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20 Jahre Betonkernaktivierung TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Praxiserfahrungen – Trends - Empfehlungen

Prof. Dr. Michael Günther Uponor GmbH

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„Fesch sammer!“

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Danke, Dieter!

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„Mir san mir, Florian!“

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Workshop aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie Workshops sind Veranstaltungen, bei denen sich kleinere Gruppen mit begrenzter Zeitdauer intensiv mit einem Thema auseinandersetzen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der gemeinsamen Arbeit an einem gemeinsamen Ziel.

Jedoch: 18.00 Uhr Bruderschaftstreffen

Gern dann wieder ab 23 Uhr am Kamin…

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ENERGIE

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W ende

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Umweltminister Altmaier im Gespräch:

„Die Energiewende könnte bis zu einer Billion Euro kosten!“ Die Energiewende hat eine solche Breite gewonnen, dass jede Veränderung viele Besitzstände bedroht. Im Vergleich zu einer Reform des EEG ist eine Gesundheitsreform ein Kinderspiel, weil man es dort nur mit den Beteiligten im Gesundheitswesen zu tun.

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Thesen 1. Im Mittelpunkt der Energiewende stehen Wind und Sonne. 2. Alle anderen Technologien sind entweder deutlich teurer, bzw. haben nur begrenzte Ausbaupotenziale (Wasser, Biomasse/Biogas, Geothermie) und/oder sind noch im Forschungsstadium (Wellenenergie, Osmose, etc.) 3. Wind und PV-Anlagen werden 2015 Vollkosten von 7 bis 10 ct/kWh haben – ein System aus Wind, PV und Backup-Kapazitäten liegt damit in der gleichen Größenordnung wie neue Gas- und Kohlekraftwerke 03 April 2013

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4. Kraft-Wärme-Kopplung und Biomasse müssen mittelfristig nach dem Strombedarf betrieben werden. 5. Lastmanagement und Speicher tragen zur Synchronisation bei. 6. Kleinteilige Flexibilitätsoptionen auf Haushaltsebene über Smart Meter zu aktivieren ist derzeit zu teuer.

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7. Übertragungsnetze reduzieren dadurch die Gesamtsystemkosten bei relativ geringen Investitionskosten. 8. Auch der Aus- und Umbau der Verteilnetze sind günstiger als lokale Speicher. 9. Neue Speichertechnologien werden erst ab einem Anteil von mehr als 70% Erneuerbare Energien erforderlich. 10. Lokale PV-Batterie-Systeme können sich – aufgrund von gesparten Abgaben und Steuern – schon früher betriebswirtschaftlich rechnen. 03 April 2013

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20 Jahre Betonkernaktivierung WOW oder WUFF

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WOW oder WUFF?

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WOW oder WUFF?

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WOW oder WUFF? (1)

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WOW oder WUFF? (5)

PETZOLD/TROGISCH 03 April 2013

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WOW oder WUFF? (6a)

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WOW oder WUFF? (6b)

Metallkassettenfassade

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Natursteinfassade

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WOW oder WUFF? (6c)

Quelle: Prof. Bollin (Offenburg)

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WOW oder WUFF? (7)

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WOW oder WUFF? (8)

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TABS Betriebserfahrungen Systemkonfiguration

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TABS – Systemkonfiguration Aus Fehlern lernen

Penthouse / Dachgeschoss Wohnungen Büros Läden

EIN SYSTEM?

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TABS - Systemkonfiguration Gewinn durch Investition in das Raumklima

summative thermische Behaglichkeit 03 April 2013

+3,0

+2,5

+2,0

+1,5

+1,0

+1,0

22,0°C

24,5°C

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-2,0

-1,5

-3,0

-2,5

Raumtemperaturen Heizperiode Kühlperiode ©Uponor

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TABS – Systemkonfiguration Regelfähigkeit vs. Speicherkapazität

Uponor Minitec

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Uponor Betonkernaktivierung (Decken und Sohlplatten) ©Uponor

