Im Hoch- und Industriebau werden zunehmend betongefüllte Hohlprofil-Verbundstützen eingesetzt, da diese insbesondere unter Verwendung von Einstellprofilen hohe Tragkapazitäten bei gleichzeitig kleinen Querschnitten ermöglichen. Zudem zeichnen sich Verbundstützen durch hohe Feuerwiderstände ohne zusätzliche Brandschutzmaßnahmen aus. Die Verwendung von höherfesten Bau- und Werkstoffen für Verbundstützen ermöglicht es dabei zusätzlich, Stahl-Beton-Verbundkonstruktionen nachhaltiger, effizienter und wirtschaftlicher zu realisieren und so langfristig die Konkurrenzfähigkeit von Stahl-Beton-Verbundstützen zu erhalten. Der Einsatz hoch- bzw. höchstfester Bau- und Werkstoffe für Verbundstützen wird derzeit noch durch den Anwendungsbereich des Eurocode 4 begrenzt. Genau hier setzen die in diesem Heft der Stahlbau vorgestellten FOSTA-Forschungsvorhaben des Forschungsverbunds HOCHFEST an. Der Forschungsverbund HOCHFEST umfasst insgesamt 15 Forschungsvorhaben, welche das vielfältige Anwendungspotenzial von hochfesten Stählen aufzeigen. Die hier vorgestellten Forschungsprojekte P 1287, P 1349, P 1500, P 1501 und P 1502 adressieren das Tragverhalten von Hochleistungsverbundstützen und das Werkstoffverhalten hochfesten Stahls bei Normaltemperatur sowie im Brandfall und bei Erdbebenbeanspruchung. Damit bilden die Erkenntnisse der Forschungsprojekte die wesentliche Grundlage für die zukünftige Weiterentwicklung von Bemessungsvorschriften für Hochleistungsverbundstützen.

Structural behaviour of high-strength composite columns and material behaviour in case of fire
Concrete-filled steel tubular composite columns are increasingly used in enineering practice, as they provide competitive solutions, for buildings with high demands on the load-bearing capacity and cross-sectional dimensions. Additionally, composite columns are characterised by high fire resistances. The use of high-strength materials for composite columns also facilitates the realisation of more sustainable, efficient and economical steel-concrete composite structures and thus to maintain the long term competitiveness of steel and composite structures. The use of high- and ultra-high-strength materials for composite columns is currently still limited by the application range of Eurocode 4. The research projects of the HOCHFEST, which are strongly supported by the research association FOSTA, address exactly this limitation and are presented in this issue of Stahlbau. The HOCHFEST research network comprises a total of 15 research projects, which investigate the multiple application potential of high-strength steels. The research projects P 1287, P 1349, P 1500, P 1501 and P 1502 address the load-bearing behaviour of high-performance composite columns and the material behavior of high-strength steel at ambient temperature as well as in case of fire and under earthquake conditions. The findings of the research projects therefore are essential for the future development of design methods for high-performance composite columns.

In den letzten Jahren werden Stahlverbundstützen aus normalfesten Stählen in der Baupraxis immer seltener eingesetzt. Grund für den Marktverlust ist u. a. die Preis- und Technologieentwicklung der konkurrierenden Stahlbeton-Fertigteilbauweise. So wird erst durch den Einsatz hochfester Baustähle die Stahlbauweise für den Stützenmarkt im Hochbau wieder relevant. In Deutschland allerdings stehen der Verwendung höchstfester Baustähle derzeit große Hindernisse in Form von normativen Regelungen entgegen, die die Anwendung in Stahlverbundstützen praktisch ausschließen. Allerdings haben Hohlprofil-Verbundstützen mit eingestellten Vollkernquerschnitten unter Verwendung von höchstfesten Stählen ohne Schweißverbindungen das Potenzial, Marktanteile im Hochbau zurückzugewinnen. Im Rahmen eines von der AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) geförderten Forschungsprojekts wird diese Thematik experimentell und theoretisch untersucht. Der vorliegende Aufsatz soll das Konzept solcher neuartigen Verbundstützen mit hochfesten Stählen aufzeigen und erste Einsichten in die experimentellen Forschungsergebnisse geben. Neben Stützenversuchen im Kalt- und Heißfall werden Kleinteilversuche durchgeführt, um verschiedene Einflussfaktoren zu untersuchen und die Grundlagen für neue und zugleich einfache Entwurfs- und Konstruktionsprinzipien zu schaffen.

