ENERGIEBILANZIERUNG & SIMULATION BUILDING PERFORMANCE Inhaltsverzeichnis
ENERGIEAUSWEIS NICHTWOHNGEBÄUDE
01-04
SIMULATION BUILDING PERFORMANCE
05-06
SIMULATION BUILDING PERFORMANCE
07-08
FORSCHUNGSWERKSTATT BMW I München THEMA: ENERGIEBILANZIERUNG UND VERWENDUNG ABWÄRME [2019] a + p Architekten Kellner - Krämer Partnerscha mbB Betreuer: Bernd Krämer Bearbeiter/-in: Adriano Frasca, Jingyi Xiao
TRNSYS THEMA: MODELLIERUNG DYNAMISCHER SYSTEME [WS2016/17] TUM Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Betreuer: Klaus Mindrup Gruppenmitglieder: Jingyi Xiao, Zhiang Zhang
LADYBUG & HONEYBEE THEMA: ADVANCED MODELING [SS2017] TUM Prof. Dipl.-Ing. Thomas Auer Betreuer: Ata Chokhachian Jingyi Xiao
INTERDISZIPLINÄRE PROJEKTE Inhaltsverzeichnis
BIM
09-16
INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT 2016
17-26
CLIMBING TOWER I München THEMA: NEW CLIMBING HALL BASED ON BUILDING INFORMATION MODELING [WS2016/17] TUM Prof. Dr.-Ing. André Borrmann, Prof. Dr.-Ing. Werner Lang, Prof. Dr.-Ing. Frank Petzold Betreuer: Katrin Jahr, Hua Shan, Benedict Rechenberg Jingyi Xiao, Zhiang Zhang, Zhiling Meng
COMPACT CITY - CONNECTEDNESS I München THEMA: URBANES LEBEN 2080 [SS2016] TUM Prof. Dr.-Ing. Werner Lang Betreuer: Isabell Nemeth, Chris ne Röger, Jochen Stopper, Manuel Lindauer Gruppenmitglieder: Daniel Spiekermann, Jingyi Xiao, Manuel Göltner, Sebas an Kronschnabl, Yiqi Hu
KLIMAGERECHTES BAUEN Inhaltsverzeichnis
ÖKO - GEBÄUDE
27-32
CLIMATE DESIGN
33-40
TEEHAUS IM BERG I Changsha THEMA: ENTWURF DES KLEINEN ÖFFENTLICHEN GEBÄUDES [WS2010/11] University Hunan Prof. Deng Guang, Prof. Li Xu Jingyi Xiao
NEW KAMPUNG HOUSE I Singapore THEMA: ADAPTIVE BUILDING CONCEPT - HIGH TECH RESEARCH STATION [WS2015/16] TUM Prof. Dipl.-Ing. Thomas Auer Gruppenmitglieder: Diego Buonanno, Jingyi Xiao, Ma a Gennari, Sana Javaid, Zhiang Zhang
Zonierung Erdgeschoss
0 18 ; Bes p re ch un g 1 7,2 2 m ²/68 ,9 0 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 20 ; WC -R au m 5 ,39 m²/2 1,5 5 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 24 ; Bes p re ch u ng 1 7,2 3 m ²/68 ,9 1 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 08 /01 5 ; WC -Ra u m 3 4,9 5 m ²/13 9 ,82 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 14 ; Hi l fe 1 9,5 0 m ²/77 ,9 9 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 02 ; Sem i na r 5 3,0 2 m ²/21 2 ,07 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 40 ; WC -R au m
0 16 ; GVT 2 1,9 3 m ²/87 ,7 0 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
3 0,8 6 m ²/12 3 ,42 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 21 ; Putz mi ttel 5 ,31 m²/2 1,2 5 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 04 ; Sem i na r 6 7,6 5 m ²/27 0 ,62 m³ b eh e iz t 2 0 °C 0 05 ; Sem i na r 8 1,0 7 m ²/32 4 ,28 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 25 ; Gro ßra u mb ür o 2 64 ,72 m ²/1 05 8,8 7 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 33 ; Sna c k 6 4,6 8 m ²/25 8 ,70 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 35 ; Gro ßra u mb ür o 2 71 ,36 m ²/1 08 5 ,4 5 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 19 ; Per si l ra um 9 ,3 8 m²/3 7,5 0 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 13 ; Stu h l la g e r 2 2,1 1 m ²/88 ,4 2 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 70 ; ELT 4 ,57 m²/1 8,2 8 m ³ b eh e iz t 1 5 °C 0 10 ; Si ch er he i tsz e ntra l e 1 3,1 0 m ²/52 ,4 1 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 68 ; La g e r/Kop i e rer 8 ,4 9 m²/3 3,9 7 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 65 ; Aufz ug 7 ,40 m²/2 9,6 1 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 48 ; ELT 6 ,54 m²/2 6,1 6 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 12 ; TR 1 8 8,2 4 m ²/35 2 ,97 m³ b eh e iz t 1 5 °C
