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Exploring occupant behaviour potentialities for historic buildings' energy retrofit

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[Quelle: https://d-nb.info]

In recent years, the topic of historic buildings’ energy retrofit has been investigated increasingly by the energy research sector, especially in the European area. This phenomenon is related to a number of reasons, among which the increasing awareness of the role that this category of buildings have to reach the European carbon emissions’ reduction targets by 2050. In fact, more than 14% of the European building stock dates from before 1920, but this percentage rises to 50% in several urban centres. Despite the increasing interest on the topic, several studies on historic buildings’ energy retrofit seems not aware of cultural heritage protection and conservation legislations and practices. For this reason, nowadays, the objectives of these two sectors seems to be unbalanced. Since the tradition of heritage conservation and protection are rooted in the society’s cultural background, there is the necessity of proposing a change of perspective about the role of the energy sector in the restoration field. Primarily, energy retrofit should be addressed at increasing the liveability and economic sustainability of historic buildings, having their social profitability as a central scope. In terms of solutions, the architectural heritage is characterized by a great variability, so its energy retrofit requires a high level of multidisciplinary knowledge. Moreover, due to the uniqueness of historic buildings, the necessity of individuating replicable solutions for their energy retrofit can be satisfied at a maximum degree by proposing a common procedural approach, which could be realized thorough the elaboration of a methodology. Based on the previous aspects, for the present work a strand of the energy research has been individuated as a potential ground to balance heritage conservation and energy efficiency aims. This strand is occupant behaviour or, more generally, building operation. This PhD dissertation tackled the previous aspects by proposing the elaboration and test of a methodology called “BIOSFERA” (Building Intelligent Operational Strategies For Energy Retrofit Aims”). Testing the methodology on a pilot study, which consisted on the experimentation on four case studies, a first answer to the following research question was provided: What are the potentialities of energy saving and indoor environmental conditions’ enhancement by acting only on the way non-residential historic buildings are operated by occupants and operators? The results obtained in the pilot study were promising, especially in perspective of a broader application of this methodology on a larger scale. In fact, in all buildings for which an energy consumption assessment was possible, the obtained energy savings ranged from 11% to 16% considering the whole experimentation, with seasonal peaks of more than 30%. In terms of indoor environmental conditions, the energy saving trend resulted, in the large majority of cases, on occupants’ perceived thermal comfort amelioration or stability.

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Bücher, Broschüren

EEHB 2022. The 4th International Conference on Energy Efficiency in Historic Buildings
4th and 5th May 2022 Benediktbeuern, Germany.
2023, 234 S., num. illus. and tab., Softcover
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Achieving the ambitious governmental and societal goals in CO2 reduction needed to mitigate global climate change requires the contribution of all sectors including buildings and the construction industry. Historic and traditional buildings compose a considerable part of the worldwide building stock. Solutions are needed that respect the historic fabric of these buildings and yet contribute to energy efficiency improvements and CO2 reduction. The 4th International Conference on Energy Efficiency in Historic Buildings EEHB 2022 aims to present new research and best practices on a wide range of topics relating to energy efficiency in historic buildings. This year, the focus will be on the role digital technologies can play in improving the energy performance of historic buildings, whilst respecting the principles of conservation. In this context, the aim is to take a closer look at the interfaces between digital building models and the energetic building simulation and the question of the necessary accuracy of both 3D digitisation and energetic or hygrothermal building simulation tools. Both technologies - 3D scans and building simulation - have been available for a long time, but so far there are no automated processes for converting 3D scans into the energetic building simulation. In addition, more research is also needed on the degree of accuracy of the building survey using digital methods in order to represent a historical building accurately.

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Elmar Arnhold, Torsten Bark, Stephan Biebl, Mark Böttges, Ralph Egermann, Iris Engelmann, Patrick Fink, Christian Kayser, Tanja Kilzer, Clemens Knobling, Christoph Krubasik, Burghard Lohrum, Tilmann Marstaller, Stefan M. Holzer, Urs Müller, Robert Ott, Elena Perria, Cleo Reihl, Moritz Reinäcker, Florian Scharmacher, Andrea Staar, Andreas Stiene
Historische Holzbauwerke
Schriftenreihe zur Denkmalpflege, Band 6
2023, 416 S., 390 Abb., 5 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Imposante Dachwerke, Holzbrücken oder jahrhundertealte Glockenstühle beeindrucken nicht nur Baufachleute. Sie für die Zukunft zu erhalten, ist allerdings eine immense Herausforderung. Welches Fachwissen dazu nötig ist, zeigen die Beispiele in diesem Buch. Die Autoren und Autorinnen, erfahrene Spezialisten der Bauwerkserhaltung, spannen einen weiten Bogen: vom Rohstoff Holz, den Transport- und Verarbeitungstechniken, der Erfassung, Dokumentation und der ingenieurtechnischen Analyse erhaltener Holzbauwerke über typische Schadensfälle bis hin zum sorgsamen Umgang mit dem Bestand. Bevor Erhaltungskonzepte diskutiert werden, ist es notwendig, ein Bauwerk in seinem historischen Kontext zu verstehen. Auch die oft komplexen Tragwerke und vorhandene Schäden müssen analysiert und denkmalverträgliche Nutzungen durchdacht werden. Schädlingsbefall oder Schadstoffe erfordern besondere Maßnahmen. Die Notwendigkeit der wiederkehrenden professionellen Bauwerksprüfung, Wartung und Pflege sind zu bedenken. Bei Modernisierungen sind heute besonders die Möglichkeiten nachträglicher Innendämmungen und Probleme bei der Anwendung der aktuell geltenden DIN-Normen und Bauvorschriften zu berücksichtigen.

