Glasbau findet überwiegend in der Gebäudehülle statt. Glasfassade und Glasdach haben bestimmenden Einfluss auf das Erscheinungsbild heutiger Architektur. War für die Moderne der 1920er und 1930er Jahre, ja noch für die Nachkriegsmoderne der 1950er und 1960er Jahre, die Transparenz ebener Hüllflächen das entscheidende Kriterium der Glasarchitektur, so hat der Glasbau heute eine Vielzahl zusätzlicher Aufgaben zu übernehmen: Formgebung und Lastabtragung, Sonnenschutz und Verschattung, Dämmung und Energiegewinnung stellen dabei große Anforderungen.

Ernst & Sohn, allen voran Herr Dr. Karl-Eugen Kurrer, hat die Herausgeber des vorliegenden Buches seit vielen Jahren motiviert, für die Zeitschrift »Stahlbau« ein Sonderheft »Glasbau« zu gestalten. Jährlich im März bot diese Fachzeitschrift etwa zwölf Beiträgen Raum, über den Stand der Technik des Glasbaus zu informieren. Die Fortsetzung dieser Hefte in Form des vorliegenden Jahrbuches »Glasbau« berichtet über den aktuellen Stand des Wissens in über dreißig Fachaufsätzen namhafter Autoren aus den Bereichen Planung, Bemessung, Ausführung und Forschung.

Die Berichterstattung gliedert sich in vier große Abschnitte:
• Teil A »Bauten und Projekte« zeigt jüngste Beispiele, die wegweisende Architektur mit innovativer Glasfassadentechnik erreichen.
• Teil B »Bemessung und Konstruktion« erläutert die neue DIN 18008 bis hin zum prüffähigen Bemessungsbespiel.
• Teil C »Forschung und Entwicklung« berichtet über neueste Projektergebnisse anerkannter Forschungseinrichtungen.
• Teil D »Energieeffizienz und Nachhaltigkeit« zeigt die Optimierung zukunftsfähiger Gebäudehüllen neben der energetischen Sanierung historischer Fassaden.

Das Buch ist bestellbar unter: http://www.ernst-und-sohn.de/glasbau-2012

Im Rahmen der Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens gibt die Bundesregierung als Ziel einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand bis zum Jahr 2050 vor. Neben der Verminderung von Energieverlusten spielen dabei die Erzeugung und Verbrauch von Energien aus erneuerbaren Quellen, die in unmittelbarer Umgebung zum Gebäude erzeugt werden, eine große Rolle. Photovoltaik (PV) hat dabei ein großes Potenzial, indem sie einen Teil der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Bei der Deckung des Primärenergiebedarfes eines Gebäudes mit erneuerbarer Energie aus PV reicht die bisher bevorzugte Orientierung auf Dachflächen nicht aus. Hier bieten Fassaden ein großes Flächenpotenzial.
In Teil 1 des Beitrages (siehe Bauphysik 2/2018) wurden die konstruktiven, normativen und energetischen Besonderheiten der Energieerzeugung an Fassaden mit Bauwerkintegrierter Photovoltaik beschrieben und diese in Verbindung mit der Eigennutzung diskutiert. In diesem zweiten Teil wird das Betriebsverhalten Bauwerkintegrierter PV-Module an Fassaden anhand von Monitoringmaßnahmen an zwei Standorten über einen längeren Zeitraum untersucht.

Influence of Building Integrated Photovoltaic in Facades for the Energetic Evaluation of Buildings. Part 2: Operating Performance of Building Integrated Photovoltaic in Facades in the Field - Free-Field Measurements
In the framework of the realization of the Paris Agreement, the Federal Government aims for a nearly climate-neutral building stock by 2050. Apart from the prevention of energy loss, the production and consumption of energy from renewables in the close proximity to the building are immensely important. Photovoltaics (PV) offer a considerable potential by converting a part of solar power into electrical energy. The so far preferred orientation of PV on the surface of roofs does not generate enough energy to cover the primary energy demand of a building. Facades offer a great capacity potential. In part 1 of this contribution constructional, normative and energetic features for energy production on facades with Building Integrated Photovoltaics are described and discussed in the scope of own consumption. In this second part, the operating performance of Building Integrated Photovoltaics on facades is investigated by means of two Free-Field measurements on different locations under a longer period.

