trittschallübertragung und sind somit für die schalltechnische Planung von Bedeutung. Im Rahmen von Forschungsarbeiten an der HFT Stuttgart wurde ein Labor-Prüfverfahren zur schalltechnischen Kennzeichnung solcher Anschlusselemente entwickelt. Der relativ kompakte Prüfaufbau besteht aus einem Balkon, der über das Anschlusselement mit einer Decke verbunden ist. Anhand von Körperschallmessungen wird die Trittschallminderung in Analogie zu Deckenauflagen, bzw. die Trittschallpegeldifferenz als Einfügungsdämmung mit Bezug auf die durchbetonierte Situation bestimmt. Beide Kenngrößen können für den Produktvergleich und die Prognose der Trittschallübertragung im Gebäude nach DIN EN ISO 12354-2 verwendet werden. In diesem Beitrag wird das Prüfverfahren vorgestellt und anhand von Finite-Elemente-Simulationen validiert.

Test method to determine the impact sound insulation of thermal insulation elements of balconies
The thermal insulation of balconies and access balconies from the façade is usually performed by using reinforced thermal insulation elements. These elements also affect the impact sound transmission and are therefore relevant for the acoustic planning of a building. In a research project at the University of applied sciences Stuttgart a laboratory test procedure to provide acoustic quantities of such elements was developed. The relatively compact test set-up consists of a balcony that is connected to a ceiling by a thermal insulation element. The impact sound reduction in analogy to floor coverings and the impact sound difference as insertion loss with reference to a rigidly connected balcony can be determined using structure-borne sound measurements. Both values can be used for product description and to predict the impact sound transmission in a building according to EN ISO 12354-2. This article describes the test procedure and validates it by means of finite element simulations.

Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
In diesem Beitrag werden die Motivation zur Artikelserie und die Ergebnisse einer Online-Umfrage an die Lehrenden der deutschsprachigen Hochschulen, initiiert und durchgeführt vom Fachgebiet Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung der Universität Wuppertal, aufgeführt.

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Diese Artikelserie stellt den Einsatz von Computerprogrammen in der Hochschullehre der Bauphysik und Gebäudetechnik für Architekten und Bauingenieure vor.
Das Fachgebiet Bauphysik (Fachbereich Architektur Stadtplanung Landschaftsplanung) der Universität Kassel bietet im Bereich der Lehre Vorlesungen und Seminare primär für Architekturstudent:innen im Bachelor und Master an. Die Veranstaltungen sind meist auch für Student:innen der Ingenieurwissenschaften an der Universität Kassel belegbar. Je nach Studiengang und Abschluss werden Softwareprogramme abgestuft angewendet.

Dach der Neuen Nationalgalerie mit Schaumglasdämmung
Solar Decathlon in Wuppertal endet mit Besucher:innen-Rekord
Brandschutz-Glashandbuch 2022 von Pilkington erschienen
Baustoff aus dem Moor - Erfahrungen aus dem Vorhaben “Produktketten aus Niedermoorbiomasse”
FVHF-Leitlinie zum Schallschutz mit vorgehängten hinterlüfteten Fassaden
Tragwerksplanende unterstützen Initiative Phase Nachhaltigkeit
Marktaufsicht reklamiert CE-Kennzeichnung von Fenstern und Türen auf Basis “veralteter” Prüf- und Klassifizierungsnormen
Auslobung DEGA-Preis für Kommunikationsräume 2023
digitalBAU 2022: Preisverleihung “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft”
Bauelemente-Berechnung im WDVS-Planungsatlas vereinfacht
14. EffizienzTagung klimaneutral Bauen+Modernisieren: Schneller zu Klimaneutralität im Gebäudebereich

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Im Rahmen des internationalen Wettbewerbs Solar Decathlon 21/22, der im Juni 2022 in Wuppertal ausgetragen wird, hat sich das Team levelup der TH Rosenheim das Ziel gesetzt, mittels Aufstockung den urbanen Raum nachzuverdichten. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Schaffung neuen Wohnraums in Kombination mit einer energetischen Sanierung zum Plusenergiegebäude. Erreicht wird dies durch ein Energiekonzept mit PV- und PVT-Kollektoren, Absorptionswärmepumpe und einer Fassadenheizung. Das Titelbild zeigt ein Rendering des saniertes Bestandsgebäudes mit Aufstockung in Nürnberg (Quelle: Team levelup).