Universal high-performance columns made of high-strength steels without welding
In recent years, steel-concrete composite columns made of normal-strength steels are seldom used owing to the economic and technological advantages of precast reinforced concrete columns. Though, the use of high-strength structural steels bears high potential for the efficient production of composite columns with excellent structural performance that are economically competitive to precast concrete columns, there are currently major obstacles to use of the ultra-high-strength steels (UHSS) in Germany. Hollow section composite columns with embedded high strength steel core without welded connections provide an opportunity to regain lost market share. A research project, funded by the AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen), is intended to explore the potential of UHSS composite columns by experimental and theoretical investigations. The present paper demonstrates the concept of such composite columns with UHSS and gives first exciting insights into the research results. In addition to column tests under ambient and fire conditions, small scale tests are necessary to investigate various influencing factors and to create the basis for new and easy to use design and construction principles that allow efficient application.

Im Rahmen des AiF-Projekts “Stabbündelstützen mit hochfestem Bewehrungsstahl” wurde das Tragverhalten von Stabbündelstützen bei Raumtemperatur und im Brandfall untersucht. Stabbündelstützen sind eine neue Art von Verbundstützen. Hierzu wird ein Bündel aus hochfesten Bewehrungsstäben mit einer Streckgrenze von 670 MPa in ein Stahlrohr eingestellt und anschließend mit Mörtel verpresst. Das Bündel kann aus 1, 3, 7 oder 19 Stäben bestehen. Um das Tragverhalten zu analysieren, wurden relevante Materialparameter im Kalt- und im Brandfall bestimmt. Anschließend wurden großmaßstäbliche Knickversuche unter Raumtemperatur und im Brandfall durchgeführt. Unter Berücksichtigung der erzielten Ergebnisse wurde ein FE-Modell erstellt und kalibriert. Auf dieser Basis wurde ein Bemessungskonzept ausgearbeitet.

Bar bundle columns with high-strength reinforcing steel
As part of the AiF project “Bar bundle columns with high-strength reinforcement steel” the load-bearing behavior of bar bundle columns in cold and fire conditions was investigated. Bar bundle columns are a new type of composite columns. To this purpose, a bundle of high-strength reinforcing bars with a yield strength of 670 MPa is placed in a steel tube and then grouted with mortar. The bundle can consist of 1, 3, 7 or 19 bars. To analyze the load-bearing behavior, relevant material parameters were determined in cold and in fire conditions. Subsequently, large-scale buckling tests were carried out under room temperature and in fire case. Considering the obtained results, an FE model was created and calibrated. On this basis, a design concept was developed.

Besonders leistungsfähige Verbundstützen werden traditionell meist mit Vollstahlquerschnitten als Kernprofil eingesetzt. Diese weisen durch Abminderungen der Streckgrenze bei höheren Dicken nach DIN EN 1993-1-1:2010-12 und hohen Eigenspannungen Limitierungen auf. In diesem Beitrag stellen die Autoren einen innovativen Querschnitt vor, der aus lokal verbundenen Blechlamellen in einem Hohlprofil mit Betonfüllung besteht. Zur Steigerung der Traglasten kommen hierbei Stähle mit Streckgrenzen bis zu 960 N/mm2 zum Einsatz. Es werden die experimentellen Untersuchungen und erste Ergebnisse im Kalt- und Brandfall präsentiert. Dabei zeigen die Stützen mit dem neuartigen Querschnitt ein verlässliches Tragverhalten. Die Untersuchungen dienen als Grundlage zur systematischen Entwicklung dieses neuen, hochleistungsfähigen Verbundstützentyps sowie eines dazugehörigen Bemessungskonzepts.

Experimental investigations on novel composite columns with a concrete filled hollow section and high-strength steel plates as core in ambient and fire conditions
High-performance composite columns are commonly carried out with solid steel sections as core profiles. These profiles imply limitations due to reductions of the yield strength depending on the thickness and high residual stresses. In this publication, the authors present a novel section consisting of a concrete filled circular hollow section with locally connected steel plates as core. To increase the load bearing capacity, steels with yields strengths up to 960 N/mm2 are used. Experimental investigations for ambient conditions and in case of fire are presented. The columns showed a promising load bearing behaviour. These investigations will serve as basis for a systematic development of this innovative, high-performance composite column with a corresponding design concept.

