Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW
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Publikation U-Werte von Vorhangfassaden und geneigter Verglasung(AWEL Zürich, 10/2012) Hall, Monika; Geissler, AchimWorin unterscheiden sich Vorhangfassaden aus thermischer Sicht von normalen Fassaden? Ist es für die Berechnung des U-Werts relevant? Was sind die entscheidenden Kriterien? Ein weiteres Thema im Zusammenhang mit dem Nachweis der thermischen Qualität der Gebäudehülle sind geneigte Verglasungen – zum Beispiel grosse Dachfenster oder Atrien mit Glasdächern. Wie ändert sich der Glas-U-Wert (Ug-Wert) einer Isolierverglasung in Abhängigkeit vom Neigungswinkel? Welchen Einfluss hat dies auf die Heizwärmebedarfsrechnung?01B - Beitrag in Magazin oder ZeitungPublikation Gebäudeenergieausweis in der Schweiz - Methodik des GEAK®(Ernst & Sohn, 07.04.2011) Hall, MonikaDer Gebäudeenergieausweise der Kantone GEAK® ist seit über einem Jahr in der Schweiz erfolgreich eingeführt. Anfang August 2009 wurde der GEAK® als Onlinetool aufgeschaltet und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Der GEAK® ist ein kombinierter Gebäudeenergieausweis. Der Energiebedarf wird auf der Basis der Gebäudedaten rechnerisch ermittelt und dieser mit effektiven Verbrauchsdaten validiert. Kernstück des GEAK® ist eine Energieetikette mit Doppelbewertung: Eine Klassierung nach “Effizienz Gebäudehülle” für die Beurteilung der Gebäudehülle und nach ”Effizienz Gesamtenergie” zur Quantifizierung des gesamten Gebäudes inkl. Gebäudetechnik und Elektrizitätsbedarf für Geräte und Beleuchtung. Weiter enthält der GEAK® eine Beschreibung des Ist-Zustandes der Gebäudehülle und -technik sowie Massnahmen und Empfehlungen energietechnischer Verbesserungen. Zukünftig können im Rahmen des GEAK® Plus Varianten von kostenoptimierten Sanierungsmaßnahmen detailliert zusammengestellt werden.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Gleichzeitigkeit von PV-Ertrag und Stromverbrauch an einem Mehrfamilienhaus mit Elektromobilität(05.09.2014) Hall, Monika; Dorusch, FalkDie detaillierte Erfassung der Energieflüsse an einem Mehrfamilienhaus mit Elektromobilität und einer grossen Photovoltaikanlage zeigt, wann welcher Energieverbraucher wieviel Elektrizität bezieht. Hieraus wird abgeleitet, welche Verbraucher zur Erhöhung der Gleichzeitigkeit von Produktion und Ver-brauch geeignet sind. In den Wintermonaten besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, zwischen 10 und 16 Uhr Gleichzeitigkeit zu erreichen. Die Wärmepumpe weist das grösste Einzelpotential auf, um die Gleichzeitigkeit zu erhöhen. Aus diesem Grund wird die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tagesstunden limitiert (10-19 Uhr für den Heizbetrieb, 13-17 Uhr den Betrieb für Warmwasser). Die Auswertungen zeigen, dass bei dem betrachteten Gebäude die Verschiebung des Wärmepumpenbetriebs in die Tagesstunden ohne Komforteinbusse möglich ist. Dabei wird der Heizbetrieb in der Mittagszeit für die Warmwassererwärmung unterbrochen. Mit dieser Strategie wird nicht nur die Gleichzeitigkeit erhöht und die Netzbelastung reduziert, sondern auch die Einspeisespitze zur Mittagszeit, insbesondere durch die Warmwassererwärmung, geglättet. Thermische Simulationen zeigen, dass die gewählte Strategie sowohl in Massiv- als auch in Leichtbauten angewendet werden kann. Die von den Mietern gewünschten Temperaturen werden erreicht. Um im Mittel eine Temperatur von 20 °C in allen drei Wohnungen sicherzustellen, reicht für fast alle Bauweisen eine Wärmepumpenlaufzeit zu Heizzwecken von 5 h aus.04B - Beitrag KonferenzschriftPublikation Introducing the pedestrian accessibility tool. Walkability analysis for a geographic information system(SAGE, 2017) Erath, Alexander; van Eggermond, Michael; Ordóñez, Sergio A.; Axhausen, Kay W.The indexes for walkability proposed so far refer generally to the closest amenities and public transport stops and the existing network structure. The weights of the attributes do not reflect the independently measured preferences of the users and residents. Design attributes such as the location and type of crossings and walkway design features are usually surveyed in walkability audits. However, such attributes are usually not considered when pedestrian walksheds or other accessibility-based walkability indexes are calculated. Nevertheless, these design attributes are very relevant for actual planning decisions. The proposed walkability index can be behaviorally calibrated, has been implemented as a geographic information system tool, and is published as open source software. The pedestrian accessibility tool allows the evaluation of existing and future urban plans with regards to walkability. The tool calculates Hansen-based accessibility indicators with the use of a customizable specification of the generalized walking costs, and it incorporates user-defined weights of destination attractiveness. The basic user workflow of the tool is summarized. Three case studies show real-world applications of the tool to support the planning of pedestrian infrastructure in an urban context. With indications of potential areas of improvement that have been reported by pilot users working in an urban planning department, hints are also given for future research.