Bauphysik最新文献

Zum Titelbild: Das Collegium Academicum in Heidelberg wurde mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis Architektur ausgezeichnet. Die Jury würdigte sowohl die architektonische Qualität als auch die Eigeninitiative der jungen Projektgruppe. Das Areal entstand als Pilotprojekt für gemeinschaftliches und nachhaltiges Bauen, um bezahlbaren Wohnraum zu schaffen. Auf einem ehemaligen US-Militärhospital umfasst es zwei sanierte Gebäude und einen Neubau und unterstützt die Wiederbelebung des Stadtteils Rohrbach. Der Holzneubau verbindet suffizientes, flexibles Wohnen mit hoher Qualität. Neben Wohnraum bietet das Projekt Gemeinschaftsflächen wie Werkstätten und Seminarräume, wobei flexible Trennwände eine Anpassung des Wohnraums ermöglichen, siehe auch S. 73. (Foto: Thilo Ross)

Bauphysikalische Simulationen haben sich im Planungsalltag der Hygrothermik bereits fest etabliert. Die Simulation realer physikalischer Effekte in der Bauakustik, speziell im Leichtbau, und die Möglichkeit, präzise Vorhersagen zu treffen, stellt bisher aber noch eine Herausforderung dar. Mit zunehmender Nachfrage im Holzbau wachsen die Ansprüche sowie der Bedarf an Planungssicherheit. Die zuverlässige frequenzabhängige Prognose des Schalldämmmaßes von Leichtbauteilen könnte ressourcenintensive Messungen einsparen. Bisher hat sich die Finite Elemente Methode (FEM) als geeignete Methode erwiesen, um bauakustische Parameterstudien an Leichtbauteilen durchzuführen und konstruktive Veränderungen in Relation zueinander zu bewerten. In diesem Artikel wird die Simulation einer Holzrahmenwand in Fenstergröße mithilfe der FEM präsentiert. Die Simulationsergebnisse, durchgeführt mit der Software „COMSOL Multiphysics 6.1“, werden mit bauakustischen Messungen verglichen. Das Schalldämmmaß wird mit einer maximalen Abweichung von 5 dB pro Terzband prognostiziert. Bei der FEM ist die Qualität der Eingangsdaten entscheidend, wobei durch Modalanalysen relevante Steifigkeitswerte und Verlustfaktoren ermittelt werden. Dieser Ansatz gewinnt insbesondere bei mehrschichtigen Bauteilen mit anisotropen Materialien an Relevanz. Zusätzlich zur Modellvalidierung wurden anhand des Modells unterschiedliche Parametervariationen durchgeführt, deren Ergebnisse ebenfalls detailliert dargelegt werden.

Diese Untersuchung fokussiert auf die Herausforderungen, die sich bei der Verarbeitung von Klimadaten durch Simulationssoftware ergeben. Ein zentraler Aspekt besteht darin, die unterschiedlichen Definitionen von Ort und Zeit zu berücksichtigen, wenn Testreferenzjahre (TRY) verschiedener Datenreihen verwendet werden. Dabei werden die Definitionen und Angaben der Zeiten miteinander verglichen und bewertet. Die Untersuchung erfolgt exemplarisch für die TRY des Deutschen Wetterdienstes (DWD), ist jedoch auch auf andere Klimadatengeber übertragbar. Es wird dargestellt, wie Zeitdefinitionen die Umrechnung von direkter und diffuser Strahlung beeinflussen und dass für simulative Berechnungen präzise und eindeutige Zeiten für bestimmte Orte unerlässlich sind. In diesem Kontext werden die Definitionen in den DWD-TRY 2010, 2015 und 2045 beleuchtet. Es wird ersichtlich, dass Definitionen sogar innerhalb einheitlicher Datenreihen Inkonsistenzen aufweisen. Zudem wird erörtert, dass verschiedene Simulationssoftwares unterschiedlich mit diesen Definitionen umgehen. Abschließend betont die Analyse die Notwendigkeit einer genauen Übereinstimmung zwischen dem Standort des Gebäudes und dem Standort des Klimadatensatzes sowie die Bedeutung einer einheitlichen Zeitdefinition über verschiedene TRY-Datenreihen hinweg. Eine präzise Erfassung der Strahlungsdaten ist für korrekte Anwendungen unerlässlich und ermöglicht die genaue Aufteilung der Strahlungswerte zwischen Osten und Westen.

