@article{MalzKrenkelSteffens, author = {Malz, Sebastian and Krenkel, Walter and Steffens, Oliver}, title = {Infrared Reflective Wall Paint in Buildings: Energy Saving Potentials and Thermal Comfort}, series = {Energy and Buildings}, volume = {224}, journal = {Energy and Buildings}, number = {October}, publisher = {Elsevier}, issn = {0378-7788}, doi = {10.1016/j.enbuild.2020.110212}, abstract = {The reduction of the energy demand of existing buildings is the main objective of building refurbishment. Managing the heat radiation properties of the wall construction is a possible way to develop highly effective and resource efficient insulation materials and concepts. The application of infrared reflective wall paints and coatings has been studied since the latter half of the 20th century. A brief review of the literature gives an account of the current research status. One has to realise that the conclusions are not uniformly consistent but depend strongly on the specific boundary conditions and investigated parameters. The study presented here discusses the usage of infrared reflective wall paint in conjunction with heat insulation for historic brick masonry. The possible energy savings are linked to the resulting thermal comfort. We identify critical parameters that must be taken into account when using infrared reflective wall paint and derive recommended design rules for the refurbishment of such building types. The findings prove that infrared reflective wall paint can decrease heat losses by 18\% and up to 22\% if comfort conditions are considered. Increasing energy savings can also cause the negative effect of high radiative asymmetry. Thus, each configuration must be observed in detail.}, language = {en} } @misc{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {Solares Bauen in der Margaretenau}, series = {Symposium Klimaneutrale Stadt, OTH Regensburg / Stadt Regensburg und Baugenossenschaft Margaretenau e.G., 09.02.2019, Regensburg}, journal = {Symposium Klimaneutrale Stadt, OTH Regensburg / Stadt Regensburg und Baugenossenschaft Margaretenau e.G., 09.02.2019, Regensburg}, language = {de} } @techreport{AndratschkeCeulloDawoudetal., author = {Andratschke, Christin and Ceullo, Laura and Dawoud, Belal and Draeger, Susan and Gerdes, Thorsten and Giebisch, Matthias and Grießhammer, Peter and Haas, Katharina and Haug, Sonja and Helling, Dominik and Kominis, Lena and Lang, Christian and Malz, Sebastian and Melzl, Johannes and Michlbauer, David and M{\"u}hlberger, Thomas and Nagl, Klaus and Preis, Michael and Rechenauer, Christian and Riederer, Michael and R{\"u}ckerl, Alexander and Saller, Tobias and Schnabl, Andreas and Stadler, Michael and Steffens, Oliver and Steininger, Peter and Stelzl, Andr{\´e} and Toutouly, Lovis and Trauner, Matthias and Vetter, Miriam and Walbrunn, Johannes and Weber, Karsten and Zielbauer, Lukas}, title = {MAGGIE: Energetische Modernisierung des genossenschaftlichen Wohnquartiers Margaretenau in Regensburg}, editor = {Steffens, Oliver}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, isbn = {978-3-96256-100-0}, doi = {10.35096/othr/pub-5901}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-59011}, pages = {XVIII, 462 S.}, abstract = {Im Projekt MAGGIE wurden f{\"u}r das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau" in Regensburg Musterl{\"o}sungen f{\"u}r energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht. Dazu wurde ein bestehendes Wohngeb{\"a}ude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus W{\"a}rmepumpentechnologie und Kraft- W{\"a}rme-Kopplung ausgestattet und untersucht, erg{\"a}nzt durch eine dynamische W{\"a}rmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten. Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems w{\"a}hrend des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Stromb{\"o}rse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltw{\"a}rme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Geb{\"a}udebetrieb. F{\"u}r die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realit{\"a}t getestet. Am Bestandsgeb{\"a}ude kam anstelle eines W{\"a}rmed{\"a}mmverbundsystems ein innovativer D{\"a}mmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz. Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles {\"u}ber mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete f{\"u}r die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erh{\"o}ht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.}, subject = {Altbaumodernisierung}, language = {de} } @book{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {On Media, typewriters, logic and truth: Essays}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-5838}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58380}, publisher = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {77}, abstract = {Essays on the Media Revolution in the 19th Century, when sound recording, film and typewriter changed the way of communication, literature, and arts; on the societal impact and role models that came along with the invention and success of the typewriting machine; on early mathematical and mechanistic ways of reasoning the medieval philosopher Ram{\´o}n Llull, Leibniz's idea of binary numbers and the advent of artificial intelligence.