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation EU Ökodesign von Wärmepumpen. Eine Übersicht zum aktuellen Stand(EnergieSchweiz, 17.11.2014) Genkinger, Andreas; Afjei, Thomas05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation Implementation and first evaluation of an indoor mapping application using smartphones and frameworks(2019) Hasler, Oliver; Blaser, Stefan; Nebiker, StephanIn this paper, we present the implementation of a smartphone-based indoor mobile mapping application based on an augmented reality (AR) framework and a subsequent performance evaluation in demanding indoor environments. The implementation runs on Android and iOS devices and demonstrates the great potential of smartphone-based 3D mobile mapping. The application includes several functionalities such as device tracking, coordinate, and distance measuring as well as capturing georeferenced imagery. We evaluate our prototype system by comparing measured points from the tracked device with ground control points in an indoor environment with two different campaigns. The first campaign consists of an open, one-way trajectory whereas the second campaign incorporates a loop closure. In the second campaign, the underlying AR framework successfully recognized the start location and correctly repositioned the device. Our results show that the absolute 3D accuracy of device tracking with a standard smartphone is around 1% of the travelled distance and that the local 3D accuracy reaches sub-decimetre level.04B - Beitrag KonferenzschriftPublikation Contributions to system integration of PV and PVT collectors with heat pumps in buildings(2019) Koch, Manuel; Dott, Ralf; Tanabe, Shin-ichi; Zhang, H.; Kurnitski, Jarek; Gameiro da Silva, Manuel; Nastase, Ilinca; Wargocki, Pawel; Cao, Guangyu; Mazzarela, Livio; Inard, ChristianA common approach to improve self-consumption of photovoltaic (PV) generation in buildings with heat pumps (HP) is to overload the thermal storage capacities during times with surplus PV generation (hereinafter referred to as thermal overloading). The impact of battery capacity and domestic hot water (DHW) consumption on the effectiveness of this method in a single-family home (SFH) is evaluated through numerical simulations. Increased battery capacity is shown to decrease the effectiveness of thermal overloading. Regarding DHW consumption, temporal concentration is shown to have a stronger influence on the effectiveness of thermal overloading than total energy. Furthermore, the potential of photovoltaic-thermal collectors (PVT) as heat exchangers for air/brine/water heat pumps (ABWHP) is estimated. The results show that the properties of PVT collectors with high thermal conductivity are in the feasible range for application in a well-insulated SFH in Central European climate.04B - Beitrag KonferenzschriftPublikation EFKOS – Effizienz kombinierter Systeme mit Wärmepumpe(Bundesamt für Energie BFE, 31.07.2013) Genkinger, Andreas; Afjei, Thomas05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation CoolShift. Cooling of buildings by chiller-assisted nocturnal radiation and convection(IOP Publishing, 2019) Koch, Manuel; Dott, Ralf; Eismann, RalphA novel approach for cooling an office building is numerically evaluated. PVT collectors are used for nocturnal radiative and convective cooling. A TABS ceiling serves as thermal storage. If the free cooling power of the PVT collectors is too low, it is boosted by a chiller raising the collector temperature. While the energy efficiency improves compared to a conventional daytime chiller cooling system, the room temperature cannot always be kept in the desired band. Furthermore, the PVT collectors stay cooler than comparable PV modules during the day, increasing the electricity generation.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Untersuchungen zum thermisch induzierten Luftwechselpotential von Kippfenstern(Ernst & Sohn, 17.07.2004) Hall, MonikaDie sogenannte natürliche Lüftung — Lüftung infolge Temperatur‐ und Windeinwirkung über geöffnete Türen und Fenster — ist auch heute noch in Wohngebäuden die verbreitetste Form des Lüftens. Da die Lüftung über Kippfenster eine übliche Form des Lüftens ist, ist die Kenntnis des Luftwechsels über Kippfenster von großem Interesse. Der Vergleich von Ansätzen aus der Literatur zur Berechnung des Luftwechsels über Kippfenster zeigt, daß diese unter Verwendung gleicher Randbedingungen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Aus diesem Grund wird aus eigenen Messungen ein Modellansatz abgeleitet, der die einseitige, thermisch induzierte Kippfensterlüftung besser beschreibt und gleichzeitig das Vorhandensein einer Laibung und/oder einer Heizung berücksichtigt.01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift