Abstrakt Die CO 2 ‐Konzentration der Raumluft in Bildungsstätten dient als Indikator für belegungsbedingte Emissionen und Lüftungseffizienz. Aktuelle Empfehlungen zur Sensorposition basieren meist auf einer einzelnen Messhöhe. Unklar ist jedoch, inwieweit vertikale CO 2 ‐Gradienten und Schichteffekte in belegten Räumen auftreten und die Aussagekraft solcher Positionen beeinflussen. Insbesondere in Klassenräumen und Hörsälen können Lüftungsart, thermische Effekte und Belegung zu räumlichen Konzentrationsunterschieden führen. Diese Studie untersucht die Robustheit gängiger CO 2 ‐Messhöhen anhand vertikaler Konzentrationsprofile aus zwei Feldkampagnen in Klassenräumen und einem Hörsaal unter natürlicher und mechanischer Lüftung. Mehrere Sensoren wurden in unterschiedlichen Höhen installiert und erfassten Messdaten unter realen Betriebsbedingungen einschließlich Fensterbetrieb und Lüftungsereignissen. Die Ergebnisse zeigen unter stationären Bedingungen keine ausgeprägte vertikale Schichtung und insgesamt geringe langfristige Unterschiede. Kurzfristige Abweichungen traten vor allem bei transienten Ereignissen wie Fensteröffnungen oder Belegungsänderungen auf. Diese Effekte waren meist zeitlich begrenzt, konnten jedoch in natürlich belüfteten Räumen kurzfristige Spitzen und damit die Interpretation hochaufgelöster Messungen beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen Grenzen von Einzelpunktmessungen ohne Kontext, bestätigen jedoch die Robustheit gängiger Sensorhöhen für langfristige Trendbewertungen.
Abstrakt Die thermische Bewertung von Verglasungen an Gebäudebestandsfassaden gewinnt im Zuge steigender Sanierungsaktivitäten und einer verstärkten Wiederverwendung von Bauteilen zunehmend an Relevanz. Während der g ‐Wert als Kenngröße des solaren Gesamtenergiedurchlasses unter normierten Laborbedingungen etabliert ist, fehlen bislang praxistaugliche Methoden zur Bestimmung dieses Parameters unter realen Randbedingungen am Gebäude. Der vorliegende Beitrag stellt innovative Messmethoden zur In‐situ‐Bestimmung von g ‐Werten an Bestandsverglasungen vor. Aufbauend auf einem an der Universität Innsbruck entwickelten Messkonzept wurde in Kooperation mit der Hochschule Luzern ein weiterentwickelter, kompakter Prototyp realisiert. Das Messprinzip basiert auf der getrennten Erfassung von solarer Transmission und resultierendem Wärmestrom unter realer Sonneneinstrahlung. Neben dem Geräteaufbau werden der Messablauf sowie ein kombinierter Workflow aus Messung und dynamischer Simulation zur Identifikation und Bewertung bestehender Verglasungssysteme beschrieben. Ergänzend wird ein neuartiger Messansatz zur winkelabhängigen Bestimmung von g ‐Werten vorgestellt, der mittels eines automatisiert nachgeführten Sonnenspiegels Messungen unter variablen Einstrahlwinkeln bei realem Sonnenspektrum ermöglicht. Die vorgestellten Methoden leisten einen Beitrag zur realitätsnahen Charakterisierung von Bestandsverglasungen und erweitern die Möglichkeiten zur qualitativen Bewertung und simulationsgestützten Sanierungsplanung.