Betongefüllte Hohlprofil-Verbundstützen mit massivem Stahlkern (CFST-SC) und betongefüllte Doppel-Hohlprofil-Verbundstützen (CFDST) eignen sich als innovative und wettbewerbsfähige Lösungen für die anspruchsvollen Anforderungen moderner Hochhaus-, Geschoss- und Industriebauten. Durch den Einsatz höherfester Baustähle und von Hochleistungsbeton kann der Tragwiderstand dieser Verbundstützen in eingeschossiger Ausführung weiter gesteigert bzw. die Querschnitte zusätzlich verkleinert werden. Die Ergebnisse des AiF-/FOSTA-Forschungsvorhabens P1287 Hohlprofil-Verbundstützen für Geschossbauten - Innovation und Bemessung (IGF-Nr. 19677N) zeigen zudem, dass eine aus einem Versatz der Komponenten bzw. einer großen Vorkrümmung der Stahlkerne resultierende geometrische Imperfektion die Tragfähigkeit und das strukturelle Verhalten dieser Mehrkomponentenquerschnitte erheblich beeinflussen kann. Diesen Einflüssen sollte mit einer angemessenen Qualitätskontrolle und der Einhaltung erforderlicher Toleranzen in der Produktion, Fertigung und Montage wirkungsvoll begegnet werden. Die Ergebnisse des aktuellen AiF-/FOSTA-Forschungsvorhabens P1628 Innovative Hohlprofil-Verbundstützen unter seismischen Beanspruchungen (IGF-Nr. 22348N) belegen, dass die betongefüllten Hohlprofil-Verbundstützen auch unter Verwendung von Hochleistungswerkstoffen eine hohe Verformungskapazität sowie ein gutes Energiedissipationsvermögen aufweisen und ihr Anwendungsbereich somit auf Regionen seismischer Aktivität ausgedehnt werden kann.

Concrete-filled steel tube columns in high-rise buildings - innovation and design
Concrete-filled steel tube columns with solid steel core (CFST-SC) and concrete-filled double steel tube columns (CFDST) are suitable as innovative and competitive solutions for the demanding requirements of modern high-rise, multi-story and industrial buildings. By using high-strength steels and high-performance concrete, the load-carrying resistance of single-story composite columns can be further increased, or the cross-section sizes additionally reduced. The results of the AiF/FOSTA research project P1287 Composite columns for multi-story buildings - Innovation and design (IGF No. 19677N) also show that geometric imperfections resulting from an offset of the components or large initial curvature of the steel cores can significantly influence the load-carrying capacity and structural behavior of multi-component cross-section columns. These effects should be effectively countered with appropriate quality control and adherence to required tolerances in production, fabrication and assembly. The results of the current AiF/FOSTA research project P1628 Innovative composite columns under seismic loading (IGF-No. 22348N) prove that concrete-filled steel tube composite columns have a high deformation capacity as well as a good energy dissipation, even when using high-performance materials, and that their range of application can thus be extended to regions of seismic activity.

In Hoch- und Industriebauten werden aufgrund ihres guten Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnisses zunehmend hoch- und höchstfeste Baustähle in Form von Blechen, Rohren und Profilstahl eingesetzt. Für Bauwerke mit Brandschutzanforderungen wird der Einsatz hochfester Baustähle derzeit jedoch durch fehlende Kenntnisse zum temperatur- und ratenabhängigen Werkstoffverhalten gehemmt. Für eine realitätsnahe Modellierung des Tragverhaltens von Stahlstrukturen stellen umfassende Kenntnisse zum Werkstoffverhalten eine essenzielle Grundlage dar. Im Rahmen des FOSTA-Forschungsvorhabens P 1502 werden systematische Untersuchungen zu den Werkstoffeigenschaften von höchstfesten Baustählen in Form eines umfangreichen Zugversuchsprogramms durchgeführt. Ziel ist es, das strukturelle Werkstoffverhalten während aller Phasen eines Brands, einschließlich der Abkühlphase, zu charakterisieren. Der vorliegende Beitrag thematisiert das Werkstoffverhalten von vergütetem Baustahl S960QL im Brandfall. Es werden Versuchsergebnisse stationärer sowie instationärer Warmzugversuche zur Charakterisierung des Werkstoffverhaltens während der Heizphase vorgestellt, bewertet und mit bekannten Werkstoffmodellen verglichen. Ergänzend werden die Ergebnisse von Naturbrandversuchen zur Untersuchung des Werkstoffverhaltens in der Abkühlphase von Bränden sowie der Resttragfähigkeit präsentiert.

