@inproceedings{DaumeSchulzeSchneideretal.2021, author = {Daume, D. and Schulze, A. and Schneider, S. and Neumeyer, T. and Beck, T. and Steinbach, S. and H{\"u}ttl, B.}, title = {Accurate Short-Circuit Current Measurements on Photovoltaic Modules - Challenges for On-site Outdoor Determinations}, series = {Proc. of 38th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (PVSEC), 4AV.2.6., September 2021, Lissabon}, booktitle = {Proc. of 38th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (PVSEC), 4AV.2.6., September 2021, Lissabon}, year = {2021}, language = {en} } @article{FrescuraLeeSchoepferetal.2021, author = {Frescura, Alessia and Lee, Pyoung Jik and Sch{\"o}pfer, Fabian and Schanda, Ulrich}, title = {Correlations between standardised and real impact sound sources in lightweight wooden structures}, series = {Applied Acoustics}, volume = {173}, journal = {Applied Acoustics}, pages = {107690}, year = {2021}, abstract = {This study aimed to understand the correlation between standard impact sound sources and real impact sources in lightweight floor structures. Six real impact sources (adult walking, child running, child jumping on the floor, and three objects falling) were used to be compared with standard impact sources (i.e. tapping machine and impact ball). Measurements were conducted on a lightweight timber joist floor. Impact sound pressure levels (SPLs) produced by the standard impact sources were measured on the four floor structures with or without carpet tiles. For the real impact sources, two walkers wearing socks and slippers walked at different speeds (normal and fast) along three paths, while two children ran along the three paths and jumped at four positions. Also, the SPLs generated by dropped objects were measured at five positions. Seven standardised single-number quantities (SNQs) were calculated for the tapping machine and the impact ball, while three noise ratings (LAeq, LAFmax, and LN) were also computed from the sound recordings of the real impact sources. Both the tapping machine and the impact ball showed similar frequency characteristics with the real impact sources across all the floor structures. All the SNQs for the tapping machine and the impact ball were highly correlated with the energy-based noise ratings of the adult walking and little differences were found across walking speeds and footwear. Similar tendencies were observed from other real impact sources, indicating the high correlations between the standardised SNQs of the tapping machine and the impact ball and the noise ratings.}, language = {en} } @techreport{GerhardsWeberKlafkaetal.2021, type = {Working Paper}, author = {Gerhards, Christoph and Weber, Urban and Klafka, Peter and Golla, Stefan and Hagedorn, Gregor and Baumann, Franz and Brendel, Heiko and Breyer, Christian and Clausen, Jens and Creutzig, Felix and Daub, Claus-Heinrich and Helgenberger, Sebastian and Hentschel, Karl-Martin and von Hirschhausen, Christian and Jordan, Ulrike and Kemfert, Claudia and Krause, Harald and Linow, Sven and Oei, Pao-Yu and Pehnt, Martin and Pfennig, Andreas and Pr{\"a}ger, Fabian and Quaschning, Volker and Schneider, Jens and Spindler, Uli and Stelzer, Volker and Sterner, Michael and Wagener-Lohse, Georg and Weinsziehr, Theresa}, title = {Klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung f{\"u}r Deutschland - 16 Orientierungspunkte}, series = {Diskussionsbeitr{\"a}ge der Scientists for Future}, volume = {7}, journal = {Diskussionsbeitr{\"a}ge der Scientists for Future}, pages = {1 -- 55}, year = {2021}, abstract = {Als fairer Beitrag Deutschlands zur Einhaltung der globalen 1,5-Grad-Grenze werden 16 Orientierungspunkte f{\"u}r eine klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung vorgestellt. Es wird davon ausgegangen, dass hierf{\"u}r die deutschen energiebedingten CO2-Emissio­nen in etwa 15 Jahren weitgehend auf Null sinken m{\"u}ssen. Energieeinsparung hilft, den notwendigen Ausbau von regenerativen Erzeugungskapazit{\"a}ten zu verringern. Der Verkehrssektor kann ebenso wie die Bereiche Prozess- und Geb{\"a}udew{\"a}rme hier­zu wesentlich beitragen. Die Kernenergie ist mit großen Risiken belastet und kann nicht hinreichend schnell aufgebaut werden. Biomasse in Form von Energie­pflan­zen zu nutzen, ist ineffizient und steht im Konflikt mit anderen Arten der Land­nut­zung. Importe