Die Ressourceninanspruchnahme durch die gebaute Umwelt und die damit einhergehenden und immer deutlicher spürbaren Umweltauswirkungen machen es erforderlich, stets neue Wege zu finden, um den Ressourcenverbrauch zu reduzieren. Dem gegenüber stehen stetig wachsende Ansprüche an den Komfort in Gebäuden, sowie die Veränderung der Arbeitswelt hinsichtlich der temporären Nutzung von Räumen. Um alle genannten Aspekte zu vereinen, bietet die transiente und inhomogene Auslegung von thermischen Bedingungen in Räumen großes Potenzial. Seit über 60 Jahren werden die Zusammenhänge zwischen der thermischen Umgebung und der sich daraus ergebenden thermischen Empfindung und Behag-lichkeit der Nutzer erforscht [4]. Insbesondere in den letzten zwei Jahrzehnten ist dabei ein prinzipielles Umdenken zu beobachten. Das seit langer Zeit etablierte Modell von Fanger [5] zur Ermittlung des thermischen Empfindens in homogenen (räumlich gleiche Verteilung der Temperatur) sowie stationären Umgebungen und der sich daraus ergebende Prozentsatz an Unzufriedenen, wird dabei immer häufiger hinterfragt. Weiter gewinnen die Möglichkeiten zur Berücksichtigung von adaptiven, transienten und inhomogenen Faktoren zunehmend an Bedeutung [6-9]. Unter transienten Bedingungen haben viele Forscher gezeigt, dass kalte bzw. warme Reize an Hand, Stirn und Nacken unter Hyperthermie oder Hypothermie als sehr Die Arbeitswelt hat sich in den letzten Jahrzehnten stark verändert. Heutzutage werden viele Büros, Besprechungsräume, aber auch andere Räume wie Vorlesungssäle, Unterrichtsräume sowie Hotelzimmer nur noch temporär genutzt. Die thermische Konditionierung orientiert sich jedoch immer noch an stationären Temperatursolllinien. Dies bedeutet, dass eine entsprechende Solltemperatur bereits vor Eintreffen des Nutzers im Raum erreicht sein und über den gesamten Arbeitstag vorgehalten werden muss, unabhängig davon, ob sich tatsächlich ein Nutzer im Raum aufhält. Adaptive Fassaden mit integrierten Heiz-bzw. Kühlelementen sind dazu in der Lage, sich verändernden Bedingungen, z. B. aufgrund von temporärer Nutzung eines Arbeitsplatzes, lokal und ohne Zeitverzögerung anzupassen, und so eine optimale Aufenthaltsqualität sicherzustellen. So ist während der Heizperiode ein deutlich niedrigeres Temperaturniveau ausreichend und sobald der Nutzer im Raum eintrifft, können durch Einschalten der lokalen Heizung unverzüglich behagliche Bedingungen hergestellt werden. Dies birgt insbesondere im Ultraleichtbau ein großes Energieeinsparpotenzial in sich. In vorangegangenen Untersuchungen wurde die thermischen Behaglichkeit unter transienten Bedingungen [1] beleuchtet sowie die bauphysikalische Funktionalität und Umweltwirkung einiger Beispiele auf Bauteil-sowie auf Raumebene von adaptiven Leichtbaukonstruktionen [2, 3] behandelt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden Szenarien für den Betrieb von adaptiven Fassadenelementen mit lokalen Heizsystemen entwickelt. Im hier vorliegenden Beitrag wird nun das energetische Einsparpotenzial der lokalen Systeme gegenüber der konventionel...
Traditionelle Gebäude sind durch die Verbindung baulicher Anforderungen und soziokultureller Bedürfnissen einer Gesellschaft gekennzeichnet. Die Nutzung natürlicher Ressourcen, wie Wind zur Kühlung und Lüftung, stellt dabei ein besonderes Merkmal traditioneller Bauweisen dar. In diesem Beitrag werden vorhandene analytische und numerische Methoden zur Untersuchung der natürlichen Lüftung in Gebäuden vorgestellt und diskutiert. Schwächen gängiger analytischer Methoden, wie die Volumenstrommodelle („Envelope flow models”), für Bauwerke mit großen Öffnungen werden aufgezeigt. Bei komplexen Gebäudestrukturen sind Methoden dieser Art nicht einfach anwendbar. Hierfür sollen andere Methoden, wie die CFD‐Simulation, zum Einsatz kommen. Für die Validierung der CFD‐Simulation wird im Anschluss auf zwei bereits durchgeführte Experimente zurückgegriffen. Die Ergebnisse können das Strömungsverhalten infolge des Windes sowie den thermischen Auftrieb in den untersuchten Beispielen realitätsnah wiedergeben. Im Anwendungsbeispiel wird für den weiteren Einsatz der CFD‐Simulation ein Gebäude mit Windturm dargestellt und diskutiert. Somit sollen Grundlagen für weitere Untersuchungen der natürlichen Lüftung für klima‐ und kulturgerechte Bauten geschaffen werden.
According to existing measurements and simulation results, the indoor thermal comfort in traditional wooden buildings (still remaining in a large amount) in the Chinese Hot-Summer-Cold-Winter zone is very poor in winter. However, few studies can be found regarding the energy retrofitting of their wooden enclosures, which is increasingly regarded as essential for improving indoor thermal comfort and maintaining built heritage. Therefore, this study demonstrates a method based on parametric study applying the widely validated WUFI®Plus software to help design hygrothermally functional insulation systems for this area. The parametric study was conducted on the example of traditional exterior wooden walls in Tongren in southern China. Five parameters were investigated, including internal and external insulation systems, vapor-open (mineral wool) and vapor-tight (XPS) insulation materials, a U-value of 0.8 W/(m2K) as well as a lower U-value of 0.24 W/(m2K) for the insulated walls, different capabilities and positions of an additional vapor control layer, as well as different cooling/dehumidification conditions in the warm period of a year. It has been found in this study that, if possible, a lower U-value than the current Chinese design standard for energy efficiency of buildings (0.8 W/(m2K) should be preferred for energy retrofitting. This can limit the yearly duration of a high internal surface relative humidity over 80% shorter than 30 days without any dehumidification devices. Besides, this study provides some feasible wall configurations with instructions on their limitations to guide future work regarding the design of insulated building components and the operation of renovated traditional wooden buildings.
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