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Prädiktive Wärmeflussregelung solaroptimierter Wohngebäude mit neuartigen Verschattungs- und Speichersystemen. Thermische Simulation komplexer Gebäude. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Das moderne Wohngebäude zeichnet sich durch einen niedrigen Heizwärmebedarf aus. Mit Zunahme der Sensitivität des Wohngebäudes bezüglich der Solarstrahlung aufgrund neuartiger Systeme wie transparenter Wärmedämmung, Phasenwechselmaterialien oder großer Fensterflächen, erweitert sich der herkömmliche Regelungsansatz zur Einhaltung des behaglichen Raumklimas. Das thermische Gebäudeverhalten definiert sich weitaus komplexer. Es kommen neben der notwendigen Heizung weitere Aktoren (Sonnenschutzeinrichtung, Lüftung) ins Spiel. Die Zunahme der realisierbaren, solaren Erträge bewirken im Winter fossile Energieeinsparungen. Im Sommer sind jedoch ohne geeignete Maßnahmen Überhitzungen die Folge. Mit Hilfe moderner und vernetzter Regelungstechnik können Wirtschaftlichkeit des Systems und Komfort optimiert werden. Hierzu wurden bewährte Simulationswerkzeuge erweitert. Moderne Komponenten wie Phasenwechselmaterialien, transparente Wärmedämmung und Verschattungssysteme auf Basis einer schaltenden Schicht im Glasverbund erfahren eine Modellbildung. Umfangreiche Validierungen zu den Teilmodellen und zum Gesamtmodell zeigen, dass eine realitätsnahe Abbildung erreicht wird. Grundlage dieser Validierungssequenzen waren Feldtestmessungen an bewohnten Gebäuden, sowie Ergebnisse von Systemtestständen. Die Aussagesicherheit des gesamten Gebäudemodells wurde durch eine sogenannte "Cross-Validation" mit anderen etablierten Simulationsprogrammen hergestellt. Mit der Schaffung der realitätsnahen Abbildung eines solaroptimierten Wohngebäudes, welches an eine heizungsunterstützende, solarthermische Anlage gekoppelt ist, wurde die Grundlage zur Entwicklung einer prädiktiven Wärmeflussregelung in Wohngebäuden mit erweitertem thermischen Verhalten gelegt. Eine Untersuchung zum dynamischen Verhalten auf periodische Anregung von Einflussgrößen, zeigt die dominanten Zeitkonstanten des Gebäudesystems auf.

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Bücher, Broschüren

Melita Tuschinski
Energieausweise für die Praxis
GEG 2020: Ausweise erstellen, lesen, nutzen und aushängen. Leitfaden für Energie-Experten, Eigentümer und Immobilienwirtschaft
4., vollst. überarb. Aufl.
2022, 464 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Holger Merkel
Luftdichtheit von Gebäuden
Ratgeber für die Praxis
2022, 200 S., 24 cm, Hardcover
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH &Co. KG

 

 

Die Luftdichtheit von Gebäudehüllen hat stark an Bedeutung gewonnen und wird auch für das zukünftige Bauen eine wichtige Rolle spielen. Aber nur wenn fachgerecht luftdicht geplant und gebaut wird, können die Wärmedämmung im Winter und der Hitzeschutz im Sommer ihre komplette Wirkung entfalten. Zudem verringert sich die Gefahr von Schäden, die durch Feuchtigkeit in der Konstruktion entstehen. Aufgrund ihrer zentralen Rolle beim Bauen und bei der Erreichung klimapolitischer Ziele ist die Luftdichtheit von Gebäudehüllen fest in der Gesetzgebung verankert. Doch die vielen separaten Regelwerke führen noch häufig zu Unsicherheiten bei der Planung und Ausführung. Hinzu kommt, dass die Luftdichtheit in der Ausbildung verschiedener Baugewerke meist nur eine Nebenrolle spielt. So kommen schnell Fragen auf wie: Welche Norm gilt aktuell? Was ist Pflicht, was ist eine Option? Wie und wann kann die Luftdichtheit eines Gebäudes überprüft werden? "Luftdichtheit von Gebäuden" nennt die Anforderungen von Normen und Rechtsvorschriften an die Luftdichtheit und zeigt anhand zahlreicher Abbildungen und Beispiele aus der Praxis, was bei der Planung und Ausführung der luftdichten Ebene zu beachten ist. Darüber hinaus erläutert das Buch die normgerechte Blower-Door-Messung, mit der die Luftdichtheit eines Gebäudes überprüft werden kann, sowie das Vorgehen bei der Suche nach Leckagen. Viele Beispiele weisen auf typische Fehler hin, die in der Praxis immer wieder zu Leckagen führen.

