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U-Wert-Messungen vor Ort eigenen sich für opake Bauteile unbekannter Konstruktion, bei denen eine zerstörungsfreie Aussage zu den thermischen Eigenschaften, z. B. für Sanierungsmaßnahmen erforderlich ist. In-situ U-Wert-Messungen sind Gegenstand zweier abgeschlossener Forschungsprojekte aus Deutschland und der Schweiz. Im vorliegenden Teil 1 werden die Ergebnisse des Projektes “LivingLab - Gebäudeperformance” an der Bergischen Universität Wuppertal vorgestellt. Ziel dieses Teilprojektes ist, Einflüsse auf in-situ U-Wert-Messverfahren für Mauerwerkskonstruktionen in einem Heizkammerverfahren unter kontrollierten Bedingungen herauszuarbeiten. Es kann gezeigt werden, dass bei Wärmeflussverfahren mit langer Messdauer die Größe der Platten und ihre Positionierung in Bezug auf ein Fugenraster keine messbaren Unterschiede ergeben. Bei ungedämmten Konstruktionen werden mit diesem Verfahren tendenziell geringere U-Werte, bei gedämmten Konstruktionen höhere U-Werte gemessen als bei bekanntem Materialaufbau berechnet. Vergleichend werden Kurzzeitmessungen mit der sog. “Rapid U-Value-Messtechnik (Rapid-U)” durchgeführt. Es zeigen sich größere Streuungen der Ergebnisse und höhere U-Werte als beim Wärmeflussverfahren. In Teil 2 wird ein Forschungsprojekt aus der Schweiz vorgestellt, in dessen Rahmen eine praxisorientierte Anwendungshilfe für in-situ U-Wert-Messungen erstellt wird. Als Basis dienen In-situ-Messungen mit drei unterschiedlichen Geräten und vergleichende Labormessungen.

In-situ measurement of massive building components - Part 1: Comparison of test methods and influences in heating chamber tests
In-situ U-value measurements are suitable for opaque constructions where a non-destructive testing of thermal properties is required, e.g. for renovation. In-situ U-value measurements are the subject of two research projects from Germany and Switzerland. This Part 1 presents results of the project “LivingLab - Building Performance” at the University of Wuppertal. The aim is to investigate influences on in-situ U-value measurement methods for masonry structures in a hot box. It is shown, that in heat flux methods with long measurement periods, size of the heat flux plates and their positioning with respect to mortar joints do not show measurable differences. For uninsulated constructions, this method tends to show lower U-values, for insulated constructions higher U-values than calculated. In comparison, short-term measurements are performed using so-called “Rapid-U-Value Technique (Rapid-U)”. Larger scattering of the results and higher U-values than with the heat flow method are shown. In Part 2, a research project from Switzerland is presented, in the context of which a practice-oriented application aid for in-situ U-value measurement is being developed. In-situ U-value measurements using three different instruments and comparative measurements in the laboratory serve as a basis.

U-Wert-Messungen vor Ort (in situ) eignen sich für Gebäude, bei denen die Konstruktion unbekannt ist und eine zerstörungsfreie, sichere Aussage zu den thermischen Eigenschaften getroffen werden soll. In-situ U-Wert-Messungen sind der Gegenstand von zwei kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekten aus Deutschland und der Schweiz. Die Grundlagen zur U-Wert-Messung, die möglichen Messverfahren, sowie Messungen mit der Wärmeflussmethode und der Rapid U-Value-Messtechnik (Rapid-U) im Labor als Bestandteil des Forschungsprojektes aus Deutschland wurden in Teil 1 dieser zweiteiligen Veröffentlichung dargestellt. Teil 2 der Veröffentlichung berichtet von einem Forschungsprojekt aus der Schweiz, in dessen Rahmen eine Anwendungshilfe für die in situ U-Wert-Messung erstellt wird. Grundlage sind U-Wert-Messungen mit am Markt erhältlichen Messgeräten, die auf eine breite Anwendung zielen. Es wurde mit zwei Messgeräten, die auf der Wärmeflussmethode basieren, und einem temperaturbasierten Messgerät gemessen. Die In-situ-Messungen werden durch vergleichende Messungen im Labor und Simulationen ergänzt. Zusätzlich werden Kontakt- und Haftmittel zur Befestigung der Sensoren an den zu messenden Bauteilen getestet. Untersucht werden schwere, homogene Bauteile, damit beziehen sich die Erkenntnisse hauptsächlich auf diesen Bauteiltyp.