Abstrakt Diese Studie untersucht die Auswirkungen von Regelstrategien von zentralen Wohnraumlüftungssystemen auf die Raumluftqualität. Der Fokus liegt auf einer häufig umgesetzten Anordnung mit einem zentral platzierten CO 2 ‐Sensor. Dabei werden verschiedene Ausführungsvarianten inklusive einer Konstant‐Volumenstromregelung für unterschiedliche räumliche Zuluftverteilarten miteinander verglichen. Auf Basis von Simulationen werden CO 2 , Summe flüchtiger organischer Substanzen (TVOC), relative Feuchte sowie Schimmelrisiko (mithilfe des Isoplethenmodells) für eine Referenzwohnung bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Bedarfsregelung mit zentralem CO 2 ‑Sensor den mittleren Volumenstrom und somit den Energieverbrauch senken und teilweise auch das Raumklima (Luftfeuchte) leicht verbessern kann. Jedoch kann es bei räumlich inhomogenen Raumnutzungen auch zu einer Verschlechterung der Luftqualität kommen. Die Vergleiche zeigen, dass ähnliche Verbesserungen auch mit einer optimierten Luftführung möglich sind. Will man Einsparpotenziale einer Bedarfsregelung bei bestmöglicher Raumluftqualität ausschöpfen, sollten neben einer zeitlichen Bedarfsanpassung auch räumliche Bedarfsunterschiede bedacht und mittels passiver Maßnahmen (erweiterte Kaskade) oder regulierbarer Verteilsysteme adressiert werden.
Abstrakt Durch die vermehrte Nutzung regenerativer Energiequellen werden immer mehr Dachflächen mit Solaranlagen belegt. Aufgrund einer Großzahl bisher ungenutzter Dachflächen ist zu erwarten, dass diese Entwicklung weiter zunimmt. Eine Solaranlage beeinflusst jedoch deutlich das Temperaturverhalten der darunterliegenden Dachkonstruktion. Für das Feuchteverhalten von Steildachkonstruktionen ist die Oberflächentemperatur auf dem Unterdach aber eine maßgebende Einflussgröße. Diese wird durch eine Solaranlage tagsüber deutlich reduziert, während sie nachts durch die Dämpfung der langwelligen Strahlungsverluste etwas höher bleibt. Um diese geänderten Randbedingungen adäquat berücksichtigen zu können und eine sichere feuchtetechnische Planung zu ermöglichen, werden in dem vorliegenden Aufsatz hygrothermische Simulationsmodelle mit effektiven Übergangsparameter vorgestellt, die aus Forschungsergebnissen an verschiedenen Dachkonstruktionen mit und ohne Solaranlagen resultieren.
Zusammenfassung Die novellierte Entwurfsfassung der DIN 4109‐1 enthält Anpassungen zum Nachweis für den Schallschutz gegen Außenlärm. Deren Entwicklung erfolgte im Spannungsfeld zwischen einem ausreichenden baulichen Schallschutz und dem Wunsch nach vertretbaren Baukosten durch Vermeidung von Überdimensionierung. Die grundlegende Systematik zur Ermittlung der erforderlichen Schalldämm‐Maße von Außenbauteilen auf Basis maßgeblicher Außenlärmpegel bleibt erhalten. Künftig wird jedoch die Einzahlangabe der Schalldämmung um einen Spektrum‐Anpassungswert gemäß DIN EN ISO 717‐1 ergänzt, also in der Form R′ w + C beziehungsweise R′ w + C tr . Dieser führt statt der Verwendung von pauschalen Korrekturwerten zu einem geeigneteren Ansatz der Dämmwirkung von Außenbauteilen in Abhängigkeit von der vorhandenen Außenlärmsituation, da die spektrale Verteilung der Schallenergie von Außenlärmarten unterschiedlich ist. Ein wesentlicher Vorteil der Neuregelung liegt in der klareren und systematisch getrennten Betrachtung von Tag‐ und Nachtanforderungen. Weisen Außenbauteile ein für den Schutz gegen Außenlärm günstiges frequenzabhängiges Schalldämmverhalten auf, reduzieren sich die Anforderungen entsprechend. Gleichzeitig ermöglicht das Verfahren in Einzelfällen – etwa bei ungünstigem frequenzabhängigem Schalldämmverhalten von Außenbauteilen – auch eine sachlich begründete Erhöhung der Schallschutzanforderungen.
