TY - JOUR A1 - Thulfaut, Christian A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Experimentelle Untersuchung der Luftstromvermischung in Hybridzellenkühltürmen JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Zwangsbelüftete Nasskühltürme haben im Gegensatz zur Trockenkühlung bei naßkaltem Wetter Nebelschwaden zur Folge. Dagegen ist bei Naßkühlung die spezifische Kühlleistung durch abgeführte Kondensationswärme höher als bei der Trockenkühlung. Hybridzellenkühltürme kombinieren beide Methoden, so daß ein Mischstrom beider Abluftströme die Wasserdampf-Sättigungsgrenze nicht überschreitet. Durch das Mischungsverhältnis kann man den gewünschten Sättigungsgrad einstellen. Je dichter dieser an der Sättigungsgrenze liegt, desto höher ist die Kühlleistung. Der von unten zugeführte Luftstrom der Naßkühlung und der seitlich zugeführte trockene Abluftstrom müssen sehr gut durchmischt werden, um über den gesamten Austrittsquerschnitt des Kühlturms die Sättigungsgrenze nicht zu überschreiten. In einem maßstabsgerechten Modell wurde der Mischungsgrad mit und ohne Einbauten untersucht. Über ein Raster von 10 mal 10 Punkten wurde die örtliche Temperaturverteilung ermittelt. Wärmebilanzen ergeben dann die Mischungsgüte in einer Ebene oberhalb der Zellenkrone. Während ohne Mischeinbauten der Trockenluftanteil in der Mitte des Querschnitts bei unter 15 % liegt erhöhen Einbauten den Trockenluftanteil auf 30 % bis über 40 %. Dabei wurde die Trockenluft auf jeder Kühlturmseite durch 4 konisch zulaufende, unten offene und oben geschlitzte Einbauten kanalisiert. Die Nassluft wurde durch eine im Querschnitt dreieckige Rinne in Richtung der Trockenluftauslässe umgelenkt. Im Raster leicht zu lokalisierende Abweichungen vom gewünschten Mittelwert zeigen Potential für die weitere Verbesserung der Einbauten. KW - Trockenkühlturm KW - Nasskühlturm KW - kombiniertes Verfahren KW - Mischen KW - Abluft Y1 - 2000 SN - 1436-5103 VL - 51 IS - 8 SP - 48 EP - 49 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - RPRT A1 - Ayar, A. A1 - Fielenbach, C. A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Holfeld, T. A1 - Lockemann, S. A1 - Severin, C. A1 - Thulfaut, Christian A1 - Hillemacher, B. T1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle : Abschlussbericht T1 - Pressure combustion of rhenish brown coal : final report N2 - Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts 3 wurde experimentell und theoretisch die NO{sub x}-Bildung und -Reduktion bei der Druckkohlenstaubverbrennung untersucht. Der zuvor beschriebene Einfluss der Kohlemahlung auf die Flamme konnte auch anhand der NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Aachen bestaetigt werden. Waehrend mit Braunkohle im Staubfeuerungsbetrieb noch keine eindeutige Druckabhaengigkeit nachgewiesen werden konnte, haben vom Lehrstuhl durchgefuehrte NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Dorsten im Schmelzkammerfeuerungsbetrieb mit der Steinkohle Spitzbergen zwischen 9 und 13 bar ein Absinken der Stickoxidkonzentrationen mit steigendem Druck ergeben. Fuer die rheinische Braunkohle soll dieser Druckeinfluss in den naechsten Versuchsfahrten ausfuehrlicher untersucht werden. Es wurde anhand von numerischen Simulationen zu einer Braunkohleflamme der 6. Versuchsfahrt ein Vergleich zwischen der NO{sub x}-Modellierung im Standard-FLUENT-Code und in dem mit User Defined Subroutines der international flame research foundation (IFRF), Ijmuiden, erweiterten FLUENT-Code vorgenommen. Es zeigte sich, dass bei der Modellierung der Stickoxidbildung die unterschiedlich vorhergesagten Flammentemperaturen eine entscheidende Rolle spielen. Eine genauere Analyse der NO{sub x}-Modelle im Vergleich zu Messergebnissen ist bei einer Schmelzkammerfeuerung mit einer stabilen Flamme vorzunehmen. Es wurden zusaetzlich Messungen zur Untersuchung der Kinetik homogener Gasphasenreaktionen in Rauchgasen an einem Stahlreaktor durchgefuehrt. Dabei wurde sowohl der thermisch bedingte als auch der durch zudosierte Additive katalysierte Abbau nitroser Komponenten betrachtet. Vergleichend wurden mit einem am Lehrstuhl entwickelten Programm die Kinetik beschrieben. Hierbei wird mit einer Sensitivitaetsanalyse eine Reduzierung der detaillierten Darstellung der Reaktionskinetik erreicht, die es erlaubt, mit einem CFD-Code wie FLUENT zwei- und dreidimensionale Rechnungen zum Abbau verschiedener Rauchgaskomponenten durchzufuehren. Die Uebereinstimmung zwischen ein- und zweidimensionalen Rechnungen und den Messungen ist gut. N2 - NOx formation and reduction in the coal combustion process was investigated both experimentally and theoretically. The influence of coal grain size described in earlier publications was proved by the measurements at the DKSF test facility at Aachen. While no pressure dependence was established so far for lignite, measurements on Spitzbergen coal at 9 - 13 bar showed a decrease in NOx concentrations with increasing pressure. This effect will be investigated for Rhenish brown coal in further experiments. Modelling by the standard FLUENT code and by the user defined subroutines of the FLUENT code developed by the International Flame Research Foundation (IFRF), Ijmuiden, showed that the different predictions of flame temperatures have a decisive role in the modelling of NOx formation. A more accurate analysis of the NOx models as compared to ther measurements will be carried out in a melting chamber furnace with a stable flame. Additionally, measurements were carried out for investigating the kinetics of homogeneous gaseous phase reactions in flue gases, i.e. the thermal and additive-catalysed degradation of nitrous components was investigated. The kinetics of the process was also described by a code developed at Aachen University. On the base of a sensitivity analysis, a reduction of the detailed modelling of the reaction kinetics is achieved which permits 2D and 3D calculations on the decomposition of different flue gas components using a CFD code like FLUENT. The 1D and 2D calculations and the measurements were found to be in good agreement. Y1 - 2003 N1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle Förderkennzeichen: 0327072 Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben ausführende Stelle: Lehrstuhl fur Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen Professor Dr.-Ing. U. Renz ER - TY - THES A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Zur Kinetik homogener Gasphasenreaktionen nitroser Komponenten in Rauchgasen einer kohlebefeuerten Wirbelschicht KW - Kohlefeuerung KW - Wirbelschichtfeuerung KW - Stickstoffoxide KW - Reduktion KW - Rohrreaktor Y1 - 2002 SN - 3-8322-0004-5 (softcover) SN - 3-8322-0004-6 (elektronisch) N1 - Dissertation RWTH Aachen PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. A1 - Groß, H. T1 - Gebäudeautomation - Betriebsdatenerfassung und Gebäudeleittechnik im Klartext T1 - Operating data- and facility management in clear JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik KW - Heizung KW - Lüftung KW - Klimatechnik KW - Lüftungstechnik KW - Haustechnik Y1 - 2003 SN - 1436-5103 VL - 54 IS - 2 SP - 81 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. T1 - Quo Vadis - Ausblick in die Gebäudeleittechnik der Zukunft T1 - Whitherfacility management? An outlook to the future JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Auf dem Weg zum vernetzten Haus stoßen Hersteller und Planer, insbesondere im privaten Wohnungsbau, zur Zeit noch auf erhebliche Widerstände bei der Durchdringung des Marktes. N2 - Producers and planners of facility management systems are still faced with building owners' reluctance, especially when it comes to private homes. Y1 - 2005 SN - 1436-5103 VL - 