Mechanical material behaviour of ultra-high-strength structural steel S960QL in case of fire
Due to their good strength-to-weight ratio, high- and ultra-high-strength structural steels are increasingly used in multi-storey and industrial buildings in the form of plate material, pipes and sections. For structures with fire protection requirements, however, the use of high-strength structural steels is currently inhibited by a lack of knowledge regarding temperature- and rate-dependent material behaviour. Comprehensive knowledge of the material behaviour is a basis for a realistic modeling of the load-bearing behaviour of steel structures. Within the framework of the FOSTA-research project P 1502, systematic investigations of the structural material behaviour of ultra-high-strength steels are carried out in terms of an extensive tensile test program. The aim of the project is to characterise the mechanical material behaviour during all phases of a fire, including the cooling phase of natural fire scenarios. The paper addresses the material behaviour of quenched and tempered steel S960QL in fire. Steady state and transient state tensile test results are presented and used for the characterisation of the material behaviour during the heating phase of a fire and the comparison to common material models. In addition, the results of natural fire tests for the evaluation of the material behaviour in the cooling phase and the residual behaviour are presented.

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Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Persönliches: Manfred Käsmaier Professor für Stahlbau in Holzminden

Zuschrift

Rezension

SZS steel news: Zürcher Kranbahntag 2023

ÖSTV News: 33. Österreichischer Stahlbautag 15./16. Juni 2023 in Graz

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Zum Titelbild:
Im Norden Berlins wird derzeit ein Quartierprojekt mit einem vollständig neuen Anspruch an Nachhaltigkeit und Wohnkomfort realisiert. Auf knapp 7.000 m2 Dachfläche kommt hierbei die preisgekrönte Ganzdachlösung für Photovoltaik des Magdeburger Unternehmens Ennogie zum Einsatz. Marktführer VELUX baut auf das flexible Ennogie-Solardach, das sich mit Hilfe von Anpassungsmodulen an jede Dachfläche anpassen kann. Bewusst wird dabei auf spezielle Dachfenster im Rastermaß verzichtet. Planer und Architekten begrüßen diese Innovation. Sie genießen vollständige Freiheit bei der Auswahl und Platzierung der Fenster im Dach. Auch die Bewohner profitieren, denn lichtdurchflutete Räume und hohe Stromproduktion können nur gemeinsam erreicht werden. (Abb.: Ennogie Deutschland GmbH)

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Die Luftdichtheit von Gebäuden hat einen Einfluss auf den Lüftungswärmestrom und damit auf den Heizwärme- und Klimakältebedarf. Der unkontrollierte Luftstrom durch Leckagen gewinnt mit zunehmendem Dämmniveau an Bedeutung. Um den Einfluss der Luftdichtheit bei hohem Dämmstandard auf den Heizwärme- und Klimakältebedarf zu untersuchen, werden verschiedene Szenarien mit einer thermischen Gebäudesimulation betrachtet. Zusätzlich werden an 28 neuen Einfamilienhäusern Luftdichtheitstests durchgeführt, um die Luftdichtheit von Standardneubauten zu bestimmen.
Die Simulationen bestätigen, dass der Heizwärme- und Klimakältebedarf mit zunehmender Undichtheit zunimmt. Infolge der großen Temperaturdifferenz zwischen innen und außen sowie höheren Windgeschwindigkeiten im Winter ist der Einfluss der Luftdichtheit auf den Heizwärmebedarf größer als auf den Klimakältebedarf im Sommer. Die ermittelte Luftdichtheit der gemessenen Gebäude weist im Mittel ein q50 = 0,8 m3/(h · m2) auf, was ein sehr guter Luftdichtheitswert ist. Ihr Heizwärmebedarf wird sich durch die Undichtheiten voraussichtlich um ca. 3 % bis 6 % gegenüber einem dichten Gebäude mit q50 = 0,6 m3/(h · m2) erhöhen. Der Klimakältebedarf wird sich um ca. 1 % bis 2 % reduzieren.