Abstrakt Laut aktuellen Studien können Grünfassaden den Wärmetransport durch die Außenwand verringern. Doch welche Parameter dabei maßgebend sind und wie diese wechselwirken, wurde bislang noch nicht im Detail untersucht. Daher wurden in dieser Studie die Auswirkungen der Bebauungsdichte, der Orientierung der Grünfassade, des Bedeckungsgrades der Außenwand, der Substratschichtdicke, der Wärmeleitfähigkeit des Substrats und des Blattflächenindexes auf den ganzjährigen Energiebedarf eines städtischen Bürogebäudes simuliert. Grundlage der Untersuchungen bildet ein parameterbasiertes Gebäudeenergiemodell, das mit Rhino Grasshopper erstellt und über das Honeybee‐Plug‐in mit EnergyPlus simuliert wurde. Die Sensitivitätsanalyse basiert auf einem Latin Hypercube Sampling, welches anhand der Pearson‐, Spearman‐ und standardisierten Rangregressionskoeffizienten sowie Random‐Forest‐Surrogatmodellen ausgewertet wurde.
Abstrakt Die Bestimmung des Wärmeübergangs von der Raumluft auf Raumbegrenzungsflächen ist zentral für die Vorhersage von Bauteiloberflächentemperaturen und Wärmeströmen durch Außenbauteile. In dynamischen Gebäude‐ und Bauteilsimulationen wird der konvektive Wärmeübergang häufig nur vereinfacht beschrieben, da aufgrund des hohen Rechenaufwands meist auf eine explizite Strömungslösung verzichtet wird. Der Fast‐Fluid‐Dynamics‐(FFD‐)Algorithmus, der ursprünglich für eine schnelle Strömungsvisualisierung entwickelt wurde, zeigt Potenzial für eine schnellere und detailliertere Simulation. In dieser Studie wird das Potenzial der Anwendung des FFD‐Algorithmus zur Bestimmung des konjugierten Wärmeübergangs untersucht. Eine partitionierte Fluid‐Festkörper‐Methode wird vorgestellt, die das FFD‐Modell mit der transienten Wärmeleitung in Bauteilen koppelt. Die Ergebnisse zeigen eine erfolgreiche Kopplung ohne Stabilitätsprobleme. Im Vergleich zur numerischen Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics, CFD) ist die neue Methode über 25‐mal schneller und zeigt eine angemessene Genauigkeit. Weitere Beschleunigung ist durch Optimierungen des Lösers für die Wärmeleitung im Festkörper zu erwarten. Insgesamt weist der FFD‐Algorithmus ein großes Potenzial für Simulationen beim konjugierten Wärmeübergang auf.
Abstrakt Der Gebäudesektor besitzt eine zentrale Bedeutung für den Klimaschutz, da er maßgeblich zu den globalen CO 2 ‐Emissionen beiträgt. Bislang konzentrieren sich regulatorische Anforderungen und Bewertungsansätze überwiegend auf den Energiebedarf in der Nutzungsphase, wie europäische Vorgaben (EPBD) sowie das deutsche Gebäudeenergiegesetz (GEG) verdeutlichen. Vergleichsweise wenig berücksichtigt wird hingegen, dass bindemittelgebundene Baustoffe, darunter insbesondere Kalksandstein, im Lebenszyklus CO 2 aus der Umgebungsluft aufnehmen und im Gefüge binden können. Ziel dieser Arbeit ist es, das CO 2 ‐Aufnahmepotenzial von Bestandsgebäuden systematisch zu quantifizieren und die Aussagekraft etablierter Bewertungsmethoden kritisch einzuordnen. Im Mittelpunkt stehen zwei methodische Ansätze: eine BIM‐basierte bauteilgenaue Ermittlung von Emissionssenken sowie eine vereinfachte Abschätzung mittels des im Kontext der DIN SPEC 91506 entwickelten Schätzungstools. Die Untersuchung erfolgt anhand von vier Praxisobjekten verschiedener Baujahre und Nutzungen. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zur Bewertung von CO 2 ‐Emissionssenken im Gebäudebestand und schafft eine belastbare Grundlage für Planung, Bilanzierung und Klimaschutzstrategien. Darüber hinaus wird das spezifische CO 2 ‐Speicherpotenzial von Kalksandsteingebäuden herausgearbeitet.
