Entwicklung und Kalibrierung einer Planungsmethode für Nichtwohngebäude mit besonderen raumklimatischen Anforderungen

Schriftenreihe / Publication Series - Technische Universität Dresden, Institut für Bauklimatik
Peggy Freudenberg
Hrsg.: Technische Universität Dresden - Institut für Bauklimatik
2016, 239 S., zahlr. Abb., Tab., Diagramme
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-8167-9595-7

Inhalt

In Autorin widmet sich in ihrer Publikation der aktuellen Sachlage zur Bemessung des Sommerlichen Wärmeschutzes. Untersuchungsgegenstand sind drei Gebäude des Universitätsklinikums Dresden. Es werden die wichtigsten bestehenden Verfahren dargelegt und an Hand von Messungen bewertet. Zu diesen Verfahren gehören Handrechenverfahren, beispielsweise jenes nach DIN 4108-2, sowie ein exemplarisches Simulationsverfahren. Aus der Anwendung und Bewertung der Aussagefähigkeit ergibt sich eine Empfehlung für den Planungseinsatz.
Zu diesen Verfahren gehören Handrechenverfahren, beispielsweise jenes nach DIN 4108-2, sowie ein exemplarisches Simulationsverfahren. Aus der Anwendung und Bewertung der Aussagefähigkeit ergibt sich eine Empfehlung für den Planungseinsatz. Die Gebäudesimulationsrechnung birgt die größten Potenziale unter den betrachteten Verfahren. Der Hauptteil der Dissertation beschäftigt sich daher mit den erforderlichen Voraussetzungen für den Praxistransfer dieser Simulationsverfahren. Zwei wichtige Bedingungen waren bislang nicht gegeben: Realistische Eingangsdaten und praktikable Auswertungsansätze. Zur Ermittlung der einflussreichen aber meist unsicheren personenabhängigen Eingabeprofile, z.B. Profile der Sonnenschutzsteuerung oder Fensteröffnung, wird ein einfaches Kalibrierverfahren vorgestellt. Dieses erlaubt die sukzessive Identifikation der unbekannten Profile auf der Grundlage von Abhängigkeitsdiagrammen sowie einfachen Raumklimamessungen und Außenklimadaten. Für eine praxisgerechte Auswertung der Simulationsmodelle werden die wesentlichen Ansätze zur Raumklimabewertung erläutert. Es folgt eine Bewertung der Anpassbarkeit auf besondere Gebäudenutzer (Ältere, Kinder etc.) und der Aussagefähigkeit dieser Modelle unter Zuhilfenahme von publizierten Untersuchungsergebnissen.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung, Ziel und Aufbau der Arbeit

