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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Die Tageslichttechnik ist ein interdisziplinäres Fachgebiet zwischen Bauphysik und Lichttechnik und verwirklicht mittels neuartiger Spiegeloptiken verbesserte Schutzfunktion vor Überhitzung, jedoch gleichzeitiger Versorgungsfunktion mit natürlichem Tageslicht, wodurch eine Gesamtenergieeinsparung von verglasten Gebäuden von bis zu 30 % ermöglicht wird. Im Rahmen des Green Deals wird von der EU-Kommission eine Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD) angestoßen, die Teil eines umfassenden Gesetzespaketes mit der ambitionierten Zielsetzung ist, emissionsfreie Gebäude zu definieren und damit die Reduktion der CO2- Emissionen in Europa voranzutreiben. Die Tageslichtumlenktechnik, die im Winter solare Zugewinne, im Sommer einen Schutz vor Überhitzung und ganzjährig die Tageslichtautonomie fördert, kann eine ganz wesentliche Rolle in der Umsetzung dieser ehrgeizigen Ziele spielen. In diesem Beitrag wird eine neue Tageslichtumlenktechnik vorgestellt, mit der sich auch mittels eines innenliegenden Behangs ein gges-Wert von 0, 05 sogar in offener und durchsichtiger Lamellenlage mit Tageslichteintrag realisieren lässt.

Daylight control systems using mirror optics
Daylighting is an interdisciplinary field between building physics and lighting technology and implements improved protection against overheating by means of novel mirror optics developed, while at the same time providing daylight, thus enabling total energy savings of glazed buildings of up to 30 %. As part of the Green Deal, the EU Commission is initiating a directive on the energy performance of buildings (EPBD), which is part of a comprehensive legislative package with the ambitious goal of defining zero-emission buildings and thus driving forward the reduction of CO2 emissions in Europe. Daylight guiding technology, which enables solar gains in winter, prevents overheating in summer and enables daylight autonomy all year round, can play a very important role in the implementation of these ambitious goals. In this essay a new daylight guiding technology will be presented, with which a total solar energy transmittance gtot of 0.05 can be realised even in open and transparent slat positions with daylight input by means of internal blinds.

Die Brandkatastrophe Grenfell Tower vor fünf Jahren
BuGG-Gründach des Jahres 2021 Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie
Sozial und klimafreundlich: Vorlesungen über geförderten Wohnungsbau
fischer und das Vitra Design Museum blicken auf die Welt des Plastiks
Geteiltes Wissen: Arbeitshilfen für die BIM-Anwendung
Neue Broschüre der Ziegelindustrie zum Schallschutz nach DIN 4109
Internationales Jahr des Glases 2022
Braunschweiger Brandschutz-Tage 2022
17. Internationale Konferenz zur Gebäudehülle der Zukunft mit Thema Brandschut

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Das Unternehmen Bluebeam bringt die Digitalisierung in der Baubranche voran: Mehr als 2 Mio. Bauexpert:innen in 130 Ländern vertrauen auf die preisgekrönte Software Revu, die Projekte und Teams miteinander vernetzt. Für die zeitgleiche standortunabhängige Zusammenarbeit nutzt das gesamte Projektteam PDF-Dateien in einer Cloud. Alle wichtigen Bauunterlagen werden digital an einem Ort gebündelt. Die Kommunikation zwischen Geschäftsführung, Digitalisierungs- und Informationstechnik, Bauleitung und Architektur-Planung läuft komplett papierlos ab. Dank einer Vielzahl intelligenter Werkzeuge und leistungsstarker Markierungs-Funktionen lassen sich Baupläne ganz einfach und in Echtzeit überprüfen, anpassen, mit Kommentaren sowie Notizen versehen und Personen zuweisen. Alles gebündelt in einem System. (Foto: Bluebeam)