}, language = {en} } @techreport{SteffensRechenauerNeuleitneretal., author = {Steffens, Oliver and Rechenauer, Christian and Neuleitner, Nikolaus and Seidl, Erwin and Kemper, Peter and Nigl, Bernhard and Rozankovic, Andreas and Laumer, Johann and Stierstorfer, Johannes and Gerstner, Julian and Zacher, Markus and Zimmermann, Patrick and Primbs, Sebastian and Sch{\"a}fer, Sebastian and Schmidbauer, Florian and Tretter, Simon}, title = {Effizienzhaus Plus Deggendorf-Natternberg: Modellvorhaben im Netzwerk „Effizienzhaus Plus" der Forschungsinitiative Zukunft Bau gef{\"o}rdert vom Bundesinstitut f{\"u}r Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR), Endbericht 2017}, publisher = {OTH Regensburg}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-5840}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58404}, pages = {63}, abstract = {Dokumentation, Vorbereitungen und Ergebnisse der zweij{\"a}hrigen Messperiode vom 01.11.2014 bis 31.10.2016 Ausgehend von Konzeption und Planungsdaten f{\"u}r das Effizienzhaus Plus der Firma Karl Bachl GmbH \& Co. KG in Deggendorf-Natternberg berichten wir {\"u}ber die Ergebnisse des energetischen Monitorings {\"u}ber den Zeitraum von zwei Messjahren vom 01.11.2014 bis 31.10.2016. Die OTH Regensburg wurde mit der wissenschaftlichen Begleitforschung dieses Modellprojekts im Rahmen des Zukunft-Bau-Netzwerks Effizienzhaus Plus1 beauftragt. Das Geb{\"a}ude wird vorwiegend solarthermisch beheizt, erg{\"a}nzt durch eine elektrische Nachheizung. Neben Solarkollektoren befinden sich auch PV-Module auf dem Dach, deren Ertr{\"a}ge den Jahresstrombedarf bilan- ziell decken. Durch Einsatz eines Batteriespeichers kann der Anteil des selbst genutzten PV-Stroms erh{\"o}ht werden. Die Gesamtbilanz des ersten Jahres zeigt, dass das Geb{\"a}ude prim{\"a}r- und endenergetisch die Anforderungen an den Effizienzhaus Plus Standard erf{\"u}llt. Wir stellen die Energiefl{\"u}sse, Gewinne und Verbr{\"a}uche, sowie die Wirkungsgrade, den solaren und elektrischen Deckungsgrad und den Autarkiegrad des Geb{\"a}udes im Detail vor und diskutieren den Einfluss des elektrischen Batteriespeichers sowie der thermischen Verluste aus dem Pufferspeicher. Verbesserungspotentiale werden in der Beseitigung von haustechnischen Fehlfunktionen und in einer st{\"a}rkeren D{\"a}mmung des Pufferspeichers gesehen. Dieser ist zudem f{\"u}r den beabsichtigten Zweck nach den Erkenntnissen aus den empirischen Messungen zu groß dimensioniert, wodurch sich f{\"u}r k{\"u}nftige Projekte ein Einsparungspotential ergibt.}, language = {de} } @unpublished{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {The Media Revolution in the 19th Century: How Sound Recording, Motion Pictures and Writing Machines affected human perception, thinking, and our society until today}, address = {Regensburg}, doi = {10.13140/RG.2.2.29059.53283}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58376}, pages = {17}, abstract = {Which influence had the sudden appearance of sound recording, film, and typewriters at the end of the 19th century on the human perception of and our thinking about what we consider "reality"? How did our society change with these technological innovations? After millennia of speech and the culture of writing, a fundamental disruption occurred when Thomas Alva Edison introduced his "phonograph" in 1877. In his book "Grammophon, Film, Typewriter" (Brinkmann \& Bose, Berlin 1986), Friedrich Kittler (1943-2011) discusses this question from his perspective as literary scholar and media theorist, reviewing contemporary authors to let them bear witness to their experiences and impressions of the then-new media. This essay intends to be a short extract of Kittler's book, meandering between additional sources of historians, writers, commentators, yet always coming back to Kittler's fascinating panopticon.}, language = {en} } @unpublished{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {Leibniz, Llull and the Logic of Truth: Precursors of Artificial Intelligence}, address = {Regensburg}, doi = {10.13140/RG.2.2.28425.06243}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58399}, pages = {10}, abstract = {Mankind has always been confronted with limited knowledge about Nature and many people devoted their lives and intellects to the very question: How to gain knowledge, confirm ideas and theories, and understand the world we live in? Religion was one fundamental base for explanations and existential questions. Philosophy and Science were the other. Nowadays, science and technology dominate our daily lives, religion and metaphysics have lost their former dominance, while our thoughts and factual knowledge are increasingly governed by the digitised versions of conversation and discussion, filtered and guided by the algorithms of social networks. Today, "artificial intelligence" is a phenomenon in information technology which takes over everyday routines. A new ideal, a new promise, and at the same time used as a stratagem by political and economic systems to guide and manipulate our thinking, values, and behaviour. But nothing is so new that one could not find its precursors in earlier times. Science and mathematics has kindled many brilliant ideas. Can we describe the world by numbers, find truth and explanation in mathematical structures? This essay is devoted to early ideas by the medieval philosopher Ram{\´o}n Llull, the great rationalist G.W. Leibniz, and early approaches to combinations, number theory. and information processing. Llull's thinking machine and subsequent endeavours to find methods of mechanical reasoning and inference paved the way to modern-day concepts of artificial intelligence.