Die Bodenaufbauten von beheizten Massivgebäuden werden fast ausschließlich als Estriche auf Dämmschichten ausgeführt. Diese schwimmenden Estriche sind überwiegend nicht abgedichtet. Tritt ungewollt Wasser in solchen Gebäuden aus, läuft dieses über die Estrich-Randfugen und sonstige Öffnungen in die Dämmschichtebene unter dem Estrich. Stahlbeton-Geschossdecken (und -Bodenplatten) sind meist so dicht, dass das eingedrungene Wasser zunächst zwischen der Geschossdecke und der Dämmschichtebene verbleibt. Ist genügend freie Feuchtigkeit auf den Bauteiloberflächen vorhanden, keimen und wachsen nach kurzer Zeit mikrobiologische Lebewesen. Um solches Wachstum zu beenden bzw. die Auskeimung zu verhindern und weitere negative Einflüsse der Feuchtigkeit auf Bauteile zu vermeiden, werden solche Estriche technisch getrocknet. Die Untersuchung zeigt, dass bei den am häufigsten verwendeten Materialkombinationen eine technische Trocknung von Estrichen auf Dämmschichten nicht sicher und vollständig erreicht wird. Eine mikrobielle Eskalation während der Trocknung ist unvermeidbar. Durch den Einbau einer Ventilationsschicht zwischen der Stahlbeton-Geschossdecke oder -Bodenplatte konnte eine vollständige Trocknung der Dämmplatten erzielt werden. Eine mikrobielle Eskalation hat sich dabei nicht eingestellt.

Investigation of floating screed drying and microbial growth after irregular moisture conditions.
Floors of heated solid buildings are mostly constructions of screeds with insulation layers underneath. These floating floor screeds are rarely sealed. If a leak occurs, water enters through the joint between walls and screeds and other apertures into the section under the insulation layer. Concrete floors are usually watertight enough to keep this water in the section between the concrete floor and the insulation layer. If there is enough humidity on the surface of the components, the germination and growth of microbiological creatures starts after a short term. To stop such growth, respectively to avoid germination and to prevent damaging effects of humidity to construction components, these floating floor screeds are usually dried technically. This research reveals that - for the most common material assemblies- technical drying of floating floor screeds is not complete proven achievable. A microbial escalation during technical drying is unavoidable. By fitting a ventilation layer between concrete floor and insulation layer, complete drying of the insulation layer was produced. A microbial escalation hasn`t been monitored in this case.

Aufgrund einer Häufung von Brandereignissen an EPS-basierten Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) analysierte eine von der Bauministerkonferenz einberufene Projektgruppe gesammelte Brandereignisse. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass brennende Abfallbehälter oder Kraftfahrzeuge im Sockelbereich von EPS-basierten WDVS eine Gefahr darstellen können. Daraufhin wurde ein Forschungsvorhaben initiiert, das auszugsweise im Rahmen dieses Artikels als Teil 1 vorgestellt wird. Ziel war, das Brandverhalten dieser WDVS durch Brandbeanspruchungen von Außenbrandszenarien zu untersuchen. Dazu wurde ein Brandszenario (“Sockelbrandszenario“) entwickelt, bei dem eine repräsentative Brandlast für realmaßstäbliche Großbrandversuche definiert wurde. In Folge der Brandprüfungen wurden konstruktive Brandschutzmaßnahmen an EPS-basierten WDVS untersucht und für die Zulassung als schwerentflammbares WDVS zwingend vorgeschrieben. Das Sockelbrandszenario wird im Rahmen der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) fest verankert. Dadurch wird die brandschutztechnische Untersuchung von WDVS auf Grundlage eines repräsentativen Brandszenarios ermöglicht. In Teil 2 wird eine Schutzzielbetrachtung vorgenommen. Lösungen sowie deren technische Umsetzbarkeit werden diskutiert.

