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Numerical simulation of microclimate in courtyard

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[Quelle: http://d-nb.info]

It is widely accepted that the courtyard concept can modify the climate and with moderating the extreme hot or cold climate condition is considered as one of the old passive design strategies. However, despite the effect of the courtyard on climatic variables, the heat loss calculation methods mostly consider the weather file of the courtyard the same as the ambient weather file. Regarding the low thermal resistance of the courtyard surrounding glass envelopes against heat conduction, these façades are more sensitive in front of the environmental parameters and this simplification in the calculation can overestimate the heat load for the surrounding rooms of the courtyard. This study seeks to understand the effect of the courtyard and its various configurations on the environmental parameters and to suggest appropriate adjustment factors to consider the courtyard’s special microclimate in the calculation of the heat loss through the building’s envelope. In this way, the parametric analysis was implemented using the three-dimensional computational microclimate model “ENVI-met”. Hence as a first step of the research processes, the numerical simulations were validated by experimental in-situ investigations and the accuracy of the computational model in predicting air temperature, wind speed, relative humidity and mean radiant temperature inside the courtyard was evaluated. The next steps following the linking the climatic variables inside the courtyard in the thermal balance of surrounding building envelopes and the heat loss calculation. Since the biggest advantage of the courtyard semi-closed space related to the wind protection offered by the courtyard and its heat island during the winter, this study was focused on the effect of the courtyard and its configuration on two building physics parameters including the convective heat transfer coefficient (CHTC) and temperature adjustment factor (Fx, heat load). The outcomes of the research, which were calculated for the experimental case in the Hanover climate region, showed that the CHTC through the façade inside the courtyard is less than exposed building envelopes. This decrease is particularly noticeable at higher ambient wind speeds. In addition, the aspect ratio of the courtyard has a great effect on wind speed inside it. So that, inside the deep courtyards (H/W ≥ 2.67) the wind speed is almost zero at low levels of the courtyard and CHTC can be considered with the minimum value and is about 4 (W m-2K-1) according to DIN EN ISO 6946. Investigating the air temperature difference between the courtyard and outside standard temperature for Hanover also proposes an Fx, heat load between 0.9 and 2.2 for courtyard semi-closed space, which varies depending on the courtyard aspect ratio and glazing percentage of the surrounding envelopes.

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DWA-Themen T3/2021, September 2021. Folgewirkungen des Klimawandels für den Zustand der Fließgewässer - Bedeutung für Bewertung und Management vor dem Hintergrund der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie
DWA-Themen, Band T3/2021
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Vor dem Hintergrund des Klimawandels gilt es zunächst zu erkennen, wie er sich auf die Systeme der Wasserwirtschaft einschließlich der natürlichen Systeme auswirkt, um gezielte Strategien und Maßnahmen umsetzen zu können. Bei Fließgewässern zeigt sich der Klimawandel vor allem durch ein verändertes Abflussverhalten und eine Erhöhung der Temperatur - jeweils auch mit veränderten Jahresganglinien. Der Themenband zeigt, welche Auswirkungen dies zur Folge hat. Er gibt eine Übersicht zu den Grundlagen der Gewässerbewertung und Empfehlungen zu Bewertung und Bewirtschaftung. Schließlich gehören zum Management auch Verhaltensänderungen bei Nutzergruppen und Zivilgesellschaft, wie zum Beispiel beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft und von Arzneimitteln der Bevölkerung, bei der Freizeitnutzung etc.. Planungs- und Managemententscheidungen der Aufgabenträger in den Bereichen Bauen, Arbeiten, Gesundheit, Mobilität und Kommunikation, Freizeit und Erholung sind zu beachten.

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Veit Ebermann
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Eine rekonstruktive Untersuchung des politischen Prozesses in Niedersachsen
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Ziel ist, den Entwicklungsprozess von staatlichen Klimaanpassungsstrategien auf Länderebene besser zu verstehen und somit das Politikergebnis und das Handeln der Akteure nachzuvollziehen. Am Beispiel des Landes Niedersachsens zeigt der Autor auf, wie diese den politischen Prozess gestalten, steuern und beeinflussen. Im Fokus stehen die Problembeschreibung, die Politikkoordination, die Partizipation von nicht-staatlichen Akteuren und der Parteienwettbewerb als bedeutender Referenzpunkt der parteipolitischen Akteure im Party-Government-System. Der Autor weist nach, dass Machtaspekte bei der Strategieentwicklung eine zentrale Rolle spielen.

