@article{BourikasJamesBahajetal.,
  author    = {Bourikas, Leonidas and James, Patrick A. B. and Bahaj, AbuBakr S. and Jentsch, Mark F. and Shen, Tianfeng and Chow, David H. C. and Darkwa, Jo},
  title     = {Transforming typical hourly simulation weather data files to represent urban locations by using a 3D urban unit representation with micro-climate simulations},
  series = {Future Cities and Environment},
  journal   = {Future Cities and Environment},
  doi       = {10.1186/s40984-016-0020-4},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170418-31348},
  abstract  = {Urban and building energy simulation models are usually driven by typical meteorological year (TMY) weather data often in a TMY2 or EPW format. However, the locations where these historical datasets were collected (usually airports) generally do not represent the local, site specific micro-climates that cities develop. In this paper, a humid sub-tropical climate context has been considered. An idealised "urban unit model" of 250 m radius is being presented as a method of adapting commonly available weather data files to the local micro-climate. This idealised "urban unit model" is based on the main thermal and morphological characteristics of nine sites with residential/institutional (university) use in Hangzhou, China. The area of the urban unit was determined by the region of influence on the air temperature signal at the centre of the unit. Air temperature and relative humidity were monitored and the characteristics of the surroundings assessed (eg green-space, blue-space, built form). The "urban unit model" was then implemented into micro-climatic simulations using a Computational Fluid Dynamics - Surface Energy Balance analysis tool (ENVI-met, Version 4). The "urban unit model" approach used here in the simulations delivered results with performance evaluation indices comparable to previously published work (for air temperature; RMSE <1, index of agreement d > 0.9). The micro-climatic simulation results were then used to adapt the air temperature and relative humidity of the TMY file for Hangzhou to represent the local, site specific morphology under three different weather forcing cases, (ie cloudy/rainy weather (Group 1), clear sky, average weather conditions (Group 2) and clear sky, hot weather (Group 3)). Following model validation, two scenarios (domestic and non-domestic building use) were developed to assess building heating and cooling loads against the business as usual case of using typical meteorological year data files. The final "urban weather projections" obtained from the simulations with the "urban unit model" were used to compare the degree days amongst the reference TMY file, the TMY file with a bulk UHI offset and the TMY file adapted for the site-specific micro-climate (TMY-UWP). The comparison shows that Heating Degree Days (HDD) of the TMY file (1598 days) decreased by 6 \% in the "TMY + UHI" case and 13 \% in the "TMY-UWP" case showing that the local specific micro-climate is attributed with an additional 7 \% (ie from 6 to 13 \%) reduction in relation to the bulk UHI effect in the city. The Cooling Degree Days (CDD) from the "TMY + UHI" file are 17 \% more than the reference TMY (207 days) and the use of the "TMY-UWP" file results to an additional 14 \% increase in comparison with the "TMY + UHI" file (ie from 17 to 31 \%). This difference between the TMY-UWP and the TMY + UHI files is a reflection of the thermal characteristics of the specific urban morphology of the studied sites compared to the wider city. A dynamic thermal simulation tool (TRNSYS) was used to calculate the heating and cooling load demand change in a domestic and a non-domestic building scenario. The heating and cooling loads calculated with the adapted TMY-UWP file show that in both scenarios there is an increase by approximately 20 \% of the cooling load and a 20 \% decrease of the heating load. If typical COP values for a reversible air-conditioning system are 2.0 for heating and 3.5 for cooling then the total electricity consumption estimated with the use of the "urbanised" TMY-UWP file will be decreased by 11 \% in comparison with the "business as usual" (ie reference TMY) case. Overall, it was found that the proposed method is appropriate for urban and building energy performance simulations in humid sub-tropical climate cities such as Hangzhou, addressing some of the shortfalls of current simulation weather data sets such as the TMY.},
  subject      = {Mikroklima},
  language  = {en}
}
@article{JentschKulleBodeetal.,