Investigation of the fire behavior oy polystyrene based ETICS during external fire tests (Part 1).
Due to fire incidents with EPS-based ETICS, a project group convened by the German building ministries (Bauministerkonferenz) analyzed collected fire incidents. As a result, it has been found that burning waste containers or motor vehicles in the base area of EPS-based ETICS can constitute a risk. A research project was initiated, which is presented in this article (part 1). The aim was to investigate the fire behavior of these ETICS by means of fire exposure. For this purpose, an external fire scenario (“Sockelbrandszenario” fire to plinth) was developed in which a representative fire load was defined for large-scale fire tests. As a result, constructive fire protection measures on EPS-based ETICS were investigated and obligatory for approval as flame-retardant ETICS. The pedestal fence scenario is firmly anchored within the scope of the model administrative regulation Technical Building Regulations (MVV TB). This enables the fire protection technology of ETICS based on a representative fire scenario. Part 2 of the article provides a protection objective. Solutions and their technical feasibility are discussed.

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Dieser Artikel befasst sich mit der Erstellung eines Planungshilfsmittels für Mischquartiere im Kontext des Projekts “EnEff:Stadt - Bottrop, Welheimer Mark“. Bei der Welheimer Mark handelt es sich um ein Mischgebiet innerhalb der InnovationCity Ruhr in Bottrop. Ziel war die energetische Optimierung des Quartiers zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Hierfür wurden Methoden zur Modellierung von komplexen Quartieren entwickelt und auf die Welheimer Mark angewandt. Simulierte thermische und elektrische Bedarfswerte einer Wohnsiedlung wichen um 6,4 % von den Verbrauchswerten ab. Während für die elektrische Profilgenerierung von Nichtwohngebäuden kein hinreichendes, vereinfachtes Verfahren identifiziert wurde, wies die Methodik zur Erzeugung thermischer Lastprofile eine gute Übereinstimmung zwischen generierten und gemessenen Profilen auf. Aus einer Optimierung gingen Vorschläge für eine verbesserte Energieanlagenverteilung hervor. Bei moderaten Kostensteigerungen von 6 % bis 11 % wäre eine Reduktion von CO2-Emissionen um bis zu 50 % in bestimmten Bereichen der Welheimer Mark möglich.

Modeling and optimization of mixed use areas.
This article deals with the development of a planning tool for mixed use areas within the project “En-Eff:Stadt - Bottrop, Welheimer Mark”. The city district Welheimer Mark is a mixed use area within the InnovationCity Ruhr of Bottrop, Germany. The main aim was the energetic optimization of the city district to reduce greenhouse gas emissions. Thus, methods for complex city district modeling has been developed and used within Welheimer Mark district. Simulated thermal and electrical demands only showed a difference of 6.4 % related to energy consumption values. While a sufficient method for generation of electrical load profiles of non-residential buildings could not be identified, a method for generation of thermal load profiles shows a good fit between generated and measured loads. An optimization model has been used to identify an optimized energy system distribution. A greenhouse gas emission reduction up to 50 % is possible at cost increase of 6 % to 11 %.

Die Anforderungen an Verkehrsflächen im urbanen Bereich sind vielfältig und steigen kontinuierlich. Von Bedeutung für die Bewohner ist die Reduktion von urbanen Wärmeinseln bzw. “Heat Islands“, welche aufgrund ihrer erhöhten Temperatur das Stadtklima negativ beeinflussen. Auf Basis der Untersuchung wurde festgestellt, dass die Oberflächentemperatur und das allgemeine Temperaturniveau im innerstädtischen Bereich (dargestellt am Beispiel Wien) durch Ausführung heller Verkehrsflächen deutlich reduziert und auch die Sichtbarkeit von Verkehrsteilnehmern bei gleicher Ausleuchtung in der Nacht wesentlich verbessert werden kann. Als effiziente Sanierungsmethode eignet sich hier das System Whitetopping besonders gut, da mit dieser Methode sowohl die Tragfähigkeit als auch die Helligkeitseigenschaften von urbanen Verkehrsflächen einfach und kostengünstig verbessert werden können. Das Ersetzen von Asphaltstraßen durch Straßen mit einem Betonbelag mit einer Albedo gleich 0, 5 würde zu einer Abnahme der täglichen Lufttemperatur im Sommer um ca. 1 °C führen. Auch die Modellsimulationen der Lufttemperatur über eine 150 m × 150 m große homogene Fläche zeigen eine Abnahme der Temperatur um 1 °C über Flächen in Whitetopping-Ausführung verglichen zu Asphalt. Da Straßen einen Anteil von ca. 10 % der Gesamtfläche einer Stadt in Anspruch nehmen, können hier effiziente und langfristige Maßnahmen zur Verbesserung des Mikroklimas sowie der Erhöhung der Verkehrssicherheit gesetzt werden.