klimaneutral erzeugter Energietr{\"a}ger in sehr großem Umfang er­for­dern extrem große Investitionen im Ausland. Sie sind eine ungesicherte Option auf die Zukunft. Entscheidend ist daher der ausreichend schnelle Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wind­kraft in Deutschland. Sch{\"a}tzungsweise kann der Elektrizit{\"a}tsbedarf im Jahr 2030 z. B. durch den Ausbau auf ca. 350 GW PV und ca. 150 GW Windkraft nahe­zu voll­st{\"a}ndig regenerativ gedeckt werden. Damit ließe sich eine zum großen Teil elek­tri­fizierte Mobilit{\"a}t und W{\"a}rmeversorgung betreiben und ein Teil des ben{\"o}­tig­ten „gr{\"u}­nen" Wasserstoffs in Deutschland bereitstellen. Hierf{\"u}r ist ein j{\"a}hr­licher Zu­bau von durchschnittlich ca. 30 GW PV und ca. 9 GW Windkraft n{\"o}tig. Dies ist ca. sechs- (PV) bzw. dreimal (Wind) so hoch wie bisher vorgesehen und verlangt eine ge­sell­schaft­liche Kraftanstrengung. Ein weiter verz{\"o}gerter Ausbau m{\"u}sste mit noch deut­lich gr{\"o}ßeren gesellschaftlichen Anstrengungen f{\"u}r drastische Energieeinspa­run­gen oder Importe erneuerbarer Energie ausgeglichen werden. Insgesamt k{\"o}nnte dies noch deutlich schwieriger zu realisieren sein, als ein ambitionierter Ausbau. Da der Auf­bau der Kapazit{\"a}ten mehrere Jahre erfordert, ist es m{\"o}glich nachzusteuern, z. B. wenn erkennbar wird, dass sich ein ausreichend großer globaler Markt f{\"u}r Importe ent­wi­ckelt. Bis dahin ist es aus Verantwortung gegen­{\"u}ber der Zukunft und im Sinne des Pariser Vertrages empfehlenswert, die hier genannten Ausbauziele zu verfol­gen. Gr{\"u}ner, also aus erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff und daraus abge­lei­tete Syntheseprodukte sind f{\"u}r die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, den Flug- und Schiffsverkehr sowie f{\"u}r die Absicherung der Energieversorgung bei Dun­kel­flauten n{\"o}tig. Ohne die genannten Ausbauziele f{\"u}r Wind und Solar noch drastisch weiter zu erh{\"o}hen, stehen diese Produkte f{\"u}r Straßenverkehr und W{\"a}rmeversor­gung jedoch nicht in ausreichenden Mengen zur Verf{\"u}gung. Techniken zum Aus­gleich zwischen Elektrizit{\"a}tsangebot und -nachfrage sind verf{\"u}gbar und sollten recht­zeitig auf- bzw. ausgebaut werden. Hierzu geh{\"o}ren: Stromaustausch mit den Nach­barl{\"a}ndern, Flexibilisierung des Verbrauchs und Energiespeicherung. F{\"u}r deren Inte­gration sowie den Ausbau der Netze sollten z{\"u}gig verbesserte rechtliche Rah­men­bedingungen geschaffen werden. Die Kosten eines klimavertr{\"a}glichen Energiesystems sind mittel- bis langfristig nicht h{\"o}­her als im derzeitigen System. Gleichzeitig entstehen Arbeitspl{\"a}tze und Export­chan­cen durch Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung in Deutschland und die energetische Geb{\"a}udesanierung. Die politischen Rahmenbe­din­gungen entscheiden, ob eine klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung Deutschlands ge­lingt.}, language = {de} } @techreport{KrauseAimerWirnsbergeretal.2021, author = {Krause, Harald and Aimer, Dominik and Wirnsberger, Markus and Heiler, Sarah and Park, Summe}, title = {Untersuchung kosteng{\"u}nstiger L{\"u}ftungsl{\"o}sungen f{\"u}r den mehrgeschossigen Wohnungsbau hinsichtlich Energieeffizienz, L{\"u}ftungseffektivit{\"a}t und Nutzerkomfort in gekoppelten Labor- und Simulationsumgebungen}, series = {BBSR-Online-Publikation}, journal = {BBSR-Online-Publikation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:861-opus4-18591}, pages = {165}, year = {2021}, abstract = {Die DIN 1946 Teil 6: L{\"u}ftung von Wohnungen wurde 2019 novelliert. Konnte nach der bisherigen Norm f{\"u}r eine Nutzungseinheit nur eine Art von L{\"u}ftungssystem verwendet werden, ist in der Neuauflage nun auch die Kombination unterschiedlicher L{\"u}ftungssysteme in einer Nutzungseinheit zul{\"a}ssig. Bisher stehen hierf{\"u}r allerding keine Auslegungsgrundlagen zur Verf{\"u}gung. Die einzelnen L{\"u}ftungssysteme k{\"o}nnen nach Norm ausgelegt werden, jedoch werden hierbei nicht die Wechselwirkungen zwischen den Systemen ber{\"u}cksichtigt. Solche Auslegungsgrundlagen wurden im vorliegenden Forschungsprojekt erarbeitet. Da die Effektivit{\"a}t und die Akzeptanz von Wohnungsl{\"u}ftungssystemen von vielen Faktoren abh{\"a}ngig sind, wurden neben den l{\"u}ftungstechnischen Leistungskriterien, wie