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Post on 17-Sep-2018
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Lehrstuhl für Bauphysik Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt Technische Universität München
Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Bauphysik Stuttgart, Holzkirchen, Nürnberg, Rosenheim
Disruptive Veränderungen im Bauwesen – Ris iko oder Chancen?
Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer
Von der Schallplatte
Vom analogen Telefon
Von der Glühbirne
zum MP3-Player
zur digitalen Vermitt-lungstechnik
zur Leuchtdiode
Forschung und Innovationen in verschiedenen Bereichen
Vom Altbau
zum sanierten Altbau
Mega-Trends
Bevölkerungswachstum Ca. 9 Milliarden Menschen 2050
Verstädterung jeder 2. Mensch wohnt in der Stadt
Energie Energie wird immer rarer und teurer
Gebäude Erheblicher Anteil an den Ressourcen
Umwelt und Klima Konsequenzen schon heute sichtbar
Neue Arbeitsstrukturen, demografischer Wandel Neue Anforderungen an Gebäude/Städte
Herausforderungen an die Bauphysik
Globale Trends
Meilensteine des energiesparenden Bauens
Effiziente Gebäude
pass ive Maßnahmen
intelligente Technik
Energieeinsparung
durch:
Wärmebrücken vermeiden
Neue Dämmstoffe
Geäude-automation
Luftdichtheiten Wärmerück-gewinnung
Techniken zur solaren Klimatisierung sommerlicher Wärmeschutz
Aus dem Solarhaus der 1. Generation …….
.... wird last but not least das Plus-Energiehaus (2011 – …)
Strategische Überlegungen
Technologie
Prozessqualität
Schutzklima hygienisch, materialverträglich
lokal, temporär z.B. Nachtabsenkung
individuell
bedarfsgerecht
Gebäudeplanung
energieoptimierte Gebäudehülle
dicht, gedämmt, verschattet
energieeffiziente Anlagentechnik
erneuerbare Energien nutzen
klimagerecht
Gebäudebetrieb
Bedeutung der Ökobilanz
Ök
ob
ila
nz
Nachhaltigkeit im System Kriteriengruppen für Gebäudequalitäten:
Ökologische
Qualität
Ökonomische
Qualität
Soziokulturelle und funktionale
Qualität
Technische Qualität
Prozessqualität
Standortqualität
Ökonomie Ökologie Soziale Aspekte
22,5 % 22,5 % 22,5 %
22,5 %
10 %
Menschen in Räumen 90 % der Zeit verbringen wir in Innenräumen
Einfluss des Raumklimas auf:
persönliches Befinden
Leistungsvermögen
Ziel: Schaffung eines optimalen Raumklimas
Paradigmenwechsel: Integraler Komfort
Forschungsschwerpunkt »Menschen in Räumen«
Physikalische Umgebung
Mediierende Prozesse
Leistung und Verhalten
Implemen- tierung
Psychologische
Prozesse
• Kognition
• Motivation
• Affekt
• Klima
• Licht
• Geruch
• Akustik
• Umwelt
• Technologie
Wirkung auf
• Produktivität
• Gesundheit und
Wohlbefinden
• Personen-
wahrnehmung
• Soziale
• Interaktion
• Konsumenten-
verhalten Moderatoren wie
• Alter, Geschlecht,
Kultur
• Persönlichkeits-
eigenschaften
• Einstellungen
Physiologische
Prozesse
• Patente
• Produkt-
entwicklung
• Beratung
Wie wirkt der Raum auf den Nutzer?
