Moderne Geschossbauten erfordern ganzheitliche und nachhaltige Gebäudekonzepte, die ein hohes Maß an Nutzungsflexibilität und Multifunktionalität bieten und somit die Bauwerkslebensdauer und ‐wirtschaftlichkeit erhöhen. Dabei spielen die Geschossdecken eine große Rolle. In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines innovativen Verbunddeckensystems dargestellt, das sich durch große Spannweiten sowie optimierte bauphysikalische und brandschutztechnische Eigenschaften auszeichnet und zudem die vollständige Integration gebäudetechnischer Anlagen mit zugehöriger Installationsführung in die Tragkonstruktion ermöglicht. Im Vorfeld des vorgestellten Forschungsprojektes wurde bereits ein Evaluierungsprozess von Verbunddeckensystemen durchgeführt [1].Integrated and sustainability‐oriented ceilings in steel and composite. Modern multi‐storey buildings require holistic and sustainable building conceptions to ensure a high degree of flexibility of use and multi‐functionality and augment the economic structure life. In this paper, the development of an innovative composite floor system is outlined, which is characterized by large spans and improved physical and fire protection properties and also allows complete integration of HVACR installations in the supporting structure. In the run‐up of the proposed research project an evaluation process of composite floor systems has been conducted [1].
Ab dem Jahr 2020 soll die Versorgung von Neubauten möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Bei der Konzeption und Realisierung zukünftiger Neubauten werden neben der Senkung des Heizwärmebedarfs auch die Anlagentechnik und Beleuchtung sowie die Nutzung erneuerbarer Energien miteinbezogen werden müssen. Außerdem wird eine ganzheitliche Betrachtung, Bewertung und Optimierung hinsichtlich Energiebedarf und Energiebereitstellung notwendig. Sogenannte Plusenergiegebäude erzeugen dabei mehr Energie, als sie für ihren eigenen Bedarf im Jahresmittel benötigen. Durch Energiemanagement und ‐speicherung im Gebäude wird dabei zusätzlich eine weitere Entlastung der Energieversorgungsinfrastruktur angestrebt (Plusenergie 2.0). Im Rahmen eines Forschungsprojekts, in einer Kooperation aus dem Lehr‐ und Forschungsgebiet Nachhaltigkeit im Metallleichtbau der RWTH Aachen, des Lehrgebiets Gebäudetechnik der FH Aachen sowie des Lehr‐ und Forschungsgebiets Architektur und Metallbau der FH Dortmund, sollen Lösungen für Plusenergiegebäude in Stahlleichtbauweise wissenschaftlich untersucht, erprobt und optimiert sowie Handlungsempfehlungen für zukunftsfähige Gebäudekonzepte abgeleitet werden. Neben der Optimierung der Gebäudehülle wird der Einsatz von einzelnen Stahllösungen, wie gebäudeintegrierter PV bzw. Solarthermie, stahlpfahlbasierter Geothermie sowie neuartiger Flächenheiz‐ und Kühlelemente aus Stahl, anhand konkreter architektonischer Entwürfe betrachtet und in experimentellen Untersuchungen sowie anhand eines parametrisierten Mustergebäudes erprobt. Als Projektergebnis entstehen ganzheitliche Plusenergiekonzepte für energetisch optimierte Gebäude in Stahlleichtbauweise.
Die Versorgung von Neubauten soll möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Erneuerbare Energien spielen dafür eine gewichtige Rolle. Eine gute Möglichkeit, erneuerbare Energien ohne viel zusätzlichen Aufwand nutzbar zu machen, ist, bereits vorhandenen Komponenten im Gebäude zusätzliche Funktionen zu geben. Hier kann bspw. die Fassade oder das Dach solarthermisch aktiviert oder durch Fotovoltaikmodule ergänzt werden. Auch Tiefgründungen können neben der statischen Funktion noch eine geothermische Funktion zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme erhalten. Neben der Erzeugung bietet sich auch für die Verteilung der Wärme oder Kälte im Gebäude die Integration in Bauteile an. Hier kann bspw. der Boden durch eine Fußbodenheizung oder die Decke durch Deckenstrahlplatten aktiviert werden. Im Rahmen der Veröffentlichung wird auf die thermische Aktivierung von Stahlkomponenten eingegangen. Es wird eine Lösung vorgestellt, die vorgehängte hinterlüftete Stahlfassade (VHF) solarthermisch zu aktivieren. Außerdem werden zwei Möglichkeiten zur geothermischen Aktivierung von Tiefgründungen mittels Stahlpfählen gezeigt. Zuletzt wird ein System zur thermischen Aktivierung von Stahltrapezprofilen an der Decke erläutert, welches Wärme zuführen oder bei Bedarf abführen kann.
Integrated composite floor‐slab‐systems for sustainable steel structures. Integrated and multifunctional floor‐slab‐systems have great potential to benefit the planning, construction and operation of sustainable buildings. In the present paper the development of a sustainable slab‐system is presented which incorporates building services and technical installations into the structural element by means of an integrated installation floor. Due to a prestressed concrete chord at the bottom side of the cross‐section, the slab‐system features improved physical and fire protection characteristics and provides wide spans for increased flexibility at the same time. The paper illustrates the complex interactions between the disciplines of building services, building physics, structural engineering and fire protection and gives an outlook on future investigations.
Die Anforderungen an das energiesparende Bauen sind mit der Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2009 auch im Industrie‐ und Gewerbebau deutlich verschärft worden. Einen wesentlichen Beitrag zur Energieeinsparung liefert die Minimierung des Transmissionswärmetransfers. Analysiert man Gebäudehüllen in Metallleichtbauweise stellt man fest, dass eine Erhöhung der Wärmedämmstärke allein noch nicht zielführend ist, zusätzlich sind Wärmebrückeneffekte zu berücksichtigen und deren Einflüsse auf die Wärmetransmission zu reduzieren. Neben der Bedeutung für die Energieeinsparung ist eine wärmetechnisch optimierte Detailausbildung auch erforderlich, um einen ausreichenden Feuchteschutz (Vermeidung von Tauwasser und Schimmelpilz) zu realisieren und so Schäden zu vermeiden. Ein wichtiges Hilfsmittel stellt hierzu der vom Industrieverband für Bausysteme im Metallleichtbau (IFBS) herausgegebene Wärmebrückenatlas der Metall‐Sandwichbauweise dar.Principles and solutions of thermal bridge reduction in light metal construction. The requirements for energy‐saving constructions for industrial and commercial buildings have been tightened by the introduction of the Energy Saving Regulation (EnEV) 2009. A major contribution to energy saving can be made by minimisation of transmission heat transfer. Analysing buildings with lightweight metal envelops leads to the conclusion that increasing the thickness of the heat insulation alone does not lead to the desired results as additionally thermal bridge effects have to be considered and their effects on the heat transmission have to be reduced. In addition to its importance to saving energy a thermotechnically optimised detail design is also essential for realising moisture proof (prevention of condensation water and mould growth) and avoiding damages. The thermal bridge atlas for metal sandwich construction published by the German industry association for lightweight metal construction systems (IFBS) is an important tool for the careful detail design.
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