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Natursteinsanierung 2022
Tagung am 11./12. März 2022 in Karlsruhe
Neue Natursteinrestaurierungsergebnisse, messtechnische Erfassungen und Sanierungsbeispiele.
2022, 156 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Walter Weiss
Fachwerk
Bautraditionen in Mitteleuropa
2. durchges. Aufl.
2021, 272 S., 640 Abb., 4 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In vielen Gegenden der Schweiz und ihren angrenzenden Regionen verleihen Fachwerkbauten den Dörfern und Städten ein unverwechselbares Ortsbild. Anhand von Fotos und Zeichnungen führt der Autor anschaulich in die Welt des Fachwerkbaus ein und beschreibt diese bedeutende Baukunst mit all ihren Besonderheiten und lokalen Traditionen. Von der geschichtlichen Entwicklung über unterschiedliche Konstruktionsformen und Baumaterialien bis hin zur traditionellen Handwerkskunst der Zimmerleute wird der Fachwerkbau in seiner ganzen Vielfalt beleuchtet. Mit detaillierten Ausführungen zu allen Themenbereichen des Fachwerkbaus bietet das Buch sowohl Planern und Handwerkern als auch Bewohnern von Fachwerkhäusern einen umfassenden Überblick über diese traditionsreiche Bauweise.

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Tagung am 13./14. März 2020 in Karlsruhe/Köln
Neue Natursteinrestaurierungsergebnisse, messtechnische Erfassungen und Sanierungsbeispiele.
2020, 126 S., 172 Abb. u. 12 Tab., Softcover
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Der Schwerpunkt der Fachtagung liegt auf dem Erfahrungsaustausch, der Vorstellung von Forschungsergebnissen und der Präsentation von Verfahren zur Erkundung, Erhaltung und Sanierung. Themenschwerpunkte sind: - Bestandserfassung und Bewertung - Restaurierungsbeispiele?- Sanierungsbeispiele; - Messtechnik und Labormethoden; - Erhaltung von historischen Konstruktionen; - Entwicklungen und Erfahrungen bei der Steinkonservierung.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Wolfram Jäger, Kay-Michael Müller, Daniel Jäger, Anke Eis, Toralf Burkert, Volker Stoll
Archäologische Aufarbeitung zerstörter Baudenkmale (ArchAuf) - Bauarchäologische Aufarbeitung von zerstörten wertvollen Kulturdenkmalen mit dem Ziel einer Anastylose
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3230
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Syrien verfügt über einen unermesslichen Schatz an archäologischen Stätten und Denkmalen der Bau-, Zivilisations- und Kunstgeschichte. Durch den Bürgerkrieg ist eine Vielzahl dieser Denkmale zerstört worden oder während der Kämpfe Zielscheibe gewesen. Der damit für die Weltgemeinschaft eingetretene Schaden ist riesengroß. Diese zerstörten Schätze wieder der Menschheit zuzuführen ist eine Herausforderung für die Archäologie und Denkmalpflege und eine Frage der nationalen Identität der Syrer. Unter der Schirmherrschaft der UNESCO wird derzeit die Rettung der Baudenkmale, die zerstört worden sind, vorbereitet. Dabei ist eine Vielzahl von Arbeiten zur Dokumentation und zur virtuellen Rekonstruktion gelaufen. Alle verfügbaren Materialien werden zusammengestellt, um nach Herstellung einer gewissen sicheren Lage den Wiederaufbau beginnen zu können. Somit rückt eine Anastylose (auch: Anastilosis) für eine Reihe von Bauwerken in den Bereich des Möglichen. Bei der Konferenz des Auswärtigen Amtes der BRD und der UNESCO im Juni 2016 zur Vorbereitung der Wiederaufbauphase wurde eine derzeit bestehende, erhebliche Lücke sichtbar: Der Umgang mit den Fundstücken von der Fundlage bis zum Wiedereinsetzen in das originale Bauwerk. Mit dem Forschungsvorhaben soll dazu eine entsprechende Technologie bereitgestellt werden. Der Forschungsansatz besteht darin, dass durch die Nutzung der Laserscantechnik und/oder der digitalen Fotografie Fundsituationen (auch als Befunde bezeichnet) in kürzester Zeit dauerhaft aufgenommen und abgelegt werden können und dass später die (bau-)archäologische Auswertung der Befunde und Fundstücke sowie das Einsetzen des Fundstückes in das virtuell rekonstruierte Original erfolgen können. Mit den Einzelaufnahmen der Fundstücke lassen sich diese im Rechner dreidimensional abbilden und manuell bzw. halbautomatisch wieder zum Original zusammensetzen. Dafür entscheidend ist neben der Fundsituation und -lage die Rekonstruktion des Einsturzherganges, mit der die Fundstücke schneller identifiziert werden können. Im