Compliance inspections and building analysis are critical to the success of any construction project. At present, such assessments are primarily conducted manually by experts in the architecture, engineering and construction (AEC) sector resulting in a tedious, labor-intensive, and generally inefficient undertaking. Yet, with the gradual adoption of Building Information Modeling (BIM), automated building analysis and compliance checking become feasible. The Industry Foundation Classes (IFC) has received a lot of traction in the AEC industry as a vendor-neutral data model. Its well-defined semantics can be exploited by reasoning engines that allow for semantic reasoning on building models, the core mechanism required for automated compliance checking and building analysis. In this paper, a general-purpose model checking framework for IFC building models, as well as an appropriate specification layout are introduced. Model checking via semantic reasoning is realized using various technologies from the Semantic Web. To present and evaluate our implementation, a sample specification is developed and tested on two IFC building models.

Die Bebauung in Städten, urbane Oberflächen sowie Vegetation und Wasserflächen beeinflussen das städtische Klima auf vielfältige Weise. Neben der geometrischen Struktur der Bebauung spielen Materialeigenschaften wie Wärmespeicherung und Strahlungsverhalten von Dächern, Fassaden und Verkehrsflächen eine Rolle bei der Entstehung von Wärmeinseln. Zur Vorhersage dieser Effekte werden zunehmend Klimasimulationen auf städtischer Ebene genutzt, die wissenschaftlich etabliert sind. Dabei stellt sich regelmäßig die Frage nach der Genauigkeit der Ergebnisse. Der vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die Evaluierung von Simulationsergebnissen durch thermische Messungen, darunter Temperatur, Windgeschwindigkeit und Thermografie, die sowohl am Boden als auch mittels Drohnen durchgeführt werden. Durch den Abgleich der Simulationen mit den Messungen können die Eingabeparameter der Simulationen präzisiert werden. So lassen sich fundierte Prognosen zur Wirksamkeit grüner Infrastruktur, wie begrünte Dächer und Fassaden, bei der Minderung des städtischen Wärmeinseleffekts erstellen. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien, um Städte widerstandsfähiger gegenüber intensiveren Hitzeereignissen zu machen.

Diese Studie analysiert den Einfluss der thermischen Speichermasse auf die Energieeffizienz und das Lastmanagement in unterschiedlichen Gebäudesanierungsvarianten: ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS) mit bestehenden Heizkörpern, WDVS in Kombination mit einer Flächenheizung und eine außenliegende Fassadenkonditionierung durch das Aktive Dämmheizkühlsystem (AktivDHKS). Ziel der Untersuchung ist es, das Potenzial dieser Sanierungsansätze zur Verbesserung der Lastverschiebung (Load-Shifting) und zur Reduktion von Lastspitzen (Peak-Shaving) im Stromnetz zu bewerten. Durch den Einsatz von thermischen Simulationen werden die dynamischen Reaktionen der Gebäudehüllen auf externe und interne Lasten sowie deren Interaktionen mit dem Energieversorgungssystem evaluiert. Die vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass insbesondere das AktivDHKS durch seine direkte Aktivierung der thermischen Masse erheblich zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen kann. Diese Erkenntnisse bieten wertvolle Impulse für die Entwicklung nachhaltiger Sanierungsstrategien, die sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile bieten und unterstützen somit die Realisierung der Ziele der Energiewende.

With the expansion of the previously energy efficiency-focused funding programs to include a simplified life cycle assessment (LCA) for new buildings, Germany‘s authorities aim to get closer to the ambitious climate goals. In this way, authorities aim to achieve a broadly accepted and suitable implementation of LCA in the planning process through the established group of energy auditors. Still the energy auditors’ workflows were not adequately represented during the development of the simplified LCA procedures. Resulting challenges that arise for this group from their new LCA task are in the focus of this work. The main challenge is how to reduce the effort to gather LCA input data. In addition, methodological improvements based on already for energy assessment gathered detailed information, such as that on technical services, are compared against flat-rate aggregates as applied within the current LCA approach. Finally, the influence of the identified LCA-input data on the LCA-results will be summarized.