56 IS - 1 SP - 39 EP - 41 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - RPRT A1 - Höfler, Matthias A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Optimierung der Oxidationskinetik von Sulfit zu Sulfat durch effiziente feinblasige Belüftung bei Anlagen zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke und Industrieanlagen mittels Seewasser ("Optiox") N2 - Das Forschungsvorhaben Optiox beschäftigt sich mit der Optimierung eines Belüftungsbeckens zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke mittels Seewasser. Unter Neutralisierung der entstehenden Hydroniumionen (H3O+) durch die natürliche Alkalität des Seewassers dissoziiert Schwefeldioxid aus dem Rauchgase im vorgeschalteten Absorber beim Phasenübergang von der Gas- in die Flüssigphase zu Sulfiten. Im Belüftungsbecken werden diese Sulfite mittels eingeblasener Luft zu Sulfaten oxidiert, was zu einer geringen Erhöhung der Sulfatfracht vor Einleitung ins Meer führt, die unterhalb der natürlichen Schwankungen liegt. Daneben dient das Belüftungsbecken der Konditionierung des Seewassers hinsichtlich pH-Wert und Sauerstoffgehalt und ist mit hoch effizienten Belüftern ausgestattet, deren Spezifikation den jeweiligen Randbedingungen, wie Abscheideleistung des Absorbers, Beckengeometrie sowie lokalen Gegebenheiten angepasst wird. Y1 - 2016 N1 - Projektlaufzeit: 10/2012 – 09/2015 Gefördert durch: BMBF – Förderkennlinie Ingenieurnachwuchs Kooperationspartner: Doosan Lentjes GmbH, Ratingen, FH Aachen, Fachbereich Energietechnik, Prof. Dr.-Ing. Rolf Groß ER - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Möglichkeiten und Grenzen für Forschung an Fachhochschulen T2 - Smart Building Convention und BIMconvention in Aachen im September Y1 - 2018 N1 - 10. und 11. September 2018, Aachen ER - TY - CHAP A1 - Duran Paredes, Ludwin A1 - Mottaghy, Darius A1 - Herrmann, Ulf A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Online ground temperature and soil moisture monitoring of a shallow geothermal system with non-conventional components T2 - EGU General Assembly 2020 N2 - We present first results from a newly developed monitoring station for a closed loop geothermal heat pump test installation at our campus, consisting of helix coils and plate heat exchangers, as well as an ice-store system. There are more than 40 temperature sensors and several soil moisture content sensors distributed around the system, allowing a detailed monitoring under different operating conditions.In the view of the modern development of renewable energies along with the newly concepts known as Internet of Things and Industry 4.0 (high-tech strategy from the German government), we created a user-friendly web application, which will connect the things (sensors) with the open network (www). Besides other advantages, this allows a continuous remote monitoring of the data from the numerous sensors at an arbitrary sampling rate.Based on the recorded data, we will also present first results from numerical simulations, taking into account all relevant heat transport processes.The aim is to improve the understanding of these processes and their influence on the thermal behavior of shallow geothermal systems in the unsaturated zone. This will in turn facilitate the prediction of the performance of these systems and therefore yield an improvement in their dimensioning when designing a specific shallow geothermal installation. Y1 - 2020 N1 - EGU General Assembly 2020, Online, 4–8 May 2020 ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Ulbrich, Michelle T1 - Digital planning using building information modelling and virtual reality: new approach for students’ remote practical training under lockdown conditions in the course of smart building engineering T2 - Proceedings of International Conference on Education in Mathematics, Science and Technology 2021 N2 - The worldwide Corona pandemic has severely restricted student projects in the higher semesters of engineering courses. In order not to delay the graduation, a new concept had to be developed for projects under lockdown conditions. Therefore, unused rooms at the university should be digitally recorded in order to develop a new usage concept as laboratory rooms. An inventory of the actual state of the rooms was done first by taking photos and listing up all flaws and peculiarities. After that, a digital site measuring was done with a 360° laser scanner and these recorded scans were linked to a coherent point cloud and transferred to a software for planning technical building services and supporting Building Information Modelling (BIM). In order to better illustrate the difference between the actual and target state, two virtual reality models were created for realistic demonstration. During the project, the students had to go through the entire digital planning phases. Technical specifications had to be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. This project turned out to be an excellent alternative to on-site practical training under lockdown conditions and increased the students’ motivation to deal with complex technical questions. KW - smart building engineering KW - building information modelling KW - virtual reality KW - lockdown conditions KW - emote practical training Y1 - 2021 SN - 978-1-952092-17-6 N1 - International Conference on Education in Mathematics, Science and Technology 2021, April 1-4, 2021 in Antalya, Turkey SP - 118 EP - 123 PB - ISTES Organization CY - San Antonio, TX ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Interdisciplinary Course Smart Building Engineering: A new approach of teaching freshmen in remote teamwork project under pandemic restrictions T2 - New Perspectives in Science Education - International Conference N2 - In the context of the Corona pandemic and its impact on teaching like digital lectures and exercises a new concept especially for freshmen in demanding courses of Smart Building Engineering became necessary. As there were hardly any face-to-face events at the university, the new teaching concept should enable a good start into engineering studies under pandemic conditions anyway and should also replace the written exam at the end. The students should become active themselves in small teams instead of listening passively to a lecture broadcast online with almost no personal contact. For this purpose, a role play was developed in which the freshmen had to work out a complete solution to the realistic problem of designing, construction planning and implementing a small guesthouse. Each student of the team had to take a certain role like architect, site manager, BIM-manager, electrician and the technitian for HVAC installations. Technical specifications must be complied with, as well as documentation, time planning and cost estimate. The final project folder had to contain technical documents like circuit diagrams for electrical components, circuit diagrams for water and heating, design calculations and components lists. On the other hand construction schedule, construction implementation plan, documentation of the construction progress and minutes of meetings between the various trades had to be submitted as well. In addition to the project folder, a model of the construction project must also be created either as a handmade model or as a digital 3D-model using Computer-aided design (CAD) software. The first steps in the field of Building information modelling (BIM) had also been taken by creating a digital model of the building showing the current planning status in real time as a digital twin. This project turned out to be an excellent training of important student competencies like teamwork, communication skills, and self -organisation and also