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Lena Bendlin
Orchestrating Local Climate Policy in the European Union
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Inter-Municipal Coordination and the Covenant of Mayors in Germany and France
2019, xvii, 318 S., XVII, 318 p. 22 illus., 1 illus. in color. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Die Vielfalt nichtstaatlicher Klimaschutz-Initiativen hat die Hoffnung geweckt, die globalen Treibhausgasemissionen durch freiwillige Selbstverpflichtungen schneller zu reduzieren als durch internationale Verhandlungen. So lädt die EU-Kommission lokale Regierungen ein, sich im Konvent der Bürgermeister den EU-Klimazielen zu verpflichten und über ihre Fortschritte zu berichten. Mit mehr als 7.000 Unterzeichnern ist der Konvent die größte Selbstverpflichtungs-Plattform seiner Art. Der Konvent steht beispielhaft für Ansätze, lokale Klimapolitik zu orchestrieren, d.h. Kommunen indirekt über zwischengelagerte Akteure und auf freiwilliger Basis zu steuern. Diese explorative Untersuchung der Koordination lokaler Klimapolitik im Rahmen des Konvents in Deutschland und Frankreich umfasst fünf qualitative Fallstudien der Regionalverbände Lyon, Rennes, Val d'Ille, Rhein-Neckar und Stuttgart entlang der Forschungsfragen: Wie und warum engagieren sie sich im Konvent als sogenannte Koordinatoren, und welche Governance-Modi entstehen? Fallübergreifend nutzen Regionalverbände den Konvent als Ressource für die politische Führung und den territorialen Wettbewerb. Doch auf Dauer ändern sich die lokalen politischen Prioritären, und die Unterstützung durch den Konvent entspricht nicht den lokalen Bedürfnissen. Stärkere Steuerungswirkung entfalten innenpolitische Rahmenbedingungen wie nationale Klimapolitik und territoriale Organisation. Die Koordination durch Regionalverbände kann einen Beitrag zu kohärenter Klima-Governance leisten, aber übergeordnete politische Ebenen nicht ersetzen. Die Theorie der Orchestrierung muss Intensität, Kausalität und Stabilität der Steuerung angemessen würdigen.; Can we sidestep tedious climate policy negotiations and forge a coalition of the willing instead? Many international organizations and scholars hope to spur local climate action by orchestration, indirect and voluntary governance arrangements. The author looks beyond the apparent success of voluntary initiatives using the example of the Covenan

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Benjamin Best
Energiewende und Bürgerbeteiligung
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Multi-Level-Konstellationsanalysen des Beteiligungsprozesses der InnovationCity Ruhr - Modellstadt Bottrop
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Mit "InnovationCity Ruhr - Modellstadt Bottrop" soll ein typisches Stück Ruhrgebiet mit rund 70.000 Einwohnern bis zum Jahr 2020 klimagerecht umgebaut werden. Der Autor rekonstruiert den Partizipationsprozess des Projektes, er analysiert seine Begrenzungen und zeigt Weiterentwicklungsmöglichkeiten auf. Die empirische Studie basiert auf qualitativen Methoden der empirischen Sozialforschung, auf teilnehmenden Beobachtungen in der Modellstadt und der Teilnahme an ausgewählten Beteiligungsveranstaltungen. Mittels Interviews mit Experten identifiziert der Autor kulturelle Faktoren, die die Form der Partizipation im Kontext von InnovationCity sowie den Verlauf des Gesamtprojekts bestimmt haben.

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Sascha Henninger, Stephan Weber
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In naher Zukunft werden weltweit zwei von drei Menschen in Städten leben. Urbanisierung und Klimawandel stellen die städtischen Räume vor große Herausforderungen. Das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Klima, Luftqualität und Städtebau erlangt daher eine wachsende Bedeutung. Das Lehrbuch führt in die physikalischen Grundlagen und Prozesse des Stadtklimas ein und beleuchtet die Arbeitsfelder der planungsorientierten Stadtklimatologie.

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Forschungsberichte

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Tanja Fröhlich
Klimaskepsis in Deutschland
PL academic research
Handlungsempfehlungen für Politik und Wissenschaft. Masterarbeit
2014, 164 S., 210 mm, Hardcover
Peter Lang Ltd. International Academic Publishers

 

 

Klimaskeptiker schließen einen anthropogen verursachten Klimawandel aus und zweifeln an der Glaubwürdigkeit wissenschaftlicher Ergebnisse sowie an dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC). Eine öffentliche Klimaskepsis in Deutschland ist - im Gegensatz zu den USA - weitgehend unbekannt. Spezifische wissenschaftliche und politische Rahmenbedingungen könnten jedoch auch in Deutschland zur Verbreitung von Klimaskepsis in der Gesellschaft beitragen. Die Autorin analysiert diese Rahmenbedingungen und entwickelt Handlungsempfehlungen an Politik und Wissenschaft, um wissenschaftlich nicht fundierter Klimaskepsis entgegenzuwirken.