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Die Infrastruktursysteme der Industriestaaten erfordern heute und in Zukunft ein effizientes Management bei alternder Bausubstanz, steigenden Lasten und gleichbleibend hohem Sicherheitsniveau. Digitale Technologien bieten ein großes Potenzial zur Bewältigung der aktuellen und künftigen Herausforderungen im Infrastrukturmanagement. Im BMBF-geförderten Projekt Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien (AISTEC) wird untersucht, wie unterschiedliche Technologien und deren Verknüpfung gewinnbringend eingesetzt werden können. Am Beispiel der Maintalbrücke Gemünden werden ein sensorbasiertes Bauwerksmonitoring, bildbasierte Inspektion mit durch Kameras ausgestatteten Drohnen (UAS) und die Verknüpfung digitaler Bauwerksmodelle umgesetzt. Die aufgenommenen Bilder dienen u. a. als Grundlage für spätere visuelle Anomaliedetektionen und eine 3D-Rekonstruktion, welche wiederum für die Kalibrierung und Aktualisierung digitaler Tragwerksmodelle genutzt werden. Kontinuierlich erfasste Sensordaten werden ebenfalls zur Kalibrierung und Aktualisierung der Tragwerksmodelle herangezogen. Diese Modelle werden als Grundlage für Anomaliedetektionen und perspektivisch zur Umsetzung von Konzepten der prädiktiven Instandhaltung verwendet. Belastungsfahrten und historische Daten dienen in diesem Beitrag der Validierung von kalibrierten Tragwerksmodellen.

Maintalbrücke Gemünden - integrated structural health monitoring and UAS diagnostics
Infrastructure systems of industrialised countries today and in the future require efficient management with an ageing stock, increasing loads while simultaneously maintaining a high level of safety. Digital technologies offer great potential for the current and future challenges in infrastructure management. The BMBF-funded project AISTEC is investigating how the individual technologies and their interconnection can be used beneficially. With the Maintalbrücke in Gemünden as an exemplary application, sensor-based structural monitoring, image-based inspection using unmanned aircraft systems (UAS) equipped with cameras and the integration of digital structural models are being implemented. The recorded images serve, among others, as basis for subsequent anomaly detection and a 3D reconstruction, which in turn are used for updating digital structural models. Continuously recorded sensor data is used to update the parameters of the structural models, which in turn provide the basis for predictive maintenance. Load tests are used to validate the models.

Der Zustand von Ingenieurbauwerken ist von besonderer Bedeutung für den Erhalt und sicheren Betrieb der Verkehrsinfrastruktur. Für ein wirtschaftliches Instandhaltungsmanagement ist die Kenntnis zum aktuellen Zustand eines Bauwerks daher zentral. Neben dem aktuellen Zustand ergeben sich wirtschaftliche Instandhaltungsstrategien aus der Kenntnis der zukünftigen Zustandsentwicklung eines Bauwerks. Durch eine intelligente Datenverknüpfung von Bestandsdaten kann die Entwicklung eines Bauwerks abgeschätzt und so vorausschauend Instandhaltungsmaßnahmen abgeleitet werden. Der Beitrag stellt einen Ansatz vor, wie auf Basis der Methode Building Information Modeling (BIM) und digitaler Bauwerksmodelle über die Verknüpfung mit betreiberbezogenen Bestandsdaten und Structural Health Monitoring (SHM) datenbasiert Prognosen zum Bauwerkszustand von Eisenbahnbrücken abgeleitet werden können. Hierfür werden Verfahren des Machine Learnings (ML) auf die Bestandsdaten zu den Brückenbauwerken der DB Netz AG angewendet und systembezogen ausgewertet. Durch das objektive und datengetriebene Bewertungsverfahren wird eine weitere Grundlage für belastbare Entscheidungen im Instandhaltungsmanagement gelegt.

Condition state prediction of engineering structures based on digital twins and inspection data
The condition state of engineering structures is significantly important for the maintenance and safe operation of the transport infrastructure. Knowledge of the current condition state of a structure is therefore crucial to economic maintenance management. In addition to the current condition state, economic maintenance strategies are based on knowledge of the future development of a structure's condition. The future condition development of a structure can be estimated by an intelligent data linkage of bridge data and thus maintenance measures can be derived in advance. The paper presents an approach to derive data driven predictions of the condition states of railway bridges based on Building Information Modeling (BIM) and digital building models, linked with inspection data and Structural Health Monitoring (SHM). For this purpose, Machine Learning (ML) methods are applied to the aggregated data of the bridge structures of the DB Netz AG and evaluated in an asset related manner. The objective and data driven prediction provides a further basis for reliable decisions in maintenance management.