increased motivation to work on complex technical questions. The aim of giving the student a first impression on the challenges and solutions in building projects with many different technical trades and their points of view was very well achieved and should be continued in the future. KW - Freshmen KW - roleplay KW - Smart Building Engineering KW - BIM KW - remote teamwork Y1 - 2021 N1 - New Perspectives in Science Education - 10th Edition, 18-19 March 2021, Fully Virtual Conference PB - Filodiritto CY - Bologna ER - TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Paulsen, Svea A1 - Ott, Fabian A1 - Grömping, Markus T1 - Operational window of a deammonifying sludge for mainstream application in a municipal wastewater treatment plant JF - Water and Environment Journal N2 - The present work aimed to study the mainstream feasibility of the deammonifying sludge of side stream of municipal wastewater treatment plant (MWWTP) in Kaster, Germany. For this purpose, the deammonifying sludge available at the side stream was investigated for nitrogen (N) removal with respect to the operational factors temperature (15–30°C), pH value (6.0–8.0) and chemical oxygen demand (COD)/N ratio (≤1.5–6.0). The highest and lowest N-removal rates of 0.13 and 0.045 kg/(m³ d) are achieved at 30 and 15°C, respectively. Different conditions of pH and COD/N ratios in the SBRs of Partial nitritation/anammox (PN/A) significantly influenced both the metabolic processes and associated N-removal rates. The scientific insights gained from the current work signifies the possibility of mainstream PN/A at WWTPs. The current study forms a solid basis of operational window for the upcoming semi-technical trails to be conducted prior to the full-scale mainstream PN/A at WWTP Kaster and WWTPs globally. KW - Anammox KW - Mainstream KW - Nitrogen removal KW - Partial nitritation KW - Wastewater Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1111/wej.12898 SN - 1747-6593 N1 - Corresponding author: Dheeraja Cheenakula VL - 38 IS - 1 SP - 59 EP - 70 PB - Wiley CY - Chichester ER - TY - GEN A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Cheng, Kevin Toni T1 - Development and manufacturing of an interactive three-dimensional phase diagram of carbon dioxide for teaching sessions in thermodynamics T2 - Proceedings of the International Conference The Future of Education 2020 Y1 - 2020 ER - TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Griebel, Kai A1 - Montag, David A1 - Grömping, Markus ED - Huang, Xiaowu T1 - Concept development of a mainstream deammonification and comparison with conventional process in terms of energy, performance and economical construction perspectives JF - Frontiers in Microbiology N2 - Deammonification for nitrogen removal in municipal wastewater in temperate and cold climate zones is currently limited to the side stream of municipal wastewater treatment plants (MWWTP). This study developed a conceptual model of a mainstream deammonification plant, designed for 30,000 P.E., considering possible solutions corresponding to the challenging mainstream conditions in Germany. In addition, the energy-saving potential, nitrogen elimination performance and construction-related costs of mainstream deammonification were compared to a conventional plant model, having a single-stage activated sludge process with upstream denitrification. The results revealed that an additional treatment step by combining chemical precipitation and ultra-fine screening is advantageous prior the mainstream deammonification. Hereby chemical oxygen demand (COD) can be reduced by 80% so that the COD:N ratio can be reduced from 12 to 2.5. Laboratory experiments testing mainstream conditions of temperature (8–20°C), pH (6–9) and COD:N ratio (1–6) showed an achievable volumetric nitrogen removal rate (VNRR) of at least 50 gN/(m3∙d) for various deammonifying sludges from side stream deammonification systems in the state of North Rhine-Westphalia, Germany, where m3 denotes reactor volume. Assuming a retained Norganic content of 0.0035 kgNorg./(P.E.∙d) from the daily loads of N at carbon removal stage and a VNRR of 50 gN/(m3∙d) under mainstream conditions, a resident-specific reactor volume of 0.115 m3/(P.E.) is required for mainstream deammonification. This is in the same order of magnitude as the conventional activated sludge process, i.e., 0.173 m3/(P.E.) for an MWWTP of size class of 4. The conventional plant model yielded a total specific electricity demand of 35 kWh/(P.E.∙a) for the operation of the whole MWWTP and an energy recovery potential of 15.8 kWh/(P.E.∙a) through anaerobic digestion. In contrast, the developed mainstream deammonification model plant would require only a 21.5 kWh/(P.E.∙a) energy demand and result in 24 kWh/(P.E.∙a) energy recovery potential, enabling the mainstream deammonification model plant to be self-sufficient. The retrofitting costs for the implementation of mainstream deammonification in existing conventional MWWTPs are nearly negligible as the existing units like activated sludge reactors, aerators and monitoring technology are reusable. However, the mainstream deammonification must meet the performance requirement of VNRR of about 50 gN/(m3∙d) in this case. KW - anammox KW - energy efficiency KW - mainstream deammonification KW - nitrogen elimination KW - wastewater Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1155235 SN - 1664-302X VL - 14 IS - 11155235 SP - 1 EP - 15 PB - Frontiers ER - TY - CHAP A1 - Mohan, Nijanthan A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Menzel, Karsten A1 - Theis, Fabian T1 - Opportunities and Challenges in the Implementation of Building Information Modeling for Prefabrication of Heating, Ventilation and Air Conditioning Systems in Small and Medium-Sized Contracting Companies in Germany – A Case Study T2 - WIT Transactions on The Built Environment, Vol. 205 N2 - Even though BIM (Building Information Modelling) is successfully implemented in most of the world, it is still in the early stages in Germany, since the stakeholders are sceptical of its reliability and efficiency. The purpose of this paper is to analyse the opportunities and obstacles to implementing BIM for prefabrication. Among all other advantages of BIM, prefabrication is chosen for this paper because it plays a vital role in creating an impact on the time and cost factors of a construction project. The project stakeholders and participants can explicitly observe the positive impact of prefabrication, which enables the breakthrough of the scepticism factor among the small-scale construction companies. The analysis consists of the development of a process workflow for implementing prefabrication in building construction followed by a practical approach, which was executed with two case studies. It was planned in such a way that, the first case study gives a first-hand experience for the workers at the site on the BIM model so that they can make much use of the created BIM model, which is a better representation compared to the traditional 2D plan. The main aim of the first case study is to create a belief in the implementation of BIM Models, which was succeeded by the execution of offshore prefabrication in the second case study. Based on the case studies, the time analysis was made and it is inferred that the implementation of BIM for prefabrication can reduce construction time, ensures minimal wastes, better accuracy, less problem-solving at the construction site. It was observed that this process requires more planning time, better communication between different disciplines, which was the major obstacle for successful implementation. This paper was carried out from the perspective of small