Im Rahmen der Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens gibt die Bundesregierung als Ziel einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand bis zum Jahr 2050 vor. Neben der Verminderung von Energieverlusten spielen dabei die Erzeugung und Verbrauch von Energie aus erneuerbaren Quellen, die in unmittelbarer Umgebung zum Gebäude erzeugt werden, eine große Rolle. Photovoltaik (PV) hat dabei ein großes Potenzial, indem sie einen Teil der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Bei der Deckung des Primärenergiebedarfes eines Gebäudes mit erneuerbarer Energie aus PV reicht die bisher bevorzugte Orientierung auf den Dachflächen nicht aus. Hier bieten Fassaden ein großes Flächenpotenzial. Dieser Beitrag beschreibt die konstruktiven, normativen und energetischen Besonderheiten der Energieerzeugung an Fassaden mit Bauwerkintegrierten PV-Modulen und diskutiert diese unter dem Hintergrund der Eigennutzung.
In Teil 2 werden das Betriebsverhalten Bauwerkintegrierter PV-Fassaden anhand von Freifeldmessungen detailliert untersucht und Empfehlungen hinsichtlich der derzeitigen normativen Berücksichtigung gegeben.

Influence of building-integrated photovoltaics in façades for the energetic evaluation of buildings. Part 1: Potential of façade integration of photovoltaics.
In the framework of the realization of the Paris Agreement, the Federal Government aims for a nearly climate-neutral building stock by 2050. Apart from the prevention of energy loss, the production and consumption of energy from renewables in the close proximity to the building are immensely important. Photovoltaics (PV) offer a considerable potential by converting a part of solar power into electrical energy. The so far preferred orientation of PV on the surface of roofs does not generate enough energy to cover the primary energy demand of a building. Façades offer a great capacity potential.
This contribution describes the constructive, normative and energetic peculiarities of energy production at façades with building-integrated PV modules and discusses these in the scope of own consumption.
In Part 2, the operating behavior of building-integrated PV façades will be examined in detail by applying free field measurement and recommendations will be given regarding normative considerations.

Der Primärenergiebedarf muss erheblich reduziert werden, um die von der Bundesregierung geforderten Ziele der Energiewende bis 2020 zu erreichen. Der Gebäudeenergieverbrauch spielt dabei eine sehr große Rolle, da er allein etwa 40 % des Endenergiebedarfs in der Bundesrepublik Deutschland ausmacht. Doppelfassaden können hier aufgrund ihrer positiven Eigenschaften in Bezug auf den winterlichen Wärmeschutz einen enormen Beitrag leisten, wobei allerdings deren Verhalten hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes zu beachten ist. Letzteres rückt insbesondere durch die Auswirkungen des Klimawandels immer mehr in den Vordergrund. Der vorliegende Beitrag behandelt den Klimawandel und die daraus resultierenden Erfordernisse für Gebäude. Mehrere baukonstruktive Typen von Doppelfassaden werden vorgestellt. Mit Hilfe thermischer Gebäudesimulationssoftware und unterschiedlicher Klimadatensätze wird der Einfluss des Klimawandels auf die verschiedenen Doppelfassadentypen anhand relevanter Parameter, wie z. B. Heizwärme- und Kühlbedarf, beziffert und bewertet.