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Torsten Schoch
Wärmebrückenberechnung
Bauwerk
3., Aufl.
2021, 264 S., 17 x 24 cm, Softcover
Beuth

 

 

Mit der 3. Auflage von "Wärmebrückenberechnung" liegt ein kompaktes Fachbuch zum Thema vor, das Wert auf einen starken Praxisbezug legt. So thematisiert das Buch die praktische Anwendung der normkonformen Berechnung im bauordnungsrechtlichen Verfahren. "Wärmebrückenberechnung" bietet umfassende Informationen zu verschiedenen Aspekten des Gebiets, und steht auch in enger Verbindung zum Wärmebrückenkatalog. Unter anderem bietet das Werk Klarheit in der Normenauslegung, Grundlagen und Fachwissen, Berechnungsbeispiele und diverse Beuth Mediathek-Inhalte.In der 3. Auflage sind auch die Änderungen der neuen DIN 4108 berücksichtigt, insbesondere des Beiblatts 2, das sich mit Planungsbeispielen zur Verminderung von Wärmebrückenwirkungen befasst.

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Kai Schild
Wärmebrücken
Detailwissen Bauphysik
Berechnung und Mindestwärmeschutz
2018, x, 320 S., X, 320 S. 146 Abb., 93 Abb. in Farbe. 240 mm, Hardcover
Springer

 

 

Das Fachbuch aus der Reihe Detailwissen Bauphysik beschäftigt sich mit den thermischen und hygrischen Besonderheiten bei Bauteilanschlüssen und geht im Besonderen Fragestellungen der Modellbildung bei Wärmebrückenberechnungen nach. Dazu werden dem Leser dabei auftretende Probleme näher gebracht und Lösungsvorschläge aufgezeigt. Ein kritischer Blick auf die derzeitigen Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2 leistet einen wertvollen Beitrag zur aktuellen Diskussion um die Thematik der Schimmelpilzbildung.

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Fernando Acosta Urrea, Frank Dehn, Lothar Stempniewski
Influence of elevated temperatures up to 100 °C on the mechanical properties of concrete
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 84
Dissertationsschrift
2018, 272 S., graph. Darst. 24 cm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Experiments to characterize the effects of moisture content and temperature on the mechanical properties of concrete were conducted. Based on these experiments, a new overall material model capable of predicting the mechanical behaviour of concrete subject to elevated temperatures up to 100 °C was developed. The material model estimates the time, temperature and moisture dependency of the compressive and tensile strength, creep and shrinkage of concrete.

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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.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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C.-A. Graubner, Tilo Proske, Jochen Zeier
Entwicklung einer thermischen Entkoppelung von Stahlbetonwänden im Wand-Deckenknoten
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3134
2019, 152 S., 87 Abb. u. 48 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.

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Matthias Pahn, Dirk Bayer, Sven O. Krumke, Christian Caspari, Tillman Gauer, Dirk Miguel Schluppkotten, Michael Holzhauser, Torsten Weiler
Großdemonstrator - Multifunktionale Betonfertigteile für energetisch nutzbare Gebäudetragstrukturen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3135
2019, 100 S., 64 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.

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Stefan Schäfer, Robert Burgaß
Quantifizierung und Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten im denkmalgeschützten Gebäudebestand. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3110
2019, 255 S., 20 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Gerade im Gebäudebestand liegen häufig Wandkonstruktionen vor, die durch einen ungenügenden oder fehlenden Feuchteschutz und durch starke Schwankungen der Bauteiltemperaturen geprägt sind. Die Reduzierung der Feuchte- und Temperaturbeanspruchungen bietet hier die Chance, auch ohne Dämmstoffe, eine energetische Ertüchtigung durchzuführen. Die Ziele des Forschungsprojektes waren daher, die Wechselbeziehungen zwischen feuchtigkeitsbelastetem Ziegelmauerwerk und den daraus resultierenden Wärmeverlusten zu untersuchen, Änderungen der Dämmeigenschaften und des Energieaufwands zum Beheizen zu quantifizieren sowie geeignete Ertüchtigungsmaßnahmen auszuarbeiten und zu analysieren, die zu einer messbaren Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten führen.