Reduction of Urban Heat Islands with Whitetopping.
The requirements for traffic areas in the urban zone are manifold and continuously increasing. The reduction of the heat islands, which adversely affect the urban climate due to their increased temperature, is of importance for the residents. An investigation revealed that light-coloured traffic areas can significantly reduce the surface temperature and overall temperature levels in urban areas (illustrated by the example of Vienna) and improve the visibility of traffic participants at unchanged illumination levels at night. As a rehabilitation measure the Whitetopping method is simple and cost-efficient for improving the load bearing capacity and brightness characteristics of urban traffic zones. Replacing asphalt roads with roads with a concrete topping, such as Whitetopping, with an albedo of 0.5 would lead to a daily air temperature reduction of approximately 1 °C in summer. The model simulations of the air temperature over a 150 m × 150 m homogeneous area with Whitetopping also show a decrease in temperature by 1 °C compared to asphalt. Since roads are representing 10 % of the total area of a city, efficient and long- term measures to improve the micro-climate and facilitate a further increase in traffic safety can be taken.

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Im Zuge der Energiewende erfolgt eine Netzumstrukturierung zur Übertragung der dezentral und aus erneuerbaren Quellen erzeugten elektrischen Energie. Ein Schlüsselelement des Energietransportes und der Verteilung stellt hierbei der Ausbau von Erdkabeltrassen dar. In den kommenden Jahren werden dazu massive Netzausbaumaßnahmen notwendig.
Ein entscheidender Auslegungsparameter für Kabeltrassen ist die Einhaltung der zulässigen Betriebstemperaturen des Kabels. Die Wärmeentwicklung des sich unter Last aufheizenden Kabels muss möglichst effizient an den umgebenden Untergrund abgegeben werden. Die physikalischen Eigenschaften von Bettungsmaterialien, welche zum Einbau der Kabel mechanisch verdichtet werden, können durch diese Verdichtung zum Teil erheblichen Veränderungen unterliegen. In der Praxis werden diese Größen häufig auf Grundlage tabellierter Werte angenommen. In der Realität finden jedoch vielfältige thermisch-hydraulisch gekoppelte Transportprozesse statt, deren genaue Analyse eine ökonomischere Auslegung einer Trasse ermöglichen kann. So können Kabel in Böden mit hohen effektiven Wärmeleitfähigkeiten höher belastet werden und Böden mit geringer effektiver Wärmeleitfähigkeit bereits im Bau erkannt und ausgetauscht oder durch bauliche Maßnahmen entsprechend verbessert werden. Damit können u. a. auch Kabelschäden aufgrund von Überhitzung vermieden werden. In den vergangenen Jahren wurden die hier vorgestellten Messverfahren entwickelt, welche eine zügige Laboruntersuchung der relevanten thermischen und hydraulischen Parameter von Bettungsmaterialien ermöglichen.

Measuring technique for underground cable routes - Determination oft he thermal conductivity of bedding materail.
A crucial parameter for the design of buried power cables is the maximum operation temperature as it is one of the key limitation factors. The transport of electricity induces thermal energy that needs to be efficiently distributed to the surrounding soil. The physical parameters of the bedding materials can vary substantially due to the mechanical compression during installation. During the design process these parameters are mostly based on literature, instead of direct measurements. Knowledge of the thermo-hydraulic-mechanic coupled mechanisms allows a more profound and economic design of buried electric infrastructure. By reducing the uncertainty of the thermal parameters, the efficiency can be increased. Low conductive materials can be identified during the construction process and suitable thermal enhancements can be executed. Overheating of the cables and corresponding damages can be avoided. Over the past years new laboratory tests were developed that allow a fast and precise determination of the relevant thermal and hydraulic parameters. The test equipment, its procedures, and first results are presented in this paper.