In-situ measurement of massive building components - Part 2: Comparison of measuring devices and application on site
U-value measurements on site (in-situ) are suitable for buildings where the construction is unknown and a non-destructive, reliable statement on the thermal properties is to be made. In-situ U-value measurements are the subject of two recently completed research projects from Germany and Switzerland. The basics of U-value measurement, possible measurement methods, as well as measurements with the heat flow method and the Rapid-U-Value Measurement Technique (Rapid-U) in-laboratory conditions as part of the research project from Germany were presented in Part 1 of this two-part publication. The second part of the publication reports on a research project from Switzerland, which provides guidelines for practitioners for in-situ U-value measurements. These are derived from in-situ U-value measurements with devices that are available on the market and intended for a broad application. Measurements were made with two measuring devices based on the heat flow method and one temperature-based measuring device. The in-situ measurements are complemented by comparative measurements in the laboratory and simulations. In addition, contact and adhesive materials for attaching the sensors to the component are tested. Heavy, homogeneous walls are examined, so the findings mainly relate to this type of component.

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Die Ermittlung und Bewertung der Schalldämmung eines Trennbauteils anhand einer Messgröße muss sich immer am tatsächlich erreichten Schallschutz zwischen den Wohneinheiten messen. Hieraus ergibt sich die Frage nach einer geeigneten Einzahlbewertung, die mit dem übertragenen Pegel üblicher Wohngeräusche korreliert. Soll diese Frage beantwortet werden, ist zunächst zu klären, welche Spektren übliche Wohngeräusche aufweisen. Der übertragene Pegel dieser Wohngeräusche kann anschließend anhand der Schalldämmung des Trennbauteils frequenzabhängig berechnet und gehörrichtig bewertet werden. Durch die Korrelation zwischen dem übertragenen Wohngeräuschpegel und dem Einzahlwert der Schalldämmung wird nun die Eignung der Beurteilungsgröße ersichtlich. Die beschriebene Vorgehensweise wird in der vorliegenden Veröffentlichung auf die Schalldämmung verschiedener Haustrennwände von Doppel- und Reihenhäusern angewendet, da diese bei den Mindestanforderungen nach DIN 4109-1 und den erhöhten Anforderungen nach DIN 4109-5 eine Sonderposition in Bezug auf die Anforderungshöhe einnehmen. Es werden unterschiedliche Haustrennwandtypen in Massiv- und Holzbauweise untersucht, deren Schalldämmung aus Baumessungen vorliegen. Vorschläge alternativer Bewertungsverfahren zur DIN EN ISO 717-1 und übliche Wohngeräusche konnten der Literatur entnommen und durch aktuelle Daten ergänzt werden. Neben der Eignung der Beurteilungsgrößen werden auch Zielwerte für die Schalldämmung diskutiert, die eine sichere Planung von Haustrennwänden ermöglichen sollen.

Suitable assessment parameters for the airborne sound insulation of building partition walls
If the sound insulation of a partitioning component is determined and evaluated based on a measured quantity, the question arises how well the result corresponds to the actual sound insulation between the residential units. This raises the question of a suitable single-number rating that correlates with the transmitted level of common residential noise. To answer this question, it has to be clarified first which spectra represent common residential noises. The transmitted level of residential noises based on the sound insulation of the separating component was calculated in a frequency-dependent manner and evaluated the noises aurally correct. Furthermore, the suitability of the assessment parameter was determined by using the correlation between the transmitted residential noise level and the single-number value of the sound insulation. The present publication considers the sound insulation of various house partition walls of semi-detached and terraced houses, since these occupy a special position with respect to the minimum requirements according to DIN 4109-1 and the increased requirements according to DIN 4109-5. Different types of house partition walls in solid and timber construction, for which the sound insulation was available from measurements, were examined. Suggestions of alternative assessment methods and common residential noise levels were taken from the literature and supplemented by current data. In addition to the suitability of the assessment parameter, target values for sound insulation were also discussed to enable reliable planning.

Lehm weist bekanntermaßen bauphysikalische Vorteile wie die Feuchtesorption bzw. Feuchteregulierung, Schalldämmung und das Wärmespeichervermögen auf. Verglichen mit anderen Baustoffen erweisen sich Festigkeiten wie die Druck- und Biegezugfestigkeit als niedrig bzw. nachteilig. Zur Optimierung von Lehm als Baustoff, vornehmlich zur Herstellung für Lehmbauplatten, wurde die mechanische Aktivierung mit einer Scheibenschwingmühle durchgeführt, um den Einfluss auf die Druck- und Biegezugfestigkeit zu untersuchen. Der verwendete Lehm wurde vorab gesiebt, die Fraktionen < 250 &mgr;m gemahlen und in unterschiedlichen Zusammensetzungen zu Prüfkörpern verpresst. Für Proben bestehend aus einer Mischung aus der gemahlenen Fraktion und größeren nicht gemahlenen Fraktionen konnte eine maximale Steigerung der Druckfestigkeit von 74 %, bei einer Mahldauer von 60 Minuten und 20 M.% Zugabe von Wasser festgestellt werden. Auch bei rheologischen Vortests (SAOS), bei welchen die Kohäsionsentwicklung der Probe, in Form einer Paste, über die Zeit gemessen wurde, wurde ein Maximum der Reaktionsfähigkeit bei 60 Minuten lang gemahlenen Proben erfasst. Eine Steigerung der Biegefestigkeit wurde nicht nachgewiesen.

Mechanical activation of clay
Known advantages of clay in building physics are moisture sorption and regulation, reduction of sound and heat storage capacity. Compared to other materials, clay has low mechanical properties. The paper focuses on mechanical activation of clay and relates to challenges in the production of clay-based-construction panels. It examines compressive and bending strength due to the process of milling, using a vibratory disc mill. The raw clay was sieved and for testing the fractions < 250 &mgr;m were milled. This milled clay was mixed in various compositions. Samples consisting of a mixture of milled fractions < 0,25 mm and non-milled fractions 0,25 to 2 mm, a max. increase in compressive strength of 74 % was observed at a milling time of 60 minutes and for 20 wt.% water addition. Also, preliminary rheological tests (SAOS), which were carried out to follow the cohesion development over time of the clay pastes at different milling time, showed a max. of reactivity for samples which were milled 60 minutes.

In diesem Beitrag werden die klimaregulierenden und biodiversitätsfördernden Wirkpotenziale und Synergien eines innovativen Grünfassadensystems für Mensch, Flora und Fauna vorgestellt. Mit dem eigens entwickelten System werden vertikale Lebensräume insbesondere für gebietsheimische Pflanzen, Vögel und Insekten erschlossen sowie klimatische Ausgleichsfunktionen für Gebäude und Menschen geschaffen. Eine interdisziplinär ausgerichtete Untersuchungsmethodik führt die Bereiche (Stadt-)Bauphysik und Ökologie zusammen. Die daraus resultierenden Untersuchungsergebnisse aus den Sommermonaten 2022 belegen den Beitrag der begrünten Oberfläche zur Verringerung von Hitzeeinträgen in die dahinterliegende Fassade sowie in die gebäudenahe Umgebung im Vergleich zu einer Referenzbetonwand. Gleichzeitig wurde die Artenvielfalt (bspw. unterschiedliche Insekten) auf der Vertikalen, durch die Schaffung von heterogenen Lebensräumen und Pflanzenbeständen signifikant erhöht. Dadurch stellt das entwickelte Grünsystem einen innovativen Baustein zur Bewältigung von komplexen Anforderungen durch Klimawandel, Urbanisierung und Artenschwund in der gebauten Umwelt dar und zeigt Lösungen für inklusive urbane Oberflächen für Mensch, Flora und Fauna auf.

Development and testing of an urban green façade system for humans, flora and fauna
This paper presents the climate-regulating and biodiversity-supporting potential and synergies of an innovative green façade system for humans, flora and fauna. The developed system opens up vertical habitats, especially for native plants, birds and insects, and creates climatic compensation functions for buildings and people. An interdisciplinary research methodology brings together the fields of (urban) building physics and ecology. The test results from the summer months of 2022 prove the contribution of the green surface to reducing heat input into the façade as well as into the surrounding area in comparison to a reference concrete wall. At the same time, the biodiversity (e.g. different insects) was significantly increased on the vertical by creating heterogeneous habitats and plant populations. Thus, the developed green system represents an innovative element for coping with complex requirements due to climate change, urbanization and species loss in the built environment and shows solutions for inclusive urban surfaces for humans, flora and fauna.