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TABS – Systemkonfiguration Komfortklassen A – B – C (Preis - Leistung) TABS im Bauteil (DIN EN 15377) (Akustik-) Kühl- und Heizdecke (DIN 14240) Multifunktionaldecke mit Kühlsegel und RLT (Akustik-) Kühl- und Heizdecke (DIN 14240) TABS im Bauteil (DIN EN 15377)

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TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF

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TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF

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TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF Definition Aufenthaltsbereich nach DIN EN 12 792 Lüftung von Gebäuden - Symbole, Terminologie und graphische Symbole

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TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF

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TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF Contec ON TS

ZF Kühldecken

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TABS - Systemkonfiguration Hybriddecke (Zent-Frenger Energy Solutions)

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Heizwärmestromdichte bei ti = 20 °C

TABS - Systemkonfiguration Uponor Contec / Contec ON / ZF 80

FBH/FBK

W

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Contec+TS Contec ON HM

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Contec ON

20

Contec

0 20

40

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Kühlleistungsdichte bei ti = 26 °C

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Nichtwohngebäude Leichte Bauweise

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TABS im Leichtbau - Latentwärmespeicher Systemkonfiguration

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Latentwärmespeicher Material

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Latentwärmespeicher Funktion (Hysterese)

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Thermische Speicher Anwendungen Verkapselungen (mikro oder makro)

Verbundmaterial

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PCM Container

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Bauteile; passiv)

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Bauteile; passiv)

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Bauteile; passiv)

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher (Wohngebäude)

Komforttemperatur 24 °C

Sommerliche Raumtemperatur an einem heiteren Julitag (nach Glück (HLH Bd. 57(2006)) 03 April 2013

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Latentwärmespeicher PCM in Baumaterialien

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Latentwärmespeicher PCM in Baumaterialien

Amplitudendämpfung 2K

Vergleich der Performance der Anlage für eine Fußbodenheizung ohne und mit PCM im Schmelzbereich 24…26°C 03 April 2013

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Kühldecke; aktiv)

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Kühldecke; aktiv)

Uponor Zent-Frenger VARICOOL Velum mit PCM board

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Thermische Speicher PCM – Forschung und Entwicklung

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher –rechtssichere Planung?

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Wie wir künftig bauen müssen. Energieautarke Gebäude?

Mittlerweile wurden alleine in Deutschland über zweihundert Sonnenhäuser gebaut, welche 80 bis 100 Prozent ihres Wärmebedarfs mit der Solaranlage decken. Die Jenni Energietechnik AG hat eigenen Angaben zufolge die Mehrheit dieser Häuser mit Solarspeichern ausgestattet. Diese fassen in der Regel bis zu 40.000 Liter Wasser (!!) und speichern die von den Sonnenkollektoren gewonnene Wärme bis in den tiefen Winter hinein. Die Bewohner kommen somit ohne Öl, Gas oder Strom für eine Wärmepumpe aus. Sofern notwendig wird die fehlende Energie einzig noch mit einem Holzkaminofen erzeugt. 03 April 2013

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Wie wir künftig bauen müssen. Energieautarke Gebäude?

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Wie wir künftig bauen müssen. Energieautarke Gebäude?

TU Bergakademie Freiberg Diss. Al-Addous 03 April 2013

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Thermische Speicher Schmelzenthalpie (Schmelzwärme)

333 kJ/kg Schmelzwärme 03 April 2013

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TABS Betriebserfahrungen BOB Aachen – BOB Dresden

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BOB Aachen Investitionskosten

Baukosten der im Förderprogramm EnOB –EnBau errichteten Nichtwohngebäude im Vergleich zum Baukostenindex BKI (Kostengruppen 300 und 400) 03 April 2013

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BOB Aachen Investitionskosten Heizen/Kühlen WP vs. Heizen WP + Free Cooling

(%)

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BOB Aachen Thermische Behaglichkeit

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BOB Aachen Betriebskosten

BOB Aachen (VIKA Ing., Dr. Frohn; FH Köln) Geothermische Wärmepumpenanlage Betonkernaktivierung (TABS)

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BOB Aachen Investitions- und Betriebskosten Geothermische WPA zum Heizen und Kühlen Neubau

Amortisation nach 9 Jahren

Erneuerung nur Austausch der Wärmepumpen nach 15a Weiterbetreiben der Wärmequellenanlage