  author    = {Jentsch, Mark F. and Kulle, Christoph and Bode, Tobias and Pauer, Toni and Osburg, Andrea and Namgyel, Karma and Euthra, Karma and Dukjey, Jamyang and Tenzin, Karma},
  title     = {Field study of the building physics properties of common building types in the Inner Himalayan valleys of Bhutan},
  series = {Energy for Sustainable Development 38},
  journal   = {Energy for Sustainable Development 38},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3139},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170419-31393},
  pages     = {48 -- 66},
  abstract  = {Traditionally, buildings in the Inner Himalayan valleys of Bhutan were constructed from rammed earth in the western regions and quarry stone in the central and eastern regions. Whilst basic architectural design elements have been retained, the construction methods have however changed over recent decades alongside expectations for indoor thermal comfort. Nevertheless, despite the need for space heating, thermal building performance remains largely unknown. Furthermore, no dedicated climate data is available for building performance assessments. This paper establishes such climatological information for the capital Thimphu and presents an investigation of building physics properties of traditional and contemporary building types. In a one month field study 10 buildings were surveyed, looking at building air tightness, indoor climate, wall U-values and water absorption of typical wall construction materials. The findings highlight comparably high wall U-values of 1.0 to 1.5 W/m²K for both current and historic constructions. Furthermore, air tightness tests show that, due to poorly sealed joints between construction elements, windows and doors, many buildings have high infiltration rates, reaching up to 5 air changes per hour. However, the results also indicate an indoor climate moderating effect of more traditional earth construction techniques. Based on these survey findings basic improvements are being suggested.},
  subject      = {Luftdichtheit},
  language  = {en}
}
@inproceedings{MartinezSotoJentsch,
  author    = {Martinez Soto, Aner and Jentsch, Mark F.},
  title     = {Quantifizierung der langfristigen Entwicklung des Nutzungsgrades von Anlagen und Ger{\"a}ten im Wohnungssektor in Deutschland und Bestimmung zuk{\"u}nftiger Energieeinsparpotenziale im Hinblick auf die Klimaschutzziele der Bundesregierung},
  series = {Bauphysiktage Kaiserslautern 2015, Kaiserslautern, 21-22 Oktober 2015},
  booktitle = {Bauphysiktage Kaiserslautern 2015, Kaiserslautern, 21-22 Oktober 2015},
  editor    = {Kornadt, Oliver},
  edition   = {Zweitver{\"o}ffentlichung},
  publisher = {Eigenverlag der Technischen Universit{\"a}t Kaiserslautern},
  address   = {Kaiserslautern},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3106},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170516-31067},
  pages     = {137-141},
  abstract  = {Etwa ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs (26\%) in Deutschland entf{\"a}llt auf den Wohnungssektor, wodurch dieser Sektor einen erheblichen Anteil am m{\"o}glichen Einsparpotenzial an Energie hat. Im Hinblick auf das Klimaschutzziel der Europ{\"a}ischen Union, die Energieeffizienz im Vergleich zu 1990 um 20\% zu erh{\"o}hen, stellt sich daher die Frage, welche Einsparpotenziale es im Wohnungssektor tats{\"a}chlich gibt und wie diese quantifiziert werden k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Parameter, die den Endenergieverbrauch beeinflussen, mit Hilfe einer Sensitivit{\"a}tsanalyse bestimmt. Die Ergebnisse der Sensitivit{\"a}tsanalyse zeigen, dass die einflussreichsten Parameter auf den Endenergieverbrauch der Innentemperaturbedarf, die L{\"a}nge der Heizperiode, die Außentemperatur (Gradtagzahl) und die Anzahl der Wohnungen sind. Dies sind Variablen, die nicht durch Verordnungen reguliert werden k{\"o}nnen. Der einzige Parameter, der regulierbar ist und einen bedeutenden Einfluss auf den Endenergieverbrauch hat, ist der Nutzungsgrad der Anlagen/Ger{\"a}te f{\"u}r Raumw{\"a}rme, Warmwasser und Kochen (sowie zu einem geringen Teil der Wirkungsgrad der eingesetzten Beleuchtung). Zur Quantifizierung des Energieeinsparpotentials im deutschen Wohnungssektor bez{\"u}glich des Nutzungsgrades wurden in dieser Arbeit Daten zur Bestimmung der langfristigen Entwicklung (Zeitraum 1990-2010) des Nutzungsgrades von Anlagen und Ger{\"a}ten analysiert. Mit verschiedenen Angaben aus der Literatur und mit Hilfe von S{\"a}ttigungskurven wurde die Entwicklung der Nutzugsgrade der Anlagen/Ger{\"a}te entsprechend der Energiequellen zwischen 1990 und 2010 ermittelt. Die erhaltenden S{\"a}ttigungskurven erm{\"o}glichen die Bestimmung der Entwicklung