Zusammenfassung Anhand eines fiktiven Schulgebäudes werden mit einer von den Autoren entwickelten optimierungsbasierten Methodik die Auswirkungen unterschiedlicher Entwicklungen der Energieversorgung auf optimale Sanierungsstrategien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Priorisierung und Kombination von Maßnahmen stark von CO 2 ‐Emissionsfaktoren und Energiepreisentwicklungen abhängen. Während bei hohen Emissionsfaktoren kombinierte Maßnahmen an Gebäudehülle und Wärmeerzeugung zur Dekarbonisierung vorteilhaft sind, dominiert bei sinkenden Emissionsfaktoren des Strommixes die Umstellung auf Wärmepumpensysteme. In kostenoptimalen Betrachtungen erweisen sich insbesondere die Dämmung der obersten Geschossdecke und der Ausbau der Photovoltaik als robuste Maßnahmen.
Abstrakt Die energetische Gebäudeperformanz wird maßgeblich durch reale Belegungsmuster bestimmt. Deren präzise Erfassung über Anwesenheitssensoren ermöglicht eine bedarfsgerechte Steuerung gebäudetechnischer Systeme. Akzeptanzbarrieren limitieren jedoch häufig den Einsatz notwendiger Sensoren, wodurch energetische Einsparpotenziale oft nicht abgerufen werden können. Unzureichende Akzeptanz resultiert insbesondere, wenn die durch Sensoren bereitgestellten Affordanzen nicht intuitiv wahrgenommen werden können. Um den Einfluss prägender Faktoren auf die Akzeptanz systematisch zu untersuchen, wurden eine Umfrage und eine Literaturrecherche durchgeführt und die Ergebnisse mittels statistischer Methoden ausgewertet. Die Studienergebnisse schaffen Planungsgrundlagen, um die Sensorakzeptanz zu verbessern und Potenziale für Komfort und Energieeffizienz nutzbar zu machen.
Zusammenfassung Diese Studie zeigt, welchen Einfluss die Temperaturerhöhung von Flächenheizsystemen in der Außenwand auf die Transmissionswärmeverluste haben. Zudem wird ermittelt, welche zusätzliche äquivalente Dämmstoffdicke Δ d erforderlich ist, um die dadurch verursachten Mehrverluste auszugleichen. So werden zwei Bauarten einer Außenwandtemperierung betrachtet: Einerseits die Temperierung zwischen Mauerwerk‐Außenoberfläche und einer außenseitigen Dämmung und andererseits die Temperierung auf der Innenseite einer innengedämmten Außenwand. Bei einer Wandtemperierung auf der Innenseite einer innengedämmten Außenwand vergrößert der Einfluss von Wärmebrücken durch einbindende Bauteile, wie Innenwände und Decken, die Wärmeverluste erheblich. Als Endergebnis wird die prozentuale Erhöhung der Wärmestromdichte durch die Außenwand infolge einer Flächenheizung in der Außenwand gegenüber einem Außenwandaufbau ohne Flächenheizung aufgezeigt. Zusätzlich zur Auswirkung auf eine gemäß den Mindestanforderungen des Gebäudeenergiegesetzes ( U = 0,24 W/m 2 K) gedämmte Außenwand, wird die erforderliche Ausgleichs‐Wärmedämmung ∆ d für den gesamten Dämmstoffdickenbereich 0 bis 40 cm sowie die Auswirkung der Steigerung einer Außenwandtemperierung mit einer mittleren Medientemperatur von 20 °C bis 26 °C dargestellt.