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BOB Dresden Thermische Behaglichkeit

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BOB Dresden Thermische Behaglichkeit

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TABS Betonfertigteile

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Thermisch aktive Betonfertigteile

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ZGM – Zell an der Mosel Uponor Contec ON in ABI Elementdecken

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ZGM – Zell an der Mosel Uponor Contec ON in ABI Elementdecken

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ZGM – Zell an der Mosel Uponor Contec ON in ABI Elementdecken

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ZGM – Zell an der Mosel Uponor Contec ON in ABI Elementdecken

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Thermisch aktive Betonfertigteile

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Thermisch aktive Betonfertigteile

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Uni Bochum und DWS BRESPA® Klimadecke

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Uni Bochum und DWS BRESPA® Klimadecke

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Uponor und BREEAM

John Duffy, Hanson’s Floors and Precast Sales Director, said: “ Coolslab is an excellent sustainable heating and cooling solution that will help our customers achieve the highest standards set by BREEAM”. 03 April 2013

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Nein, wir haben keine Zeit… 03 April 2013

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TABS Betriebsführung

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TABS - Betriebsführung Aktiver Betrieb 20 bis 24 Uhr

07.08.2003; 08:54 Uhr

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TABS - Betriebsführung Aktiver Betrieb 20 bis 24 Uhr

07.08.2003; 14:34 Uhr 03 April 2013

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TABS – Betriebsführung DIN EN 15377-3

abgeführte Energie max. zul. Wärmegewinn (int./ext.)

Betriebsdauer TABS

Vorlauftemperatur 03 April 2013

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TABS – Betriebsführung DIN EN 15377-3 Vorlauftemperatur

abgeführte Energie Kühlleistungsdichte

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TABS – System Uponor MLC Rohrsystem (modular)

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TABS Zonierung Nord

Süd

Zonierung: differenzierte Lasten differenzierte Betriebszeiten diff. Systemtemperaturen 03 April 2013

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TABS Zonierung Zonierung (vgl. DIN V 18599) nach der Nutzung

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der Himmelsrichtung

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TABS Zonierung

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TABS - Betriebsführung Adaptive Regelungsstrategien

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TABS - Betriebsführung Adaptive Regelungsstrategien

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TABS - Betriebsführung Adaptive Regelungsstrategien

Adaptive Korrektur der Heiz- und Kühlkurve (SIEMENS Desigo™ V4) 03 April 2013

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TABS - Betriebsführung Adaptive Regelungsstrategien

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BOB Aachen Uponor Betonkernaktivierung (TABS)

%

Investitionskostenreduzierung durch TABS 03 April 2013

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Baukosten…

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TABS Raumakustik

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TABS Raumakustik – Akustik(spritz)putz

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WOW oder WUFF? (7)

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TABS Thermische Behaglichkeit und Raumakustik

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TABS Thermische Behaglichkeit und Raumakustik 1. Nachhallzeit • Schallüpegel - Abnahme 60dB (T30 für 30dB) 2. Übertragungsqualität • •

Zeitliche „Verschmierung“ des Signals Deutlichkeit D50 oder Schwerpunktzeit TS

3. Schallpegel • •

geringe Variation des Schallpegels über die Hörfläche rasche Schallabnahme in Räumen mit Nahkommunikation

4. Raum – Eigenfrequenzen • • •

Vielfache Reflexion Eigenschwingungen in rechteckigen Räumen Bedämpfung tiefer Frequenzen in den Raumecken

5. Fokussierungen • • 03 April 2013

gekrümmte Raumumschließungsflächen ungleichmäßige Verteilung der Schallenergie ©Uponor

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TABS Raumakustik – Schalldruckpegel

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TABS Raumakustik – empfohlene Nachhallzeiten

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TABS Raumakustik – Nachhallzeiten T (Ξ T60) und T30

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TABS Raumakustik - Schallabsorption

Anforderung an das Schallabsorptionsspektrum für Mehrpersonenbüronutzung 03 April 2013

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TABS und Raumakustik ZUB Kassel (Hörsaal) und strukturierte Wandbauelemente