1.1. Einleitung

1.2. Zielstellung und Lösungsansatz

1.3. Gliederung der Arbeit

2. Baulich-funktionelle und bauklimatische Besonderheiten von Krankenhausbauten

2.1. Besonderheiten von Krankenhausbauten

2.2. Funktionelle Anforderungen

2.2.1. Räumlich-funktionelle Anforderungen an den Pflegebereich

2.2.2. Hygienische Anforderungen an den Pflegebereich

2.2.3. Beleuchtungsanforderungen an den Pflegebereich

2.2.4. Brandschutzanforderungen an den Pflegebereich

2.2.5. Schallschutzanforderungen an den Pflegebereich

2.2.6. Anforderungen an die Barrierefreiheit

2.2.7. Gestalterische Anforderungen an den Pflegebereich

2.2.8. Belichtungsanforderungen an den Pflegebereich

2.2.9. Anforderungen an die Beheizung und Raumlufttechnik

2.2.10. Anforderungen an das Raumklima im Pflegebereich

2.3. Zusammenfassung der planerischen Anforderungen an das Patientenzimmer

2.4. Gegenwärtige architektonische Gestaltung der Patientenzimmer

3 Verfahren zur Bemessung des Sommerlichen Wärmeschutzes

3.1. Verfahrensüberblick

3.2. Handrechenverfahren

3.2.1 Verfahren nach Petzold

3.2.2. Verfahren nach Rouvel und Kolmetz

3.2.3. Verfahren nach Hauser und Otto

3.2.4. Verfahren nach Hauser & Gertis

3.2.5. Verfahren nach Häupl

3.2.6. Verfahrensübersicht

3.3. Simulationsverfahren

3.3.1. Simulationssoftware Energy Plus für die Sommerfallbewertung

3.3.2. Anwendung von Simulationsrechnungen für die Sommerfallbewertung

4. Kritische Bewertung der Handrechenverfahren und des Simulationsverfahrens

4.1. Untersuchte Zonen des Universitätsklinikums Dresden

4.2. Ergebnisse der Messreihe Juli bis Dezember 2010

4.3. Bewertung der Zonen mittels vereinfachter Verfahren

4.3.1. Vergleich der Verfahrensergebnisse mit den Messungen

4.3.2. Verfahrenseinschätzung Hauser & Gertis

4.3.3. Verfahrenseinschätzung Petzold

4.3.4. Verfahrenseinschätzung Häupl

4.3.5. Verfahrenseinschätzung Hauser & Otto

4.4. Bewertung der Zonen mittels Simulationsverfahren

4.4.1. Modellauswahl

4.4.2. Nutzungsrandbedingungen

4.4.3. Klimarandbedingungen

4.4.4. Ergebnisse

4.5. Zusammenfassung Verfahrensbewertung

5. Entwicklung eines eigenen Kalibrierverfahrens

5.1. Untersuchte Zonentypen der zweiten Messphase 2011

5.2. Ergebnisse der Messreihe Juli – Dezember 2011

5.3. Simulation einer Basisvariante

5.4. Ermittlung der lokalen Außenklimabedingungen

5.5. Ermittlung der Nutzungscharakteristik

5.5.1. Aktivierung & Deaktivierung des Sonnenschutzes

5.5.2. Fensteröffnung

5.5.3. Interne Wärmelasten

5.6. Bekannte Kalibrierverfahren

5.7. Eigener Kalibrieransatz zur Ermittlung von Nutzungsprofilen

5.8. Verfahrensprozedur

5.8.1. Aufstellung der Varianten für die unbekannten Profile

5.8.2. Sensitivitätsstudie Nutzungsprofile

5.8.3. Simulationsstudien zur Ermittlung der realistischsten Nutzerprofile

5.8.4. Ergebnis

5.9. Zusammenfassung

6. Nutzeranforderungen und Bewertungsmodelle

6.1. Anforderungen und Besonderheiten der Krankenhausnutzer allgemein

6.2. Anforderungen und Besonderheiten spezieller Nutzergruppen

6.2.1 Neugeborene, Säuglinge und Kleinkinder

6.2.2. Senioren

6.2.3. Personen unter Medikamenteneinfluss

6.2.4. Personen mit Krankheiten und Behinderungen

6.2.5. Zusammenfassung der thermoregulatorischen Besonderheiten unterschiedlicher Nutzertypen

6.2.6. Ergebnisse praktischer Studien zum Raumklimaoptimum

6.2.7. Ergebnisse praktischer Studien zum erträglichen Raumklima

6.2.8. Zusammenfassung der Besonderheiten spezieller Nutzertypen

6.3. Nutzerbezogene Bewertungsmodelle

6.3.1. Auswertungsansatz

6.3.2. Physiologische Wärmebilanz

6.3.3. Statisches, stationäres PMV-Modell nach Fanger

6.3.4. Statisches, instationäres Modell nach Gagge & Stollwijk

6.3.5. Statisches, instationäres TSV-Modell nach Azer & Hsu

6.3.6. Adaptive Modelle

6.3.7. Bewertung der Behaglichkeitsmodelle

6.3.8. Schlussfolgerungen zur Raumklimaauslegung in Krankenhäusern

7. Analyse der Raumtypen und Ableitung von baulichen Optimierungsansätzen

7.1. Analyseansatz

7.1.1. Auswahl der Berechnungsmodule

7.1.2. Auswahl der Außenklimabedingungen

7.1.3. Defnition der Nutzungseigenschaften

7.1.4. Defnition der Raumgeometrie und Konstruktionseigenschaften

7.2. Wärmebilanzen der einzelnen Raumtypen

7.3. Speicherwirksamkeit der Bauteile

7.4. Strahlungsdurchgang durch die Verglasung

7.5. Luftwechsel aus natürlicher Belüftung und mechanischer Entlüftung

7.6. Tageslichtversorgung

7.7. Raumklimabewertung

7.8. Optimierungsansätze

8. Zusammenfassung und Ausblick

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Literaturverzeichnis

A Anhang

Publikationslisten zum Thema:
Bauphysik, Nichtwohngebäude, Raumklima, Gebäudesimulation, Simulationsrechnung, Wärmeschutz, Sommerlicher Wärmeschutz, Rechenverfahren, Bewertung, Simulation, Planungsmethode, Kalibrierung, DIN 4108,

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Bei architektonischen und städtebaulichen Entwurfsprozessen lässt sich feststellen, dass das auditive Erleben in der Regel nicht systematisch berücksichtigt wird. Da die Art und Weise, wie der Raum gestaltet ist, jedoch unausweichlich seinen Klang bedingt und das Auditive konstitutiv für das Raumerleben ist, es zugleich aber einen Mangel an geeigneten auditiv-architektonischen Entwurfsverfahren und -instrumenten gibt, war das Ziel des Forschungsvorhabens die Entwicklung einer Methodik, die es ermöglicht, den Klang bereits während der Entwurfsphase bewusst zu gestalten. Anhand zweier auditiv-architektonischer Entwurfsprojekte - "Klangumwelt Ernst-Reuter-Platz" und "Klangkonzept Stadtpark Schlieren" - wurden folgende Fragen bearbeitet: Welches ist das auditiv-architektonische Gestaltungsmaterial? Wie lässt sich das auditive Erleben vergegenwärtigen und erfassen? Wie lässt sich ein auditiv-architektonischer Entwurf konzipieren und imaginieren? Wie können Gestaltungsmaßnahmen bestimmt und die notwendigen Gestaltungsmittel systematisiert werden? Wie lassen sich auditiv-architektonische Entwürfe darstellen? Wie muss der auditiv-architektonische Entwurfsprozess strukturiert sein? Die entwickelte auditiv-architektonische Entwurfsmethodik besteht aus zwei Hauptteilen: Teil A: Die auditiv-architektonische Erfassung. Sie dient der Vergegenwärtigung und dem Verstehen des auditiven Erlebens vor Ort und ist in drei Teilbereiche untergliedert: Kontextanalyse (Identifizierung der potentiellen Bedingungen für die Entstehung der Klangumwelt), Emergenz der Klangumwelt (Erfassung der erlebten Klangumwelt) und Interpretation (Interpretation der gewonnenen Materialien bezüglich der auditiv-architektonischen Zusammenhänge). Teil B: Das auditiv-architektonische Entwerfen. Dieser Teil umfasst die Konzeption und das Imaginieren der Klangumwelt, die mit dem Entwurf angestrebt wird. Das Entwerfen vollzieht sich dabei in einem Feld, das sich zwischen drei Polen aufspannt: Pol 1 - die konzeptuelle Basis, Pol 2 - das Imaginieren der Klangumwe

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Zeitschriftenartikel

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