Airtightness impact on the heating and cooling demand of new single-family houses
The airtightness of buildings has an influence on the ventilation heat flow and thus on the heating and cooling demand. The uncontrolled air flow through leakages becomes more important with increasing insulation levels. Based on coupled thermal and air flow simulations, the influence of airtightness with a high insulation standard on the heating and cooling demand is investigated for different scenarios. In addition, airtightness measurements are carried out for 28 new single-family houses to determine the airtightness of standard new buildings.
The simulations confirm that the heating and cooling demand increases with decreasing airtightness. As a result of the large temperature difference between inside and outside and higher wind speeds in winter, the influence of airtightness on the heating demand is greater than on the cooling demand in summer. The average airtightness of the measured buildings is found to be q50 = 0.8 m3/(h · m2), which is a very good airtightness value. Their heating demand will probably increase by approx. 3-6 % due to the air leakage compared to a tight building of q50 = 0.6 m3/(h · m2). The cooling demand on the other hand will decrease by approx. 1-2 %.

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Angesichts der aktuellen Ereignisse wird einmal mehr bewusst, dass Energieeffizienz und damit die Reduktion des Energiebedarfs der Schlüssel zur dauerhaften Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern ist. Energieeffizienz am Gebäude beginnt dabei schon bei den einzelnen Komponenten. In einem aktuellen Forschungsvorhaben zu Dunstabzugssystemen in Wohnküchen konnten wesentliche Einsparpotenziale für diesen Bereich noch einmal beleuchtet werden.
Der Energieverbrauch von Abluftdunstabzugssystemen ergibt sich im Wesentlichen aus der Summe der Lüftungswärmeverluste durch den Abluftvolumenstrom (insbesondere ohne Wärmerückgewinnung) während des Kochvorgangs bzw. der Betriebszeit der Dunstabzugshaube und den Infiltrationsverlusten durch undichte Abluftklappen sowie Wärmebrückeneffekte, welche vor allem außerhalb der Betriebszeit wirksam sind.
Leckagemessungen an Abluftklappen (Mauerkästen) zeigten auf, wie hoch die Infiltration und damit der dauerhafte Luftaustausch bei marktüblichen Systemen tatsächlich sind. Außerdem wurden Versuche zur Ermittlung der Wrasenerfassung durchgeführt. Mit einem standardisierten Verfahren zur Ermittlung der Wrasenerfassung ließe sich die tatsächliche energetische Performance der Dunstabzugssysteme aufzeigen und damit die Kaufentscheidung der Endkunden hin zu effizienteren und geeigneteren Lösungen lenken.

Examination of cooker hoods in residential kitchens
In view of current developments, it has once again become clear that energy efficiency, and thus the reduction of energy demand, is the key to lasting independence from fossil fuels. Energy efficiency in buildings starts with the individual components. In a recent research project on cooker hood systems in residential kitchens, it was possible to shed light on significant savings potential in this area.
The energy consumption of cooker hood systems mainly results from the sum of the ventilation heat losses due to the exhaust air volume flow (without heat recovery) during the cooking process or the operating time of the cooker hood and the infiltration losses due to leaky exhaust air flaps outside the operating time as well as thermal bridging effects of the exhaust air flaps.
Leakage measurements on exhaust air dampers (wall boxes) showed how high the infiltration and thus the permanent air exchange actually are with standard systems on the market. In addition, tests were carried out to determine the capture efficiency of cooker hoods. A standardized method for determining the capture efficiency could be used to show the actual energy performance of cooker hood systems and thus steer the end customer's purchasing decision toward more efficient and more suitable solutions.

In dieser Publikation werden die theoretische Grundlage sowie eine Messeinrichtung beschrieben, um den konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten sowie die Scherspannung an einer angeströmten Wand zu messen. Hierzu misst das Convective Heattransfer Meter (CHM) den Temperaturabfall innerhalb der Strömungsgrenzschicht.
Für exponentiell ablaufende zeitliche Prozesse ist die Zeitkonstante &tgr; definiert als diejenige Zeitspanne, nach welcher eine Größe A(t) auf das 1/e-fache des Ursprungswerts abgefallen ist, mit der Euler-Zahl e = 2,718... Analog hierzu wird in diesem Beitrag für räumliche Prozesse mit exponentieller Annäherung anstelle der Zeitkonstanten &tgr; die Grenzschichtdicke d vorgeschlagen. Ein solcher Prozess liegt im viskosen Grenzschichtbereich einer angeströmten Wand vor. Dabei erfährt die parallel zur Wandoberfläche verlaufende Strömung U(y) aufgrund der Viskosität der Luft und der Reibung der Wandoberfläche eine Abbremsung bis hin zur Haftbedingung an der Wandoberfläche. Die neu definierte Grenzschichtdicke d ist jener Abstand von der Wand y = d, für den gilt, dass die lokale Strömungsgeschwindigkeit U(y=d) auf das (1-e-1)-fache der makroskopischen Strömungsgeschwindigkeit U(y=∞) angestiegen ist.
Im Unterschied zur oft verwendeten Grenzschichtdicke &dgr;, für die die Schwelle definitionsgemäß bei 99 % von U(y=∞) liegt, bietet die Neudefinition der Grenzschichtdicke d Vorteile hinsichtlich deren Messbarkeit sowie der Ermittlung der konvektiven Wärmeübertragung und der Ermittlung der Scherspannung an angeströmten Körpern.