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Christiane Maierhofer, Mathias Röllig, Henrik Steinfurth, Sven Augustin, Rüdiger Mecke, Michael Schiller, Alexa Kernchen, Uwe Kalisch, Jeannine Meinhardt, Christiane Hennen, Ernst Thomas Groll, Torsten Arnold
Erfassung und Bewertung von sicherheitsrelevanten Ablösungsprozessen bei Putzen und Fassadenelementen mit zerstörungsfreien Mess- und Prüfverfahren. ERBE. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2980
2016, 143 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Anlass und Ziel des Projektes war die Entwicklung von Verfahren und Strategien zur zerstörungsfreien Ortung von u. U. auch sicherheitsrelevanten Schäden und Ablösungen in Fassadensystemen im Bereich der Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege. Dies wurde durch die Kombination der aktiven Thermografie mit Verfahren der antastenden und berührungslosen Geometrieerfassung erreicht. Zunächst erfolgten systematische Untersuchungen mit der aktiven Thermografie an Probekörpern, die verschiedene Fassadensysteme (Putz, Fliesen, Riemchenklinker) mit unterschiedlichen künstlichen Defekten repräsentieren. Messungen erfolgten vergleichsweise mit künstlicher Erwärmung durch einen IR-Strahler und mit natürlicher Erwärmung durch die Sonne. Es konnten mit beiden Erwärmungsarten bis zu 2 x 2 qcm große Fehlstellen geortet werden. Für das Risstrackingverfahren (dreidimensionale Erfassung von Risstopologien und weiteren Oberflächenmerkmalen) wurde für flexiblere Einsatzmöglichkeiten ein aus Aluminium-Profilen bestehendes Gestell entworfen, welches freistehend ist und flexible Befestigungsmöglichkeiten für die Trackingkameras vorsieht. Zusätzlich wurden die Software zur Datenerfassung und -visualisierung bezüglich Bedienbarkeit und Zuverlässigkeit verbessert sowie Genauigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Für das Stereophotogrammetriesystem wurde für größere Messfelder eine Sensorhalterung mit einem festen Schlitten entwickelt. Damit wurden die schon vorhandenen Messungen am Zentralbild der Putzritzungen des Magdeburger Doms erweitert. Zusätzlich zu den Messungen mit dem Stereosystem wurden die gesamten Putzritzungen mit einem Laserscanner erfasst. Wesentlicher Schwerpunkt im Projekt war die Zusammenführung der erfassten Messdaten aus unterschiedlichen Domänen (3D-Punktewolken, 2D-Thermogramme, 2D-Bilder), um auf dieser Basis oberflächennahe Schadensmerkmale besser beurteilen zu können. Es wurden dazu verschiedene Verfahren entwickelt sowie vorhandene Tools eingesetzt. An vier Fallstudien wurden diese Verfahren in unterschiedlichen Kombina

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Modellhafte Konservierung der anthropogen umweltgeschädigten Felsenkapellen von St. Salvator in Schwäbisch Gmünd. Abschlussbericht
Bauforschung - Denkmalpflege, Band D 1019
2015, 174 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

