To explore the potential advantages of supplying occupant behavior models with inter-occupant diversity information, this study models the occupants' operation of windows in a monitored open-plan office at aggregate and individual levels. Subsequently, a calibrated energy model of the office area incorporates the developed models and multiple streams of monitored data to evaluate the predictive performance of the models and their contribution to enhance the reliability of building performance assessments. According to the results, individual window operation models outperformed the aggregate model in capturing the peak and variation of window operation across occupants in the free-running season, which resulted in a better assessment of thermal comfort. However, the individual models yielded an overestimation of peak heating demand, as compared with the benchmark value based on the actual window operations in a single year.

Die Vorteile der Darstellung der Vielfalt in Fensteröffnungsmodellen für die Gebäudesimulation.
Um die potenziellen Vorteile der Bereitstellung von Nutzerverhaltensmodellen mit verschiedenen Nutzerinformationen zu untersuchen, wurde der Fensteröffnungsbetrieb durch Nutzer eines Großraumbüros aggregiert und auf individueller Ebene modelliert. Anschließend wurde ein Modell des Großraumbüros unter Einbeziehung der entwickelten Modelle und Ströme aufgezeichneter Daten kalibriert, um die Vorhersageleistung der Modelle und ihren Beitrag zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Gebäude performance-Bewertungen zu analysieren. Den Ergebnissen zufolge übertrafen die individuellen Fensteroperationsmodelle das aggregierte Modell, indem sie den Spitzenwert und die Variation des Fensterbetriebs über alle Nutzer im freilaufenden Betrieb erfassten, was zu einer besseren Bewertung des thermischen Komforts führte. Die individuellen Modelle ergaben jedoch eine Überschätzung des Spitzenwärmebedarfs im Vergleich zum Referenzwert, der auf dem tatsächlichen Fensterbetrieb in einem einzigen Jahr basiert.

Vertikale Begrünung kann einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung leisten. Denn Begrünung kann nicht nur die bauphysikalischen Eigenschaften von Gebäuden verbessern und als Schadstofffilter zur Verbesserung der Luftqualität beitragen, sondern auch großen Einfluss auf die betroffenen Menschen haben. Eine Begrünungsmaßnahme im Rahmen einer Bestandssanierung oder bei einem Neubau durchzuführen, ist nicht zuletzt von den entstehenden Kosten und den möglichen Nutzen abhängig. Das Ziel der durchgeführten Forschung besteht darin, ein Basismodell zu entwickeln, mit dem in weiterer Folge objektbezogen die Kosten und Nutzen für wandgebundene Begrünungssysteme abgeschätzt werden können. Hierzu wird für jedes System ein gesamter Lebenszyklus von der Errichtung über die Nutzung bis zur schlussendlichen Entsorgung betrachtet. Aufgrund der fehlenden Messbarkeit und quantitativen Bewertbarkeit vieler positiver Auswirkungen von Gebäudebegrünung kann derzeit kein ganzheitliches Modell vorgezeigt werden, sondern lediglich der entwickelte, leicht erweiterbare Ansatz zur ökonomischen Bewertung präsentiert werden. Dank dieses Modells konnten bereits wertvolle Erkenntnisse zur Systemoptimierung erlangt werden und Anknüpfungspunkte für weitere Bewertungsmöglichkeiten definiert werden.

Approaches to the economic valuation of living wall systems.
Vertical greening can make a significant contribution to sustainable urban development. Greening can not only improve the building-physical properties of buildings and contribute to improving air quality as a pollutant filter, but can also have a major impact on the people affected. A greening measure to be carried out as part of an existing renovation or a new construction is highly dependent on the costs incurred and the potential benefits. The aim of the research carried out is to develop a basic model with which the costs and benefits for wall-based greening systems can subsequently be estimated on an object-related basis. For this purpose, an entire life cycle is considered for each system, from installation through use to final disposal. Due to the lack of measurability and quantitative evaluability of many positive effects of building greenery, no holistic model can currently be presented, but only the developed, easily extensible approach to economic evaluation can be shown. Thanks to this model, it has already been possible to gain valuable insights into system optimisation and to define starting points for further evaluation options.

Seit 2001 prämiert der Deutsche Bauherrenpreis vorbildliche Neubauten und Sanierungen von Mehrfamilienhäusern. Eine Analyse der neueren Projekte zeigt, dass Wohnungswirtschaft und Planer ein überaus leistungsstarkes Team bilden, welches wirtschaftliches und energieeffizientes Bauen sehr gut vereinbaren kann. Eine hohe Energieeffizienz wirkt sich bei Mehrfamilienhäusern in höchstens geringem Umfang auf die Baukosten auswirken, sowohl bei Neubauten als auch bei Sanierungen. Bei Kaltmieten hat der Standort in einer Großstadt großen Einfluss; Häuser mit niedrigem Primärenergiebedarf werden sogar günstiger vermietet. Pauschale Behauptungen, Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden führten zu überhöhten Baukosten und Kaltmieten, erweisen sich vor dem Hintergrund dieser Auswertung anspruchsvoller Projekte als nicht haltbar. Gutachten über die Wirtschaftlichkeit von Energiestandards sollten nicht nur Materialpreise, sondern die Baukosten realisierter Projekte untersuchen und dabei stets mit statistisch abgesicherten Methoden (oder wenigstens mit Bandbreiten) arbeiten.