An vier neuen Schulen in Luxemburg mit sehr guten Primärenergiekennwerten wurden der thermische Raumkomfort und die Luftqualität messtechnisch sowie durch Befragung der Nutzer untersucht. Zwei Schulen werden durch mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung belüftet und zwei nur durch manuelles Öffnen der Fenster. Neben der CO2-Konzentration als Maß für die Luftqualität werden auch alle anderen wichtigen raumklimatischen Parameter gemessen, womit sich die bekannten Komfortindikatoren nach Fanger “Predicted Mean Vote (PMV)“ und der “Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)“ berechnen lassen. Die subjektiven wahrgenommenen Indikatoren der Raumnutzer wurden über einen Zeitraum von vier Wochen mit Fragebogen untersucht. Ein Ziel der Studie war es, die freie Fensterlüftung mit der mechanischen Belüftung in Bezug auf die erfassten Parameter und Indikatoren miteinander zu vergleichen.
Insgesamt ergibt sich eine gute Übereinstimmung zwischen den Messungen und den Befragungen. Die Befunde belegen, dass die mechanisch belüfteten Gebäude sowohl in Bezug auf die physikalisch gemessene als auch in Bezug auf die subjektiv wahrgenommene Raumluftqualität allgemein günstigere Werte aufweisen. Allerdings weisen die mechanisch belüfteten Gebäude eine zu niedrige relative Luftfeuchtigkeit auf, die sich jedoch nicht im subjektiven Erleben widerspiegelt. Auch trat in einer der mechanisch belüfteten Schulen eine hohe Luftgeschwindigkeit auf, die durch das subjektiv wahrgenommene Zuglufterleben bestätigt wird. Die Raumtemperatur weist heterogene Werte unabhängig von der Belüftung auf, so dass der PMV einzeln über die verschiedenen Gebäude zu betrachten ist. Raumnutzer sollten stets über ausreichende Beeinflussungsmöglichkeiten verfügen, um individuelle Bedürfnisse umsetzen und kleinere technische Unzulänglichkeiten ausgleichen zu können.

Examination of thermal comfort and air quality in four new energy efficient schools in Luxembourg with and without mechanical ventilation.
A study was conducted in four new energy efficient schools in Luxembourg with excellent primary energy consumption values, where the indoor thermal comfort and the air quality was assessed by technical measurements and by surveys. Two schools were equipped with mechanical ventilation with heat recovery and two were without, i.e. ventilation there was manually controlled by opening the windows. Further to the C02-concentration as indicator for the air quality all other important comfort parameters were measured, why the well-known indicators according to FANGER could be calculated, i.e. the “Predicted Mean Vote (PMV)” and the “Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)”. The individual perceived indoor comfort was analyzed by standardized questionnaires for a period of four weeks. One aim of the study was to compare natural ventilation by opening and closing the windows with the mechanical ventilation in all named aspects.
In total there was a good agreement between the measurements and the survey. The results show that in general mechanical ventilation in schools lead to better physical measured values and to better subjective perception of the users. However those buildings suffer from a very low relative humidity, though it is rarely sensed by the occupants. Furthermore, in one of the mechanically ventilated buildings the air velocity was very high and led to draft-perception. The detected air temperature was heterogeneous and independent of the ventilation concept, leading to an individual judgement of PMV for the different buildings. Users should always have the possibility of interaction and control to adjust the indoor climate according to their individual needs and to correct smaller technical shortcomings.

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Anhand eines Einfamilienhauses und eines Mehrfamilienhauses wird mithilfe dynamisch-thermischer Simulationsberechnungen der Einfluss der Wärmekapazität der Außen- und Innenbauteile auf den Nutzenergiebedarf für Heizen einerseits und den sommerlichen Temperaturkomfort andererseits aufgezeigt. Hierbei werden baupraktische Wand-, Decken- und Bodenkonstruktionen jeweils in einer Ausführung in Kalksandstein (schwere Bauart) bzw. Holz (leichte Bauart) zugrunde gelegt und es werden die Fälle mit und ohne nächtliche Temperaturreduktion betrachtet. Das Wärmeschutzniveau wird dabei in drei Varianten entsprechend den Niveaus EnEV 2016, KfW-Effizienzhaus 55 sowie KfW-Effizienzhaus 40 gewählt. Die Nutzungsrandbedingungen entsprechen soweit möglich den Vorgaben gemäß DIN V 4108-6, DIN V 18599-10 und DIN 4108-2; für die Klimarandbedingungen wird generell der Klimadatensatz TRY04 (Potsdam, Normaljahr) zugrunde gelegt.
Es zeigt sich, dass eine schwere Bauart Vorteile sowohl hinsichtlich des Nutzenergiebedarfs Heizen als auch besonders hinsichtlich des thermischen Komforts im Sommer aufweist. Die ermittelten Einsparungen an Heizwärme betragen abhängig von der Gebäudegeometrie, dem Wärmeschutzniveau und den Nutzungsrandbedingungen (Nachtabsenkung) bis zu 4 %, ein thermischer Komfort im Sommer lässt sich im Vergleich zur leichten Bauart auch ohne Kühlung relativ leicht bewerkstelligen, ebenso wie die Einhaltung der gesetzlichen Mindestanforderungen.