0 01 a ; Fo ye r 4 0,9 8 m ²/15 4 ,33 m³ b eh e iz t 1 5 °C
1 04 ; Putz er 2 ,0 0 m²/8 ,02 m³ b eh e iz t 1 5 °C
0 97 ; BM A 4 ,00 m²/1 6,0 0 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
0 87 ; WC-R au m 2 ,00 m²/8 ,02 m³ b eh e iz t 2 0 °C 1 06 ; Um kl ei d er au m 2 ,17 m²/8 ,68 m³ b eh e iz t 2 4 °C
0 85 .2; L ag e r 5 ,30 m²/2 1,1 9 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 85 .1; L e er g ut/ Wer ts to f 8 ,57 m²/3 4,2 7 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
0 45 ; TR 2 7 5,8 4 m ²/30 3 ,37 m³ b eh e iz t 1 5 °C
0 01 ; Foy er 1 62 ,94 m ²/62 3 ,10 m³ b eh e iz t 1 5 °C
0 89 ; Vor be re i tu n g 1 1,2 1 m ²/44 ,8 3 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
1 10 ; Sho p 3 8,4 1 m ²/15 3 ,64 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 93 ; Pos tra um 1 0,1 9 m ²/40 ,7 5 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 78 ; A uto ma ten s ta ti on 1 3,4 9 m ²/53 ,9 6 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 80 ; Soz i al r au m 4 9,3 7 m ²/19 7 ,48 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 86 ; Ra uc h er 1 0,3 9 m ²/41 ,5 7 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 90 ; Um kl ei d er au m 1 8,5 2 m ²/74 ,0 9 m ³ b eh e iz t 2 4 °C
0 88 ; Lo c ker 2 1,3 9 m ²/85 ,5 8 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
0 73 / 07 9 ; WC -Ra u m 2 2,8 2 m ²/91 ,2 8 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
0 92 ; Um kl ei d er au m 1 8,5 2 m ²/74 ,0 9 m ³ b eh e iz t 2 4 °C
2 56 ; Batte ri er au m 6 ,1 2 m²/2 4,4 8 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
1 00 ; GVT
0 96 ; Mu l ti fu n kti on 3 3,6 2 m ²/13 4 ,48 m³ b eh e iz t 2 0 °C
0 98 ; Mo b i lf u n k 1 0,1 0 m ²/40 ,3 8 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
2 0,2 6 m ²/81 ,0 5 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
1 02 ; Um pa c kzo n e 8 ,0 9 m²/3 2,3 7 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
2 54 ; HAR 9 ,80 m²/3 9,2 2 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
2 52 ; Ha us te ch n ik 4 7,8 5 m ²/19 1 ,40 m³ u nb e he i zt 1 0 °C
0 72 ; Flu r 6 3,9 3 m ²/25 5 ,71 m³ b eh e iz t 1 5 °C
0 71 ; Fl ur 1 4,1 1 m ²/56 ,4 5 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
2 20 ; Sc h wer pu n ktsta ti o n 8 6,6 6 m ²/34 6 ,63 m³ u nb e he i zt 1 0 °C
2 26 ; ELT 1 2,7 8 m ²/51 ,1 0 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
2 24 ; M it te ls p an n un g 2 4,6 7 m ²/98 ,6 8 m ³ u nb e he i zt 1 0 °C
2 18 ; Fl ur
0 77 ; Fl ur 5 6,3 9 m ²/22 5 ,55 m³ b eh e iz t 1 5 °C
7 1,6 4 m ²/28 6 ,56 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 50 /31 6 ; Fl u r 8 9,3 4 m ²/35 7 ,35 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 08 ; Abfa l l a g e r 4 6,0 2 m ²/18 4 ,07 m³ b eh e iz t 1 5 °C 2 30 ; Ko mp re ss o r Dr uc kl u ft 4 2,1 8 m ²/16 8 ,73 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 75 ; EVT 2 5,3 6 m ²/10 1 ,43 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 80 ; Flu r 2 5,4 4 m ²/10 1 ,75 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 88 ; L ag e r Ver bra u ch s ma ter ia l 4 6,3 7 m ²/18 5 ,49 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 33 ; M u lt i fun kti o ns fl äc h e 1 91 ,27 m ²/7 65 ,08 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 96 ; Tro c kn er Bes c hi c hte n 1 54 ,59 m ²/6 18 ,35 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 82 ; La g e r TGM 4 2,9 5 m ²/17 1 ,79 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 17 ; Tro c kn er Ze l l mo nta g e 1 01 ,61 m ²/4 06 ,43 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 05 ; La g e r 6 3,5 5 m ²/25 4 ,18 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 12 ; Zel l l ag er 8 3,5 0 m ²/33 3 ,99 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 84 ; FM R e in i g u ng s ma s ch i ne 2 3,2 3 m ²/92 ,9 4 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
