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Selected Abstracts

Lichtmanipulation in plasmonischen Kristallen

PHYSIK IN UNSERER ZEIT (PHIUZ), Issue 3 2005
Claus Ropers
Die Energie ultrakurzer Lichtimpulse kann für Zeiten im Femtosekundenbereich in metallischen Nanostrukturen gespeichert werden. Forscher am Max-Born-Institut in Berlin und an der Seoul National University in Korea haben gezeigt, dass die Speicherzeit ein Vielfaches der Impulsdauer betragen und gezielt verändert werden kann. [source]

Vereinfachtes Flächenerfassungsmodell für Mehrzonenbilanzen

BAUPHYSIK, Issue 3 2009
Markus Lichtmeß Dipl.-Ing.
Berechnungsverfahren; Technische Regelwerke Abstract Bei der energetischen Bilanzierung nach DIN V 18599 müssen Gebäude aufgrund unterschiedlicher Nutzungseigenschaften zoniert werden. Auch die Gebäudehüllfläche wird nach diesen Kriterien aufgeteilt und den Zonen zur weiteren Berechnung zugewiesen. In der Praxis ist die Aufteilung der inneren Zonenumschließungs- und der äußeren Gebäudehüllfläche mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden. Etwa 50 % der Zeit wird für die Zonierung und die Ermittlung dieser Flächen- und Bauteileigenschaften benötigt. Zur Verringerung des Zeitaufwandes wurde eine Methode entwickelt, mit welcher die Gebäudehülle ähnlich dem 1-Zonen-Modell erfasst werden kann. Die Hüllfläche wird den Zonen vereinfacht zugeordnet, sodass die eigentliche Berechnung in der Mehrzonenbilanz erfolgen kann. Dies bringt wesentliche Vorteile bei der Auslegung und Optimierung nachgeschalteter Anlagentechnik mit sich. Die Verteilung der thermischen Hüllflächen erfolgt bei diesem vereinfachten Verfahren in Abhängigkeit von der Zonengröße und kann über ein Wichtungsverfahren beeinflusst bzw. korrigiert werden. Untersuchungen an mehreren Gebäuden haben gezeigt, dass die Flächenverteilung mit einer guten Genauigkeit eingesetzt werden kann, wobei eine "intelligente" Zuteilung über ein Wichtungsverfahren erforderlich ist. Die Zeitersparnis bei Anwendung der Vereinfachungen beträgt etwa 30 %. Bei komplexeren, vielzonigen Gebäuden ist die Einsparung tendenziell höher einzuschätzen. Das Verfahren erlaubt, alle Bauteilflächen detailliert auf Zonenebene nachzueditieren und somit die Möglichkeit, das Gebäudemodell planungsbegleitend zu konkretisieren. So kann die Berechnung im Laufe der Projektbearbeitung immer weiter präzisiert werden, wodurch die Berechnungsgenauigkeit und die Optimierungsmöglichkeiten gesteigert werden. Diese Vereinfachungen sollen zukünftig in der Luxemburger EnEV zur energetischen Bewertung von neu zu errichtenden Nichtwohngebäuden nach DIN V 18599 Anwendung finden. A simplified surface area calculation and zoning model for energy performance assessment of buildings. According to the DIN V 18599 energy performance assessment, buildings have to be divided into zones depending on their utilisation. The same zoning applies to the building envelope where the segments are being allocated to the individual zones. In engineering practice about 50% of the work is required for zoning, calculating surface areas and evaluating the properties of building envelope components. In order to reduce the time needed for these efforts a methodology similar to the single zone model has been developed. To carry out the multiple zone calculation the building envelope is being split and allocated to the individual zones in a simplified way. This as well provides a significant advantage for the dimensioning and optimisation of the related HVAC and lighting systems. Within the simplified calculation, the allocation of the building envelope is carried out in dependence of the zone size and corrected with a weighting factor if needed. The analysis of several buildings has shown that the simplified method can be applied with sufficient accuracy. The weighting factors are however necessary. By implementing this simplification the time expenditure to calculate a building is reduced by more or less 30%. This reduction tends to be even more important when dealing with complex buildings which have a high number of zones. The methodology enables building components to be edited by zones and hereby gives the opportunity to easily modify the design during the course of the planning. As the project develops, the calculations can be more detailed thereby increasing the precision of the calculation. In the near future this methodology will be implemented in the Luxembourg energy saving ordinance (EnEV) for the energy performance assessment of non residential buildings. [source]

Ausstattung von Klassenräumen mit Einrichtungen zum Temperieren, Lüften und Belichten