Zusammenfassung Sommerliche Hitzeperioden und urbane Hitzeinseln stellen zentrale Herausforderungen der Stadtplanung dar. Begrünung gilt als Maßnahme zur Verbesserung der thermischen Behaglichkeit im Außenraum. Während der kühlende Effekt von Baumschatten belegt ist, bleibt der Einfluss erhöhter Verdunstung durch Vegetation unzureichend untersucht. Evapotranspiration bodennaher Vegetation erhöht die Luftfeuchte und senkt die Lufttemperatur, wodurch die sensible Wärmebelastung abnimmt, während die evaporative Wärmeabgabe durch Schwitzen reduziert wird. Der vorgestellte Modellierungsansatz quantifiziert den Effekt auf die thermische Behaglichkeit im Außenraum. Eine Beispielsimulation zeigt, dass eine Erhöhung der relativen Feuchte um 3 % bis 5 % keinen negativen Einfluss aufweist, während eine Temperaturreduktion von 1 K bis 2 K das thermische Empfinden um rund 0,25 Punkte reduziert.
Dieser Artikel stellt die Hintergründe und Instrumente einer Methode zur Untersuchung der oberflächennahen Lufttemperaturen in Gebäudeinnenräumen mittels Infrarotthermografie vor. Die Methode, die sowohl unter Laborbedingungen als auch in Feldversuchen angewendet werden kann, liefert detaillierte thermische Informationen in der Umgebung von Fenstern, Balkontüren, verglasten Fassaden und Vorhangfassaden. Die daraus resultierenden Lufttemperaturprofile können beispielsweise zur Bestimmung des lokalen Wärmeübergangswiderstands und/oder zur Unterstützung von Entwicklungsarbeiten verwendet werden.
Der Klimawandel führt in Europa zu steigenden Oberflächentemperaturen, was besonders die gebaute Umgebung anfällig für Hitzeereignisse macht. Für die Aufgabe, den sommerlichen Wärmeschutz von Gebäuden zu evaluieren, wurde die Verwendung einer Methode des Maschinellen Lernens untersucht. Dieser Aufsatz beschreibt zunächst die Limitationen der Verfahren nach DIN 4108‐2 und dann die Entwicklung eines Verfahrens, das auf dem Random Forest Regressor (RFR) basiert. Anschließend werden die Ergebnisse mit denen einer thermischen Gebäudesimulation verglichen. Der RFR wurde mit randomisierten Simulationsdaten trainiert, um die operative Temperatur und die Raumlufttemperatur vorherzusagen. Die Evaluation zeigt, dass der RFR zwar qualitativ ähnliche Zeitreihen liefert, quantitativ sind jedoch signifikante Unterschiede festzustellen. Die Übertemperaturgradstunden werden im Vergleich zur Simulation systematisch unterschätzt, insbesondere bei extremen Wetterszenarien. Die Studie diskutiert die Herausforderungen ungleich verteilter Trainingsdaten und die Sensitivität der Ergebnisse gegenüber den verwendeten Testreferenzjahren. Der Ansatz bietet wertvolle Erkenntnisse, zeigt die Grenzen der gewählten Methode für die Bewertung des sommerlichen Wärmeschutzes auf und unterstreicht den Bedarf an weiteren Optimierungen.
Der Klimawandel führt zu häufigeren und intensiveren Hitzewellen, wodurch das Risiko der Überhitzung in Gebäuden steigt. Sommerlicher Wärmeschutz ist daher essenziell für Gesundheit, Komfort und Energieeffizienz. Dieser Aufsatz erläutert den Einfluss baukonstruktiver Merkmale auf das Temperaturverhalten von Innenräumen anhand von Simulationen mit IDA‐ICE. Analysiert wurden Geometrie, Fensterflächenanteil, thermische Masse und Dämmqualität. Die Ergebnisse zeigen: Hohe Speichermasse reduziert Übertemperaturgradstunden (ÜTGS) deutlich, während leichte Bauweisen bereits bei geringen Fensterflächenanteilen kritische Werte überschreiten. Vollverglasungen sind selbst bei Nordorientierung ohne Sonnenschutz nicht nachweisfähig. Klimaprojektionen verdeutlichen, dass zukünftige Anforderungen nur durch zusätzliche Maßnahmen wie Nachtlüftung oder passive Kühlung erfüllbar sind. Für die Planungspraxis ist ein integrativer Ansatz erforderlich, der Geometrie, Materialwahl und technische Strategien kombiniert, um Überhitzung wirksam zu vermeiden.