St. Salvator in Schwäbisch Gmünd wurde 1617 - 1621 durch Kaspar Vogt als natürliche Felsenkirche oberhalb von Schwäbisch Gmünd in eine obere und untere Kapelle ausgebaut. Die Wandoberflächen in der oberen Felsenkapelle zeigen eine bildliche Reliefdarstellung aus dem Leben Christi (Ölbergdarstellung, entstanden 1620). Diese in Deutschland einzigartige Darstellung ist direkt aus dem Felshang, der aus Stubensandstein des mittleren Keupers besteht, herausgearbeitet. Verwitterungsvorgänge, die überwiegend durch das natürliche, dauerfeuchte Milieu des Felsens bestimmt werden, haben zu einem starken Kornbindungsverlust geführt. In Teilbereichen sind schwarze Krusten mit dahinter liegenden Auflockerungszonen sowie mikrobieller Befall aufgetreten. Ein fortschreitender Verlust der originalen Oberflächen war festzustellen und eine baldige konservierende Behandlung daher unumgänglich. Aufgrund der natürlichen, hohen Bergfeuchte, die jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt, gab es keine geeigneten Gesteinsfestigungsmittel bzw. Konservierungsverfahren, die gefahrlos für das Objekt eingesetzt werden konnten. Ein Austrocknen des Reliefs barg die Gefahr, dass es, aufgrund des fragilen Zustands, zu verstärkten und schnellen Materialverlusten kommt. Hier setzte das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), der Deutschen Stiftung Denkmalschutz und dem Landesamt für Denkmalpflege im Regierungspräsidium Stuttgart geförderte Forschungsprojekt der Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart an, das sich zum einen der Entwicklung eines Steinfestigungsmittels für dauerfeuchte Untergründe und zum anderen der damit möglichen Musterkonservierung der Felsenkapellen widmete. Besonderes Augenmerk wurde auf die Problematik Salzbelastung und mikrobieller Befall gelegt. Mit der Entwicklung eines Festigungsmittels auf Basis von modifizierten Kieselsäureestern gelang es, zunächst im Labormaßstab, Steine im Feuchtebereich von 20 bis 50 Prozent Porensättigung zu festigen. Umfangreiche Probefestigungen im Labor und an Musterflächen vor Ort, di

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Christoph Franzen
Denkmalgerechte Implementierung von Energieeinsparmaßnahmen in historische Gebäude. Handlungsleitfaden. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2961
2015, 50 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Historische Gebäude, insbesondere wenn sie unter Denkmalschutz stehen, stellen besondere Herausforderungen an die Konzeptionierung von Energieeinsparmaßnahmen dar. Im Rahmen des EU Förderprojektes Efficient ENergy for EU Cultural Heritage 3ENCULT werden über Einbauten an Case Studies, Monitoring und Simulation Handlungsstrategien und Lösungen erarbeitet. Ein großer Teil der vielfältigen Ergebnisse wurde in dem englischsprachigen Buch "Energy Efficiency Solutions for Historic Buildings - A Handbook" (Hrsg.: A. Troi, Z. Bastian. 336 Seiten, erschienen 2015 im Birkhäuser Verlag, ISBN 978-3-03821-646-9) veröffentlicht. Ein wichtiger Teil der EU Projektergebnisse wurde über den Handlungsleitfaden für den deutschsprachigen Raum aufgearbeitet.

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Manfred Torge
Modellhafte Restaurierung und Schutz von schwer geschädigten Glasmalereien und Ornamentbleiverglasungen an bedeutenden sakralen Bauten in einer durch Umweltschadstoffe hoch belasteten Landschaftsregion Niederschlesiens. Abschlussbericht
Bauforschung - Denkmalpflege, Band D 1018
2015, 125 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Deutschland und Polen haben ein gemeinsames Kulturerbe zu bewahren. Dies gilt auch für die niederschlesische Region mit ihren bedeutenden, aber gleichzeitig durch Umweltschadstoffe gefährdeten Kunstdenkmälern. Durch den Einbau von Außenschutzverglasungen wurden farbige Glasmalereifenster in der katholischen Pfarrkirche Niedersteine (Scinawka), der katholischen Kirche zu den Schutzengeln in Waldenburg (Walbrzych) und der Friedenskirche in Jauer (Jawor) modellhaft und nachhaltig vor der Einwirkung von Umwelteinflüssen geschützt. Die Restaurierung dieser Glasmalereifenster erfolgte in enger Abstimmung zwischen der Restaurierungswerkstatt und mit den am Projekt beteiligten Gutachtern und den zuständigen Denkmalbehörden. Die begleitende naturwissenschaftliche Untersuchungen betrafen die Auswahl unbedenklicher und langzeitbeständiger Restaurierungsmaterialien als auch die Auswahl und Überprüfung von geeigneten Schutzsystemen zur langfristigen Vermeidung von Korrosionsschäden insbesondere an den empfindlichen Glasmalereien.

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Zeitschriftenartikel

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Wach, Alexandra
Die Porta Nigra: Ein Relikt römischer Pracht
Restauro, 2023

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Müller, David; Schütz, Karl G.; Mohr, Bernhard
Zur Alterung von barocken Putzlattendecken
Bautechnik, 2022

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Bredenbeck, Martin
Ein neues Gesicht für die neue Industrie. Siemens in Köln-Ehrenfeld
Denkmalpflege im Rheinland, 2022

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Kroener, Stephan
Mühlen im Mahlgang der Zeit. Eine Reise durch Deutschland
Monumente, 2022

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Weckesser, Annette
Barschule Anno 1664 in Oelde (kostenlos)
AIT - Architektur, Innenarchitektur, Technischer Ausbau, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022