Luftqualit{\"a}t und L{\"u}ftungsw{\"a}rmeverluste, auch noch weitere Aspekte betrachtet. F{\"u}r die Bewertung der L{\"u}ftungskonzepte wurde sowohl eine Analyse der Gesamtkosten f{\"u}r einen Zeitraum von 30 Jahren als auch eine Bewertung der thermischen Behaglichkeit durchgef{\"u}hrt. In einer Nutzerakzeptanzstudie wurden die Akzeptanz der Nutzer von unterschiedlichen L{\"u}ftungssystem, als auch das allgemein verf{\"u}gbare Wissen {\"u}ber Wohnungsl{\"u}ftung ermittelt. F{\"u}r die Untersuchung der L{\"u}ftungseigenschaften und der Wechselwirkungen der unterschiedlichen L{\"u}ftungssysteme untereinander wurden sowohl ein Multizonen-, als auch ein zonales Simulationsmodell mithilfe von Messergebnissen validiert. Diese Messungen wurden in der Forschungswohnung an der Technischen Hochschule Rosenheim durchgef{\"u}hrt. Mit den Simulationsmodellen wurde mit einer Jahressimulation das Verhalten der L{\"u}ftungssysteme f{\"u}r drei verschiedene Grundrisse ermittelt und mit zuvor festgelegten Kriterien das L{\"u}ftungsverhalten bzgl. Luftqualit{\"a}t und Energieeffizient bewertet. Es konnten so Dimensionierungsempfehlungen f{\"u}r {\"u}berlagerte L{\"u}ftungskonzepte erarbeitet werden. Zus{\"a}tzlich wurden die in Deutschland {\"u}blicherweise verwendeten L{\"u}ftungskonzepte anhand von weiteren Kriterien bewertet.}, language = {de} } @article{MagniOchsdeVriesetal.2021, author = {Magni, Mara and Ochs, Fabian and de Vries, Samuel and Maccarini, Alessandro and Sigg, Ferdinand}, title = {Detailed cross comparison of building energy simulation tools results using a reference office building as a case study}, series = {Energy and Buildings}, volume = {250}, journal = {Energy and Buildings}, pages = {111260}, year = {2021}, abstract = {Building Energy Simulation (BES) tools play a key role in the optimization of the building system during the different phases, from pre-design through commissioning to operation. BES tools are increasingly used in research as well as in companies. New BES tools and updated versions are continuously being released. Each tool follows an independent validation process but rarely all the tools are compared against each other using a common case study. In this work, the modelling approaches of widespread dynamic simulation tools (i.e. EnergyPlus, TRNSYS, Simulink libraries CarnotUIBK and ALMABuild, IDA ICE, Modelica/Dymola and DALEC), as well as PHPP (a well-known quasi-steady-state tool), are described and the results of all the tools modelling the same characteristic office cell, defined within the IEA SHC Task 56, are compared on a monthly and hourly basis for the climates of Stockholm, Stuttgart and Rome. Unfortunately, different tools require different levels of input detail, which are often not matching with available data, hence the parametrization process highly influences the quality of the simulation results. In the current study to evaluate the deviation between the tools, frequently used statistical indices and normalization methods are analysed and the problems related to their application, in a cross-comparison of different tools, are investigated. In this regard, the deviation thresholds indicated by ASHRAE Guideline 14-2014 are used as a basis to identify results that suggest an acceptable level of disagreement between the predictions of a particular model and the outcomes of all models. The process of reaching a good agreement between all tools required several iterations and great effort on behalf of the modellers. To aid the definition of building component descriptions and future references for inter-model comparison a short history of the executed steps is presented in this work. Together with the comparison of the results of the tools, their computational cost is evaluated and an overview of the modelling approaches supported by the different tools for this case study is provided aiming to support the users in choosing a fit-for-purpose simulation tool.}, language = {en} } @inproceedings{SchneiderDaumeNeumeyeretal.2021, author = {Schneider, S. and Daume, D. and Neumeyer, T. and Pflaum, D. and Schulze, A. and H{\"u}ttl, B.