IF 0.2 4区工程技术

Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400042

Dr.-Ing. Markus Rösler, Dr.-Ing. Ralf Gritzki, Dr.-Ing. Wojciech Kozak, Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann

{"title":"Vorhersage der Wirkung trockener Luft auf die Haut durch Kopplung von Gebäudesimulation, Raumluftströmung und Personenmodell","authors":"Dr.-Ing. Markus Rösler, Dr.-Ing. Ralf Gritzki, Dr.-Ing. Wojciech Kozak, Prof. Dr.-Ing. Clemens Felsmann","doi":"10.1002/bapi.202400042","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400042","url":null,"abstract":"Um Effekte der Luftfeuchte auf das Raumklima besser abbilden zu können, wurde ein AmI-Plattformkonzept (AmI = Ambient Intelligence) auf Basis einer integrierten Gebäudesimulation in Verbindung mit einem Personenmodell entwickelt. Hierzu wurden vielfältige Untersuchungen raumklimatischer Situationen in Büros in unterschiedlicher Detaillierung auf Basis gekoppelter Gebäude-, Anlagen- und Raumluftströmungssimulationen durchgeführt. Das Simulationsmodell wurde zudem um ein Personenmodell erweitert, das aus raumklimatischen Bedingungen eine Verdunstungsrate über die Haut generiert. Parallel erfolgten für die experimentelle Bestimmung der Verdunstungsraten in der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) in Dortmund umfangreiche Probandenversuche in einer speziell zu diesem Zweck konzipierten Klimakammer. Die Probandenversuche wurden in zwei Serien durchgeführt und es entstanden für jeweils zwei unterschiedliche Raumtemperaturen, Lüftungsarten und relative Luftfeuchten insgesamt 380 Datensätze. Die Ergebnisse wurden ausführlich dargestellt, bewertet und mit den Daten des weiterentwickelten, neuartigen Simulationsmodells für Gebäude-, Anlagen- und Raumluftströmungsberechnung inklusive Personenmodell verglichen.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"41-49"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143423952","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Energetische Vergleichsrechnungen zu Wohngebäuden auf Basis von DIN V 18599

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400047

M. Eng. Claas Christian Ehrich, Prof. Dr.-Ing. Stefan Himburg

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Natürliche Recarbonatisierung von Kalksandstein: Ein neuer Ansatz zur Bewertung der Nachhaltigkeit

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400040

Dr.-Ing. Wolfgang Eden, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad, M.Sc. Zakaria Istanbuly

{"title":"Natürliche Recarbonatisierung von Kalksandstein: Ein neuer Ansatz zur Bewertung der Nachhaltigkeit","authors":"Dr.-Ing. Wolfgang Eden, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad, M.Sc. Zakaria Istanbuly","doi":"10.1002/bapi.202400040","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400040","url":null,"abstract":"Die Recarbonatisierung von Kalksandstein stellt einen natürlichen Prozess dar, bei dem während der Nutzungsphase die bei der Autoklavierung gebildeten Calcium-Silikathydrate (CSH-Phasen) CO2 aus der Umgebungsluft absorbieren. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse umfassender Untersuchungen zur Recarbonatisierung von Kalksandstein, die im Zeitraum von 2021 bis 2024 an 76 repräsentativen Proben mittels chemisch-mineralogischer Analysen durchgeführt wurden. Eine zentrale Erkenntnis dieser Untersuchungen ist, dass eine Tonne Kalksandstein etwa 50 kg CO2 dauerhaft binden kann. Die Recarbonatisierung verläuft allmählich von außen nach innen in das Kalksandsteinmaterial hinein und wird innerhalb eines Zeitraums von 50 Jahren vollständig abgeschlossen. Darüber hinaus wird in diesem Beitrag ein neuartiger Berechnungsansatz vorgestellt, der eine Quantifizierung und Bewertung der Nachhaltigkeit von Kalksandstein ermöglicht. Neben der Integration ökologischer, ökonomischer und technischer Parameter wird durch diesen Ansatz auch eine fundierte Prognose der durch Recarbonatisierung gebundenen CO2-Mengen über definierte Zeiträume hinweg ermöglicht.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"22-32"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143423956","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Wärmepumpen für Einfamilienhäuser im Bestand – ökologische und ökonomische Auswirkungen