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Auf der Basis einer vereinfachten Energie- und Feuchtebilanz für den bauklimatisch kritischen Raum eines Gebäudes ist ein Modell und Programm CLIMT für die Berechnung der Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchte entwickelt worden. Außerdem ermöglicht das nutzerfreundliche Programm GLIG die Generierung der Außenklimadaten (Stundenwerte der Temperatur, der Luftfeuchte, der kurzwelligen Direkt- und Diffusstrahlung usw.). Die Rechenergebnisse sind mit Messwerten in zwei aktuellen Gebäuden in Deutschland verglichen worden: der Goldene Saal unter der Zeppelintribüne, der vom Hochbauamt Nürnberg seit 2015 renoviert wird und die Glaseinhausung der Busmannkapellenreplik in Dresden. Die Übereinstimmung zwischen den stündlichen Rechenwerten für die Raumlufttemperaturen und Raumluftfeuchten in den Jahren 2015 bzw. 2018 und den Messwerten in beiden Gebäuden ist beinahe perfekt. Das ist von großer Bedeutung für die Planung aller Sanierungsmaßnahmen und die museale Nutzung beider Gebäude.

Indoor climate study in the “heavy” Golden Hall in Nuremberg and in the “light” glass enclosure of the Busmann Chapel in Dresden
On the basis of the simplified energy and moisture balance of a building the model and program CLIMT (Climate-Indoor-Moisture-Temperature) for the practicable calculation of the indoor air temperature and relative humidity has been developed. Moreover the climatic generator CLIG is an userfriendly program in order to generate binary climatic dates (hourly values of temperature, relative humidity, shortwave direct radiation on chosen freely surfaces etc.) The results have been validated with hourly values of measurements in actual buildings in Germany: The “Golden hall” below the “Zeppelin terrace” in renovation since 2015 by the city building department Nuremberg and the glass housing around the Busmann chapel replica in Dresden. The correlation between calculation and measurement of temperature and humidity is nearly perfect. That is important for the planning of rehabilitation measures and the using of both buildings as museal spaces.

Das Finanzierungsinstrument Intracting schafft beim hochschulinternen Energiemanagement positive finanzielle und organisatorische Rahmenbedingungen für die kontinuierliche Verbesserung der Energieeffizienz der Hochschulgebäude. So werden die vorhandenen oft hochwirtschaftlichen Energieeinsparpotenziale aktiv erschlossen. Beim Intracting werden mit einer einmaligen Anschubfinanzierung erste Energiesparmaßnahmen umgesetzt. Die erzielten Energiekosteneinsparungen werden einer sogenannten Intracting-Kostenstelle gutgeschrieben und in neue Energieeffizienzmaßnahmen reinvestiert. So ergeben sich weitere Energiekosteneinsparungen, die wiederum gutgeschrieben und reinvestiert werden usw. Dieser Intracting-Kreislauf führt bei richtiger Ausgestaltung zu einem exponentiellen Anstieg der verfügbaren Finanzmittel. In den ersten 15 Jahren können so Investitionen in Energieeffizienzmaßnahmen umgesetzt werden, die etwa dem 20-fachen der Anschubfinanzierung entsprechen, wodurch die CO2-Emissionen der Gebäude substanziell gesenkt werden.
Das Forschungsprojekt “Intracting an Hochschulen - IntrHo” untersucht die Ausgestaltung, Einführung und Anwendung von Intracting an Hochschulen und entwickelt benötigte Planungs- und Umsetzungshilfsmittel. Zentrale Ergebnisse werden hier vorgestellt. Sie sind weitestgehend auf Kommunen übertragbar.

Intracting as a financing instrument for energy saving measures in university buildings
Intracting creates positive conditions for the energy management to continuously improve the energy efficiency of university buildings. To start Intracting first energy saving measures implemented are financed by a given start up financing. The energy cost savings achieved are credited to an intracting-account and reinvested in further energy saving measures. This leads to more cost savings which are reinvested again and so on. If properly designed, this “Intracting cycle” creates an exponential increase of the available finances. The energy saving investments within 15 years can reach up to 20 times the start up financing. Therefore, energy consumption and CO2-emissions can be reduced substantially.
The research project “intracting at universities - IntrHo” examines the implementation of Intracting at universities and develops the tools necessary for planning and application. Fundamental results are presented in this paper. They are largely transferrable to municipalities.

