Brandenburgische Technische Universität

Fakultät für Bauen
Fachgebiet Bauphysik

 

 

Forschungsschwerpunkte
  • Hygrothermie der Transport- und Speicherprozesse in kapillar-porösen Baustoffen und Bauelementen
  • Erfassung außen- und raumklimatischer Randbedingungen, passive Klimatisierung
  • Energetische Sanierung erhaltenswerter Baukultur
  • Messtechnische Bestimmung hygrothermischer Kenngrößen
  • Schwimmende Architektur

 

autartec®-Kompetenzen Erfassung mikroklimatischer Außenklimakomponenten und chemischer sowie physikalischer Randbedingungen von Tagebauseen der Lausitzer Seenkette:
  • numerische Simulation und experimentelle Untersuchungen zur Hygrothermie in Umfassungskonstruktionen
  • hygrothermische Messungen insitu
  • Erweiterungen der Nutzungsmöglichkeiten von Schwimmkörpern
  • Bestimmung bauphysikalischer Kennwerte
  • bauphysikalische und statische Nachweisrechnungen

 

Bisherige Ergebnisse

Thermal-Response-Test am Geierswalder See bei geöffnetem Umlauf eines schwimmenden Hauses vom Typ Arche
Abb. 1: Thermal-Response-Test am Geierswalder See bei geöffnetem Umlauf eines schwimmenden Hauses vom Typ Arche

Diagramm
Abb. 2: Einstellvorgänge der Vor- und Rücklauftemperaturen während der TR-Tests an einem Spiral- (rechts) und einem Kompaktwärmeübertrager (links) bei etwa konstantem Volumenstrom (schwarze Kennlinie)

Berechnung von Temperatur und Feuchte mittels TRNSYS

 

Messwerte von Temperatur und Feuchte mittels TRNSYS


Abb. 8: Messtechnik zur Erfassung von Temperatur und Feuchte

Gussrohrprobe an Edelstahl-Aufhängungen
Abb. 3: An Edelstahlaufhängungen am Umlauf eines Pontons befestigte Gussrohrproben im Tagebausee Partwitz (pH-Wert: bei 3,5)

Simulationen zum Einsatz von industriellen Halbzeugen für einen Koppelponton
Abb. 4: Simulationen zum Einsatz von industriellen Halbzeugen für einen Koppelponton

Anordnung Schwimmkörper am Ponton
Abb. 5: Mögliche Anordnung der Schwimmkörper am Ponton

Versuchsponton
Abb. 6: Ponton in der Versuchsrinne

pH-Werte
Abb. 7: Verlauf der pH-Werte in den Zielgewässern

 

 

messtechnische Bestimmung hygrothermischer Kennwerte

  • Vorbereitung und Start der messtechnischen Bestimmung hygrothermischer Kennwerte zur passiven Klimatisierung
  • Bestimmung der thermischen Leistungsparameter pontongekoppelter Wärmeübertrager unterschiedlicher Ausführung in Verbindung mit schwimmenden Häusern mittels Thermal-Response-Test
  • numerische Simulation hygrothermischer Vorgänge bei Wärmeübertragern
  • Vorbereitungen zur Herstellung von Proben und Bestimmung hygrothermischer Kennwerte mittels SPS-Anlage zur passiven Klimatisierung von Räumen (Einbeziehung IfN Anwenderzentrum)
  • Abschätzen der zu erwartenden Minimaltemperaturen innerhalb der Pontons des Demonstrators sowie Vorbereitungen für deren messtechnische Validierung
  • Messtechnische Erfassung (zeit- und ortsabhängig) der zu erwartenden Extremwerte von Lufttemperaturen und –feuchten in einem Stahlpontonelement unter Nutzungsbedingungen am Geierswalder See
  • Berechnung des Raumklimas in Pontonelementen in Abhängigkeit von Quellstärken und außenklimatischen RB mittels TRNSYS sowie Vorbereitung der Wirkung einer Wärmedämmung der Pontonhülle auf das Raumklima

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Konzeption einer Versuchsplattform