}, language = {en} } @techreport{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {Report on a Vernier (Nonius Rule) for Non-Linear Scales}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58926}, pages = {7}, abstract = {The vernier or nonius (in other languages) goes back to a measuring tool used in navigation and astronomy named after its inventor Pedro Nunes (1502-1578; Latin: Petrus Nonius), a Portuguese mathematician and navigator. The nonius was created in 1542 to take finer measurements on circular instruments such as the astrolabe. In 1631 the French mathematician Pierre Vernier (1580-1637) adapted and simplified the system which was later denoted "vernier". We present a method to construct a vernier-like scale for logarithmic scales (as used for typical slide rules), which results in variable tick spacings. The idea is to put the non-linear scale on a spiral. The method can be applied to any non-linear scale, not only logarithmic scales.}, language = {en} } @book{Steffens, author = {Steffens, Oliver}, title = {K{\"u}nstliche Atome im Magnetfeld}, publisher = {Mainz}, address = {Aachen}, isbn = {3-89653-526-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-20740}, publisher = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, abstract = {Halbleiter-Quantenpunkte sind interessante Objekte, um die Elektron-Elektron-Wechselwirkung eines endlichen Systems im Magnetfeld zu studieren. Aufgrund der Analogie zu nat{\"u}rlichen Atomen werden Quantenpunkte h{\"a}ufig als 'k{\"u}nstliche Atome' bezeichnet. Die {\"A}hnlichkeit zu nat{\"u}rlichen Atomen resultiert aus der Schalenstruktur eines harmonischen Einschlußpotentials, wodurch 'magische' Elektronenzahlen (analog zu Edelgasen) mit vollst{\"a}ndig besetzten (geschlossenen) Schalen und folglich geringer Elektronenaffinit{\"a}t ausgezeichnet werden. Die St{\"a}rke des Einschlußpotentials entspricht einer effektiven 'Kernladung', die mit einer bestimmten Elektronenzahl im System verkn{\"u}pft ist. Infolge der geringen Bindungsenergie (einige meV) sowie weiterer Materialparameter kann man in Quantenpunkten magnetfeldabh{\"a}ngige Effekte untersuchen, die mit Niveaukreuzungen im Energiespektrum verbunden sind. Derartige Effekte treten bereits bei experimentell realisierbaren Magnetfeldern von einigen Tesla auf, im Gegensatz zu nat{\"u}rlichen Atomen. Im ersten Teil meiner Arbeit werden die Grundzustandseigenschaften von 2D-Halbleiter-Quantenpunkten auf GaAs-Basis mit wenigen Elektronen (N < 20) untersucht. Die Behandlung der Coulomb-Wechselwirkung mit dem Konzept der Strom-Spin-Dichtefunktional-Theorie von Vignale und Rasolt (1988) erlaubt die Ber{\"u}cksichtigung des Spinfreiheitsgrades sowie magnetfeldabh{\"a}ngiger Korrelationen. In die dazu ben{\"o}tigte Austausch-Korrelations-Energie gehen geeignete lokale N{\"a}herungen ein (Lokale Spindichte- und Vortizit{\"a}ts-N{\"a}herung). Durch Abbildung des Vielteilchenproblems auf ein Kohn-Sham-System mit effektiven Einteilchen-Potentialen, die außer dem Hartree-Potential spinabh{\"a}ngige Austausch-Korrelations-Potentiale und ein Austausch-Korrelations-Vektorpotential umfassen, k{\"o}nnen neben der N-Teilchen-Grundzustandsenergie auch die Ladungs- und Spindichte sowie die Stromdichte berechnet werden.}, language = {de} } @inproceedings{LangSteinbornSteffensetal., author = {Lang, Christian and Steinborn, Florian and Steffens, Oliver and Lang, Elmar Wolfgang}, title = {Electricity Load Forecasting - An Evaluation of Simple 1D-CNN Network Structures}, series = {International Conference on Time Series and Forecasting (ITISE 2019), Proceedings of Papers Vol. 2, 25-27 September 2019, Granada (Spain)}, booktitle = {International Conference on Time Series and Forecasting (ITISE 2019), Proceedings of Papers Vol. 2, 25-27 September 2019, Granada (Spain)}, isbn = {978-84-17970-78-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-16649}, pages = {797 -- 806}, abstract = {This paper presents a convolutional neural network (CNN)which can be used for forecasting electricity load profiles 36 hours intothe future. In contrast to well established CNN architectures, the inputdata is one-dimensional. A parameter scanning of network parameters isconducted in order to gain information about the influence of the kernelsize, number of filters, and dense size. The results show that a goodforecast quality can already be achieved with basic CNN architectures.The method works not only for smooth sum loads of many hundredconsumers, but also for the load of apartment buildings}, language = {en} }