2 89 ; WC -R au m 2 6,7 7 m ²/10 7 ,07 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 46 /34 0 ; Fl u r 1 18 ,25 m ²/4 73 ,01 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 33 ; Flu r 6 3,1 0 m ²/25 2 ,39 m³ b eh e iz t 1 5 °C
2 77 ; Tro ch en ra u m 5 65 ,74 m ²/2 26 2 ,9 8 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
THEMA: ENERGIEBILANZIERUNG UND VERWENDUNG ABWÄRME Energiekonzept, EnEV-Ausweis orien erte Energiebilanzierung, Verwendung erneuerbarer Energien
3 89 ; Zel l l ag er 7 9,3 4 m ²/31 7 ,36 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 09 ; Anl i e fe ru n g 6 2,2 8 m ²/24 9 ,11 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 46 ; Fl ur 3 1,9 8 m ²/12 7 ,93 m³ b eh e iz t 1 5 °C
3 44 ; Zel l for mi e ru ng 2 47 ,83 m ²/9 91 ,32 m³ b eh e iz t 2 0 °C
3 06 ; Tro c kn er Ze l l mo nta g e 1 97 ,83 m ²/79 1 ,31 m³ b eh e iz t 2 0 °C
3 20 ; Bür o An l ie fe run g 9 ,89 m²/3 9,5 4 m ³ b eh e iz t 2 0 °C 2 38 ; Flu r 3 08 ,67 m ²/1 18 0,8 4 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
3 80 ; M as ch i n en ra um 1 5,6 2 m ²/62 ,5 0 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
3 24 ; Bes c hi c hte n An o de 1 93 ,31 m² /7 3 1,3 8 m ³
3 26 ; Be s ch i c hte n Kath od e 1 83 ,80 m ²/6 95 ,42 m³
b eh e iz t 2 0 °C
b eh e iz t 2 0 °C
3 50 ; Aufz ug 1 2,5 9 m ²/50 ,3 6 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
3 91 ; Le i twar te 1 6,2 2 m ²/64 ,8 8 m ³ b eh e iz t 2 0 °C 3 30 ; Um kl ei d er au m 2 6,7 6 m ²/10 7 ,06 m³ b eh e iz t 2 4 °C
3 49 ; TR 3 2 2,4 3 m ²/89 ,7 1 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
4 05 ; Rü stra u m 4 6,1 3 m ²/18 4 ,54 m³ b eh e iz t 2 0 °C
3 60 ; Sch l eu s e 7 ,17 m²/2 8,6 8 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
2 41 ; Re i ni g u ng s ra u m 4 2,9 1 m ²/38 6 ,21 m³ b eh e iz t 2 0 °C
2 25 ; La g e r 1 31 ,58 m ²/1 18 4 ,2 1 m ³ b eh e iz t 1 5 °C
3 70 ; Zykl i si e ru ng 1 02 1 ,4 2 m² /91 92 ,8 3 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
2 81 ; K al a nd e r/Sch n ei d en t 2 08 ,61 m ²/1 87 7 ,5 0 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
2 67 ; M is c he n K ath od e 1 25 ,79 m ²/1 13 2 ,1 2 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
2 39 ; Mi s c he n A no de 1 24 ,21 m ²/1 11 7 ,9 4 m ³ b eh e iz t 2 0 °C
a + p Architekten Kellner - Krämer Partnerscha mbB Betreuer: Bernd Krämer 2019 Bearbeiter/-in: Adriano Frasca, Jingyi Xiao
Zonierung Obergeschoss
B espr ec hung B espr ec hung
B espr ec hung
WC - R aum
B ür or aum 01 7
Legende für Räume/Zonen
G r oß r aum bü ro
G r oß r aum bü ro
S nack
G r oß r aum bü ro
F lur
Großraumbüro (K)
E LT
La ger / kopi er er
E LT A uf zug
WC und Sanitärräume in Nichtwohngebäuden
S nack
T R2
Allgemeine Angaben zum Gebäude Baujahr: 2017 Baujahr Wärmeerzeugung: 2018 Baujahr Klimaanlage: 2017 Gebäudeart: Nicht-Wohngebäude Gebäudetyp: Neubau Ne ogrundfläche ANGF: 11554 m² Nutzfläche (0,32 Ve) AN: 21309 m² Hüllfläche A: 19251 m² Volumen (automa sch aus Zonen-Ne ovolumen) Ve: 66591 m³ Lu volumen V: 53273 m³ Vollgeschosse n: 2 Geschosshöhe h: 4,00 m
T R1
Verkehrsfläche Gruppenbüro
D usch ra um
E LT
T est st of f
B et ir ebs r at
B ür o I G M
B ür oA rc hiv T G M
B ür o TG M
P ause T G M
Loc ker
E VT
B ür or aum
B ür or aum
E VT
U m kle ider a um
Lager/ Technik (K)
H aust ec hni k 2
F lur
F lur
F lur
F lur
Labor
P ro benv or ver ei tu ng U m kle ide ra um
Lei t wa rt e
X RD
A ppar at i ve 1
A ppar at i ve 2
Lager/ Technik (L)
T her m oa baly se
R üst r aum / Lag er
A buse c ent er
Z ell f er ti gun g M ini
Z ell f er ti gun g M ini
T ro cker a um
F lur
F lur F lur
Z ell f er ti gun g M ini
Z ykl isi er ung M i ni 1
Z ykl isi er ung M i ni 2