and medium-sized mechanical contracting companies for the private building sector in Germany. KW - building information modelling KW - HVAC KW - prefabrication KW - construction KW - small and medium scaled companies Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.2495/BIM210101 SN - 1743-3509 N1 - 4th International Conference on Building Information Modelling (BIM) in Design, Construction and Operations, 1–3 September 2021. Santiago de Compostela, Spain SP - 117 EP - 126 PB - WIT Press CY - Southampton ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Miniature urban farming plant: a complex educational “Toy” for engineering students T2 - The Future of Education 11th Edition 2021 N2 - Urban farming is an innovative and sustainable way of food production and is becoming more and more important in smart city and quarter concepts. It also enables the production of certain foods in places where they usually dare not produced, such as production of fish or shrimps in large cities far away from the coast. Unfortunately, it is not always possible to show students such concepts and systems in real life as part of courses: visits of such industry plants are sometimes not possible because of distance or are permitted by the operator for hygienic reasons. In order to give the students the opportunity of getting into contact with such an urban farming system and its complex operation, an industrial urban farming plant was set up on a significantly smaller scale. Therefore, all needed technical components like water aeriation, biological and mechanical filtration or water circulation have been replaced either by aquarium components or by self-designed parts also using a 3D-printer. Students from different courses like mechanical engineering, smart building engineering, biology, electrical engineering, automation technology and civil engineering were involved in this project. This “miniature industrial plant” was also able to start operation and has now been running for two years successfully. Due to Corona pandemic, home office and remote online lectures, the automation of this miniature plant should be brought to a higher level in future for providing a good control over the system and water quality remotely. The aim of giving the student a chance to get to know the operation of an urban farming plant was very well achieved and the students had lots of fun in “playing” and learning with it in a realistic way. KW - urban farming KW - food production KW - smart engineering KW - 3D printing KW - sustainability Y1 - 2021 N1 - FOE 2021 : The Future of Education International Conference – Fully Virtual Edition; 01.07.2021-02.07.2021; Florence, Italy ER - TY - CHAP A1 - Blanke, Tobias A1 - Schmidt, Katharina S. A1 - Göttsche, Joachim A1 - Döring, Bernd A1 - Frisch, Jérôme A1 - van Treeck, Christoph ED - Weidlich, Anke ED - Neumann, Dirk ED - Gust, Gunther ED - Staudt, Philipp ED - Schäfer, Mirko T1 - Time series aggregation for energy system design: review and extension of modelling seasonal storages T2 - Energy Informatics N2 - Using optimization to design a renewable energy system has become a computationally demanding task as the high temporal fluctuations of demand and supply arise within the considered time series. The aggregation of typical operation periods has become a popular method to reduce effort. These operation periods are modelled independently and cannot interact in most cases. Consequently, seasonal storage is not reproducible. This inability can lead to a significant error, especially for energy systems with a high share of fluctuating renewable energy. The previous paper, “Time series aggregation for energy system design: Modeling seasonal storage”, has developed a seasonal storage model to address this issue. Simultaneously, the paper “Optimal design of multi-energy systems with seasonal storage” has developed a different approach. This paper aims to review these models and extend the first model. The extension is a mathematical reformulation to decrease the number of variables and constraints. Furthermore, it aims to reduce the calculation time while achieving the same results. KW - Energy system KW - Renewable energy KW - Mixed integer linear programming (MILP) KW - Typical periods KW - Time-series aggregation Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1186/s42162-022-00208-5 SN - 2520-8942 N1 - 11th DACH+ Conference on Energy Informatics, 15-16 September 2022, Freiburg, Germany VL - 5 IS - 1, Article number: 17 PB - Springer Nature ER - TY - RPRT A1 - Kluge, Katharina A1 - Kirsch, Ansgar A1 - Budach, Christoph T1 - Digitale Lehre in der Geotechnik: Aktueller Stand und weitere Entwicklungen T2 - geotechntik N2 - Digitale Lehrmaterialien werden seit mehreren Jahren in den Hochschulen eingesetzt und eröffnen ganz neue Wege zur Vermittlung des Lehrstoffs. Die Erstellung dieser Lehrmaterialien kann allerdings je nach Art und Qualität sehr zeitintensiv sein und für Lehrende einen großen Mehraufwand bedeuten. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts zur Erstellung von Lehrvideos für geotechnische Feld- und Laborversuche haben die Autoren dieses Beitrags allerdings die Erfahrung gemacht, dass das gemeinsame, hochschulübergreifende Erstellen von Lehrmaterialien viele Vorteile mit sich bringt. Dadurch inspiriert, führten die Autoren dieses Berichts eine Umfrage unter den deutschsprachigen Geotechnik-Lehrstühlen der (Technischen) Universitäten und (Fach-)Hochschulen durch. Nach drei Semestern, in denen Lehrveranstaltungen an den Hochschulen aufgrund der Corona-Pandemie überwiegend digital durchgeführt werden mussten, war es ein Ziel dieser Umfrage, den Bestand und den Einsatz digitaler Lehrmaterialien im Fachgebiet Geotechnik zu erheben. Ein weiteres Ziel war die Initiierung eines Netzwerks, in dem sich Geotechnik-Professorinnen und -Professoren zu Lehrthemen austauschen können und gemeinsam (digitale) Lehrmaterialien erstellen und nutzen. Der vorliegende Beitrag stellt das gemeinsame Lehrprojekt der Autoren vor, präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Umfrage und berichtet über die ersten Aktivitäten des neuen Netzwerks. KW - digitale Lehre KW - Geotechnik KW - digital teaching KW - geotechnical engineering KW - Didaktik Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/gete.202200013 SN - 0172-6145 (Print) SN - 2190-6653 (Online) IS - Early View PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Hörenbaum, Christoph A1 - Laumann, Jörg A1 - Prokop, Ines T1 - Zur Anwendung des Eurocode 3 Teil 1-2 für die Heißbemessung und Anregungen für dessen Novellierung JF - Stahlbau N2 - Die Eurocodes werden bis zum Jahr 2020 im Europäischen Komitee für Normung (CEN), Technisches Komitee TC 250, überarbeitet. In Vorbereitung auf die Eurocode-Novellierung haben engagierte Ingenieure im Rahmen der Initiative PraxisRegeln Bau (PRB) die für die praktische Anwendung häufig genutzten Teile des Eurocode 3 untersucht. Mit dem Ziel, die Praxistauglichkeit des Eurocode 3 für die Heißbemessung zu verbessern, wurden die bestehende Norm EN 1993 Teil 1-2 insbesondere in Bezug auf die Anwenderfreundlichkeit analysiert und Vorschläge für die europäische Novellierung erarbeitet. Die Analysen zeigen, dass durch Umstrukturierungen und durch die Einführung von Tabellen die Verständlichkeit und Anwenderfreundlichkeit der Regeln für die Heißbemessung bedeutend erhöht werden können. KW - EN 1993-1-2 KW - Tragwerksbemessung KW - Brandfall KW - Forschung, pränormativ KW - structural design Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.201610382 SN - 1437-1049 VL - 85 IS - 6 SP - 429 EP - 434 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin ER - TY - RPRT A1 - Geißler, Karsten