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400043

M.Sc. Tanja Broszies, M.Sc. Lena Stuht, Prof. Dr.-Ing. Frank U. Vogdt

{"title":"Wärmepumpen für Einfamilienhäuser im Bestand – ökologische und ökonomische Auswirkungen","authors":"M.Sc. Tanja Broszies, M.Sc. Lena Stuht, Prof. Dr.-Ing. Frank U. Vogdt","doi":"10.1002/bapi.202400043","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400043","url":null,"abstract":"Zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im deutschen Gebäudesektor wurde zum 1. Januar 2024 das Gebäudeenergiegesetz novelliert, welches seitdem vorschreibt, dass neu eingebaute Heizerzeuger zu mindestens 65 % mit erneuerbaren Energien betrieben werden müssen. In neuen Einfamilienhäusern ist die Wärmepumpe bereits eine Standardlösung, aber auch in Bestandsgebäuden gilt sie als vielversprechend. Inwiefern ein Wechsel vom aktuell häufig verbauten Gasbrennwertkessel zur Wärmepumpe ökologisch aber auch ökonomisch vorteilhaft ist, wurde anhand eines exemplarischen Einfamilienhauses untersucht. Hierfür wurden mittels einer Heizlastberechnung, einer energetischen Bilanzierung und einer Dimensionierung der Anlagenkomponenten für verschiedene Heiztechnikvarianten, Gebäudedämmstandards und Energiepreisentwicklungen eine Ökobilanz und Lebenszykluskostenrechnung erstellt. Es wird bei den Treibhausgasemissionen und dem nichterneuerbaren Primärenergieverbrauch eine eindeutige Vorteilhaftigkeit der Wärmepumpe festgestellt. Bei den weiteren Umwelteffekten wie beispielsweise Eutrophierung und Ozonschichtabbau schneiden je nach Variante Gasbrennwertkessel oder Wärmepumpe besser ab. Trotz der geringeren absoluten Energiekosten in Folge des gesunkenen Verbrauchs der Wärmepumpe können die hohen Anschaffungskosten nicht ausgeglichen werden, sodass der Gasbrennwertkessel für das betrachtete Gebäude stets die wirtschaftlichere Alternative bleibt.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"33-40"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143423951","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Ökobilanzielle Bewertung von Wohnbauten – Teil 2: Detailbetrachtungen und Ausblick

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400037

Dr.-Ing. Mario Vukadinovic, Prof. Dr.-Ing. Thomas Lützkendorf, Prof. Dr.-Ing. Anton Maas, Dr.-Ing. Stephan Schlitzberger, Dipl.-Ing. Kirsten Höttges, M.Sc. Frederic Dorff, Dipl.-Ing. Georg Lange, Dipl.-Ing. Holger König

{"title":"Ökobilanzielle Bewertung von Wohnbauten – Teil 2: Detailbetrachtungen und Ausblick","authors":"Dr.-Ing. Mario Vukadinovic, Prof. Dr.-Ing. Thomas Lützkendorf, Prof. Dr.-Ing. Anton Maas, Dr.-Ing. Stephan Schlitzberger, Dipl.-Ing. Kirsten Höttges, M.Sc. Frederic Dorff, Dipl.-Ing. Georg Lange, Dipl.-Ing. Holger König","doi":"10.1002/bapi.202400037","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400037","url":null,"abstract":"Die Reduktion von Treibhausgasemissionen im Bau- und Gebäudebereich, einschließlich vor- und nachgelagerter Branchen, ist zentral für den Klimaschutz und die nachhaltige Entwicklung. In Deutschland wird intensiv diskutiert, wie Anforderungen zur Begrenzung der Emissionen im Lebenszyklus von Gebäuden in das Ordnungsrecht integriert werden könnten. Das Förderprogramm „Klimafreundlicher Neubau“ (KFN) nutzt bereits konkrete Berechnungsansätze und Anforderungsniveaus, die auf den Regeln und Datengrundlagen des Indikators „Treibhausgase und Primärenergie im Lebenszyklus“ des Qualitätssiegels Nachhaltiges Gebäude (QNG) basieren. Im zweiten Teil der Beitragsreihe werden die Resultate einer Analyse der Lebenszyklus-Emissionen von Wohnbauten vorgestellt, die Teil des Forschungsberichts „Klimafreundliche Wohnbauten – Erprobung und Weiterentwicklung von Grundlagen der Ökobilanzierung“ sind. Thematisiert werden die Anteile gebäudebezogener sowie nutzungsbedingter Emissionen, der Einfluss von Kellern und Tiefgaragen, die Wahl der Bezugsfläche sowie die Auswirkungen von PV-Anlagen unter veränderten klimatischen Bedingungen. Es wird auch diskutiert, welche Konsequenzen diese Erkenntnisse für Planungsprozesse und Produktentwicklungen haben. Ein Ausblick auf die nächsten Schritte und erwartbare Veränderungen rundet den Beitrag ab. Die Autoren laden ein, sich mit den Empfehlungen auseinanderzusetzen, um einen Beitrag zur Minderung der Emissionen im Bau- und Gebäudebereich zu leisten.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"1-14"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143424033","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Inhalt: Bauphysik 1/2025

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202580111

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Bildgebende Schlierenverfahren zur Visualisierung von Raumluftströmungen in der Bauphysik

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400041

M.Sc. Lia Benetas, M.Arch. Amayu Wakoya Gena, Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Prof. Dr.-Ing. Conrad Völker