New definition and measurement of the boundary layer thickness on a wall - Determination of thermodynamic and aerodynamic quantities
This publication describes the theoretical basis and a measuring device to measure the convective heat transfer coefficient and the shear stress on a wall exposed to the flow. For this purpose, the Convective Heat Transfer Meter (CHM) measures the temperature gradient within the flow boundary layer.
For exponential time processes, the time constant &tgr; is defined as the period of time after which a quantity A(t) has declined to a fraction of 1/e of the initial value, with the Eulerian number being 2.718... Analogous to this, the boundary layer thickness d is proposed for spatial processes with exponential approximation instead of the time constant &tgr;. Such a process occurs in the viscous boundary layer area of a wall exposed to flow. The flow velocity U(y) running parallel to the wall surface is decelerated due to the viscosity of the air and the friction of the wall surface until it reaches the condition of adhesion to the wall surface. The newly defined boundary layer thickness d is the distance from the wall y = d for which the local flow velocity U(y=d) has reached the fraction of (1-e-1) from the macroscopic flow velocity U(y=∞). In contrast to the frequently used boundary layer thickness &dgr;, for which the threshold is by definition 99 % of U(y=∞), the new definition of the boundary layer thickness d offers advantages in terms of its measurability and the determination of the convective heat transfer and the determination of the shear stress on bodies in contact with the flow.

Die Bilanzierung von Umweltwirkungen spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologien und Konzepte. Dies gilt auch in der Entwicklung von Gebäuden mit adaptiven Hüllen und Strukturen und stellt darüber hinaus weitreichende Anforderungen an alle beteiligten Disziplinen. Die vollständige Integration der Ökobilanzierung in den Planungs- und Auslegungsprozess ermöglicht, Umweltwirkungen als Optimierungsgrößen in den komplexen, dynamischen Berechnungswerkzeugen einzusetzen. Die bisherigen Ergebnisse des SFB 1244 bescheinigen adaptiven Tragwerken und Fassaden großes Potenzial zur Einsparung von Ressourcen und Umweltwirkungen. Die ganzheitliche Betrachtungsweise, sowohl in Bezug auf den Lebenszyklus als auch auf die interdisziplinären Wechselwirkungen, stellt sicher, dass die relevanten Effekte und Einflüsse in der Bilanzierung berücksichtigt werden. Das stellt die Methode der Ökobilanzierung selbst jedoch vor neue Herausforderungen im Umgang mit einer Vielzahl an Varianten und den umfangreichen Wechselwirkungen zwischen Auslegung und Einflüssen auf Parameter in der Nutzungsphase, wie z. B. den Energieverbrauch oder die Lebensdauer.

Life cycle assessment of adaptive skins and structures
The assessment of environmental impacts is crucial in the development of sustainable and environmentally friendly technologies and concepts. The development of adaptive buildings is no exception and also places far-reaching demands on all disciplines involved. The full integration of life cycle assessment into the planning and design process makes it possible to use environmental impacts as optimization parameters in the complex, dynamic calculation tools. The results of SFB 1244 to date confirm that adaptive load-bearing structures and façades have great potential for saving resources and environmental impacts. The holistic approach, both in terms of the life cycle and the interdisciplinary dependencies, ensures that the relevant effects and influences are taken into account in the assessment. However, this confronts the life cycle assessment method with new challenges in dealing with a large number of variants and the extensive interactions between design and influences on parameters in the use phase, such as energy consumption or service life.