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Um die Verwendbarkeit von Materialien auf Pilzmyzel-Basis als Baustoff bewerten zu können, wurden Versuche zu deren Eignung als Wärmedämmstoff durchgeführt. Hierzu wurden im Rahmen erster Tastversuche einem Basissubstrat verschiedene Zusätze (Buchenholz, Reisspelzen, Kaffee-Silberhäutchen, Perlitgestein) beigemischt, um deren Einfluss auf bauphysikalische Materialeigenschaften zu ermitteln. Im Hinblick auf die Einsatzmöglichkeiten im Bauwesen hat sich gezeigt, dass Materialien auf Pilzmyzel-Basis durchaus vielversprechende Eigenschaften aufweisen. Die erzielten Wärmeleitfähigkeiten sind mit denen von marktüblichen ökologischen Dämmstoffen konkurrenzfähig. Allerdings sind weitere, systematische Untersuchungen erforderlich, um die Möglichkeiten zur Optimierung der wesentlichen Materialeigenschaften zu erforschen und die Reproduzierbarkeit von Myzel-Materialien mit möglichst homogenen Eigenschaften sicherstellen zu können.

Evaluation of Physical Properties of Mycelium-based Bio Composites for Use as Facade Insulation Material
To evaluate the usability of mycelium-based materials for construction, first tests were carried out to determine their suitability for thermal insulation. To study the performance of mycelium-based materials, different additives (beech wood, rice husks, coffee silver skin, perlite rock) were added to a base substrate in first preliminary tests to determine their influence on building physical properties. Materials based on fungal mycelium were found to have promising properties for use in the construction sector. Their thermal conductivities are comparable to those of commercially available ecological insulation materials. However, further systematic investigations are necessary to investigate options to improve major properties and to ensure the reproducibility of mycelium materials with largely homogeneous properties.

Aktuell:
Ökologisch vorbildliches Quartier: Stiftungsdorf Ellener Hof in Bremen-Osterholz
Ressourceneffizienz in der Betonherstellung: Otto von Guericke-Preis 2022 für TU Kaiserslautern
Coburger Kreativhochburg in denkmalgeschützter Kühlhalle mit Innendämmung aus keramischer Wärmedämmfassade (WDF)
Krankenhaus 3.0 - Klinikum Frankfurt Höchst weltweit erste Klinik mit Passivhaus-Zertifikat
Gründach des Jahres 2022: Hauptfeuerwache Karlsruhe
DGNB-Wegweiser zu einem klimapositiven Gebäudebestand
BuGG-Fassadenbegrünung des Jahres 2022: Vertikaler Garten der BLS Werkstätten
Xella-Fachkolloquium 2022: Wege zur Dekarbonisierung in der Baubranche
Schrift zu Innendämmung mit Holzfaserdämmplatten von vdnr und Informationsdienst Holz
Neue Dokumentation 874 “Gebäudesanierung mit Edelstahl Rostfrei”
VBI-Studie zur Integrierten Projektabwicklung (IPA) beim Bauen
Forderungspapier von A4F und DUH: Gebäudeabrisse vermeiden und Bauen im Bestand fördern
Neues Informationsblatt Nr. 78 “Thermische Behaglichkeit” vom Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie BDH
Erich-Mendelsohn-Preis 2023 für Backstein-Architektur ausgelobt
Das neue bauingenieur24
Heft 50 “Nachhaltiges Bauen mit Beton - Band 2: Quick Wins für den Klimaschutz”
DBV-Merkblatt “Parkhäuser und Tiefgaragen” als aktualisierter Nachdruck September 2022
Innovationswettbewerb DGNB Sustainability Challenge 2023
Qualitätskontrolle für hoch energieeffiziente Sanierungen mit outPHit
Einladung zur DAGA 2023

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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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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.

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.

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.

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.

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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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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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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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.