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Norbert Sack, Manuel Demel
Auswirkungen der Überarbeitung der EN ISO 10077-2 auf die wärmetechnischen Nachweise von Rollladenkästen - Erarbeitung eines Vorschlages zur Anpassung der Rollladenkastenrichtlinie
Bauforschung, Band T 3368
2019, 64 S., 2 Abb. u. 39 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen der Revision der EN ISO 10077-2 wurden aus technischer Sicht im Wesentlichen die Regelungen für die Behandlung von Lufthohlräumen geändert. Dies hat beim Rollladenkasten Auswirkungen auf die Ermittlung des Wärmedurchlasswiderstandes des Rollraumes. Aktuell liegen keine Vergleichswerte bzw. Erfahrungen vor, mit welchen Auswirkungen durch die Änderung der Algorithmen zu rechnen ist. Daher ist auch nicht bekannt, in welcher Größenordnung sich Änderung bei den wärmetechnischen Eigenschaften von Rollladenkästen bei der Umstellung des Nachweisverfahrens auf die neue EN ISO 10077-2 ergeben würden. Ziel des Forschungsvorschlages war es daher vergleichende Berechnungen der wärmetechnischen Eigenschaften von Rollladekästen durchzuführen. Durch diese Berechnungen können die Auswirkungen der "neuen" EN ISO 10077-2 auf die wärmetechnischen Kennwerte von Rollladenkästen ermittelt werden.

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Walter Haase, Clemens Freitag, Andreas Kaufmann, Herbert Sinnesbichler, Matthias Kersken, Almuth Schade, Florian Hess, Angela Püls
Bewertungsverfahren Leichtbau
Entwicklung eines vereinfachten Bewertungsverfahren zur Bestimmung der wärmetechnischen Eigenschaften (U-Wert, g-Wert) von Membranhüllen-Konstruktionen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3182
2019, 269 S., 200 Abb. u. 50 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die übergeordnete Zielsetzung des Projekts war es, ein praktikables und einfach anzuwendendes Bemessungsverfahren für das wärmetechnische Verhalten von Ultraleichtbau-Konstruktionen, insbesondere für Textile-Mehrlagen- und Membrankissen-Konstruktionen bereitzustellen. Ein derartiges Verfahren ist insbesondere zur energetischen Bewertung im Rahmen des öffentlich-rechtlichen Nachweises (EnEV) von großer Bedeutung und soll in die einschlägigen Nachweisverfahren (z. B. DIN V 18599) eingebracht werden können. Nachdem sich zeigte, dass planparallele Leichtbauteile wie Polycarbonat-Platten und schaltbare Verglasungen bereits normativ mit der bei anderen Bauprodukten üblichen Genauigkeit berücksichtigt werden, lag das Hauptaugenmerk des Projekts auf Textilen-Mehrlagen-Systemen und pneumatisch stabilisierten Membrankissen-Konstruktionen. Für diese beiden Konstruktionstypen wurden Anpassungen der etablierten Bewertungsverfahren erarbeitet.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Zum Tod von Eberhard Schöck
Bauphysik, 2022

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Grollmisch, Ingo
Energieeffizienz von Fußbodenheizungen. Einfluss von Fliesen-Sonderkonstruktionen und sonstigen Oberbodenbelägen
Der Bausachverständige, 2021

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Hallschmid, Brigitte
Wärmebrücken-Beiblatt: Das ist neu. DIN 4108 Beiblatt 2:2019-06
EnEV Baupraxis, 2020

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Liebhart, Heiko; Cremers, Jan; Mirbach, David; Marx, Hannes
Wärmetransport und andere bauphysikalische Aspekte im Membranbau
Stahlbau, 2020

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Ludwig, Horst-Michael; Remus, Ricardo
Alternatives to heat curing. Accelerating concrete hardening
BFT International, 2020

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Highlights aus dem Programm 2022