Double-skin façades in the context of climate change.
Primary energy demand has to be reduced considerably in order to achieve the German objectives for an energy transition by 2020. The building sector plays a very important role, since it accounts for about 40 % of the final energy demand in Germany. Double-skin façades can contribute enormously here because of their advantageous properties in terms of thermal insulation in winter. However, their characteristics regarding the heat protection during summertime and by the effects of climate change must be considered. This paper describes the fundamentals of climate change with the resulting problems in the building sector, and introduces various types of double-skin façades. With the help of dynamic thermal building simulation software and different climate data sets, the impact of climate change on various types of double-skin façades is quantified and evaluated based on relevant parameters, e. g. heating and cooling energy demands.

Hybride Bauteile spielen im Bauwesen eine immer größere Rolle. Durch die gezielte Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen zu einem Verbundwerkstoff lassen sich gewünschte Gebrauchseigenschaften erweitern oder optimieren, die einer allein nicht leisten kann. Im Konstruktiven Glasbau trägt die Verbindung des spröden Baustoffes Glas mit duktilen Materialien entscheidend dazu bei, das Anwendungsspektrum über die Werkstoffgrenzen hinaus zu erweitern. Im Bereich der Sicherheitssonderverglasungen besteht die Möglichkeit, die allgemeinen und angriffhemmenden Gebrauchseigenschaften durch ein Hybridbauteil aus Glas und Polycarbonat zu optimieren. Diese Verbundtafeln sind im Vergleich zu konventionellen Verbund-Sicherheitsgläsern schlanker und leichter. Dazu wurde das Tragverhalten und Resttragverhalten der Glas-Polycarbonat-Verbundtafeln experimentell untersucht. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Berechnungsmethoden und die ingenieurmäßige Erfassung von Glas-Polycarbonat-Verbundtafeln. Am Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden bilden hybride Bauteile aus Glas einen Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeit.

Hugo Junkers (1859-1935) ließ sich 1924 und 1925 ein stählernes Lamellendach patentieren. Wegen seines hohen Vorfertigungsgrades, der einfachen Montage und großen Robustheit konnte es sich schnell weltweit verbreiten. Bis zu 40 m weit spannende Hallen und Hangars wurden nach dem Junkers 'schen System gebaut. Da jedoch viele Hallen im zweiten Weltkrieg zerstört und nach dem Krieg nicht mehr gebaut wurden, geriet diese Bauart zunehmend in Vergessenheit. Der Aufsatz stellt Konstruktion, Statik, Vor- und Nachteile sowie noch existierende Objekte in Deutschland vor.

Steel Lamella Roofs by Hugo Junkers
1924 and 1925, Hugo Junkers (1859-1935) patented a steel lamella roof construction. Because of its simplicity and markable rigidity it was soon used for many large roofs worldwide, which could span up to 40 m. It combines prefabrication, light weight, easy erection and durability in a striking manner. Unfortunately, due to the World War II and its consequences only few of these roof structures still exist.

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Nach einer kurzen Darstellung wichtiger englischer Entwicklungen auf dem Gebiet der Glashäuser werden noch erhaltene Pflanzenhäuser aus dem 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts in Berlin und Dresden näher erläutert. Anschließend wird die stürmische Entwicklung beim Bau transparenter Dächer, Fassaden und Hallen aus Glas und Stahl in den 1990er Jahren anhand ausgewählter Beispiele aus dem Osten Deutschlands dargestellt. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Anhand ausgewählter Brücken aus Sachsen, Thüringen und Sachsen-Anhalt soll die Entwicklung des Massivbrückenbaus in Ausschnitten nachgezeichnet werden. Beginnend mit der frühen Steinbrücke über die Werra in Creuzburg, der bekannten Göltzschtalbrücke bei Netzschkau und der Syratalbrücke in Plauen werden mit einer Möllerbrücke und einem Visintini-Träger zwei weniger bekannte Bauweisen aus den Anfängen des Stahlbetonbaus vorgestellt. Hervorzuheben ist die erste Spannbetonbrücke Deutschlands in Aue/Sachsen ebenso wie die Entwicklung der weltweit ersten textilbewehrten Brücke durch die Technische Universität Dresden.