  • Planung einer Versuchsplattform und Herstellung von Pontons auf der Basis modularer dünnwandiger Betonelemente
  • Kontakte mit Rohrherstellern bzgl. des Einsatzes industrieller Halbzeuge für Pontons; erste Untersuchungen hinsichtlich der Anordnung und Bemessung von Guss- und Kunststoffrohren
  • Konzeption für Pontons
  • Systematische statisch-konstruktive Betrachtungen und Berechnungen zu Schwimmplattformen mit Pontons aus unterschiedlichen Halbzeugen (Festlegung von RB, Nutzung von Holzprodukten und vorgefertigten Blechen und Stahlprofilen sowie Rohren aus Kunststoff, Stahl und Gusseisen)
  • Beschaffung und Vorbereitung von Gussrohrstücken unterschiedlicher Beschichtungen zur Untersuchung des korrosiven Verhaltens in Tagebaurestseen, Standortwahl einschl. Erlaubniszusage hinsichtlich Sicherheit und wasserchemischer Belastung, Einbringen der Proben in den Partwitzer See unter Gewährleistung einer möglichst konstanten Wasserwechselzone (schwimmende Aufhängung erforderlich, um bei schwankender Wasserspiegelhöhe die Wasserwechselzone konstant einzuhalten)
  • Statische Berechnungen zu einem Koppelponton unterschiedlicher Ausführung mittels industrieller Halbzeuge
  • Herstellung einer Versuchsplattform aus Halbzeugen der Rohrindustrie
  • Qualitätsprüfung und Untersuchungen zu Nachbehandlungsmöglichkeiten und Lagerungsbedingungen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Numerische Simulation und Validierung des Bewegungsverhaltens von Pontons

  • Beschaffung und Installation von Software sowie Validierung zur Bestimmung des Last- und Bewegungsverhaltens von Schwimmkörpern unter Wasserwellenbeeinflussung
  • Numerische Simulation des Bewegungsverhaltens von Schwimmkörpern unter Wasserwellenbeeinflussung
  • Einfahren einer breiten wasserbaulichen Versuchsrinne zur Untersuchung schwimmender Objekte und deren Verbindungsmittel unter Wasserwellenbelastung
  • Einbringen von Pontons auf der Basis modularer dünnwandiger Betonelemente in eine "breite wasserbauliche Versuchsrinne" für den Test von Verbindungselementen
  • Erste Testversuche in einer wasserbaulichen Versuchsrinne
  • Erste Strömungsmessungen sowie Durchflussbestimmungen parallel zum Bewegungsverhalten verschiedener  Pontonelemente
  • Ergänzung der numerischen Simulation zum Bewegungsverhalten von Schwimmkörpern unterschiedlicher Ausführung zur Ermittlung der Reaktion von Material und Konstruktion bei Wasserwellenangriff mit Hilfe neuer Software
  • Herstellung und Untersuchung von Verbindungstechniken für eine Versuchsplattform aus Halbzeugen der Rohrindustrie und Anpassung einer wasserbaulichen Versuchsrinne an die Erfordernisse längerer Wasserwellenbelastungen

 

Aktuelle Arbeiten


Abb. 11: Vergleich der mittels der Software CLIMT und TRNSYS (Modell ECHM) berechneten rel. Luftfeuchten am Jahresbeginn

Abb.12 Darstellung der Luftgeschwindigkeit durch Druckausgleich in den Pontonelementen beim Durchlaufen einer Wasserwelle

 

messtechnische Bestimmung hygrothermischer Kennwerte

  • Vergleich unterschiedlicher Berechnungsergebnisse von Software unterschiedlicher Hersteller für den Verlauf der Raumluftfeuchten unter Vorgabe der zunächst ausgewiesenen, gemeinsamen
  • Das messtechnische Erfassen von Lufttemperaturen und -feuchten in einem Stahl-Pontonelement unter Nutzungsbedingungen am Geierswalder See ist fortgesetzt worden. Die Gesamtauswertung liegt noch nicht vor.

 

Numerische Simulation und Validierung des Bewegungsverhaltens von Pontons

  • Fortsetzung der Untersuchungen zum Dämpfungsverhalten der Pontonelemente aus industriellen Halbfabrikaten
  • Strömungsmessungen sowie Durchflussbestimmungen parallel zum Bewegungsverhalten verschiedener Nach Übereinstimmung der Simulationsergebnisse mit experimentellen Daten werden weitere Variantenanalysen durchgeführt.

Nächste Schritte


 

 

Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Stopp
Telefon 0355 5818-812
horst.stopp(at)hs-lausitz.de
horst.stopp(at)-tu.de

http://www.hs-lausitz.de/versorgungstechnik/ueber-uns/mitarbeiter/professoren/stopp/zur-person.html

Dr.-Ing. Peter Strangfeld
Telefon  0355 5818-631
peter.strangfeld(at)b-tu.de

 

Kontakt Platz der Deutschen Einheit 1
03046 Cottbus

http://www.hs-lausitz.de/fakultaet8/lehrgebiete/bauphysik.html