Impact of the heat storage capacity on heating demand and thermal comfort.
Dynamic simulations for a single-family house and a multi-family house are used to demonstrate the impact of the heat storage capacity from external and internal constructions on the heating demand and the thermal comfort during summer periods. For a heavy (calcium silicate masonry) and a lightweight situation (wood) typical constructions for walls, ceilings and floors are investigated and the calculations distinguish between with and without nighttime temperature reduction. The following three different levels of thermal insulation of the buildings envelopes are taken into account: “EnEV 2016”, “KfW Efficient House 55” and “KfW Efficient House 40”. As far as possible, the calculations are based on the criteria and boundary conditions of DIN V 4108-6, DIN V 18599-10 and DIN 4108-2. As climate file the actual TRY-data for Potsdam (TRY04) is used.
It is shown that the heavy constructions provide certain advantages both concerning the heating demand as well as especially regarding the thermal comfort in summer periods. Depending on the buildings geometry, the insulation level and the boundary conditions (nighttime temperature reduction) the heating demand savings compared to the lightweight situation reaches up to 4 %. Regarding the thermal comfort in summer periods, it is quiet easy for the heavy situation to ensure summer heat protection and minimum requirements without active cooling.

Der Beitrag befasst sich mit der Entwicklung einer Systemlösung für den Ersatz alter nichttragender Außenwände bei Nichtwohngebäuden aus den 1960er und 1970er Jahren. Die Hauptidee war, ein vorgefertigtes Produkt in moderner Holzbauweise zu entwickeln, um eine Alternative zu üblichen Metallbausystemen anzubieten. Es wurde bestätigt, dass ohne detaillierte bauphysikalische Analysen und Messungen eine erfolgreiche Entwicklung kaum möglich ist. Dieser Beitrag befasst sich mit Wärmeschutz und Umweltperformance. Ergebnisse des langfristigen Monitorings und weitere wichtige bauphysikalische Aspekte (Feuchteschutz, Bauakustik, Brandschutz) werden zu einem späteren Zeitpunkt behandelt.

Wood based curtain wall as a complex task in building physics.
The article deals with the development of a systemic solution for replacement of old curtain walls at nonresidential buildings from the sixties and seventies of the 20th century. The main idea was to develop a prefabricated system using modern wood products as an alternative to usual metallic constructions. It is demonstrated that without a complex analysis in building physics and measurements no successful development would be possible. This article is focused on thermal performance and environment oriented assessments, including embodied energy. Results of long-time monitoring and other important topics, like moisture, noise protection and fire safety, will be subject of a following article.

Im Zuge von Sanierungsarbeiten in Kirchenräumen kommt es oft zu Veränderungen der raumakustischen Qualität dieser Räume und leider auch zu Verschlechterungen der Raumakustik. Eine solche subjektiv als Verschlechterung empfundene Veränderung wurde nach Abschluss der (nicht akustisch beratenen) Sanierungsarbeiten im Jahr 2014 auch bei der Stadtkirche St. Michael zu Jena durch die Kirchengemeinde festgestellt. Aus diesem Grund wurden im Anschluss an die Sanierungsarbeiten auf Initiative der Kirchengemeinde 2015 im Rahmen einer Masterarbeit im Studiengang “Bauphysik und energetische Gebäudeoptimierung“ an der Bauhaus-Universität Weimar Untersuchungen zu einem Konzept zur Verbesserung der raumakustischen Qualität des Kircheninnenraumes für Musikdarbietungen erarbeitet. Für die Masterarbeit wurden neben Analysen des raumakustischen Zustandes vor und nach der Sanierung auf Basis von Tonaufnahmen detaillierte raumakustische Messungen zur objektiven Beurteilung des raumakustischen Zustandes nach der Sanierung durchgeführt sowie die Anwendbarkeit eines statistischen Rechenmodells zur Erarbeitung möglicher Verbesserungsmaßnahmen überprüft. Nachdem der subjektive Eindruck der Gemeindemitglieder mit Hilfe der durchgeführten Analysen und Messungen grundsätzlich bestätigt werden konnte, wurden zum Abschluss der Arbeit prinzipielle raumakustische Verbesserungsmaßnahmen als Grundlage für eine nachfolgende detaillierte Auslegung erarbeitet.