des Nutzenergieverbrauchs im deutschen Wohnungssektor. Hierbei wurde festgestellt, dass die Differenz zwischen Nutzenergieverbrauch und Endenergieverbrauch einen R{\"u}ckgang von 12 \% im betrachtenden Zeitraum verzeichnete und dass das Energieeinsparpotenzial in Abh{\"a}ngigkeit von der Energiequelle betr{\"a}chtlich variieren kann (um derzeit mehr als 35\%-Punkte). Im Hinblick auf das oben genannte Klimaschutzziel werden in dieser Arbeit verschiedene Entwicklungsszenarien auf Basis des Nutzungsgrades der Anlagen und der Energiequellen analysiert. Hierbei wird deutlich, dass das theoretische Energieeinsparpotenzial im deutschen Wohnungssektor bez{\"u}glich des durchschnittlichen Nutzungsgrades nur zwischen 4 und 15 \% liegt. Dies bedeutet, dass eine deutliche Reduktion des Endenergiebedarfs im Wohnungssektor nur stattfinden kann, wenn andere Energieeinsparmaßnahmen betrachtet werden. Basierend auf den Ergebnissen der Sensitivit{\"a}tsanalyse werden hierzu Empfehlungen gegeben.},
  subject      = {Wohnung},
  language  = {de}
}
@inproceedings{Jentsch,
  author    = {Jentsch, Mark F.},
  title     = {Entwicklung eines Sommerreferenzjahres zur Bestimmung der sommerlichen {\"U}berhitzung von Geb{\"a}uden},
  series = {Bauphysiktage Kaiserslautern 2015, Kaiserslautern, 21-22 Oktober 2015},
  booktitle = {Bauphysiktage Kaiserslautern 2015, Kaiserslautern, 21-22 Oktober 2015},
  editor    = {Kornadt, Oliver},
  publisher = {Eigenverlag der Technischen Universit{\"a}t Kaiserslautern},
  address   = {Kaiserslautern},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3105},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170516-31058},
  pages     = {53-61},
  abstract  = {Die Ableitung von sommer-fokussierten warmen Referenzjahren aus langj{\"a}hrigen Klimadaten erfolgt in Europa bisher nach unterschiedlichen, l{\"a}nderspezifischen Methoden, die sich in der Regel allein auf die Trockentemperatur beziehen und in der Auswahl eines zusammenh{\"a}ngenden realen Sommerhalbjahres resultieren. Simulationsergebnisse zur sommerlichen {\"U}berhitzung von nat{\"u}rlich bel{\"u}fteten Geb{\"a}uden in Deutschland und Großbritannien zeigen jedoch f{\"u}r einige Wetterstationen weniger {\"U}berhitzung f{\"u}r Simulationen mit dem sommer-fokussierten Referenzjahr als f{\"u}r solche mit dem entsprechenden Testreferenzjahr (TRY) f{\"u}r den gleichen Ort. Dies gilt insbesondere dann, wenn einzelne Monate miteinander verglichen werden. Neben der Wahl eines kompletten Halbjahres, das sowohl extrem warme als auch vergleichsweise k{\"u}hle Monate beinhalten kann, liegt dies vor allem begr{\"u}ndet in der fehlenden Ber{\"u}cksichtigung der Solarstrahlung bei der Auswahl eines warmen Referenzjahres, die jedoch eine wichtige Rolle f{\"u}r sommerliche {\"U}berhitzungserscheinungen in Geb{\"a}uden spielt. Eine verl{\"a}ssliche, allgemein anerkannte Methode zur Erstellung von sommer-fokussierten Referenzjahren erscheint daher auch im Hinblick auf die rechtlichen Rahmenbedingungen in der Europ{\"a}ischen Union, die Strategien zur nat{\"u}rlichen Bel{\"u}ftung von Neubauten und Sanierungen beg{\"u}nstigen, erforderlich. Diese Arbeit pr{\"a}sentiert einen Ansatz zur Erstellung eines Sommerreferenzjahres (Summer Reference Year - SRY) aus dem TRY eines gegebenen Ortes und langj{\"a}hrigen Klimadaten. Die existierenden TRY-Daten werden hierbei skaliert, um den Bedingungen f{\"u}r Trockentemperatur und Solarstrahlung von nah-extremen Kandidatenjahren zu entsprechen, die separat {\"u}ber einen statistischen Ansatz ausgew{\"a}hlt werden. Anschließend werden Feuchttemperatur, Windgeschwindigkeit und Luftdruck des TRY durch lineare Korrelationen mit der Trockentemperatur angepasst, um die entsprechenden SRY-Daten zu erhalten. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass das grundlegende Wettermuster des TRY erhalten bleibt und somit eine klare Relation zwischen SRY und TRY besteht, die eine Vergleichbarkeit von Simulationsergebnissen gew{\"a}hrleistet. {\"U}ber vergleichende Geb{\"a}udesimulationen mit dem zugrundeliegenden TRY und langj{\"a}hrigen Klimadatens{\"a}tzen kann nachgewiesen werden, dass sich das SRY zur Ermittlung sommerlicher {\"U}berhitzungserscheinungen in nat{\"u}rlich bel{\"u}fteten Geb{\"a}uden eignet. Weiterhin kann gezeigt werden, dass das SRY im Gegensatz zur direkten Nutzung eines Kandidatenjahres f{\"u}r einen nah-extremen Sommer die M{\"o}glichkeit eines monatsscharfen Vergleichs mit dem TRY erlaubt und frei von wenig repr{\"a}sentativen Besonderheiten ist, die in den entsprechenden Kandidatenjahren vorhanden sein k{\"o}nnen.},
  subject      = {Bauphysik},
  language  = {de}
}