BAUPHYSIK, Issue 3 2009
Gruppenleiterin Raumklimaqualität Runa Tabea Hellwig Dr.-Ing.
Bauphysik allgemein; Energieeinsparung Abstract Fast alle Schulräume werden in Deutschland ausschließlich über Fenster mit Außenluft versorgt. Messungen haben gezeigt, dass die Belüftung der Schulräume vor allem in der kalten Jahreszeit unzureichend ist. Hybride Lüftungssysteme mit einer automatischen Unterstützung der Fensterlüftung könnten eine Möglichkeit bieten, die Häufigkeit schlechter Innenluftqualität in Schulen zu minimieren. Hierbei ist die Anordnung der dezentralen Zuluftöffnungen in den Fassaden eine der kritischsten Systemkomponenten, und es besteht gerade bei Schulgebäuden weiterer Untersuchungs- und Optimierungsbedarf. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Verbund- projektes "Heizenergieeinsparung, thermische Behaglichkeit und gute Luftqualität in Schulgebäuden durch hybride Lüftungstechnik" werden die Eigenschaften von Klassenräumen im Landkreis Miesbach bezüglich der Temperierung, Belüftung und Belichtung aufgenommen. Die Begehung von 22 Schulen im Landkreis Miesbach ermöglicht für einen gesamten Landkreis die Bewertung der baulichen Gegebenheiten, welche die raumklimatischen Verhältnisse entscheidend beeinflussen. Die Belegungsdichte der Klassenräume im Landkreis Miesbach ist eher als normal bis gering einzustufen, da in ca. 80 % der Räume der Mindestwert von 2 m2 je Schüler eingehalten wird. 88 % der untersuchten Räume weisen eine mittlere bis hohe thermische Masse auf. Die meisten Klassenräume im Landkreis haben einen Fensterflächenanteil von 30 bis 60 %. Etwa 50 % der Räume besitzen keinen Sonnenschutz. Der bauliche sommerliche Wärmeschutz muss überwiegend als unzureichend bewertet werden. Etwa zwei Drittel der Klassenräume weisen eine gute bis mittlere Tageslichtversorgung auf. Die Klassenräume werden über Fenster belüftet. Die Fassaden besitzen vielfältige Öffnungsmöglichkeiten, wobei Drehkippflügel und Schwingflügel am häufigsten angetroffen werden. Equipment of classrooms with systems for maintaining temperature, for ventilation and for illumination. Most German classrooms are not equipped with mechanical ventilation systems. Natural ventilation controlled by the occupants opening the windows is the main way to provide fresh air. Measurements in real classrooms showed that the ventilation especially in cold season is insufficient. Hydrid ventilation systems with automatically controlled windows might reduce the prevalence of high carbon dioxide concentration inside the classrooms. The position of the air supply opening in the façade is the most sensible design task. There is still a big potential for optimization. In the frame of the project "Energy saving, thermal comfort and good indoor air quality in schools using hybrid ventilation" supported by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Technology the properties of classrooms in the county Miesbach/Germany regarding thermal comfort, ventilation and illumination were collected. In sum data of 106 classrooms in 22 schools were collected. The density of persons is normal to low. Approximately 80% of the rooms offer at least 2 or more square meter per pupil. 88% of the investigated classrooms are built with medium or high thermal mass. The glazed facade area is between 30 and 60% for most of the classrooms. 50% of the classrooms do not have any sun shading device. The summer overheating protection by passive means is insufficient. Two thirds of the classrooms offer a good to acceptable daylight condition. The classrooms are ventilated by opening the windows. There are different opening types of the windows and several combinations of the types in the façades. Tilt and turn windows and the horizontally pivot-hung type are the most prevalent types. [source]

Untersuchung der thermisch-hygrischen Eigenschaften von Ziegeln mit Hohlraumfüllung aus Recyclingmaterial