A1 - Prokop, Ines A1 - Bubner, André A1 - Egner, Ralf A1 - Heyde, Stefan A1 - Kempkes, Marian A1 - Kühn, Bertram A1 - Laumann, Jörg A1 - Lieberwirth, Peter A1 - Naumes, Johannes A1 - Ruga, Julija A1 - Schilling, Sivo A1 - Schmidt, Herbert A1 - Ummenhofer, Thomas T1 - Verbesserung der Praxistauglichkeit der Baunormen durch pränormative Arbeit – Teilantrag 3: Stahlbau, Abschlussbericht Y1 - 2015 SN - 978-3-8167-9539-1 PB - Fraunhofer IRB Verlag CY - Stuttgart ER - TY - BOOK A1 - Laumann, Jörg A1 - Feldmann, Markus A1 - Frickel, Jörg A1 - Krahwinkel, Manuel A1 - Kraus, Matthias A1 - Stranghöner, Natalie A1 - Ummenhofer, Thomas T1 - Petersen Stahlbau : Grundlagen der Berechnung und baulichen Ausbildung von Stahlbauten N2 - Die Theorie und Konstruktion der wichtigsten Bereiche der Stahlbautechnik werden von den Grundlagen her entwickelt und durch viele Beispiele praxisbezogen erläutert. Das Buch ist aus Vorlesungen im Grund- und Vertiefungsstudium des Bauingenieurwesens entstanden. Der Inhalt wird zum Teil systematisch, zum Teil exemplarisch dargestellt. Für Konstrukteure und Statiker in den technischen Büros, der Beratenden Ingenieure und der Prüfämter enthält das Buch aufbereitete Berechnungsverfahren und Konstruktionsvorschläge in großer Zahl. KW - Behälterbau KW - Bemessung KW - Brandschutz KW - Brückenbau KW - Festigkeitslehre Y1 - 2022 SN - 978-3-658-20510-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-20510-2 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 5. Auflage ER - TY - JOUR A1 - Kindmann, Rolf A1 - Kraus, Matthias A1 - Laumann, Jörg A1 - Vette, Jan T1 - Verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Beton eingespannte Stahlprofile – Einspanntiefen, Tragfähigkeitsnachweise und Bemessungshilfen JF - Stahlbau N2 - Stützen und Träger aus Stahlprofilen können in Fundamente oder Wände aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschlüsse wirken in der Regel wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden wird eine verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlprofile aus gewalzten I-Profilen, geschweißten I-Profilen, runden Hohlprofilen, eckigen Hohlprofilen und einzelligen Kastenquerschnitten vorgestellt. Für Beanspruchungen infolge einachsiger Biegung um die starke und schwache Profilachse werden der profilabhängige Ansatz der Betondruckspannungen im Einspannbereich und die Ermittlung der Einspanntiefe behandelt. Unter Berücksichtigung der Normalkraft werden an den maßgebenden Stellen Tragfähigkeitsnachweise für die Stahlprofile geführt. Als Ergänzung zu den Berechnungsformeln werden Bemessungshilfen zur Verfügung gestellt, die die Wahl der mitwirkenden Breiten und der Einspanntiefen erleichtert. KW - Stahlprofile KW - Anschlüsse an Stahlbeton KW - Einspanntiefen KW - Eingespannte Stützen und Träger KW - steel profiles Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202200024 SN - 1437-1049 VL - 93 IS - Early View SP - 1 EP - 25 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Emig, J. A1 - Hebel, Christoph A1 - Schwark, A. T1 - Einsatzbereiche für Verkehrsnachfragemodelle JF - Straßenverkehrstechnik N2 - In der Praxis bestehen vielfältige Einsatzbereiche für Verkehrsnachfragemodelle. Mit ihnen können Kenngrößen des Verkehrsangebots und der Verkehrsnachfrage für den heutigen Zustand wie auch für zukünftige Zustände bereitgestellt werden, um so die Grundlagen für verkehrsplanerische Entscheidungen zu liefern. Die neuen „Empfehlungen zum Einsatz von Verkehrsnachfragemodellen für den Personenverkehr“ (EVNM-PV) (FGSV 2022) veranschaulichen anhand von typischen Planungsaufgaben, welche differenzierten Anforderungen daraus für die Modellkonzeption und -erstellung resultieren. Vor dem Hintergrund der konkreten Aufgabenstellung sowie deren spezifischer planerischer Anforderungen bildet die abzuleitende Modellspezifikation die verabredete Grundlage zwischen Auftraggeber und Modellersteller für die konkrete inhaltliche, fachliche Ausgestaltung des Verkehrsmodells. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.53184/SVT10-2022-2 SN - 0039-2219 VL - 66 IS - 10 SP - 727 EP - 736 PB - Kirschbaum Verlag GmbH CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Geogr W. A1 - Hebel, Christoph A1 - Manz, W. T1 - Die neuen Empfehlungen für Verkehrsnachfragemodellierung im Personenverkehr JF - Straßenverkehrstechnik N2 - Die neu erschienenen „Empfehlungen zum Einsatz von Verkehrsnachfragemodellen für den Personenverkehr“ liefern erstmals als Empfehlungspapier der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen einen umfassenden Überblick zu den verschiedenen Aspekten der Modellierung und geben dem Fachplaner konkrete Hilfestellung für die Konzeption von Nachfragemodellen. Das Empfehlungspapier zielt unter anderem darauf ab, die Erwartungen und das Anspruchsniveau in Hinblick auf Sachgerechtigkeit der Modelle, die erzielbare Modellqualität und den Detaillierungsgrad der Modellaussagen zu harmonisieren. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.53184/SVT10-2022-1 SN - 0039-2219 VL - 66 IS - 10 SP - 721 EP - 726 PB - Kirschbaum Verlag GmbH CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Hebel, Christoph A1 - Herrmann, Ulf A1 - Ritz, Thomas A1 - Röth, Thilo A1 - Anthrakidis, Anette A1 - Böker, Jörg A1 - Franzke, Till A1 - Grodzki, Thomas A1 - Merkens, Torsten A1 - Schöttler, Mirjam T1 - FlexSHARE – Methodisches Framework zur innovativen Gestaltung der urbanen Mobilität durch Sharing- Angebote T2 - Transforming Mobility – What Next? N2 - Das Ziel des INTERREG-Projektes „SHAREuregio“ (FKZ: 34.EFRE-0300134) ist es, grenzüberschreitende Mobilität in der Euregio Rhein-Maas-Nord zu ermöglichen und zu fördern. Dazu soll ein elektromobiles Car- und Bikesharing- System entwickelt und in der Stadt Mönchengladbach, im Kreis Viersen sowie in den Gemeinden Roermond und Venlo (beide NL) zusammen mit den Partnern Wirtschaftsförderung Mönchengladbach, Wirtschaftsförderung für den Kreis Viersen, NEW AG, Goodmoovs (NL), Greenflux (NL) und der FH Aachen implementiert werden. Zunächst richtet sich das Angebot, bestehend aus 40 Elektroautos und 40 Elektrofahrrädern, an Unternehmen und wird nach einer Erprobungsphase, mit einer größeren Anzahl an Fahrzeugen, auch für Privatpersonen verfügbar gemacht werden. Die Fahrzeuge stehen bei den jeweiligen Anwendungspartnern in Deutschland und den Niederlanden. Im Rahmen dieses Projektes hat die FH Aachen „FlexSHARE“ entwickelt – ein methodisches Framework zur innovativen Gestaltung urbaner Sharing- Angebote. Das Framework ermöglicht es, anhand von messbaren Kenngrößen, bedarfsgerechte und auf die Region abgestimmte Sharing-Systeme zu entwickeln. Y1 - 2022 SN - 978-3-658-36429-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-36430-4_10 N1 - Tagungsband zum 13. Wissenschaftsforum Mobilität, Beiträge des Wissenschaftsforums SP - 153 EP - 169 PB - Springer Gabler CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Krafft, Simone A1 - Reinecke, Diana A1 - Klose, Holger A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Grömping, Markus T1 - Anaerobic digestion of algal–bacterial biomass of an Algal Turf Scrubber system JF - Biomass Conversion and Biorefinery N2 - This study investigated the anaerobic digestion of an algal–bacterial biofilm grown in artificial wastewater in an Algal Turf Scrubber (ATS). The ATS system was located in a greenhouse (50°54′19ʺN, 6°24′55ʺE, Germany) and was exposed to seasonal conditions during the experiment period. The methane (CH4) potential of untreated algal–bacterial biofilm (UAB) and thermally pretreated biofilm (PAB) using different microbial inocula was determined by anaerobic batch fermentation. Methane productivity of UAB differed significantly between microbial