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The aim of this study is twofold: to validate a computational fluid dynamics (CFD) model, and then to use the validated model to evaluate the performance of a ductless personalized ventilation (DPV) system. To validate the numerical model, a series of measurements was conducted in a climate chamber equipped with a thermal manikin. Various turbulence models, settings, and options were tested; simulation results were compared to the measured data to determine the turbulence model and solver settings that achieve the best agreement between the measured and simulated values. Subsequently, the validated CFD model was then used to evaluate the thermal environment and indoor air quality in a room equipped with a DPV system combined with displacement ventilation. Results from the numerical model were then used to quantify thermal sensation and comfort using the UC Berkeley thermal comfort model.

Für eine Abschätzung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden und Quartieren können thermisch-energetische Simulationen eingesetzt werden. Grundlage dieser Simulationen sind geometrische und physikalische Gebäudemodelle. Die Erstellung des geometrischen Modells erfolgt in der Regel auf Basis von Bauplänen oder Vor-Ort-Begehungen, was mit einem großen Recherche- und Modellierungsaufwand verbunden ist. Spätere bauliche Veränderungen des Gebäudes müssen häufig manuell in das Modell eingearbeitet werden, was den Arbeitsaufwand zusätzlich erhöht. Das physikalische Modell stellt die Menge an Parametern und Randbedingungen dar, welche durch Materialeigenschaften, Lage und Umgebungs-einflüsse gegeben sind. Die Verknüpfung beider Modelle wird innerhalb der entsprechenden Simulations-software realisiert und ist meist nicht in andere Softwareprodukte überführbar. Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) können Simulationsdaten sowohl konsistent gespeichert als auch über Schnittstellen mit entsprechenden Anwendungen ausgetauscht werden. Hierfür wird eine Methode vorgestellt, die thermisch-energetische Simulationen auf Basis des standardisierten Übergabe-formats Industry Foundation Classes (IFC) inklusive anschließender Auswertungen ermöglicht. Dabei werden geometrische und physikalische Parameter direkt aus einem über den gesamten Lebenszyklus aktuellen Gebäudemodell extrahiert und an die Simulation übergeben. Dies beschleunigt den Simulations-prozess hinsichtlich der Gebäudemodellierung und nach späteren baulichen Veränderungen. Die erarbeite-te Methode beruht hierbei auf einfachen Modellierungskonventionen bei der Erstellung des Bauwerksinformationsmodells und stellt eine vollständige Übertragbarkeit der Eingangs- und Ausgangswerte sicher. Thermal building simulation based on BIM-models. Thermal energetic simulations are used for the estimation of the heating demand of buildings and districts. These simulations are based on building models containing geometrical and physical information. The creation of geometrical models is usually based on existing construction plans or in situ assessments which demand a comparatively big effort of investigation and modeling. Alterations, which are later applied to the structure, request manual changes of the related model, which increases the effort additionally. The physical model represents the total amount of parameters and boundary conditions that are influenced by material properties, location and environmental influences on the building. The link between both models is realized within the correspondent simulation soft-ware and is usually not transferable to other software products. By Applying Building Information Modeling (BIM) simulation data is stored consistently and an exchange to other software is enabled. Therefore, a method which allows a thermal energetic simulation based on the exchange format Industry Foundation Classes (IFC) including an evaluation is presented. All geometrical and physical information are extracted directly from the building model that is kept up-to-date during its life cycle and transferred to the simulation. This accelerates the simulation process regarding the geometrical modeling and adjustments after later changes of the building. The developed method is based on simple conventions for the creation of the building model and ensures a complete transfer of all simulation data.

Overheating is a major problem in many modern buildings due to the utilization of lightweight constructions with low heat storing capacity. A possible answer to this problem is the emplacement of phase change materials (PCM), thereby increasing the thermal mass of a building. These materials change their state of aggregation within a defined temperature range. Useful PCM for buildings show a phase transition from solid to liquid and vice versa. The thermal mass of the materials is increased by the latent heat. A modified gypsum plaster and a salt mixture were chosen as two materials for the study of their impact on room temperature reduction. For realistic investigations, test rooms were erected where measurements were carried out under different conditions such as temporary air change, alternate internal heat gains or clouding. The experimental data was finally reproduced by dint of a mathematical model.

Occupant needs with regard to residential buildings are not well known due to a lack of representative scientific studies. To improve the lack of data, a large scale study was carried out using a Post Occupancy Evaluation of 1,416 building occupants. Several criteria describing the needs of occupants were evaluated with regard to their subjective level of relevance. Additionally, we investigated the degree to which deficiencies subjectively exist, and the degree to which occupants were able to accept them. From the data obtained, a hierarchy of criteria was created. It was found that building occupants ranked the physiological needs of air quality and thermal comfort the highest. Health hazards such as mould and contaminated building materials were unacceptable for occupants, while other deficiencies were more likely to be tolerated. Occupant satisfaction was also investigated. We found that most occupants can be classified as satisfied, although some differences do exist between different populations. To explain the relationship between the constructs of what we call relevance, acceptance, deficiency and satisfaction, we then created an explanatory model. Using correlation and regression analysis, the validity of the model was then confirmed by applying the collected data. The results of the study are both relevant in shaping further research and in providing guidance on how to maximize tenant satisfaction in real estate management.