}, title = {Charakterisierung von PV-Generatoren bei variabler Bestrahlungsst{\"a}rke und Temperatur - Zwischenbericht zum Projekt PV-FeldLab}, series = {Tagungsband der 4. Regenerativen Energietechnik Konferenz (RET.Con)}, booktitle = {Tagungsband der 4. Regenerativen Energietechnik Konferenz (RET.Con)}, isbn = {978-3-940820-17-4}, pages = {86 -- 95}, year = {2021}, language = {de} } @article{SchaefleKautz2021, author = {Sch{\"a}fle, Claudia and Kautz, Christian}, title = {Student reasoning in hydrodynamics: Bernoulli's principle versus the continuity equation}, series = {Physical Review Physics Education Research}, volume = {17}, journal = {Physical Review Physics Education Research}, number = {1}, publisher = {American Physical Society}, pages = {010147}, year = {2021}, abstract = {We report on an investigation of student thinking about steady-state pipe flow of an incompressible fluid. About 250 undergraduate engineering students were given a test consisting of two hydrodynamics questions, combining multiple-choice format with subsequent open-ended explanations. There is substantial evidence that students have difficulty applying and prioritizing the two basic principles of mass conservation (expressed in the continuity equation) and energy conservation (i.e., Bernoulli's equation). When faced with questions that involve gravity, dissipative effects ("friction"), or a visible pressure drop, a considerable number of students did not invoke the continuity equation in situations where applying it is a necessary step for arriving at the correct answer. Instead, even after lecture instruction on this topic, many of the first-year students based their answers on ill-supported assumptions about local pressures. Some of them used formal arguments from a simplified Bernoulli equation ("lower pressure means higher velocity"), while others based their answer on intuitive arguments ("higher pressure leads to higher velocity"). We also found reasoning based on analogies to single-particle motion ("flow velocity decreases when flowing upwards or friction is present"). Contrary to other researchers, we did not see any evidence for the hypothesis that students think of water as a compressible fluid. Instead, students' answers often indicate a lack of understanding of the conservation of mass or its implications for incompressible fluids or of the role that this principle plays in the context of fluid flow. In addition, our data indicate that some students have more general difficulties in describing and reasoning about technical situations, such as applying equations containing multiple variables, distinguishing spatial differences in a quantity from its changes with respect to time, or realizing the meaning of idealizations. We also present some evidence that different levels of activation of students during instruction influence the prevalence of these difficulties and discuss some implications for instruction.}, language = {en} } @article{StanzelJunkerGraupner2021, author = {Stanzel, Silke and Junker, Elmar and Graupner, Franziska}, title = {Der H{\"o}rsaal als Labor: aktivierende Lehre auf dem Pr{\"u}fstand}, series = {Die Neue Hochschule}, volume = {2021}, journal = {Die Neue Hochschule}, number = {2}, publisher = {DUZ Verlags- und Medienhaus GmbH}, address = {Berlin}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:861-opus4-17352}, pages = {20 -- 23}, year = {2021}, abstract = {An der TH Rosenheim sind die Lehrenden der Physikgrundlagen f{\"u}r alle technischen Studieng{\"a}nge in einer Fakult{\"a}t beheimatet. Das erleichtert und bef{\"o}rdert den Austausch nicht nur fachlicher Themen sondern auch didaktischer Fragestellungen. Das zunehmend heterogene Vorwissen der Studierenden sowie die Unzufriedenheit mit studentischen Pr{\"u}fungsleistungen und eher passiver Unterrichtsbeteiligung gaben den Ausschlag, die Didaktik in den Blick zu nehmen um die Wirksamkeit der Lehre zu erh{\"o}hen. Das „Scholarship of Teaching and Learning" gibt Auskunft dar{\"u}ber, ob das Ergebnis den Aufwand rechtfertigt. Der FCI-Konzepttest zeigt eindeutig die Wirksamkeit der verwendeten aktivierenden Lehrmethoden JiTT und PI. Die Pr{\"u}fungsergebnisse erweisen sich nicht in gleichem Maße f{\"u}r eine quantitative Analyse als geeignet. Die Auswertung der Daten in Bezug auf Teilnahmeverhalten und Bestehensraten legt den Schluss nahe, dass bei Anwendung studierendenzentrierter und aktivierender Lehrmethoden signifikant mehr Studierende zu einem fr{\"u}heren Zeitpunkt die Klausur erfolgreich ablegen.}, language = {de} }