inocula of digested wastepaper, a mixture of manure and maize silage, anaerobic sewage sludge, and percolated green waste. UAB using sewage sludge as inoculum showed the highest methane productivity. The share of methane in biogas was dependent on inoculum. Using PAB, a strong positive impact on methane productivity was identified for the digested wastepaper (116.4%) and a mixture of manure and maize silage (107.4%) inocula. By contrast, the methane yield was significantly reduced for the digested anaerobic sewage sludge (50.6%) and percolated green waste (43.5%) inocula. To further evaluate the potential of algal–bacterial biofilm for biogas production in wastewater treatment and biogas plants in a circular bioeconomy, scale-up calculations were conducted. It was found that a 0.116 km2 ATS would be required in an average municipal wastewater treatment plant which can be viewed as problematic in terms of space consumption. However, a substantial amount of energy surplus (4.7–12.5 MWh a−1) can be gained through the addition of algal–bacterial biomass to the anaerobic digester of a municipal wastewater treatment plant. Wastewater treatment and subsequent energy production through algae show dominancy over conventional technologies. KW - Biogas KW - Methane KW - Algal Turf Scrubber KW - Algal–bacterial bioflm KW - Circular bioeconomy Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1007/s13399-022-03236-z SN - 2190-6823 N1 - Corresponding author: Dheeraja Cheenakula VL - 13 SP - 15 Seiten PB - Springer CY - Berlin ER - TY - RPRT A1 - Thoma, Andreas A1 - Laarmann, Lukas A1 - Merkens, Torsten A1 - Franzke, Till A1 - Möhren, Felix A1 - Buttermann, Lilly A1 - van der Weem, Dirk A1 - Fischer, Maximilian A1 - Misch, Philipp A1 - Böhme, Mirijam A1 - Röth, Thilo A1 - Hebel, Christoph A1 - Ritz, Thomas A1 - Franke, Marina A1 - Braun, Carsten T1 - Entwicklung eines intermodalen Mobilitätskonzeptes für die Pilotregion NRW/Rhein-Maas Euregio und Schaffung voller Kundenakzeptanz durch Transfer von Standards aus dem PKW-Bereich auf ein Flugtaxi : Schlussbericht : Projektakronym: SkyCab (Kategorie B) : Laufzeit in Monaten: 6 : Hauptthema: Kategorie B: Innovative Ideen mit Bezug zu UAS/Flugtaxis Y1 - 2020 N1 - Förderkennzeichen BMVI 45UAS1027A-F PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Hebel, Christoph A1 - Merkens, Torsten A1 - Feyerl, Günter A1 - Kemper, Hans A1 - Busse, Daniel T1 - Elektromobilität - Verbundprojekt "COSTARTebus": Comprehensive strategy to accelerate the integration of electric-buses into existing public transport systems - Teilprojekt A : Berichtszeitraum: 01.01.2018-31.10.2020 Y1 - 2021 N1 - Förderkennzeichen BMVI 03EMEN10A Verbundnummer 01182550 PB - Fachhochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Erpicum, Sebastien A1 - Peltier, Yann A1 - Dewals, Benjamin T1 - Unsteady shallow meandering flows in rectangular reservoirs: a modal analysis of URANS modelling JF - Journal of Hydro-environment Research N2 - Shallow flows are common in natural and human-made environments. Even for simple rectangular shallow reservoirs, recent laboratory experiments show that the developing flow fields are particularly complex, involving large-scale turbulent structures. For specific combinations of reservoir size and hydraulic conditions, a meandering jet can be observed. While some aspects of this pseudo-2D flow pattern can be reproduced using a 2D numerical model, new 3D simulations, based on the unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, show consistent advantages as presented herein. A Proper Orthogonal Decomposition was used to characterize the four most energetic modes of the meandering jet at the free surface level, allowing comparison against experimental data and 2D (depth-averaged) numerical results. Three different isotropic eddy viscosity models (RNG k-ε, k-ε, k-ω) were tested. The 3D models accurately predicted the frequency of the modes, whereas the amplitudes of the modes and associated energy were damped for the friction-dominant cases and augmented for non-frictional ones. The performance of the three turbulence models remained essentially similar, with slightly better predictions by RNG k-ε model in the case with the highest Reynolds number. Finally, the Q-criterion was used to identify vortices and study their dynamics, assisting on the identification of the differences between: i) the three-dimensional phenomenon (here reproduced), ii) its two-dimensional footprint in the free surface (experimental observations) and iii) the depth-averaged case (represented by 2D models). KW - coherent structures KW - hydraulic modelling KW - model performance KW - Proper Orthogonal Decomposition KW - Q-criterion Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jher.2022.03.002 SN - 1570-6443 IS - In Press PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Blanke, Tobias A1 - Döring, Bernd T1 - Thermoelectric building temperature control: a potential assessment JF - International Journal of Energy and Environmental Engineering N2 - This study focuses on thermoelectric elements (TEE) as an alternative for room temperature control. TEE are semi-conductor devices that can provide heating and cooling via a heat pump effect without direct noise emissions and no refrigerant use. An efficiency evaluation of the optimal operating mode is carried out for different numbers of TEE, ambient temperatures, and heating loads. The influence of an additional heat recovery unit on system efficiency and an unevenly distributed heating demand are examined. The results show that TEE can provide heat at a coefficient of performance (COP) greater than one especially for small heating demands and high ambient temperatures. The efficiency increases with the number of elements in the system and is subject to economies of scale. The best COP exceeds six at optimal operating conditions. An additional heat recovery unit proves beneficial for low ambient temperatures and systems with few TEE. It makes COPs above one possible at ambient temperatures below 0 ∘C. The effect increases efficiency by maximal 0.81 (from 1.90 to 2.71) at ambient temperature 5 K below room temperature and heating demand Q˙h=100W but is subject to diseconomies of scale. Thermoelectric technology is a valuable option for electricity-based heat supply and can provide cooling and ventilation functions. A careful system design as well as an additional heat recovery unit significantly benefits the performance. This makes TEE superior to direct current heating systems and competitive to heat pumps for small scale applications with focus on avoiding noise and harmful refrigerants. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1007/s40095-021-00424-x N1 - Corresponding author: Markus Hagenkamp VL - 13 SP - 241 EP - 254 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Reger, Vitali A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Koaxiale Stahlenergiepfähle JF - Stahlbau N2 - Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt. Y1 - 2021 VL - 90. 