{"title":"Bildgebende Schlierenverfahren zur Visualisierung von Raumluftströmungen in der Bauphysik","authors":"M.Sc. Lia Benetas, M.Arch. Amayu Wakoya Gena, Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Prof. Dr.-Ing. Conrad Völker","doi":"10.1002/bapi.202400041","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400041","url":null,"abstract":"Zur Visualisierung und Messung von Luftströmungen werden oft invasive Verfahren angewendet, welche die Strömung durch das Einbringen von Sensoren (bspw. Anemometer) oder Partikeln (bspw. Particle Image Velocimetry) beeinflussen. Alternativen bilden die Schlierenverfahren, namentlich das optische Schlierenverfahren mit Schlierenspiegel sowie das Background-Oriented Schlierenverfahren (BOS), die an der Professur Bauphysik der Bauhaus-Universität Weimar insbesondere zur Visualisierung von Raumluftströmungen optimiert wurden. Beide Verfahren arbeiten nicht-invasiv und visualisieren Luftströmungen, die auf Dichtegradienten im Medium beruhen. Folgend werden beide Verfahren sowie verschiedene Anwendungen und Möglichkeiten zur quantitativen Auswertung vorgestellt. Die dargestellten Studien beleuchten Strömungen, die sowohl aus natürlicher wie auch erzwungener Konvektion resultieren und reichen von der Visualisierung personalisierter Lüftungssysteme über das Mikroklima des Menschen einschließlich der Ausbreitung der Atemluft in verschiedenen Szenarien (u. a. Tragen verschiedener Mund-Nase-Bedeckungen, beim Blasinstrumentenspiel und Singen, bei sportlicher Betätigung und nasaler Highflow-Therapie) bis hin zur Untersuchung des Mikroklimas verschiedener Forschungsgegenstände (Betonzylinder und Globe-Thermometer). Es wird angeregt, die Schlierenverfahren anzuwenden, um Raumluftströmungen in weiteren bauphysikalischen und angrenzenden Fachgebieten holistisch zu untersuchen.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"15-21"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143423958","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Vorschau: Bauphysik 2/2025

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202580199

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Flüssigkunststoff-Abdichtung für befahrbare Holzkonstruktionen: Alterung und Zugeigenschaften

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202400045

M.Sc. Adrian Wick, Prof. Dr. rer. Nat. Thomas Volkmer, Dipl.-Ing. Dirk Übelhör

{"title":"Flüssigkunststoff-Abdichtung für befahrbare Holzkonstruktionen: Alterung und Zugeigenschaften","authors":"M.Sc. Adrian Wick, Prof. Dr. rer. Nat. Thomas Volkmer, Dipl.-Ing. Dirk Übelhör","doi":"10.1002/bapi.202400045","DOIUrl":"https://doi.org/10.1002/bapi.202400045","url":null,"abstract":"Befahrbare Holzdeckkonstruktionen findet man in der Form von Fußgänger- und Fahrradbrücken sowie Verkehrsflächen von Parkhäusern oder Autobrücken. Zu Gewährleistung einer langfristigen Funktionstüchtigkeit müssen Holzdecks üblicherweise vor dem Auffeuchten geschützt werden. Herkömmliche Systeme nutzen Bitumen als Abdichtung und Gussasphalt als Schutz- und Nutzschicht. Als Alternative wurde ein System auf der Basis von Flüssigkunststoff entwickelt. Die Vorteile sind: eine niedrigere Einbauhöhe, Gewichtsreduzierung, geringere Blasenbildung, schnellere Verarbeitung und die Zugänglichkeit für Inspektionen. Aufgrund der größeren Verformungen von Holzkonstruktionen im Vergleich zu Stahl- oder Betonkonstruktionen, bedingt durch die inhärenten Eigenschaften des niedrigeren E-Moduls des orthotropen und hygroskopischen Materialverhaltens von Holz, kommt es dennoch vermehrt zu Rissbildungen. Ein bereits zugelassenes und verwendetes System für Betondecks, das auf heiß aufgesprühtem Polyurea basiert, wurde als vielversprechende Lösung erkannt. Anhand einer künstlichen Bewitterung wurde der Einfluss der Alterung gesondert am Polymersystem untersucht. Obwohl optisch nur eine begrenzte Veränderung an der Oberfläche der Versiegelung erkennbar ist, zeigen die mechanischen Zugprüfungen, dass es trotzdem zu einer ganzheitlichen Veränderung des Polymers kommt. Zudem können die Zugresultate durch die Prüfkörperhalterung beeinflusst werden, da thermische Ausdehnungen lokale Dehnungen verursachen, die das Polymer stärker schädigen als UV-Strahlung.","PeriodicalId":55397,"journal":{"name":"Bauphysik","volume":"47 1","pages":"50-62"},"PeriodicalIF":0.2,"publicationDate":"2025-02-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143423953","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

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Titelbild: Bauphysik 1/2025

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Bauphysik Pub Date : 2025-02-14 DOI: 10.1002/bapi.202580101

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