The City Church St. Michael of Jena - investigation to improve the quality of room acoustic condition.
The quality of room acoustic conditions in historic churches often change after refurbishment works. Unfortunately, these changes may decrease the perceived room acoustics. Such outcome was observed by the church parish after the recent refurbishment (acoustically not consulted) of the Church St. Michael of Jena in 2014. Therefore, the church parish launched an initiative in 2015 to investigate concepts to improve the room acoustics of the interior of the church for music performances, as part of a master's thesis in the course of studies “Bauphysik und energetische Gebäudeoptimierung” at the Bauhaus-University Weimar. In order to evaluate the room acoustic conditions in the church, sound recordings from before and after the interior refurbishment were analyzed. Furthermore, detailed measurements of objective room acoustic parameters were performed in order to evaluate the current conditions after the interior refurbishment. In addition, the applicability of a statistical model was examined to develop principles of possible improvement measures. Since the realised measurements and analysis confirmed the subjective perceptions of the parish members, principles of possible improvement measures for the room acoustic conditions were developed in the conclusion of the thesis.

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Die Bauphysik und der Technische Ausbau haben sich in den letzten Jahrzehnten im ln- und Ausland zu einem festen und belangreichen Bestandteil bei der Architektur- und Bauingenieurausbildung entwickelt, weil sie entscheidende Beiträge zum Wohlbefinden des Menschen in der gebauten Umwelt und zur Errichtung nachhaltiger Gebäude leisten. Die Anforderungen bei der Planung, Errichtung und vor allem auch bei der Nutzung von Gebäuden sind - gegenüber früher - gewaltig gestiegen. Klima- und Umweltschutz sowie die Schonung der vorhandenen Ressourcen avancieren zu wichtigen Kriterien beim Entwurf und bei der Materialauswahl, welche die lnvestitions- und die späteren Betriebskosten über Jahrzehnte hinweg bestimmen. Politische Auflagen zur Energieeffizienz, zum Gewässerschutz und zur Kreislaufwirtschaft bestimmen die Anforderungen mit. Derartige Vorgaben dürfen nicht als Hindernis gesehen werden, sondern sollen Stimulans für neue Gestaltungsmöglichkeiten sein.
Zu beiden Fachdisziplinen, der Bauphysik und dem Technischen Ausbau, sind früher bereits Denkschriften erschienen (jeweils letzte Fassung für Bauphysik im Jahre 1999, für Technischen Ausbau im Jahr 2007). Die gestiegenen Anforderungen und der erweiterte Kenntnisfundus machen aber eine profunde Novellierung erforderlich. Diese hat von der aktuellen Definition der Fachinhalte beider Disziplinen auszugehen, die in Forschung und Lehre wie folgt lautet: ...

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DGNB-Platin-Plakette für Büroneubau HumboldtHafenEins
Baulicher Schallschutz mit Ziegeln und neuer DIN 4109
BVS: Entwicklung im Normwesen - Norm nicht automatisch anerkannte Regel der Technik
Fünf Jahre Energieeffizienz-Expertenliste für Förderprogramme
Das Büro von morgen - das “Living Lab smart office space“ der TU Kaiserslautern und des DFKI
Neu gegründeter Deutscher Bausachverständigentag e.V. (DBST e.V.) für Qualitätssicherung im Bauwesen
EPISCOPE - Typologische Klassifizierung und Energieeffizienz-Monitoring von Wohngebäudebeständen in europäischen Ländern
Mehrgenerationen-Klimaschutzsiedlung in Köln-Porz wird Teil der KlimaExpo.NRW
Feststellung der Kompetenz von Energieberatern mit VDI 3922 Blatt 2

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A 3D model for the prediction of the effective thermal conductivity of porous building blocks is introduced. Simulations are performed directly on the microstructure using voxel images and the finite element technique. Very good agreement with analytical solutions is achieved. The model is used to investigate the miscalculation effect of 2D simulations, clearly indicating the need for a 3D model. Furthermore, a method for incorporating radiative heat transfer at the microscale is implemented and applied on a synthetic sample, demonstrating the influence of thermal radiation on the effective thermal conductivity.