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Anton Maas, Stephan Schlitzberger
Thermisches und energetisches Verhalten von Gebäuden im Lichte des Klimawandels. Anforderungen und Lösungen für den Sonnenschutz. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2869
2013, 157 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Aktuelle Klimaszenarien für Deutschland sagen für die nächsten 30 Jahre - besonders für den urbanen Raum - deutlich mehr Sommertage mit gesteigerten Hochtemperaturlagen und auch mildere Winter voraus. Je nach Standort kann sich dieser Trend aufgrund mikroklimatischer Einflüsse noch verstärken, was nicht nur das Außenklima von Gebäuden beeinflussen wird, sondern insbesondere auch das thermische Verhalten der Gebäude selber und damit die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Nutzer. Detaillierten Untersuchungen zum thermischen Verhalten von Gebäuden werden in der Regel sogenannte Testreferenzjahre zugrunde gelegt. Seit Frühjahr 2011 stehen hierfür die vom Deutschen Wetterdienst neu aufgelegten und durch das Bundesamt für Bauwesen und Raumordung veröffentlichten neuen Testreferenzjahre zur Verfügung. Neben den sogenannten Normaljahren (Normal-TRYs, Test Reference Years), welche die aktuellen mittleren Klimaverhältnisse für die insgesamt 15 TRY-Regionen Deutschlands beschreiben, werden ebenfalls Datensätze bereitgestellt, die extreme Klimaverhältnisse (Extrem-TRYs) beschreiben. Darüber hinaus werden zum einen durch die sogenannte Zukunfts-TRYs Datensätze bereitgestellt, die eine Abschätzung zum thermischen Verhalten bei weiter veränderten Klimarandbedingungen ermöglichen sollen. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Testreferenzjahrdatensätze durch Aufprägen eines individuell einstellbaren "Stadtklimaeffekts" in der Art zu modifizieren, dass ein lokales innerstädtisches Klima (Stadt-TRY) im Vergleich zum mittleren ländlichen Klima eines Normal-TRYs beschrieben werden kann. Während die sog. Normal-TRYs u.a. auch in einem vom BBR und BBSR geförderten Forschungsvorhaben zur Fortschreibung des technischen Regelwerks zum Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes Verwendung fanden, steht eine umfangreiche Untersuchung zu den Extrem-TRYs, den Zukunfts-TRYs und insbesondere zu den Stadt-TRYs noch aus und soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens durchgeführt werden. Weiterhin werden Auswirkungen auf das energetische Verhal

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N. Hölscher, U. Versen
Extremwertanalyse der Windgeschwindigkeiten für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland
Bauforschung, Band T 2963
2001, 36 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Gegensatz zu der bisher gültigen Windlast-Norm DIN 1055 Teil 4, Aug. 1986, wird in der Neuausgabe für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland eine Windzonenkarte veröffentlicht, in der die anzusetzenden Windgeschwindigkeiten für den Bauwerksentwurf in Abhängigkeit der geographischen Lage angegeben werden. Im Anhang des Entwurfs findet sich bereits ein Vorschlag für eine Windzonenkarte, die allerdings erhebliche Unzulänglichkeiten aufweist. Vor diesem Hintergrund wurden daher für 183 ausgewählte meteorologische Beobachtungsstationen die aufgezeichneten Windgeschwindigkeiten im Rahmen einer Extremwertstatistik erneut untersucht mit dem Ziel, eine überarbeitete und aktualisierte Version der Windzonenkarte zu erstellen. Für die richtungsabhängige Untersuchung der extremen Windgeschwindigkeiten wird eine Methode vorgestellt, welche die Herleitung von Richtungsfaktoren erlaubt. Insbesondere für Sturmtiefs zeigt sich eine deutliche Richtungsabhängigkeit. Der neue Vorschlag einer Windzonenkarte für die Bundesrepublik Deutschland sieht fünf Windzonen vor. Die Einführung einer Windzone I mit einer charakteristischen Geschwindigkeit von von 22,5 m/s erscheint dabei sinnvoll, um das besonders günstige Windklima in weiten Gebieten Deutschlands zu erfassen. Gegenüber dem alten Vorschlag ergeben sich dann in den entsprechenden Zonen 15 Prozent geringere Windlasten. Die neue Zuordnung von Gebieten in Windzonen zeigt eine merkliche Abweichung gegenüber dem alten Vorschlag. Für viele Standorte ergibt sich eine günstigere Beurteilung des Windklimas, so z.B. für den Ballungsraum Rhein-Ruhr mit bis zu 50 Prozent geringeren Windlasten.

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Zeitschriftenartikel

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Merkenschlager, Christian; Beck, Christoph; Hertig, Elke
Hitzebelastung in Städten. Änderungen unter dem Klimawandel - die Fallstudie Augsburg
Geographische Rundschau, 2022

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Endlicher, Wilfried
Das lange Zaudern an den Belastbarkeitsgrenzen des Klimas
Geographische Rundschau, 2022

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Freytag, Caterina
Naturbasierte Lösungen im Klimaschutzrecht - zugleich eine Anmerkung zu 3a KSG
Natur und Recht, 2022

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Dany, Christian
Wie können wir klimaneutral werden? Negativemissionen sind nötig und möglich (kostenlos)
Sonnenenergie, 2022

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Hunke-Klein, Martina
"Flurbereinigung - ein Instrument zur Bewältigung der Herausforderungen der Klimaanpassung??
fub Flächenmanagement und Bodenordnung, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022