Die Geschichte des Eisenbaus ist eng verbunden mit der Ausprägung des Konstruktiven Ingenieurbaus im 19. Jahrhundert [1]. An der Eisenbahn läßt sich die Entstehung des Neuen der mechanisierten Zivilisation exemplarisch ablesen [2]. Die großstädtischen Bahnhöfe, insbesondere die großen Hallenbauwerke, machen einen Abschnitt der Geschichte des Konstruierens unmittelbar erfahrbar. Die Beschreibung der Bahnhofshallen in Ostdeutschland ist Auftakt einer Reihe, die in loser Folge über die Konstruktionsgeschichte ausgewählter Bauformen berichten wird.

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Forschung und Entwicklung im Konstruktiven Glasbau werden an der Technischen Universität Dresden weiterhin intensiv mit dem Ziel betrieben, lichtdurchlässige und innovative Gebäudehüllen zu schaffen. Neben dem zunehmenden Einsatz von lastabtragenden Bauteilen aus Glas wird auch verstärkt Forschungs- und Entwicklungsleistung in glasgerechte Verbindungstechniken investiert, um zukünftig den Baustoff Glas noch umfassender im Hochbau einsetzen zu können.

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Im Konstruktiven Glasbau werden für Verglasungen zu einem Großteil rechteckige, allseits linienförmig gelagerte Gläser eingebaut. Aufgrund der begrenzten Anzahl von Lastfällen ist es für diese Verglasungen nicht immer erforderlich, numerische Modelle für die Berechnung zu nutzen. Mit Hilfe der linearen Plattentheorie werden Berechnungstafeln für den Konstruktiven Glasbau erstellt, die häufig auftretende Situationen behandeln.

Geklebte Verbindungen für den Einsatz bei Glaskonstruktionen im Bauwesen sind zur Zeit überwiegend auf die Anwendung von Silikonen beschränkt. Dabei bieten alternative Klebstoffe viele Vorteile. Neben höherer Festigkeit mit teilweise deutlich geringeren Klebstoffdicken sind volltransparente und eingefärbte Klebfugen möglich. Erforderlich für die verbreitete Ausführung von Glasklebungen im Bauwesen ist die Berechenbarkeit des Systems.
In einem laufenden Forschungsverbundprojekt werden transparente höherfeste Klebstoffsysteme, deren Eignung für baupraktische Anwendungen nicht beschrieben werden kann, gezielt auf ihre Anwendbarkeit in Glaskonstruktionen untersucht. Typische Konstruktionen im Glasbau, die transparente, elastische und alterungsbeständige Klebungen erfordern, werden erschlossen. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Das Hohlmauerwerk ist eine zweischalige Konstruktionsform des Ziegelmauerwerks, die in verschiedenen Regionen Deutschlands insbesondere im 19. Jahrhundert verbreitet war. Zur Herstellung von Wänden aus Hohlmauerwerk verwendete man häufig Vollziegel, welche in speziellen Verbänden so vermauert wurden, dass im Inneren planmäßige Hohlräume entstanden. Nachfolgend werden Hohlmauerwerkskonstruktionen des 19. Jahrhunderts in ihren typischen Konstruktionsformen und ihrer Entwicklung dargestellt. Die Ausführungen basieren dabei sowohl auf umfangreichen Bestandsaufnahmen an datierten Beispielgebäuden in Dresden und Umgebung als auch auf einer Quellenrecherche in Fachbüchern und Aufsätzen der Bauzeit.