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TABS und Raumakustik ZUB Kassel (Hörsaal) und strukturierte Wandbauelemente

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TABS Raumakustik – Akustik(spritz)putz

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TABS Raumakustik – Akustik(spritz)putz

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TABS Raumakustik - Absorberflächen

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TABS Raumakustik – Varianten (TU Braunschweig/IGS) Ecophon solo mittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,85 s

KaRo-Decke mit Akustikpanel mittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,43 s

Akustikbaffel mittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,60 s

Akustikwand mittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,68 s

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TABS Raumakustik – sto Akustikplattensysteme

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TABS Raumakustik – thermisch inaktive Deckensegel

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TABS Raumakustik – Deckenanbauten/Einbauten

Tabsilent

AkutikTherm

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Akustik - Kühlsegel

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TABS Raumakustik - Absorberstreifen

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TABS Raumakustik - Absorberstreifen

Vergleich Schallabsorptionsgrad von Streifenkonstruktionen aus metallenen MPA (20 bis 75%) und aus proösem Glasschaum (20%)

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TABS Raumakustik - Absorberstreifen

Nachhallzeiten in Abhängigkeit der Frequenz

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TABS Raumakustik - Absorberstreifen

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TABS Raumakustik - Absorberstreifen

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TABS Raumakustik - VPR

Systemwände mit integrierten Verbundplatten - Resonatoren VPR und Breitband-Kompaktabsorbern BKA (Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP)) 03 April 2013

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TABS Raumakustik - Hochleistungsabsorber

Platten – Resonatoren

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Hochleistungsabsorber (Fa. Renz/Fraunhofer)

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TABS Raumakustik - Ecophon solo

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TABS Raumakustik - Ecophon solo

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TABS Raumakustik – Baffeln

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TABS Baffeln – Material und Anordnung (Heraklith)

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TABS Raumakustik

Textile Bespannungen Regalrückwand 03 April 2013

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TABS Raumakustik - Akustikwand

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TABS Raumakustik – Microsorber (Bespannung)

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TABS Raumakustik – perforierte Trennwände

Stellwandvariante mit www.samas.com

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TABS Raumakustik – Material und Lochung

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TABS Raumakustik

Rathaus Schouwen Duiveland Arch. Thomas Rau 03 April 2013

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TABS Thermisch aktiver Fußboden (MERO)

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TABS Thermisch aktiver Fußboden (MERO)

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TABS Thermisch aktiver Fußboden (MERO)

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TABS Raumakustik

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TABS Raumakustik

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TABS Wirkweise ohne raumakustische Maßnahme

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TABS Wirkweise mit Deckensegel

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TABS Wirkweise mit pinta Absorber

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TABS Raumakustik und BKT - Leistung

Prof. Bjarne Olesen et al.

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TABS Raumakustik und BKT - Leistung

Prof. Bjarne Olesen et al. 03 April 2013

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TABS Raumakustik und BKT - Leistung Weitzmann/Pitarello/Olesen • Die messtechnisch ermittelte Minderung der TABSKühlwirkung durch Schallabsorptionskörper und –flächen ist in praxi weit geringer als erwartet. • Bis zu einer relativen Deckenbelegung von 50% durch Schallabsorptionskörper und –flächen ist keine relevante Minderung der TABS-Kühlwirkung nachweisbar. • Weder das Material noch die horizontale oder vertikale Lage der Schallabsorptionskörper haben einen bedeutenden Einfluss auf die TABS-Kühlwirkung. • Die Art der Wärmebelastung des Raumes ist hinsichtlich der operativen Temperatur entscheidender als die Kühlleistung der TABS einschl. Schallabsorptionsmaßnahme. 03 April 2013

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TABS Systemkonfiguration Komfortklassen A – B – C (Raumakustik)

Flies - Deckenelemente Thermisch aktive und passive Elemente Lochdecke, Akustiksegel, Breitbandabsorber Thermisch aktive und passive Elemente Flies - Deckenelemente

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Geothermische WPA Qualitätssicherung und Nachhaltigkeit

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Was haben THEOLOGE und GEOLOGE gemeinsam?