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Mit dem Beitrag des Teams der FH Aachen zum SDE 21/22 wird im Projekt LOCAL+ ein kreislauffähiger Holzmodulbau mit einem innovativen Wohnraumkonzept geplant und umgesetzt. Ziel dieses Konzeptes ist die Verringerung des stetig steigenden Wohnflächenbedarfs durch ein Raum-in-Raum Konzept. Gebäudetechnisch wird in dem Projekt nicht nur das Einzelgebäude betrachtet, sondern unter Berücksichtigung des Gebäudebestandes wird für das Quartier ein innovatives und nachhaltiges Energiekonzept entwickelt. Ein zentrales Wasserstoffsystem ist für ein Quartier geplant, um den Stromverbrauch aus dem Netz im Winter zu reduzieren. Zentraler Bestandteil des TGA-Konzepts ist ein unterirdischer Eisspeicher, eine PVT und eine Wärmepumpe mit intelligenter Regelstrategie. Ein Teil des neuen Gebäudes (Design Challenge DC) wird in Wuppertal als Hausdemonstrationseinheit (HDU) präsentiert. Eine hygrothermische Simulation der HDU wurde mit der WUFI-Software durchgeführt. Da im Innenraum Lehmmodule und -platten als Feuchtigkeitspuffer verwendet werden, spielen die Themen Feuchtigkeit, Holzfäule und Schimmelwachstum eine wichtige Rolle.

LOCAL+ - a recyclable wooden modular building with a sustainable energy and living space concept
In the LOCAL+ project, a recyclable timber modular building with an innovative living space concept is planned and implemented. The aim of this concept is to reduce the constantly increasing demand for living space through a house-in-house concept. As energy concept, the project not only looks at the individual building, but also develops an innovative and sustainable energy concept for the neighbourhood, taking into account the existing building. A central component of the TGA concept is an ice storage tank, PVT and a heat pump, hydrogen system with an intelligent control strategy. A part of the new building (Design Challenge DC) will be presented in Wuppertal as house demonstration unit (HDU). The hygrothermal simulation of HDU is performed using WUFI software. The simulation result of HDU is presented in the article to identify moisture damage, wood rot and mold growth. Since the proposed clay modules will be used as moisture buffers, this issue should be addressed to identify potential damage.

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Das interdisziplinäre Team MIMO (Minimal Impact - Maximum Output) der Hochschule Düsseldorf beschäftigt sich mit der ganzheitlich ressourceneffizienten Nachverdichtung urbaner Quartiere. Ein gründerzeitliches Industriegebäude und heutiges Tanzhaus wird energetisch saniert und um eine Wohnnutzung aufgestockt. In theoretischem Entwurf und folgender 1:1-Umsetzung wird die Weiternutzung und Revitalisierung des Gebäudebestands, kreislaufgerechte Konstruktionen und Materialverwendung, der Einsatz recycelter, ökologischer und wiederverwertbarer Materialien, sozialnachhaltige Aspekte im Sinne von Gemeinschaft und Teilhabe sowie die Nutzung lokaler, erneuerbarer Energien zum Ausgleich der Gebäudeenergie- und Ökobilanz adressiert.

MIMO - MINIMAL IMPACT, MAXIMUM OUTPUT - Stacked Tiny Houses as an urban living community
The interdisciplinary team MIMO of the University of Applied Sciences Düsseldorf is working on the holistic, resource-efficient redensification of urban districts. A Wilhelminian industrial building and current dance hall is being energetically renovated and extended with apartments. The theoretical design and subsequent 1:1 implementation will address the continued use and revitalisation of the existing building stock, recyclable construction and material use, the use of recycled, ecological and recyclable materials, socially sustainable aspects in the sense of community and participation, and the use of local, renewable energies to equalize the building's energy and life cycle balance.