F lur
M ec h. P r üf ung
S ynt hes ela bor
R EM - R aum
P ulv er labo r
M i kr osko pie
Labor (InWä) Besprechung/Sitzungszimmer/Seminar (K)
M et al log ra phi e
A nla get ech nik
F lur
Sonstige Aufenthaltsräume (K)
F lur
UV
Z ell bef un dung
Lager/ Technik
Z ell bef un dung
T R3
R öt gen
A RC
W C- R aum
E - Labor
We r kst at t
Z yk M in i
UV
Z ykl isi er ung M i ni 4
Z ykl isi er ung M i ni3
F läc he
Sonstige Aufenthaltsräume
A uf zug B ür or aum 06 5
B esch icht e n An ode ob en
Sonstige Aufenthaltsräume (L)
B esch ich te n Ka th ode ob en
Labor (K)
R ein igun gsr aum
Lag er
F lur obe n
F lur obe n M is chen K at ho de
M i schen Ano de
Z ykl isi er ung K ala nder / S chne iden t
Lager/ Technik (K) (L) Zyklisierung
Energe sche Qualität der therminschen Gebäudehülle
Erdgeschoss
Obergeschoss
Dach
U-Wert Ermi lung - opake Bauteile
Außenwand Büro s(cm) innen-außen 1. Putzmörtel 1,50 2. Beton armiert mit 2% Stahl 25,00 3. Mineral. und pflanzl. Faserdämmstoff 18,00 4. schwach belü ete Lu schicht (ver kal) 9,00 5. Vorhangschale: Blechfassade, Metall-UK 3,00
(W/mk) 0,700 2,500 0,035 1,000 100,000
Außenwand Labor s(cm) innen-außen 1. Aluminiumlegierung 0,88 2. Mineral. und pflanzl. Faserdämmstoff 14,00 3. Mineral. und pflanzl. Faserdämmstoff 4,0 4. ruhende Lu schicht (ver kal) 9,00 5. Vorhangschale: Blechfassade, Metall-UK 3,00
(W/mk) 160,000 0,035 0,040 0,500 100,000
Dach Büro innen-außen 1. Beton armiert mit 2% Stahl 2. Mineral. und pflanzl. Faserdämmstoff 3. Bitumendachbahn 4. Gründach
s(cm)
(W/mk)
32,00 24,00 0,100 14,00
2,500 0,040 0,170 100,000
Dach Labor innen-außen 1. Aluminiumlegierung 2. Mineral. und pflanzl. Faserdämmstoff 3. Bitumendachbahn 4. Gründach
s(cm)
(W/mk)
0,300 20,00 0,100 14,00
160,000 0,038 0,170 100,000
Versorgungsschema: Heizung, Kühlung, Lü ung, Beleuchtung
Klima sierung der Räume
Energiekonzept der Nutzung Abmärme für Raumheizung
• Heizung • Heizung + Kühlung • Heizung + mech. Lü ung • Heizung + Kühlung + mech. Lü ung
Im Projekt wird die Abwärme als Ersatzmaßnahme gem. EEWärmeG genutzt. Die Abwärme stammt aus zwei Kältemaschinen für die Maschinenkühlung innerhalb des Gebäudes. Die genutzte Abwärme deckt im Regelfall ca. 73% des Wärme- Kältebedarfs des Gebäudes ab. (Die von BMW selbst betriebenen Anlagen, z.B. die Kältemaschinen für die Maschinenkühlung und die Lü ungsanlagen für Sonderablu im Labor, werden nicht in der Bilanz berücksich gt.)
Heizung Büro- und Laborräumen - 2 x Brennwertkessel, Erdgas als Energieträger - Abwärme von Abkühlung der Maschinen als Wärmequelle für die Heizregister in RLT-Anlagen - Wärmerückgewinnung der RLT-Anlage mi els des Kreislaufverbundsystems (KVS) - Heizkörper in Büro- und Laborräumen, Deckenstrahlpla e in Laborräume mit großer Raumhöhe und Heizung durch Zulu Kühlung Büroräume - Kompressionskältemaschine mit einem Pufferspeicher, Strommix als Energieträger - Kühldecke in Büro-, Besprechung- und Aufenthaltsräumen und Kühlung durch Zulu und Umlu kühler in Laborräumen
Brennwertkessel Hoval UltraGas (250D-2300D)
Kompressionskältemaschine TRANE RTHD 425
Energiebilanz Gebäude
Endenergie Monatsbilanzierung Gebäude
Energieniveau und Qualität der thermischen Hülle
Der Primärenergiebedarf umfasst Heizung, Lü ung, Kühlung, Beleuchtung. Der Warmwasserbedarf ist nach Fachplaner sehr klein und wird nach DIN V 18599-10 vernachlässigt. Der Endenergiebedarf bei zentralen Lü ungsanlagen enthaltet den Stromenergiebedarf der Ven latoren, der Heiz- und Kühlregister. Unter der Annahme, dass genügend Abwärme vorhanden ist, wird im Modell die Wärmerückgewinnung der RLT-Anlagen nicht berücksich gt. Der Nutzenergiebedarf entsteht aus Heizungs- und Kühlungsenergiebedarf sowie Energiebedarf der Beleuchtung. Der Nutzenergiebedarf der Lü ung wird bei Wärmebedarf und Kältebedarf zugerechnet.