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quo vadis Geothermie Nach Kamen…

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quo vadis Geothermie Baden - Württemberg hebt Tiefenbegrenzungen für Erdwärmesonden-Bohrungen auf Der Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) e. V. begrüßt die Entscheidung Umweltministeriums in Baden-Württemberg ausdrücklich, die Tiefenbegrenzung für ErdwärmesondenBohrungen mit sofortiger Wirkung aufzuheben. „Die seit August geltende Begrenzung der Bohrtiefe auf das erste Grundwasser - Stockwerk kam faktisch einem Bohrstopp gleich. Nach der Aufhebung ist jetzt der Einsatz von umweltfreundlicher Erdwärme zum Heizen wieder möglich“, erklärt BWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski. Umweltminister Franz Untersteller betonte in der Pressemitteilung des Umweltministeriums, dass die Einigung mit der Branche über Qualitäts- und Versicherungsstandards Voraussetzung für die Aufhebung der Tiefenbegrenzung war. 7. November 2011

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Werkstoff- und Produktwahl

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Werkstoff- und Produktwahl Uponor Geothermie

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Erdreich (Grundwasser) und Systemwahl

Erdkollektor

Heizen

Sohlplattenabs.

Kühlen (?)

Erdwärmekorb

Heizen

Energiewand

Heizen Kühlen

Energiepfahl

Heizen Kühlen

Erdsonde

Heizen Kühlen

Erdsonde

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Heizen

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quo vadis Geothermie

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EED (Simulation) www.buildingphysics.com

em. Prof. Dr. Dittmann (Thermodynamik, TU Dresden), nach Einführung der Computer: „Jetzt rechnen unsere Studenten genauer falsch.“ 03 April 2013

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FEFLOW (Simulation)

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FEFLOW (Simulation) www.feflow.com

em. Prof. Dr. Steimle (Angew. Thermodynamik, Uni Essen), zu Computersimulationen: „Leider sind es nicht selten nur Simulanten.“ 03 April 2013

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FEM für Großanlagen (Simulation)

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Freie Kühlung (DIN V 18599)

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Geothermische Anlagen Sohlplattenkühler

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Sohlplattenkühler Bürogebäude mit TABS

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Sohlplattenkühler Bürogebäude mit TABS

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Sohlplattenkühler Bürogebäude mit TABS

Erdreichregeneration zulassen • optimierte Betriebszeiten • keine Oberflächenversiegelung geeignete Temperaturdifferenzen

Spezifische W-EWT Leistung in Abhängigkeit der Vorlauftemperaturen 03 April 2013

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Flächenheizung/-kühlung in Varianten Kombinationen (z.B. FBK und Sohlplattenkühler)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Geo-Kälte-Wärme-Verbund

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Planungsannahmen (TU Braunschweig/IGS-Studie)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Monitoring (TU Braunschweig/IGS-Studie)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Monitoring -Fazit 1. Bilanzierung der monatlichen Heiz- und Kühlarbeit 2. Simulation mit EED und FEFLOW 3. Prüfen der thermischen Unbeeinflussbarkeit des Nachbargrundstücks 4. TRT zur Kontrolle der Annahmen in situ 5. Monitoring der Betriebsführung und realen Wärmeentzugs- und Wärmeeintragsarbeit

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Fazit

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WOW!!!

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Energiewende und TGA Windkraftanlage in Wohngebäuden

EnergieArchitektur Dresden GmbH (Projekt Saßnitz)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Geo-Kälte-Wärme-Verbund

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TABS – prädiktive Steuerung Elmar Bollin, Offenburg Systemvergleich nach EnEV und EEWärmeG Matthias Hemmersbach, HH Uponor Praxishandbuch 2

TABS und Raumakustik Jörg Stette, HH Lüftungs- und Klimatechnik Achim Trogisch, Dresden Energiekonzepte (K-W-V) Fritz Nüßle, Leonberg Lebenszykluskostenanalyse Uwe Rotermund, Höxter DGNB Zertifizierung Thomas Rühle, München

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Ist die energiewende in der gebaeudetechnik angekommen von michael guenther zum uponor kongress 2013