Building costs and energy efficiency of apartment buildings.
Since 2001 the “Deutscher Bauherrenpreis” (German building owners award) awards exemplary new and renovated apartment buildings. An analyses of the recent projects shows that housing industry and engineers are a powerful team that is able to bring energy efficient and economic construction together. Construction costs of both new built and renovated apartment buildings are just marginally impacted by energy efficiency. Most significant impact on basic rents is the location of a building in a large city; buildings with low primary energy demand are even rented cheaper. This analysis of ambitious projects shows that blanket assertions that energy efficiency requirements would increase construction costs drastically are not valid. Studies about the economic efficiency of buildings should not only investigate costs of construction materials but also construction costs of real projects. Studies should also use elaborated statistical methods (or at least use bandwidths).

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Für den Neubau der Produktionsstätte eines Getränkeherstellers war es erforderlich, ein Lagervolumen für rund fünf Millionen Flaschen als gekühltes Rohsektlager bereitzustellen. Die maximalen Temperaturen durften aufgrund der Qualitätsanforderungen im Produktionsprozess 14 °C während der Sommermonate nicht überschreiten. Um möglichst hohe Energieeffizienz zu erzielen und eine ganzjährige Beheizung beziehungsweise Kühlung zu vermeiden, sollte das Lager natürlich konditioniert werden: Durch explizite Kopplung des Gärlagers mit dem angrenzenden Erdreich wurde dessen Pufferwirkung über ungedämmte erdberührte Wand- und Bodenbauteile aktiviert. Auch das Lagergut selbst wurde als thermische Speichermasse in der Auslegung berücksichtigt. Gleichzeitig wurde die verbliebene thermische Gebäudehülle dahingehend optimiert, dass die auftretenden Wärmegewinne und Wärmeverluste zur Außenluft auf ein Minimum reduziert sind. Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit erfolgte mittels gekoppelter transienter thermischer Gebäudesimulation. Es konnte gezeigt werden, dass - selbst unter Annahme erhöhter Außenluft- und Erdreichtemperaturen aufgrund des Klimawandels - bei Ausführung von Außenwänden und Dächern in höchster thermischer Qualität auf eine aktive Konditionierung des Lagers vollständig verzichtet werden kann.

Use of passive ground cooling for the conditioning of warehouses.
Application in modern sparkling wine production: A new production facility for a beverage manufacturer has to provide a storage volume for around 5 million bottles as a refrigerated warehouse. The maximum temperatures were not allowed to exceed 14 °C due to the quality requirements in the production process. To achieve highest energy efficiency and to avoid year-round heating and cooling, the warehouse should be passively conditioned: by explicitly coupling it with adjacent soil, its buffering effect was activated via uninsulated wall and floor components in contact with the ground. The warehouse stock was also integrated into the concept as thermal mass. Furthermore, the remaining building envelope was optimized to reduce heat gains and losses to external air to a minimum. The serviceability was demonstrated with a coupled thermal building simulation. It was shown that even with higher outdoor air and ground temperatures due to climate change, an active conditioning of the warehouse can be avoided when designing exterior walls and roofs of highest thermal quality.

Der folgende Beitrag befasst sich mit der Tageslichtwirkung eines transluzenten, thermisch gedämmten Membrandaches über einer Sporthalle aus energetischer Sicht. Anhand von Messungen der optischen Eigenschaften der ausgeführten Dachkonstruktion wird eine dynamische Tageslichtsimulation der realisierten Situation über ein Jahr durchgeführt. Weitere Szenarien mit veränderten Materialeigenschaften und Konstruktionen liefern Vergleichswerte zur Quantifizierung der durch das Membrandach erreichten Reduktion des Kunstlichtbedarfs. Auf den Aspekt der Verschmutzung der Oberflächen und damit einhergehende Reduktion des Lichttransmissionsgrads wird explizit eingegangen. Bei einem Transmissionsgrad von 0,72 % wird im Vergleich zu einer alleinigen Glasfassade der Kunstlichtbedarf um 30 % von 19,7 kWhel/m2/a auf 13,8 kWhel/m2/a gesenkt. Die Seltenheit der Membranbauten verursacht eine Spärlichkeit an Betriebserfahrung und Informationen zu Kennwerten. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit stellen daher als Vergleichs- und Kennwerte wertvolle, neue Erkenntnisse für viele Architekten, Planer und Bauherren dar.

Quantification of day light supply in a translucent membrane roof building.
Conservations in artificial lighting in a case study building: The current article gives insight in the day light supply of an insulated and translucent membrane roof on top of a sport building from an energetic perspective. Measured material properties deliver input parameters for an annual daylight simulation of the built situation. Results of further scenarios with changed optical properties and constructions serve as references to quantify the reduction in artificial lighting demand caused by the membrane roof. The influence of soiling of the surfaces concerning the optical transmittance is addressed. The rarity of membrane building constructions also causes a lack of experience in operation and of information about performance indicators. Hence, the results of the current work add valuable insight for architects, planners and building owners.

Erdwärme für die Kirche St. Trinitatis in Leipzig
Neue Fachmesse für digitale Lösungen in der Baubranche
Neues Lehr- und Weiterbildungsgebäude für das Cluster Biomedizintechnik der RWTH Aachen
19. EIPOS-Sachverständigentage Brandschutz: Brandschutz mit Augenmaß
Urban Solar Decathlon 2021: Internationaler Innovationswettbewerb kommt nach Wuppertal

DIN 276 Kosten im Bauwesen wurde veröffentlicht
Aus KMB- wird PMBC-Richtlinie

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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