Zonierung und die untersuchten Zonen
Nutzprofile - Aktivität - Bekleidung - Zeitplan - Interne Wärme
Gebäudetechnik - Verschattung - Kunstlicht - Lüftung - Klimatiesierung
Gebäudehülle - Baukonstruktion - Wärmebrücken
90mm PVC Rahmen
Z1 Z2
Wohnzimmer Outside
Schlafzimmer
Inside
6 Low-E Verglasung 12 Luftschicht 6 Einfachglas (Outside-Inside)
THEMA: MODERLLIERUNG DYNAMISCHER SYSTEME Energieeinparungspotenzial und nutzerabhängige thermische Behaglichkeit einer Wohnung in Shanghai Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Betreuer: Klaus Mindrup Winter Semestre 2016/2017 Gruppenmitglieder: Jingyi Xiao Zhiang Zhang Gegenüberstellung der Grundvariante für Wohnzimmer (oben) und Schlafzimmer (unten)
Outside
Heizwärme- und Kühlbedarf im Wohnzimmer (oben) und Schlafzimmer (unten)
Cement render (10mm) Insulation/Polystyrene (110mm) Gasbeton_dampfg (240mm) Lime cement render (15mm) Inside (Outside-Inside)
Übersichtstabelle der Maßnahmen und abgebildeten Varianten mit den wesentlichen Modelländerungen gegenüber der Grundvariante Wie die Tabelle links zeigt, gibt es insgesamt acht Varianten aus unterschiedlichen Maßnahmen, die mit einem Kreuz gekennzeichnet werden. Die Änderungen 1 und 2 werden als Standardeinstellung in allen Varianten vorgenommen, wobei die Änderung 3 nur in Varianten mit der Fenstersanierung vorkommt. Die Bezeichnung der Variante, z.B. V1-AD110-Glas1-U0,4-g0,408, bedeutet, dass die Variante aus Außendämmung-Wand und Austausch der Fenster mit der Verglasung 1 besteht. Die acht Varianten können grundsätzlich in reinbauliche Maßnahmen (V1-V2), Varianten mit Fußbodenheizung (V3-V5) und Varianten mit Fußbodenheizung und Tagesabsenkung (V6-V8) unterteilt werden.
Ergebnisse der untersuchten Varianten
THEMA: ADVANCED MODELING Computer Lab Daylight Simula on Prof. Dipl.-Ing. Thomas Auer Betreuer: Ata Chokhachian
Daylight factor analysis (DF)
Annual daylight simulations (DA, CDA, sDA)
Code DGNB 2015 DF > 1,0% = slight DF > 1,5% = medium DF > 2,0% = very good
Code DGNB 2015 45% < CDA500 < 60% = slight 60% < CDA500 < 75% = medium 75% < CDA500 = very good
DIN 5034 >= 0,9 % in the middle of the room
Simula on results Average daylight factor: 1.7% (medium acc. to DGNB) 1.1%-1.3% in the middle of the room
Simula on results sDA: 32.57m² (29.8% area of the room) shows DA500>50% CDA: 57.5m² (52.7% area of the room) shows CAD500>60%
Annual daylight simulations (UDI)
Sommer Semestre 2017 Einzelarbeit
1 JAN 1:00 - 31 DEC 24:00 24 22 20 18 16 14 12 10 08 06 04 02 00
Sec on
Floor Plan
Occupancy schedule: 8am to 2 pm, Mon.-Fri., 1st Aug.-15th Sep. summer break
1 0
21st Mar, 10am
21st June, 10am
21st Sep, 10am
21st Dec, 10am
Best si ng orienta on: 30 Degree NE DGP: 0.035844, impercep ble glare
Best si ng orienta on: 30 Degree NE DGP: 0.166500, impercep ble glare
Best si ng orienta on: 30 Degree NE DGP: 0.0134375, impercep ble glare
Best si ng orienta on: 30 Degree NE DGP: 0.005646, impercep ble glare
21st Mar @ 10am
21st Jun @ 10am
21st Sep @ 10am
21st Dec @ 10am
BIM
CLIMBING TOWER I München
NEW CLIMBING HALL BASED ON BUILDING INFORMATION MODELING Prof. Dr.-Ing. André Borrmann, Prof. Dr.-Ing. Werner Lang, Prof. Dr.-Ing. Frank Petzold Betreuer: Katrin Jahr, Hua Shan, Benedict Rechenberg Winter Semester 2016/2017 Group members: Jingyi Xiao Zhiang Zhang Zhiling Meng
SITE
50m 50m
The whole project is realized in Autodesk Revit via an interdisciplinary collabora on. Our team consists of an architect, a structure engineer and a MEP engineer. Data exchanges are carried out at BIM pla orm - Autodesk Collaboration for A360 - and with BIM tools, e.g. Revit, Dynamo, Green Building Studio, Sofis k, etc.