Ein Vorhersagemodell für die Wärmeleitfähigkeit poröser Bausteine.
Ein 3D-Modell zur Vorhersage der effektiven Wärmeleitfähigkeit poröser Bausteine wird vorgestellt. Simulationen werden direkt in der Mikrostruktur mittels Voxel-Bildern und Finite-Elemente-Methode durchgeführt. Sehr gute Übereinstimmungen mit analytischen Verfahren werden erreicht. Das Modell wird verwendet, um die Fehlberechnungswirkung von 2D-Simulationen zu untersuchen, welche klar das Erfordernis eines 3D-Modells zeigen. Zudem wird eine Methode zur Einbeziehung strahlungsgebundener Wärmeübertragung im Mikrobereich umgesetzt und auf einen synthetischen Prüfkörper angewandt. Dies zeigt den Einfluss von Wärmestrahlung auf die effektive Wärmeleitfähigkeit.

Rising damp can reduce building's aesthetical value, comfort and health mark, when combined with the existence of soluble salts in the building components and in the ground water can even lead to material decomposition and compromise its structural performance.
This research work intended to study the effect of different absorption cycles of two saturated solutions of sodium sulphate and potassium chloride in the capillary absorption curves obtained through the partial immersion of red brick samples without and with different joints. The results revealed significant differences in the capillary coefficients obtained when samples were tested with salt solutions.

Wirkung von Salzen und Absorptionsprozessen auf den Kapillartransportkoeffizienten von Baustoffen mit verschiedenen Fugen.
Aufsteigende Feuchte kann den ästhetischen Wert, den Komfort und die Gesundheitswirkung von Gebäuden negativ beeinflussen. Lösliche Salze in den Bauteilen und im Grundwasser können hierbei sogar Zersetzungsprozesse auslösen und die Standsicherheit beeinträchtigen.
Diese Forschungsarbeit untersucht die Wirkung unterschiedlicher Absorptionszyklen von gesättigter Natriumsulfat- bzw. Kaliumchlorid-Lösung auf die kapillaren Absorptionskurven. Für den Versuch wurden Prüfkörper aus Backstein mit und ohne Fugen teilweise eingetaucht. Die Ergebnisse zeigten bei Salzlösungen signifikante Unterschiede der Kapillartransportkoeffizienten.

Since 2012 a quality control system is in operation in Belgium to provide confidence in the quality of the works of cavity wall insulation in existing walls. When the works are in line with the quality framework, the installer may provide a declaration of conformity to the client, which he can use to receive subsidies or for energy performance certification.
A field study was performed to analyze the relationship between the information provided by installers in the declaration of conformity, the results of the conformity checks performed by the certification organization and the effective cavity wall performance measured on site.

Ergebnisse der Belgischen Qualitätskontrolle für die nachträgliche Wärmedämmung von Hohlwänden.
Seit 2012 ist in Belgien ein System zur Qualitätskontrolle in Betrieb, das Vertrauen in die nachträgliche Wärmedämmung bestehender Wände schaffen soll. Wenn die Arbeiten im Einklang mit dem Qualitätsrahmen erbracht wurden, kann der Ausführungsbetrieb dem Kunden eine Konformitätserklärung ausstellen, die dieser für die Zuteilung von Zuschüssen und für die Ausstellung eines Energieausweises nutzen kann. Es wurde eine Feldstudie durchgeführt, um die Angaben in den Konformitätserklärungen der Ausführungsbetriebe mit den Ergebnissen der Konformitätsprüfung durch die Zertifizierungsgesellschaft und mit den vor Ort gemessenen effektiven Dämmwerten zu vergleichen.