2021 IS - 6 SP - 417 EP - 424 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Merkens, Torsten A1 - Hebel, Christoph T1 - Sharing mobility concepts – flexible, sustainable, smart T2 - Proceedings of the 1st UNITED – Southeast Asia Automotive Interest Group (SAIG) International Conference KW - Sharing mobility KW - electro mobility KW - business models KW - mobility behaviour Y1 - 2021 SN - 978-3-902103-94-9 N1 - 1st UNITED-SAIG International Conference, 21-22 APR 2021, Chulalongkorn University, Thailand SP - 43 EP - 44 ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Net-exergetic, hydraulic and thermal optimization of coaxial heat exchangers using fixed flow conditions instead of fixed flow rates JF - Geothermal Energy N2 - Previous studies optimized the dimensions of coaxial heat exchangers using constant mass fow rates as a boundary condition. They show a thermal optimal circular ring width of nearly zero. Hydraulically optimal is an inner to outer pipe radius ratio of 0.65 for turbulent and 0.68 for laminar fow types. In contrast, in this study, fow conditions in the circular ring are kept constant (a set of fxed Reynolds numbers) during optimization. This approach ensures fxed fow conditions and prevents inappropriately high or low mass fow rates. The optimization is carried out for three objectives: Maximum energy gain, minimum hydraulic efort and eventually optimum net-exergy balance. The optimization changes the inner pipe radius and mass fow rate but not the Reynolds number of the circular ring. The thermal calculations base on Hellström’s borehole resistance and the hydraulic optimization on individually calculated linear loss of head coefcients. Increasing the inner pipe radius results in decreased hydraulic losses in the inner pipe but increased losses in the circular ring. The net-exergy diference is a key performance indicator and combines thermal and hydraulic calculations. It is the difference between thermal exergy fux and hydraulic efort. The Reynolds number in the circular ring is instead of the mass fow rate constant during all optimizations. The result from a thermal perspective is an optimal width of the circular ring of nearly zero. The hydraulically optimal inner pipe radius is 54% of the outer pipe radius for laminar fow and 60% for turbulent fow scenarios. Net-exergetic optimization shows a predominant infuence of hydraulic losses, especially for small temperature gains. The exact result depends on the earth’s thermal properties and the fow type. Conclusively, coaxial geothermal probes’ design should focus on the hydraulic optimum and take the thermal optimum as a secondary criterion due to the dominating hydraulics. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1186/s40517-021-00201-3 SN - 2195-9706 N1 - Corresponding author: Tobias Blanke VL - 9 IS - Article number: 19 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Schalko, Isabella A1 - Friedrich, Heide A1 - Abad, Jorge D. A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Donchyts, Gennadii A1 - Felder, Stefan A1 - Ferreira, Rui M. L. A1 - Hohermuth, Benjamin A1 - Kramer, Matthias A1 - Li, Danxun A1 - Mendes, Luis A1 - Moreno-Rodenas, Antonio A1 - Nones, Michael A1 - Paron, Paolo A1 - Ruiz-Villanueva, Virginia A1 - Wang, Ruo-Qian A1 - Franca, Mario J. T1 - Pathways towards democratization of hydro-environment observations and data JF - Iahr White Paper Series Y1 - 2021 IS - 1 SP - 1 EP - 9 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) ER - TY - JOUR A1 - Hennes, Philipp A1 - Laumann, Jörg T1 - Ansatz der Drehbehinderung aus Koppelpfetten mit dünnwandigen kaltgeformten Z-Profilen JF - Stahlbau Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202000104 SN - 1437-1049 VL - 90 IS - 3 SP - 158 EP - 168 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Erpicum, Sebastien A1 - Crookston, Brian M. A1 - Bombardelli, Fabian A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Felder, Stefan A1 - Mulligan, Sean A1 - Oertel, Mario A1 - Palermo, Michele T1 - Hydraulic structures engineering: An evolving science in a changing world JF - Wires Water Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/wat2.1505 SN - 2049-1948 VL - 8 IS - 2 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Crookston, Brian M. A1 - Valero, Daniel T1 - Turbulent free-surface monitoring with an RGB-D sensor: the hydraulic jump case JF - Journal of Hydraulic Research Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1080/00221686.2020.1844810 SN - 1814-2079 PB - Taylor & Francis CY - London ER - TY - BOOK A1 - Lohse, Wolfram A1 - Laumann, Jörg A1 - Wolf, Christian T1 - Stahlbau 2 Y1 - 2020 SN - 978-3-8348-2116-4 SN - 978-3-8348-1511-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2116-4 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 21., vollst. akt. und überarb. Aufl. ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Chanson, Hubert A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Robust estimators for free surface turbulence characterization: A stepped spillway application JF - Flow Measurement and Instrumentation N2 - Robust estimators are parameters insensitive to the presence of outliers. However, they presume the shape of the variables’ probability density function. This study exemplifies the sensitivity of turbulent quantities to the use of classic and robust estimators and the presence of outliers in turbulent flow depth time series. A wide range of turbulence quantities was analysed based upon a stepped spillway case study, using flow depths sampled with Acoustic Displacement Meters as the flow variable of interest. The studied parameters include: the expected free surface level, the expected fluctuation intensity, the depth skewness, the autocorrelation timescales, the vertical velocity fluctuation intensity, the perturbations celerity and the one-dimensional free surface turbulence spectrum. Three levels of filtering were utilised prior to applying classic and robust estimators, showing that comparable robustness can be obtained either using classic estimators together with an intermediate filtering technique or using robust estimators instead, without any filtering technique. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101809 SN - 0955-5986 VL - 76 IS - Art. 101809 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - RPRT A1 - Fischedick, Manfred A1 - Schoof, René A1 - Hebel, Christoph A1 - Merkens, Torsten T1 - Sektorenkopplung als Herausforderung und Chance für das Energieland NRW : Handlungsoptionen und Ergebnispapier der Expertengruppe AG 4 „Sektoren- kopplung“ im Netzwerk Netze und Speicher der EnergieAgentur.NRW im Auftrag des Landes Nordrhein-Westfalen / EnergieAgentur.NRW GmbH Y1 - 2018 ER - TY - JOUR A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Reger, Vitali A1 - Pyschny, Dominik A1 - Döring, Bernd T1 - Influence of airtightness of steel sandwich panel joints on heat losses JF - E3S Web of Conferences 12th Nordic Symposium on Building Physics (NSB 2020) N2 - Energy saving ordinances requires that buildings must be designed in such a way that the heat transfer surface including the joints is permanently air impermeable. The prefabricated roof and wall panels in lightweight steel constructions are airtight in the area of the steel covering layers. The sealing of the panel joints contributes to fulfil the comprehensive requirements for an airtight building envelope. To improve the airtightness of steel sandwich panels, additional sealing tapes can be installed in the panel joint. The influence of these sealing tapes was evaluated by measurements carried out by the RWTH Aachen University - Sustainable Metal Building Envelopes. Different installation situations were evaluated by carrying out airtightness tests for different joint distances. In addition, the influence on the heat transfer coefficient was also evaluated using the Finite Element Method (FEM). The combination of obtained air volume flow and transmission losses enables to create an "effective heat transfer coefficient" due to transmission and infiltration. This summarizes both effects in one value and is particularly helpful for approximate calculations on energy efficiency. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017205008 VL - 172 IS - Art. 05008 PB - EDP Sciences CY - Les Ulis ER - TY - JOUR A1 - Gronsfeld, Richard A1 - Joachim, Klubert A1 - Malecha, Hartmut T1 - 3-D-Visualisierung von vorhandenen Staubauwerken zur holistischen Planung und Überwachung JF - Wasserwirtschaft Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1007/s35147-019-0075-x SN - 2192-8762 N1 - gedruckt in der Bereichsbibliothek Bayernallee unter der Signatur 13 Z 218 vorhanden VL - 109 IS - 5 SP - 82 EP - 85 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Bedbur, Christian A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Uibel, Thomas ED - Kuhlmann, Ulrike T1 - Holzbrücken mit Natursteinbelägen - Untersuchungen zur Aktivierung der Verbundwirkung T2 - Doktorandenkolloquium Holzbau Forschung + Praxis 2020 Y1 - 2020 N1 - 8. Doktorandenkolloquium „Holzbau Forschung + Praxis“, 05. und 06. März 2020, Stuttgart SP - 53 EP - 60 PB - Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf CY - Stuttgart ER - TY - CHAP A1 - Bedbur, Christian A1 - Thull, J. A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Uibel, Thomas T1 - Standardbrücken für Geh- und Radwege T2 - Tagungsband 4. Aachener Holzbautagung 2019: 12. und 13. September an der FH Aachen Y1 - 2020 SN - 2197-4489 SP - 34 EP - 45 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Jockwer, R. A1 - Kleiber, M. A1 - Uibel, Thomas ED - Görlacher, Rainer T1 - Criteria for Evaluating the Simplification of Design Rules for Dowel-type Fasteners T2 - International Network on Timber Engineering Research, INTER : proceedings, meeting 51, 10 - 13 August 2016, Tallinn, Estonia Y1 - 2018 SP - 461 EP - 466 PB - Timber Scientific Publishing, KIT Holzbau und Baukonstruktionen CY - Karlsruhe ER - TY - CHAP A1 - Uibel, Thomas A1 - Moorkamp, Wilfried T1 - Geh- und Radwegbrücken in NRW - Bestandsanalyse und Perspektiven T2 - Holzbrückenbau in der Offensive : Erhaltung, Ertüchtigung, Neubauten : 5. Internationale Holzbrückentage (IHB 2018) FILharmonie Filderstadt, Filderstadt/Stuttgart (DE), 17./18. April 2018 Y1 - 2018 SN - 978-3-906226-19-4 SP - 19 EP - 32 PB - forum-holzbau CY - Biel ER - TY - CHAP A1 - Duffner, Markus A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Uibel, Thomas ED - Kuhlmann, Ulrike T1 - Untersuchungen zur Tragfähigkeit und Steifigkeit eines neuartigen Wandelements in Holzbauweisen T2 - Doktorandenkolloquium Holzbau Forschung + Praxis : Stuttgart, 08./09. März 2018 Y1 - 2018 SP - 131 EP - 139 PB - Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf CY - Stuttgart ER - TY - JOUR A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Ebbert, Thiemo A1 - Hachul, Helmut A1 - Blanke, Tobias A1 - Döring, Bernd T1 - Nutzung erneuerbarer Energien durch thermische Aktivierung von Komponenten aus Stahl JF - Stahlbau N2 - Die Versorgung von Neubauten soll möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Erneuerbare Energien spielen dafür eine gewichtige Rolle. Eine gute Möglichkeit, erneuerbare Energien ohne viel zusätzlichen Aufwand nutzbar zu machen, ist, bereits vorhandenen Komponenten im Gebäude zusätzliche Funktionen zu geben. Hier kann bspw. die Fassade oder das Dach solarthermisch aktiviert oder durch Fotovoltaikmodule ergänzt werden. Auch Tiefgründungen können neben der statischen Funktion noch eine geothermische Funktion zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme erhalten. Neben der Erzeugung bietet sich auch für die Verteilung der Wärme oder Kälte im Gebäude die Integration in Bauteile an. Hier kann bspw. der Boden durch eine Fußbodenheizung oder die Decke durch Deckenstrahlplatten aktiviert werden. Im Rahmen der Veröffentlichung wird auf die thermische Aktivierung von Stahlkomponenten eingegangen. Es wird eine Lösung vorgestellt, die vorgehängte hinterlüftete Stahlfassade (VHF) solarthermisch zu aktivieren. Außerdem werden zwei Möglichkeiten zur geothermischen Aktivierung von Tiefgründungen mittels Stahlpfählen gezeigt. Zuletzt wird ein System zur thermischen Aktivierung von Stahltrapezprofilen an der Decke erläutert, welches Wärme zuführen oder bei Bedarf abführen kann. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202000031 SN - 1437-1049 VL - 2020 IS - Volume 89, Issue 6512-519 SP - 512 EP - 519 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Richter, L. A1 - Wichern, M. A1 - Grömping, Markus A1 - Robecke, U. A1 - Haberkamp, J. T1 - Ammonium recovery from process water of digested sludge dewatering by membrane contactors JF - Water Practice and Technology N2 - Membrane contactors are a promising alternative for nitrogen removal and recovery from process water compared to other physicochemical and biological sidestream treatment processes. Münster wastewater treatment plant (WWTP) is the first municipal WWTP in Germany operating a full-scale membrane contactor system to improve the nitrogen elimination and recovery efficiency. Factors influencing the operation and membrane performance are investigated in an accompanying research project. Additional operational aspects of the applied membrane modules are investigated in detail using a bench-scale membrane contactor. First results of the full-scale application demonstrate a high nitrogen removal efficiency of >95%. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.2166/wpt.2020.002 SN - 1751-231X VL - 15 IS - 1 SP - 84 EP - 91 PB - IWA Publishing CY - London ER - TY - JOUR A1 - Kerres, Karsten A1 - Gredigk-Hoffmann, Sylvia A1 - Jathe, Rüdiger A1 - Orlik, Stefan A1 - Sariyildiz, Mustafa A1 - Schmidt, Torsten A1 - Sympher, Klaus-Jochen A1 - Uhlenbroch, Adrian T1 - Future approaches for sewer system condition assessment JF - Water Practice & Technology N2 - Different analytical approaches exist to describe the structural substance or wear reserve of sewer systems. The aim is to convert engineering assessments of often complex defect patterns into computational algorithms and determine a substance class for a sewer section or manhole. This analytically determined information is essential for strategic rehabilitation planning processes up to network level, as it corresponds to the most appropriate rehabilitation type and can thus provide decision-making support. Current calculation methods differ clearly from each other in parts, so that substance classes determined by the different approaches are only partially comparable with each other. The objective of the German R&D cooperation project ‘SubKanS’ is to develop a methodology for classifying the specific defect patterns resulting from the interaction of all the individual defects, and their severities and locations. The methodology takes into account the structural substance of sewer sections and manholes, based on real data and theoretical considerations analogous to the condition classification of individual defects. The result is a catalogue of defect patterns and characteristics, as well as associated structural substance classifications of sewer systems (substance classes). The methodology for sewer system substance classification is developed so that the classification of individual defects can be transferred into a substance class of the sewer section or manhole, eventually taking into account further information (e.g. pipe material, nominal diameter, etc.). The result is a validated methodology for automated sewer system substance classification. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.2166/wpt.2020.027 SN - 1751-231X IS - 15 (2) SP - 386 EP - 393 PB - IWA Publishing CY - London ER - TY - JOUR A1 - Valero, D. A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Crookston, B. M. T1 - Closure to “Energy Dissipation of a Type III Basin under Design and Adverse Conditions for Stepped and Smooth Spillways” JF - Journal of Hydraulic Engineering Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001669 VL - 146 IS - 2 PB - ASCE CY - Reston, Va. ER -