BAUPHYSIK, Issue 1 2004
Azra Korjenic Dipl.-Ing.
In dem Forschungsprojekt wurde untersucht, ob Ziegel mit einfacher Hohlraumstruktur durch Verwendung einer wärmedämmenden Hohlraumfüllung einen höheren Wärmedurchlaßwiderstand haben. Als Dämmstoff wurde ein Recyclingdämmaterial aus Reststoffen aus der Produktion von Polystyrolplatten sowie Holzbauteilen, die mittels Zementleim zu einem Gemisch verarbeitet wurden, verwendet. Es wurde der Einfluß von Anordnung und Stärke der Dämmschicht sowie von Lage und Geometrie der Hohlräume des Ziegelbausteines auf die thermisch-hygrischen Zustände untersucht. Für die Untersuchung der thermischen Eigenschaften und der Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten wurde das Programm THERM verwendet, das den Wärmetransport durch Wärmeleitung im Ziegelscherben und die Transportmechanismen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung in den luftgefüllten Hohlräumen berücksichtigt. Zur Untersuchung des Feuchtigkeitstransports in den Ziegelsteinen wurde das Programmpaket WUFI 2D verwendet. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die so strukturierten Ziegel-Verbundsteine einen etwa doppelt so hohen Dämmwert haben, wie der ursprüngliche Ziegelstein. Die hygrischen Zustände können im Ziegel teilweise über 80 % Luftfeuchtigkeit betragen. Diese Belastung wird als unkritisch eingeschätzt, weil die Holzpartikel mit Zementschlämme umhüllt sind. Investigation on the thermal-hygral behaniour of bricks with canity filling by recycling meterials. In the investigation project was examined whether bricks with simple cavity structure have a higher heat resistance by use of a heat insulation material filling in the cavities. The insulation material is a recycled product made of polystyrene and wood covered and bonded with cement. The influence of the configuration and thickness of the perforated bricks with vertical perforations and the geometry of the cavities of the brick on the thermal moisture states was evaluated. For investigation of the thermal resistance and the heat transmission coefficients were used the simulation program THERM, that considered the heat transportation through conduction in the brick fragments and the transport mechanisms conduction, convection and radiation in the airfilled cavities. The software package WUFI 2D was employed for the investigation of moisture transfer in the bricks. The investigations showed that the composite brick insulation stone has a thermal resistance twice as high as the initial brick. The moisture states can be partially in the brick more than 80 % humidity. This load is estimated as uncritical because the wooden particles are covered with cement slime. [source]

Zur Momentenumlagerung in Elementdecken mit Gitterträgern

BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 12 2006
Rüdiger Beutel Dr.-Ing.
Elementdecken aus vorgefertigten Stahlbetonplatten mit Gitterträgern und aufbetonierter Ortbetonschicht werden bei einem zusätzlichen Nachweis der Verbundfuge wie Ortbetondecken bemessen. Während nichtlineare und plastische Bemessungsverfahren in bauaufsichtlichen Zulassungen für Gitterträger derzeit aufgrund mangelnder Erfahrung ausgeschlossen sind, ist eine lineare Schnittgrößenermittlung mit nachträglicher begrenzter Momentenumlagerung wie bei Ortbetondecken möglich. Für Momentenumlagerungen von 30% muß nach DIN 1045-1 hochduktiler Betonstahl für die Biegezugbewehrung verwendet werden. Wenngleich DIN 1045-1 hierbei normalduktilen Betonstahl für Gitterträger nicht ausschließt, ist die notwendige Rotationsfähigkeit sicherzustellen. Vier Versuche am Institut für Massivbau der RWTH Aachen haben gezeigt, daß auch mit Gitterträgern aus normalduktilem Betonstahl große plastische Rotationen möglich sind, ohne daß eine Reduktion der Querkrafttragfähigkeit festzustellen war. Moment Redistribution in Precast Plates with Lattice Girders Semi precast slabs consist of precast plates with lattice girders and an in-situ concrete topping. The structural behaviour is nearly equivalent to monolithic slabs. However, the shear capacity at the interface between precast element and concrete topping has to design thoroughly. Although technical approvals of lattice girders do not allow non-linear analysis due to insufficient experience, a linear elastic analysis with limited moment redistribution is permitted. For a moment redistribution of 30% the use of class B (high ductility) reinforcement is required according to DIN 1045-1. Hereby, a sufficient rotation capacity has to be ensured for both bending reinforcement and lattice girder, too. Beam tests with lattice girders of class A (normal ductility) reinforcing steel have performed at the institute of structural concrete at RWTH Aachen University revealed high plastic rotations without reducing the shear capacity. [source]

Biologie im Supermarkt: Zwischen Fett-Ecke und Light-Quark

BIOLOGIE IN UNSERER ZEIT (BIUZ), Issue 1 2004
Wilfried Probst Prof. Dr.
Wie Befragungen an Jugendlichen zeigten, sind ,Einkaufslandschaften" wie Supermärkte und Warenhäuser mittlerweile zu Orten der Freizeitgestaltung geworden. Im Hinblick auf die einseitige Beeinflussung der Kinder und Jugendlichen durch Angebote und Werbung sollte eine Konsumentenbildung vor Ort angestrebt werden. Erprobungen mit Lehramtsstudierenden, Schulklassen und Lehrkräften haben gezeigt, dass ,Biologie im Supermarkt" eine sinnvolle Ergänzung des Unterrichts darstellen kann. Dabei können in diesem Unterricht auch viele allgemeinbiologische und im Lehrplan aufgeführte Inhalte bearbeitet werden. Dies wird am Beispiel des Themas ,Fette und fette Öle" näher ausgeführt. [source]