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Das Team X4S der Hochschule Biberach entwickelt und plant für den SDE 21/22 eine Aufstockung mit vier Geschossen in Holzbauweise auf ein zweigeschossiges Bestandsgebäude im Quartier Wuppertal-Mirke. Ziele des Beitrags ist die Schaffung von neuem Wohnraum und Büroflächen. Solarenergienutzung in der Fassade und auf dem Dach soll die C02-neutrale Betrieb des Gebäudes aus Bestand und Aufstockung ermöglichen. Die Baukonstruktion der Aufstockung ist auf Langlebigkeit, Trennbarkeit, Wiederverwertbarkeit der verwendeten Roh- und Baustoffe ausgerichtet. In diesem Betrag werden die Konstruktion der Gebäudehülle und die bauphysikalischen Eigenschaften des Gebäudes mit einem Fokus auf ihre Bedeutung für das Energiesystem vorgestellt.

X4S - Climate-neutral living and working in the urban environment
Team X4S of Biberach University of Applied Sciences is developing and planning a four-storey addition in timber construction to a two-storey existing building in the Wuppertal-Mirke neighbourhood for SDE 21/22. The aim of this contribution are to create new living space and office space. The use of solar energy in the façade and on the roof allows for the C02-neutral use of the building from the existing building and the extension. The construction of the extension is based on durability, separability and recyclability of the raw and building materials used. In this paper, the construction of the building envelope and the physical properties of the building are presented with a focus on their significance for the energy system.

Im Rahmen des SDE 21/22 entwickelt das interdisziplinäre Team “coLLab” der Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) ein ganzheitliches und übertragbares Konzept für die Aufstockung und Sanierung eines Bestandsgebäudes auf dem Campus der Hochschule in der Stadtmitte von Stuttgart. Dabei handelt es sich um einen für die Nachkriegszeit typischen Stahlbeton-Skelettbau mit Verwaltungsnutzung aus den 1950er Jahren. Im Sinne hoher Übertragbarkeit und einer möglichst günstigen Gesamt-Ökobilanz kommt eine leichte Holzkonstruktion zum Einsatz. Für den Wettbewerbsbeitrag werden außerdem Low-Tech Konzepte mit innovativen Technologien und Methoden kombiniert. Dies wird insbesondere an der Fassade des Entwurfs durch den Einsatz von organischen Photovoltaikzellen (OPV) und einem Solarkamin sichtbar, auf deren Integration und Funktionsweise in diesem Bericht eingegangen wird.

coLLab - Low-tech meets innovation for an extansion and renovation with OPV façade
Within the framework of the SDE 21/22, the interdisciplinary team “coLLab” of the HFT Stuttgart is developing a holistic and transferable concept for the addition and renovation of an existing building on the campus of the university in the city center of Stuttgart, Germany. This is a reinforced concrete skeleton building with administrative use from the 1950s, typical of the post-war period. In the interests of high transferability and the most favorable overall ecological balance possible, a lightweight timber construction is used. In addition, low-tech concepts are combined with innovative technologies and methods for the competitive contribution. This is particularly visible on the façade of the project building through the use of organic photovoltaic cells and a solar chimney, the integration and functioning of which is discussed in this report.

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Das Team levelup der TH Rosenheim hat sich im Rahmen des SDE 21/22 das Ziel gesetzt, mittels Aufstockung den urbanen Raum nachzuverdichten. Hauptaugenmerk ist hierbei die Schaffung neuen Wohnraums mit einer energetischen Sanierung zum Plusenergiegebäude zu kombinieren. Erreicht wird dies durch ein Energiekonzept mit PV- und PVT-Kollektoren, Absorptionswärmepumpe und einer Fassadenheizung. Der bauphysikalische Schwerpunkt in diesem Bericht liegt bei einer Sanierungsfassade mit thermischer Aktivierung der Bestandswand.

levelup - Modular storey addition and refurbishment of appartment blocks
Within the framework of SDE21/22, the levelup team of the TH Rosenheim has set itself the goal of increasing the density of urban space by adding storeys. The main focus here is to combine the creation of new living space with an energetic renovation into a plus-energy building. This is achieved through an energy concept with PV and PVT collectors, an absorption heat pump and façade heating. The building physics focus in this report is on a façade renovation with thermal activation of the existing wall.