In order to meet growing demand on the increasingly popular climbing sport, a new climbing hall is to be built in the Zentraler Hochschulsport (ZHS) site. Currently, there is already an open air climbing tower on the site. The lot dimension is 50m by 50m, a maximal allowed development is 50% of the original area, which equals an area of 1250m². The maximal height of building is limited to 25m.
We developed our own project template in Revit 2016, which contains all the family types and view templates we need in the design process. In order to incorporate a broad range of knowledge into the design, four worksets are set in the central model, where each discipline can work with the local model in its own workset without interfering others. After synchronizing with the central models, modifications will be updated, which guarantees the newest version and therefore avoids misunderstandings among different disciplines.
Concept Volume
Func onal Zones
1 Office & MEP Change rooms Café Small climbing room
2
Bouldering room
2
Climbing tower
Daylight in the tower
1
N
Site Plan
N
Ground Floor Plan
Corridor
Climbing Hall
Bouldering Zone
Sec on 1 1:400
Sec on 2 1:400
Structure
Load-bearing Structure (simplified)
- Concrete shearing wall + Concrete column (300*300) - Steel frame structure (Steel truss IPE 300/240/80)
Dynamo - Revit
Structural Analy cal Model in Sofis k
Energy Concept Sommer
Energy Concept Winter inflow air duct outflow air duct
ventilation system with heat recovery
Daylight Factor Analysis Before
surface heating
underground duct
Air Ducts and Water Pipes (Hea ng System) Daylight Factor on Level 0m, 3.5m, 5m - Before
HVAC system - high efficient heat pump A er
Daylight Factor on Level 0m, 3.5m, 5m - A er
- insulated water pipes - radiators and hea ng panels - air handling box with heat recovery - underground air duct
Energy Saving Poten al of Different Varia ons
Monthly Cooling Load In order to accomplish a sustainable energy design, various building envelopes and different building service systems are to be compared in Green Building Studio. A benchmark from ASHRAE has been set for evalua ng the building performace.
Monthly Hea ng Load
Op miza on of South Facade
Energy Saving Poten al
The biggest poten al for energy saving consists in the high-efficient energy supplier - heat pump. The sun shading devices for south windows have much less posi ve affects on energy consump on. While the exis ng building orienata on is already the best. In comparison with the construc ons before, annual energy demands for the biological insula on and construc on are increased by 2 %. This is because that the heat conduc vity of biological materials are normally larger than the others.
INTERDISZIPLINÄRES PROJEKT
COMPACT CITY - CONNECTEDNESS I München
THEMA: URBANES LEBEN 2080 Prof. Dr.-Ing. Werner Lang Betreuer: Isabell Nemeth, Chris ne Röger, Jochen Stopper, Manuel Lindauer Sommer Semester 2016 Gruppenmitglieder: Daniel Spiekermann Jingyi Xiao Manuel Göltner Sebas an Kronschnabl Yiqi Hu
Lage des Quar ers
Entwicklung der Bevölkerung des Quar ers
Energieverbindung
Quartier
Städische Strategien
Mobilität - Bestand
Mobilität - Umgestaltung
Freiraum - Bestand
Freiraum - Umgestaltung
Grundflächenzahl - Bestand
d
Grundflächenzahl - Nachverdichtung
Vision der Compact City
Masterplan
Mischung der
Teilbereich 1b
Verbindung N0 Ausgewählte Gebäude
N3 B/N1
N6 B/N3
B/N4
N2
N4
N1 B/N2
Umbau der Straße
N0-N6 Neubau
B0
Ak vitätszentrum
B/N6 N5 B/N5
B/N1-B/N6 Bestandgebäude und Neubau(Aufstockung) B0 Bestandgebäude
Karl Preis Platz
Nutzungen
Rendering des nachverdichteten Wohnungsblocks
Lü ungskonzept im Sommer
Anlage
Lü ungskonzept im Winter
Bewegliche PV-Sonnenschutzpla e
Fensterlü ungsgeräte
Wärmeversorgung 2020
Wärmeversorgung 2040