Der Trend der letzten 30 Jahre zeigt einen beschleunigten Anstieg der mittleren Außentemperaturen in den Sommermonaten gegenüber vorindustriellem Niveau. Gleichzeitig nehmen Häufigkeit und Intensität extremer Wetterereignisse zu. Hitzewellen stellen dabei eine besondere Gefahr für die menschliche Gesundheit dar, vor allem für vulnerable Gruppen. Wohngebäude sollen Schutz vor extremer Außentemperaturdynamik bieten. Ein klimaangepasstes passives Gebäudeverhalten ist dafür die prioritäre Maßnahme in der Gebäudeplanung, während aktive Kühlung nur ergänzend eingesetzt werden sollte. Seit 1981 ist die Vermeidung von sommerlicher Überwärmung Bestandteil der deutschen Normung für Mindestwärmeschutz, öffentlich‐rechtliche Anforderungen sind heute im Gebäudeenergiegesetz verankert. In den deutschsprachigen Ländern gibt es verschiedene methodische Ansätze zur Vermeidung sommerlicher Überwärmung bzw. Überhitzung. Dieser Artikel stellt sie gegenüber und untersucht, inwieweit diese eine Gebäudeplanung unter veränderten Anforderungen durch Hitzewellen und Klimaveränderungen ermöglichen. Die Analyse zeigt, dass das Schutzziel „Gesundheit“ in die Normung des sommerlichen Wärmeschutzes aufgenommen werden muss, um den Gesundheitsschutz auch bei Hitze zu gewährleisten. Dazu müssen neben etablierten Prüfverfahren für Behaglichkeit geeignete Verfahren entwickelt werden, welche die Eignung passiver Gebäudekonzeptionen unter extremen Hitzeereignissen prüfen und bestenfalls auch in der Vorplanung eingesetzt werden können.
Dezentrale Heiz‐ und Kühlsysteme, auch PECS (Personalised Environmental Control Systems) genannt, ermöglichen die Schaffung eines individuellen thermischen Behaglichkeitsklimas. PECS, die zum Kühlen eingesetzt werden, können in Zeiten sommerlicher Überhitzung den thermischen Komfort erhöhen. Im Beitrag werden Ansätze vorgeschlagen, wie PECS beim Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes berücksichtigt werden können. Hierfür wird die Kompensationstemperaturdifferenz eingeführt, die eine Erhöhung der operativen Temperatur des Raumes beschreibt, bei der unter Verwendung von PECS dasselbe thermische Empfinden erzielt wird. Am Beispiel einer realen mobilen Kühlwand sowie eines (fiktiven) Ventilators werden methodisches Vorgehen und Auswirkungen auf die Nachweisführung erläutert.
Der Beitrag beschreibt einen Encoder‐only‐Transformer zur integrativen Vorhersage thermischer Komfort‐ und Energiekennwerte. Grundlage bilden umfangreiche Gebäudedaten und Simulationsergebnisse zum sommerlichen Wärmeschutz sowie stündliche Klimadaten aus Testreferenzjahren (TRY) des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Nach Kodierung und Skalierung werden Gebäude‐ und Klimainformationen zu kompakten Vektoren verdichtet, welche die Geometrie, Bauphysik, Nutzung und Witterung gemeinsam repräsentieren. Mithilfe von Self‐Attention erkennt das Modell komplexe Abhängigkeiten zwischen Gebäudeparametern und klimatischen Einflüssen und ermöglicht konsistente Multi‐Target‐Prognosen für Übertemperaturstunden (N25OP–N28OP), Übertemperatur‐Gradstunden (GH25OP–GH28OP) sowie Heiz‐ und Kühlenergiebedarfe. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Übereinstimmung mit den Referenzwerten und belegen die Leistungsfähigkeit des Transformer‐Ansatzes für robuste, skalierbare Analysen. Damit entsteht eine datengetriebene Grundlage, die klassische Gebäudesimulationen nicht ersetzt, aber gezielt ergänzt – etwa für Variantenvergleiche, Voranalysen und planungsbegleitende Bewertungen.