Hygrothermal models allow designers to evaluate the hygrothermal performance of building envelopes. However, hygrothermal modeling needs the input of the external climate loading, a moisture reference year, to evaluate moisture damage risk of building envelope. In this paper, a new procedure is proposed for selecting moisture reference years. A metric, called Climatic Index, combining wind-driven rain load and potential evaporation is developed in this study. Climatic Indices over 30 years are determined for a wall envelope located in Zurich, Switzerland. The hygrothermal performance of the wall envelope and its moisture damage risk are simulated and evaluated using a hygrothermal risk indicator, called the RHT Index. A clear correlation between Climatic Index and RHT Index is found for the specific moisture damage considered, mold growth. The selection procedure combines a first selection of three years around the 10 % level criterion based on the Climatic Index, followed by a careful comparison of different years based on RHT Index and a final selection of the year with the largest RHT Index as moisture reference year. The combination of Climatic Index and RHT Index allows for the selection of moisture reference years with known level of damage risk.

Ein neues Verfahren zur Auswahl von Feuchte-Referenzjahren für hygrothermische Simulationen.
Hygrothermische Modelle ermöglichen es Planern, die hygrothermischen Eigenschaften der Gebäudehülle zu bewerten. Zur Bewertung des Risikos von Feuchteschäden sind für die hygrothermische Modellierung Daten zur äußeren klimatischen Belastung erforderlich, und zwar in Form eines Feuchte-Referenzjahres. Der vorliegende Beitrag schlägt ein neues Verfahren zur Auswahl von Feuchte-Referenzjahren vor. In der Studie wird eine Maßzahl namens “Klimatischer Index” entwickelt, die windbasierte Regenlast und potenzielle Verdunstung kombiniert. Klimatische Indexwerte für 30 Jahre werden für eine Außenwand in Zürich (Schweiz) bestimmt. Das hygrothermische Verhalten der Außenwand sowie ihr Risiko von Feuchteschäden werden simuliert und bewertet anhand eines hygrothermischen Risikoindikators, genannt RHT-Index. Für die hier speziell betrachtete Art von Feuchteschäden, den Schimmelbefall, wird ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Klimatischem Index und RHT-Index ermittelt. Das Verfahren umfasst eine erste Auswahl von drei Jahren basierend auf einem 10%-Kriterium und dem Klimatischen Index, dem dann ein sorgfältiger Vergleich verschiedener Jahre auf Grundlage des RHT-Index folgt und schließlich die Auswahl jenes Jahres mit dem höchsten RHT-Index als Feuchte-Referenzjahr. Die Kombination von Klimatischem Index und RHT-Index ermöglicht die Auswahl von Feuchte-Referenzjahren mit bekanntem Schadensrisiko.

One of the most adverse phenomena which is related to salt and moisture presence in the pore system of building materials is salt crystallization. The microstructure analysis (using mercury intrusion porosimetry) of cement mortar samples due to cyclic salt crystallization is analyzed. We assume that salt crystals grow only from the supersaturated solution. The salt phase change kinetics is taken into account during the modelling of coupled moisture, salt and heat transport. To solve the set of governing, partial differential equations the finite element and finite difference methods are used. The drying and the cooling - warming of brick wall, during which the salt phase change occurs, have been simulated using the developed software. The changes of salt concentration in the pore solution and the amount of precipitated salt due to variation of boundary conditions are calculated and discussed.

Modellierung von Schäden an durch Natriumsulfat-Kristallisation.
Eines der nachteiligsten Phänomene im Zusammenhang mit Salz und Feuchtigkeit im Porensystem von Baustoffen ist die Salzkristallisation. Die Veränderung der Mikrostruktur von Zementmörtel-Prüfkörpern durch zyklische Salzkristallisation wird analysiert (mittels Quecksilber Intrusions-Porosimetrie). Es wird vorausgesetzt, dass Salzkristalle nur aus übersättigter Lösung wachsen. Die Kinetik der Phasenänderung des Salzes wird bei der Modellierung des gekoppelten Feuchte-, Wärme- und Salztransports berücksichtigt. Die zugrunde liegenden partiellen Differentialgleichungen werden mittels Finite-Elemente- und Finite-Differenzen-Methoden gelöst. Die Trocknung und Kühlung bzw. Erwärmung einer Ziegelwand, während welcher der Salz-Phasenwechsel erfolgt, wurden mittels der entwickelten Software simuliert. Die Änderungen der Salzkonzentration in der Porenlösung und die Mengenänderung des Salzniederschlags durch Variation der Randbedingungen werden berechnet und diskutiert.