Summer overheating in buildings is a common problem, especially in office buildings with large glazed facades, high internal loads and low thermal mass. Phase change materials (PCM) that undergo a phase transition in the temperature range of thermal comfort can add thermal mass without increasing the structural load of the building. The investigated PCM were micro-encapsulated and mixed into gypsum plaster. The experiments showed a reduction of indoor-temperature of up to 4 K when using a 3 cm layer of PCM-plaster with micro-encapsulated paraffin. The measurement results could validate a numerical model that is based on a temperature dependent function for heat capacity. Thermal building simulation showed that a 3 cm layer of PCM-plaster can help to fulfil German regulations concerning heat protection of buildings in summer for most office rooms.

Forscher prognostizieren in den kommenden Jahren eine Klimaerwärmung bis zu 6 ° C. Aus diesem Grund wurde das EU – Forschungsprojekt „ Climate for Culture“ ins Leben gerufen, um Auswirkungen dieses Klimawandels auf denkmalgeschützte, kulturhistorische Gebäude zu untersuchen. Ziel ist es, entsprechende Schutzmaßnahmen in konservatorischer Hinsicht zu erarbeiten. Aufgrund des Zusammenhanges zwischen Temperatur und Luftfeuchte führt diese Klimaerwärmung auch zu einer Änderung des Feuchtehaushaltes im Außenbereich und, bedingt durch einen immer vorhandenen Luftwechsel, schließlich auch im Innenbereich von Gebäuden. Die Fähigkeit eines Gebäudes, durch seine Beschaffenheit auf Feuchteeinflüsse zu reagieren, wird maßgeblich bestimmt durch seine Möglichkeit, in der Gebäudehülle und der vorhandenen Einrichtung anfallende Feuchte zwischenzuspeichern und diese zeitversetzt wieder an die Umgebung abzugeben. Diese Fähigkeit sorptiver Flächen zur Feuchtepufferung konnte bislang nur mit erheblichem Aufwand ermittelt werden. In der vorliegenden Arbeit wird versucht, durch einfachere Methoden mittels hygrothermischer Simulation einen „Zweizahlwert“ zu erhalten, mit dem sich diese Raumkompetenz schnell und nachvollziehbar darstellen lässt.

Evaluation von Nutzerbedürfnissen in Wohngebäuden unter Berücksichtigung hygrothermischer Messdaten

Quartett ist ein ebenso altes, wie auch beliebtes Kartenspiel. Vor allem bei Kindern erfreut es sich großer Beliebtheit, während in den älteren Generationen kaum jemand mit Quartettkarten spielt. Quartettspiele speziell für Kleinkinder sind zum Großteil mit Inhalten versehen, die Wissen auf spielerische Art und Weise vermitteln. Dabei werden gute Lernerfolge in dieser Zielgruppe verzeichnet. Wie lassen sich also diese Lernerfolge durch das Spielen mit Quartettkarten erzielen? Und wie kann dieser Effekt auch auf Studenten übertragen werden? Ziel dieser Arbeit ist es, das Konzept des Quartettkartenspiels auf bauphysikalische Inhalte anzuwenden und gegebenenfalls die Spielprinzipien zu erweitern oder zu verändern. Dabei sind die Studenten der Fakultät Bauingenieurswesen die Zielgruppe, an die sich das Spiel richten soll. Besondere Herausforderung ist es, unterschiedliche Objekteklassen von bauphysikalischer Relevanz in einem Spiel zusammenzubringen und vergleichbar zu machen. Das sich ergebende Quartettkartenspiel sollte nicht nur eine Objektklasse, sondern mehrere Objektklassen zum Inhalt haben. Dabei sollen die Objektklassen so gewählt werden, dass sich Kategorien mit bauphysikalischem Inhalt finden lassen. Augenmerk sollte auch auf die Strukturierung der Lerninhalte gelegt werden, um eine leichte Übertragung des Spielkonzepts auf andere Fachdomänen zu ermöglichen. Das Ergebnis der Arbeit sind zwei fertige und spielbare Quartette.

Capturing Sheep With Minecraft befasst sich mit ausgewählten Problemen der Bauphysik und deren Umsetzung mithilfe des Computerspiels Minecraft. Es werden ausgewählte Probleme der Bauphysik in Minecraft abgebildet um diese Schülern und Studenten näher zu bringen. Es wurde ein Szenario in Minecraft entworfen welches durch entgegenwirken der abgebildeten Probleme, durch den Spieler gelöst werden soll.

In crowdsourcingbasierten Systemen kommt der Qualitätssicherung des durch Benutzer generierten Inhaltes große Bedeutung für die Erhaltung der Benutzbarkeit zu. Das bauphysikalische Lehrspiel "BuildVille" benutzt für die Quiz-Anwendung einen Crowdsourcing-Ansatz: Die Quiz-Fragen werden von den Benutzern selbst generiert. Mit Hilfe dieser Arbeit soll sichergestellt werden, dass fehlerhafte, irrtümlicherweise oder zum Spaß eingegebene Fragen möglichst früh erkannt, korrigiert oder von der weiteren Verbreitung ausgeschlossen werden. Dazu soll mit Hilfe einer Analyse bestehender crowdsourcingbasierter Systeme bezüglich umgesetzter Qualitätssicherungsmaßnahmen ein Konzept für die QS-Maßnahmen in BuildVille entwickelt werden.