Kälteversorgung 2040
Bauteilaufbauten thermische Hülle
Bestand Ist-Zustand
saniert
Aussenwand U-Wert: 1,43 W/(m²K) - Mauerwerkswand -
U-Wert: 0,22 W/(m²K) - Anbringen von Außendämmung und Fassdenbekleidung-
von innen nach außen - Innenputz 10 mm - Hochlochziegel 240 mm - Außenputz 15 mm 10
240 265
15
von innen nach außen - Innenputz (Best.) 10 mm - Hochlochziegel (Best.) 240 mm - Holzfaserdämmung 120 mm - GK-Platte 18 mm - Hinterlüftung, Holz-UK 38mm - Holzdeckelschalung 24mm
10
38 120 18
240 426
Dach U-Wert: 2,48 W/(m²K) - Holzsparrendach von innen nach außen - Holzsparren 160 mm - Holzschalung 20 mm - Lattung 40 mm - Dachziegel
Fenster U-Wert: 5 W/(m²K) - Holzfenster Einscheibenverglasung -
U-Wert: 0,1 W/(m²K) - Abbruch Dachstuhl -neues Dach durch Aufstockungvon innen nach außen - Furniersperrholz 18 mm - OSB Platte 15 mm - Hohlkastendecke BSH 242 mm - Zellulosedämmung Gefach - Dichtbahn - Perimeterdämmung 240 mm - Substratschicht
U-Wert: 0,9 W/(m²K) - Holz-Alu-Fenster 3-Scheiben-Iso-
150 40
240 705
275
24
Bauteilaufbauten thermische Hülle
Energiebedarf
Aussenwand
Bestand Energiebedarf im Betrieb Einheit: kWh/m²a Heizwärmebedarf 188 Primärenergiebedarf 271
Neubau/saniert Energiebedarf im Betrieb Einheit: kWh/m²a Heizwärmebedarf 72 Primärenergiebedarf 9
Technikkomponenten Heizung Erzeugsystem: Standard-Gas-Heizkessel Übergabsystem: Radiatoren (70°C/55°C)
Technikkomponenten Heizung Erzeugssystem: Fernwärme fp=0,11 Übergabsystem: Ven latorkonvektor (70°C /55°C)
Warmwasser Erzeugsystem: Standard-Gas-Heizkessel, zentrale Verteilung mit Zirkula on
Warmwasser Erzeugsystem:Fernwärme zentrale Verteilung mit Zirkula on
Holzrahmenwand
U-Wert: 0,14 W/(m²K) von innen nach außen - 2xGK 12,5 mm - Dampfbremse - Holzrahmen, Zellulosedämmung 160 mm - Holzfaserdämmung 120 mm - GK 18mm - Hinterlüftung, Holz-UK 38mm - Deckelschalung 24 mm 25
38 120 18
160 364
Dach
intensiv begrüntes Flachdach
U-Wert: 0,1 W/(m²K) von innen nach außen - Furniersperrholz 18 mm - OSB Platte 15 mm - Hohlkastendecke BSH 242 mm - Zellulosedämmung Gefach - Dichtbahn - Perimeterdämmung 240 mm - Substratschicht
Fenster U-Wert: 0,9 W/(m²K)
Holz-Alu-Fenster, 3-Scheiben--Iso
150
24
Lü ung keine Energiegewinnung am Gebäude
Lü ung Fensterlü ung(dezentral) mit 80% WRG Energiegewinnung am Gebäude
PV-Anlage (Monokristallines Silizium) Süd, 300 m², 30°, Ppk = 40,5 kW
PV-Anlage (Monokristallines Silizium) süd, 160m², 60°, Ppk=21,6kW
Baukosten Sanierung Baukosten bru o 99 €/m² BGF
Kosten Baukosten bru o 1.085Euro/m² BGF
40
240 705
275
Rohstoffverteilung (kg/m²)
Außenwanf Bestand
Life Cycle Analyse
Tragwerk Bestand
Innenausbau Bestand
Primärenergieinhalt Bestand
Primärenergieinhalt Aufstockung
Aufstockung
Tragwerk Aufstockung
Innenausbau Aufstockung
Global Warming Poten al Neubau
ÖKO - GEBÄUDE
TEEHAUS IM BERG I Changsha
ENTWURF DES KLEINEN ÖFFENTLICHEN GEBÄUDES Prof. Deng Guang, Prof. Li Xu Winter Semester 2010/2011 Arbeitsweise: Einzelarbeit Jingyi Xiao
Detail A
Detail B
B
A
CLIMATE DESIGN
NEW KAMPUNG HOUSE I Singapore
ADAPTIVE BUILDING CONCEPT : HIGH TECH RESEARCH STATION Prof. Thomas Auer Betreuer: Philipp Vohlidka, Chris ne Ze elmeier Winter Semestre 2015/2016 Group members: Diego Buonanno Jingyi Xiao Ma a Gennari Sana Javaid Zhiang Zhang
Loca on
Comfort Zone
Wind
Fig 1 – Loca on of Singapore
Fig 2 – Comfort zone according to DIN 1946 in h,x- Diagram with climate data in Singapore
Fig 3 – Wind rose map in Singapore
Garden city Singapore, o en referred to as the Garden city, is a global city in Southeast Asia and the world’s only island city-state. It lies one degree (137 km) north of the equator, at the southernmost tip of continental Asia. Its greening policy has covered the densely populated island with tropical flora, parks and gardens.