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In jüngerer Vergangenheit wurde bei klassisch feuerverzinkten Stahlbauteilen eine reduzierte Emissivität unter Brandbelastung nachgewiesen, die sich im Zuge der Heißbemessung gemäß DIN EN 1993-1-2 als vorteilhaft gegenüber einem ungeschützten Bauteil erweist. Im Zuge weiterführender Untersuchungen wurde nun die Emissivität von modernen Zink-Aluminiumüberzügen, die sich durch eine in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt von den standardmäßigen Überzügen abweichende Schichtcharakteristik auszeichnen, anhand von Kleinteilproben bestimmt, wobei verschiedene Konfigurationen abgeprüft wurden. Im Ergebnis zeigt sich über alle Varianten, dass ZnAl-Überzüge eine gegenüber Reinzink- bzw. quasireinen Zinküberzügen nochmals verbesserte, insbesondere bei höheren Temperaturen reduzierte Emissivität aufweisen. Bei Anwendung derselben zeigt sich die positive Wirkung auf den Feuerwiderstand von mit ZnAl-Schmelzen verzinkten Stahlkomponenten in Form einer verzögerten Aufwärmung und damit einer im Zuge der Heißbemessung ermittelten höheren Tragfähigkeit unter Brandbelastung bzw. das Potenzial zur Reduzierung des Stahlprofilquerschnitts und damit zur Ressourceneinsparung in einer relevanten Größenordnung.

Emissivity of zinc-aluminum coatings under fire loading and effect on the fire resistance
In the recent past, a reduced emissivity under fire load has been proofen for classic hot-dip galvanized steel, which proves to be advantageous compared to an unprotected steel member in the fire design according to DIN EN 1993-1-2. In the course of further investigations, the emissivity of modern zinc-aluminum coatings, which are characterized by a coating characteristic that differs from the standard coatings depending on the aluminum content, was determined on the basis of small scale samples, with various configurations being tested. The results for all variants show that ZnAl coatings exhibit a further improvement in emissivity compared with pure zinc or quasi-pure zinc coatings, and in particular a reduction in emissivity at higher temperatures. The application of these coatings has a positive effect on the fire resistance of steel components galvanized with ZnAl alloys in the form of a slower heating and thus a higher load-bearing capacity under fire load determined in the course of the fire design, and the potential for reducing the steel profile cross-section and thus saving resources by a relevant order of magnitude.

Aktuell:
Außergewöhnliche Betonfertigteilelemente mit nichtmetallischer Bewehrung für die Fassade des Montblanc-Hauses
Forschungsprojekt INTERESS-I: Alternative Wasserressourcen für mehr kühlendes Grün in der Stadt
Tagung Fassade 23 - Die klimapositive Fassade: das Potential der vertikalen Fläche
Ingenieurbaukunst 2024 - Konstruktion und Material mit geringem Klimafußabdruck
Normungsroadmap Circular Economy von DIN, DKE und VDI
13. Internationales BUILDAIR-Symposium: Luftdichtheit von Gebäuden und Lüftungssystemen
Europas größte Geothermie-Fachmesse GeoTHERM mit 41 % Besucherplus
VDPM-Leitlinien für das Verputzen von Mauerwerk und Beton aktualisiert
Nachfrage nach Umwelt-Produktdeklarationen (EPD) des IBU auf Höchststand in 2022
Neues DBV-Heft 50 “Nachhaltiges Bauen mit Beton - Band 1: Graue Emissionen und Lösungsansätze zum Klimaschutz”
IVH-Leitfaden für sicheren und nachhaltigen Umgang mit EPS-Wärmedämmstoffen
VFF-Merkblatt ES.02 überarbeitet für GEG-Anforderungen bei Fenstern, Türen und Fassaden
Planungsziele für nachhaltige Gebäude über alle Planungsphasen im Überblick mit dem “Terminplaner Nachhaltigkeit” der bayerischen Ingenieurkammer-Bau
8th International Congress on Construction History Zurich 2024 - Call for Abstracts
Studie von ifeu, FIW und VDPM: Wärmedämmung und Wärmepumpen sind zwei Seiten derselben Medaille
Stellungnahme zur Vergaberechttransformation: 18 Verbände befürchten massive Verwerfungen im deutschen Planungsmarkt

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Zum Titelbild:
Für die Volksbank Raiffeisenbank Bayern Mitte eG mit Hauptsitz in Ingolstadt entsteht eine neue Unternehmenszentrale: der sogenannte Donautower. Hitzler Ingenieure Ingolstadt begleitet das Bauvorhaben seit Anfang 2020 als verantwortlicher Projektsteuerer. Weitere Informationen im Beitrag auf S. 109.
Quelle: Schulz und Schulz Architekten GmbH

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