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Es wurden über einen längeren Zeitraum die bei der Dränung von Bauwerken anfallenden Wassermengen gemessen. Die Ergebnisse werden für drei Beispiele mitgeteilt. Verschiedene Verfahren zur Messung von Wassermengen werden beschrieben. Es hat sich gezeigt, daß die bisher angenommennen Wassermengen zu hoch eingeschätzt wurden.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Carl-Alexander Graubner zum 60. Geburtstag gewidmet.
Vor dem Hintergrund der Energiewende wird in Gebäuden und Quartieren der klassische gasbetriebene Heizkessel zunehmend durch eine Vielzahl von Wärmeerzeugern ersetzt. Um eine effiziente Dimensionierung dieser Anlagensysteme in der Planungsphase vornehmen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Wärmebedarf des Gebäudes zu kleinen Zeitschritten bekannt ist. Zu diesem Zweck eignen sich thermische Lastprofile, die in Form von Datensätzen in softwaregestütze Modelle zur Berechnung des Anlagenbetriebs implementiert werden können. Im Rahmen dieses Beitrags werden 15-Minuten-basierte, gebäudespezifische thermische Lastprofile mittels der Methoden der dynamischen Gebäudesimulation entwickelt. Zunächst wird das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typgebäudebezogenen Nutzenergiebedarfsprofilen für die Nachfrage nach Heizwärme und Trinkwarmwasser erläutert. Im zweiten Schritt werden diese Profile mit verschiedenen Wärmeerzeugermodellen gekoppelt, wobei deren Nennleistung, Speichervolumen und Betriebsweise variieren. Hierdurch kann auch der Bedarf des Wärmeerzeugers nach Brennstoff oder Strom in Abhängigkeit der Dimensionierung und der Systemregelung zeitschrittbezogen abgebildet werden. Daneben kann durch eine Kombination der vorsimulierten Profile auch der Wärmebedarf eines Quartiers effizient modelliert werden. In diesem Zusammenhang wird abschließend die Einbindung der Profile in ein solares Nahwärmenetzmodell demonstriert.

Development of thermal building load profiles for heating system design and the simulation of district heating systems.
In the light of the German Energiewende, various types of heat generators are installed in buildings and urban districts as an alternative to the classic condensing gas boiler. In order to conduct an efficient design of these systems during the planning stage, it is beneficial if the building heating demand can be described in small time steps. For this purpose, thermal load profiles can be applied in form of a dataset which can be implemented in software models for calculating the operation of the system. Within this paper, thermal load profiles (15 minutes time step), which consider building specific features, are developed by applying the method of dynamic building simulation. First, the methodology for developing building specific net energy demand profiles for heating and domestic hot water is presented. Second, these profiles are connected to different heat generator models while the installed capacity, the storage volume and the operating mode of these systems are varied. Likewise, the heat generator's demand for fuel or electricity depending on the system design can be illustrated based on small time steps. In addition to that, the heating demand of a district can be modelled efficiently just by combining the generated thermal load profiles. In this context, the implementation of these profiles in a solar district heating model is demonstrated.

Die Umsetzung der Energiewende stellt eines der wichtigsten Ziele für eine zuverlässige, umweltschonende und wirtschaftliche Energieversorgung in der Zukunft dar. Durch die hohe Fluktuation der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen ist es notwendig, den Strombedarf von Gebäuden in kleinen Zeitschrittweiten zu kennen. Hierfür eignen sich Lastprofile, die die typische Variabilität des Strombedarfs über den Tagesverlauf beschreiben. Für Schulgebäude existierten bislang keine charakteristischen Strom-Lastprofile. Die Entwicklung dieser Profile für Grundschulen und weiterführende Schulen, basierend auf den Realdaten von 12 Schulgebäuden, wird im Rahmen dieses Artikels erläutert. Hierbei wird zunächst das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typtagbezogenen Strom-Lastprofilen, die der Charakteristik der VDI 4655 Referenzlastprofile ähneln, erläutert. Im Anschluss wird aufgezeigt, wie diese tagesbezogenen Profile zu einem Jahreslastgang für beliebige Klimazonen aggregiert werden können. In einem Fallbeispiel wird abschließend die Anwendung der entwickelten Profile für die energetische Bewertung von Quartieren demonstriert.