Rigorous Comfort Zone According to the technical standardiza on in Germany is the climate in Singapore totally out of the comfortable zone. It locates at the southernmost p of con nental Asia and represents the typical tropical rainforest climate, which is characterised with indis ct seasons, uniform high temperature and humidity.
High wind speed - 2.01m/s (average) In winter wind comes usually from Northeast, more than 1000 hours, and the speed is faster than 3.5 m/s in about 600 hours. In summer the wind comes mostly from south, with 300 hours blowing faster than 3.5 m/s, there is poten al to compensate the high temperature in sommer.
Solar Radia on
Temperature
Humidity
Fig 4 – Hourly varia on of sunshine hours for each month, data from Changi Climate Sta on
Fig 5 – Hourly varia on of temperature for each month (1982-2015), data from Changi Climate Sta on
Fig 6 – Hourly varia on of rela ve humidity for each month (1982-2015), data from Changi Cli-mate Sta on
Direct Solar radia on They average from four to five hours during the we est months to eight to nine hours during the drier periods. Solar radia on is about 140 kWh/(m²*month), to 1620 kWh/(m²*year). It´s uniform all year, so even in the winter (Dec. and Feb.) the solar ra-dia on is 139 and 150 kWh/m².
Uniform high temperature Temperature ranges from 22 to 35 °C, 95 % of the temperature are over 26 °C (according to IWEC 2.0), yearly mean temperature is more then 27.7 °C. April and May are the ho est months. Temperature difference in day and night can be neglected. See water temperature: 27.6 – 32.2°C, Mean 29.7°C
High humidity Rela ve humidity shows a fairly uniform pa ern throughout the year and does not vary much from month to month. Its daily varia on is marked, because temperatures during the day me is different. The mean annual rela ve humidity is 84.0%, with the absolute humidity mostly higher than 11.5 g/kg.
Required Average Indoor Air Velocity Over Year
Maximal Indoor Air Velocity November: 0.7 m/s July: 1.2 m/s
(Source: Applying Natural Ven la on for Thermal Comfort in Residen al Buildings in Singapore, Wang Liping and Wong Nyuk Hien, Department of Building, Na onal University of Singapore)
Calcula on of Indoor Air Velocity
As it is shown above, ven la on strategy should be taken into considera on, which is one of the significant characteris cs of the tradi onal buildings. The building is placed along the north and south axis for catching wind in summer as well as in winter.
Wind-adap ve Form (Sec on)
The shape of the building envelop is formed according to the Venturi Effect. The design adapts to ameliorate the indoor comfort condi ons by an aerodynamic form which not only speeds up the wind but provides shade. The con nuous wind flow through the living area keeps it cool.
Frequency of Wind Speed
There are 154 hours (20%) in the typical year when there is no wind. During these hours, thermal comfort should be achieved by other strategies.
Ground Floor Plan Working Mode
Ground Floor Plan Sleeping Mode
South Eleva on (le ) East Eleva on (right)
Dehumidifica on is another v er y ef fec t i ve m e t h od to ke ep a com for tab l e indoor environment in the extremely humid and hot tropical climate. In this project we use the hydrogel balls which are embedded in the area between two tiers of roof to absorb the humidity from the living area.
GROWTH AND EVAPORATION CYCLE
T h e c a v i t y o f t h e t wo tiers of roof facilitates the wind flow, wh ich helps dehumidify the hydrogel balls in combination with sunlight that filters through the outer roof.
GROWTH AND EVAPORATION CYCLE
In the days when there is no natural wind flow, a turbine that is coupled m ec h a n ic a ll y w i t h t h e indoor fans facilitates the forced ven la on and help to dehumidify the hydrogel balls.
The exterior Facade is made of a special plas c that is en rely bio based. It is suitable for 3D Prin ng and can be shredded and reused in the print cycle. On the Facade there are holes with different dimensions, which is the result a er the calcula on of the angle between the loca on of those holes and the sunlight direc on during the ho est period in Singapore.
Exterior layer Bio-based plas c Round windows Alluminio structure
There are some round windows which are created according to the direct sunlight in the most heat period of Singapore. The area of the holes was deceided by the angle between the direc on of sunlight and the normal direc on of the plane of each hole.
Direc on of the sunlight in May: Al tude Angle: 71.03 Azimuth Angle: -179.56
Wood is selected, due to its specific proper es, as the primary material indoors.
Interior layer Timber panels Glass with film V14 Ul ma Wooden blinds
UV Reduc on: 99.9% Heat Reduc on: 75% Glare Reduc on: 85% Fade Reduc on: 78%
When looking at energy-efficient windows, look for two key performance indicators: the U-factor and the solar heat gain co-efficient. The U-factor indicates a window’s overall insula ng value; the solar heat gain co-efficient measures how well a window deflects incoming solar heat. Blocking harmful UV radia on; Reducing glare; Drama cally cu ng hea ng buildup
32 celsius
37 celsius
The wooden blinds can always let the wind pass through the interlayer and stop insects fly into it.