TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Extreme flooding in Western Germany: some thoughts on hazards, return periods and risk JF - Hydrolink N2 - The low-pressure system Bernd involved extreme rainfalls in the Western part of Germany in July 2021, resulting in major floods, severe damages and a tremendous number of casualties. Such extreme events are rare and full flood protection can never be ensured with reasonable financial means. But still, this event must be starting point to reconsider current design concepts. This article aims at sharing some thoughts on potential hazards, the selection of return periods and remaining risk with the focus on Germany. Y1 - 2021 IS - 4 SP - 108 EP - 113 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) CY - Madrid 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 - 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 - 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 - 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 - Oertel, Mario A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Hochwasserschutz - eine Aufgabe für eine nachhaltige Wasserwirtschaft JF - Wasserwirtschaft KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2021 SN - 0043-0978 VL - 111 IS - 9-10 SP - 3 EP - 19 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden 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 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Erpicum, Sébastien A1 - Tullis, Blanke P. T1 - Advances in hydraulic structures engineering JF - Journal of Hydraulic Engineering Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001851 SN - 0733-9429 (Druckausgabe) SN - 1943-7900 (Online-Ausgabe) VL - 147 IS - 1 PB - ASCE CY - Reston, Va. 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 - 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 - 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 - 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 - 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 - JOUR A1 - Peterson-Oster, Madeleine A1 - Peterson, Leif Arne T1 - Gewerbebau: Modellprojekt mit neuem elementiertem, freistehendem Fassadensystem JF - Bauen mit Holz, Der Zimmermann N2 - Die im Zuge einer Betriebsübergabe anstehende Baumaßnahmen am eigenen Büro- und Produktionsgebäude boten ideale Voraussetzung zur Anwendung einer raum­-kreierenden Außenhaut. Mit der elementierten, freistehenden Eichenholz-Fassade wurde ein bis dahin weitgehend funktionales Bauwerk substanzschonend und zugleich optisch ansprechender umgestaltet. Y1 - 2020 SN - 0005-6545 PB - Rudolf Müller CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Peterson-Oster, Madeleine A1 - Peterson, Leif Arne T1 - Fassadensystem: Optisch ansprechend, freistehend, elementiert und aus Eichenholz JF - Bauen mit Holz, Der Zimmermann N2 - Bei der Entwicklung des Fassadensystems ging es darum die mögliche Dauerhaftigkeit von Holz bei direkter Bewitterung zu maximieren. Gleichzeitig soll gezeigt werden, dass mittels durchdachter Ansätze beim konstruktiven Holzschutz und die Wahl einer geeigneten Holzart langlebige Konstruktionen realisiert werden können. Y1 - 2020 SN - 0005-6545 PB - Rudolf Müller CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Chanson, Hubert A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Robust estimators for turbulence properties assessment Y1 - 2019 SP - 1 EP - 24 ER - TY - JOUR A1 - Kramer, Matthias A1 - Valero, Daniel A1 - Chanson, Hubert A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Towards reliable turbulence estimations with phase-detection probes: an adaptive window cross-correlation technique JF - Experiments in Fluids Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1007/s00348-018-2650-9 SN - 1432-1114 VL - 60 EP - Article number 2 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Viti, Nicolo A1 - Gualtieri, Carlo T1 - Numerical Simulation of Hydraulic Jumps. Part 1: Experimental Data for Modelling Performance Assessment JF - Water Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.3390/w11010036 SN - 2073-4441 VL - 11 IS - 1 SP - Art. Nr. 36 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Viti, Nicolo A1 - Valero, Daniel A1 - Gualtieri, Carlo T1 - Numerical Simulation of Hydraulic Jumps. Part 2: Recent Results and Future Outlook JF - Water Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.3390/w11010028 SN - 2073-4441 VL - 11 IS - 1 SP - Art. Nr. 28 ER -