Development of electricity load profiles for educational buildings and application for district energy assessment.
Realizing the turnaround in energy policy is one of the most important goals in achieving a reliable, environmentally friendly and economic energy supply in the future. Because of the high fluctuation of electricity production from renewable energy sources, the energy demand of buildings has to be determined in small time steps. For this purpose load profiles can be applied which describe typical variations in electricity demand over the day. For educational buildings electricity load profiles do not exist yet. The development of such profiles for primary and secondary schools, based on real-time data of 12 educational buildings, will be described within this paper. First, the methodology for the development of typical day electricity load profiles, which resemble the characteristics of the VDI 4655 reference load profiles, will be explained. After that, it will be illustrated how these daily profiles can be aggregated to a yearly load profile for any desired climate zone. In a final case study the application of the developed profiles for the energetic assessment of an urban district will be demonstrated.

Die Umsetzung der Energiewende stellt eines der wichtigsten Ziele für eine zuverlässige, umweltschonende und wirtschaftliche Energieversorgung in der Zukunft dar. Durch die hohe Fluktuation der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen ist es notwendig, den Strombedarf von Gebäuden in kleinen Zeitschrittweiten zu kennen. Hierfür eignen sich Lastprofile, die die typische Variabilität des Strombedarfs über den Tagesverlauf beschreiben. Für Schulgebäude existierten bislang keine charakteristischen Strom-Lastprofile. Die Entwicklung dieser Profile für Grundschulen und weiterführende Schulen, basierend auf den Realdaten von 12 Schulgebäuden, wird im Rahmen dieses Artikels erläutert. Hierbei wird zunächst das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typtagbezogenen Strom-Lastprofilen, die der Charakteristik der VDI 4655 Referenzlastprofile ähneln, erläutert. Im Anschluss wird aufgezeigt, wie diese tagesbezogenen Profile zu einem Jahreslastgang für beliebige Klimazonen aggregiert werden können. In einem Fallbeispiel wird abschließend die Anwendung der entwickelten Profile für die energetische Bewertung von Quartieren demonstriert.

Development of electricity load profiles for educational buildings and application for district energy assessment.
Realizing the turnaround in energy policy is one of the most important goals in achieving a reliable, environmentally friendly and economic energy supply in the future. Because of the high fluctuation of electricity production from renewable energy sources, the energy demand of buildings has to be determined in small time steps. For this purpose load profiles can be applied which describe typical variations in electricity demand over the day. For educational buildings electricity load profiles do not exist yet. The development of such profiles for primary and secondary schools, based on real-time data of 12 educational buildings, will be described within this paper. First, the methodology for the development of typical day electricity load profiles, which resemble the characteristics of the VDI 4655 reference load profiles, will be explained. After that, it will be illustrated how these daily profiles can be aggregated to a yearly load profile for any desired climate zone. In a final case study the application of the developed profiles for the energetic assessment of an urban district will be demonstrated.

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Der Flughafen Frankfurt wächst. Im Süden des Frankfurter Airports wird derzeit das neue Terminal 3 mit drei Flugsteigen und zugehöriger Infrastruktur errichtet. Im Zusammenhang mit diesem Großprojekt steht der sog. Vorfahrtstisch vor dem künftigen Terminalhauptgebäude - ein 580 m langes Brückenbauwerk zur Anbindung des Check-in-Bereichs. Die Brücke weist hohe architektonische Anforderungen und komplizierte Geometrien auf, die besondere Lösungsansätze in der Planungs- und Ausführungsphase erforderten.

Terminal 3 Frankfurt Airport - new construction of the bridge Vorfahrtstisch T3
The airport Frankfurt is growing. The new Terminal 3 with its three pier buildings and affiliated infrastructure is currently under construction in the south of the Frankfurt Airport. In connection with this major project the so called Vorfahrtstisch - a 580 m long bridge to link the check-in area - is build. According to the high demands on the architecture and the complex geometrics of the bridge special approaches during the phase of planning were needed.

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