Ressourcenverlust
Kein Ressourcenverlust
Erleichterung durch Passung
Wohlbefinden durch Bedürfnisbefriedigung
Diskomfort
Physikalischer Komfort
Funktionaler Komfort
Psycho-logisch. Komfort
Wohlbefinden, Zufriedenheit & Leistungsfähigkeit der Nutzer
Licht
-0.8
-0.4
0.0
0.4
0.8
Hell Kontrollgruppe Dunkel
Leis
tun
g
(z-t
ran
sfo
rmie
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ert
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dest
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ess
er)
LogischesDenken
Kreativität
Interaktion: F(2, 138) = 9.45, p < .01 , ηp2 = .20
Logisches Denken: F(2, 137) = 3.21, p < .05, ηp2 = .05,
Kreativität: F(2, 137) = 7.21, p < .01, ηp2 = .09
1500 (lux) 500 (lux) 150 (lux)
Generierte „Aliens“ in Kreativitätsaufgaben
gar nicht kreativ
sehr kreativ mittelmäßig
kreativ
Ste
idle
& W
ert
h,
20
13
Tageslichtverhältnisse mit Planungssoftware ADELINE
Tageslichtverhältnisse in Räumen
Dilemma bei schlechter Raumakustik
Hoher Grund-Pegel
Lauteres Reden
Höhere Hörschwelle Lauteres Reden
Schlechteres Hören Fremd-Geräusche
Schüler, Lehrer
Raum-Einfluss
Ursache / Wirkung - Spirale, + 10 dB (A)
Raum-Akustik in Schulen
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Nach
ha
llzeit
[s]
Frequenz [Hz]
VPR hinter Vorsatzschale
VPR auf Kranschiene
BKA als Präsentationswand MPA vor Fenster
Raumausstattungskonzepte für Call Center
6-8 m2 pro AP Flächenbenchmarking 10-12 m2 pro AP
neu herkömmlich
Etwa gleicher Preis pro Arbeitsplatz
BKA BKA
Akustische Wirkungsforschung, z.B. Sprachmaskierung
Konzentration Kommunikation
Verständliche Sprache = Leistungsbremse Nr. 1
Sprachmaskierung
Akustische Gestaltungsmöglichkeiten
Schalldämmende Fassaden
Akustische Gestaltungsmöglichkeiten
Akustische Fenstersteuerung
Laborversuch
Empfundene Lautheit Empfundene Lästigkeit
Akustische Gestaltungsmöglichkeiten
Fenster mit akustischer Steuerung auf der Messe in Halle C2, Stand 538
Akustisch abgestimmte Maßnahmen
Frequenzabhängige Schalldämmung
Frequenzabhängige Schallschirmung
Frequenzabhängige Schalldämpfung
Fen
ster,
Fass
ad
e
Wan
d
Fahrbahn
Akustische Gestaltungsmöglichkeiten
Planung – Beeinflussbarkeit vs. Aufwand im Bauprozess
Beispielprojekt „Bauen mit Weitblick“
Forschung
Industrie
Wohnungs- wirtschaft
Systembaukasten
Prozessoptimierung
Digitalisierung
Förderkennzeichen SWD-10.08.18.7-15.55
Entwicklung eines Systembaukastens
Nutzung vollständig digitalisierter Prozesse über den gesamten Lösungsweg
Leistungs- anforderungen
Nutzer Technik
Gestaltung
Planungs- baukasten
Grundriss- entwicklung
System- entwicklung
TGA Bauphysik
Konzept- entwicklung generisches
Gebäudemodell
Abgleich mit Lebenszykluskosten, Ökobilanz und sozialen Kriterien Modellierung im digitalen Gebäudemodell BIM
Building Information Modeling
Technologische Herausforderungen
Bauen – BIM – Building Information Modelling
GANZHEITLICHE BILANZIERUNG
AKUSTIK
CHEMIE/BIOLOGIE
HYGROTHERMIK - WUFI
RAUMKLIMA-VEPZO
LICHT/EnEV
BIM
Identifizieren und Heben der Potenziale von Prozessabläufen
Mehrwert der Methode durch S imulation der Betriebsphase
Einrichtung einer v irtuellen Entwicklungsplattform – ISO-Container
Systemlösungen
Einrichtung einer v irtuellen Entwicklungsplattform – Analogie Fahrzeug
Systemlösungen
Industrielle Revolutionen
Pro
du
ktv
olu
me
n
pro
Va
ria
nte
Produktvielfalt
1850
1913
1955
1980
2000
z.B. Smartphone für Afrika
z.B. 3D-Druck
z.B. BMW online car configurator
„People can have the Model T in any colour - so long as it´s black“ Henry Ford (1913)
z.B. VW Käfer
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Treiber und Veränderungen
»Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert.« Albert Einstein
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