@inproceedings{PodleschnyMargineanMunteanetal.2016, author = {Podleschny, Pit Yannick and Marginean, Gabriela and Muntean, Roxana and Rost, Ulrich and Brodmann, Michael}, title = {Influence of Catalyst Support Composition in PEM Fuel Cell Electrodes Utilizing Plasma Treated Graphene Related Material Decorated with Platinum Nanoparticles}, series = {Konferenz: 7. NRW Nano-Konferenz, 7.-8. Dezember 2016 in M{\"u}nster}, booktitle = {Konferenz: 7. NRW Nano-Konferenz, 7.-8. Dezember 2016 in M{\"u}nster}, year = {2016}, abstract = {This work deals with the preparation and investigation of PEM fuel cell electrodes, which are obtained using graphene related material (GRM) serving as catalyst support for platinum nanoparticles. Applied GRM are used for the preparation of suspensions in four distinct mixing ratios. Two sorts of GRM have been investigated: carbon nanofibers (CNF) and graphene oxide (GO). Utilized CNFs provide a superior graphitization degree of about 100\%, which leads to both high corrosion resistance and low ohmic resistance in PEM fuel cells. For electrode preparation a GRM containing layer serving as catalyst support is applied onto a gas diffusion layer (GDL). Prior to GRM suspension and deposition onto a GDL, the graphene structures are functionalized by plasma treatment. Due to this step, an improved hydrophilic behavior for facilitating suspension preparation is achieved. In addition, a subsequent platinum nanoparticle deposition by pulsed electrodeposition process is optimized.}, language = {en} } @article{BrodmannRost2015, author = {Brodmann, Michael and Rost, Ulrich}, title = {PEM fuel cell electrodes based on graphene related materials for a hydrogen future}, series = {energetica international}, journal = {energetica international}, year = {2015}, abstract = {Due to high power density and superior efficiency, polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) are believed to play a significant role for carbon dioxide emissions free electrical energy systems in the future. Unlike in Carnot processes, chemical energy in the form of hydrogen and oxygen is converted directly into electrical energy without a further process step. One issue in the development of PEMFCs for mobile or stationary applications is the utilization of rare and expensive catalyst material like platinum within the membrane electrode assembly (MEA) see figure 1. In addition, the objective is to reduce production costs and to increase the lifetime of PEMFC. One approach to improve PEMFCs is the development of intelligent electrode architectures. However, cost effective high performance materials are necessary to reach the development targets.}, language = {en} } @inproceedings{RostPodleschnySchumacheretal.2018, author = {Rost, Ulrich and Podleschny, Pit Yannick and Schumacher, Marc and Muntean, Roxana and Pascal, Dragos-Toader and Mutascu, Cristian and Koziolek, J. and Marginean, Gabriela and Brodmann, Michael}, title = {Long-term Stable Electrodes Based on Platinum Electrocatalysts Supported on Titanium Sintered Felt for the Use in PEM Fuel Cells}, series = {Konferenz: 7th International Conference on Advanced Materials and Structures (AMS 2018), 28.-31. M{\"a}rz 2018 in Timisoara (Rum{\"a}nien)}, booktitle = {Konferenz: 7th International Conference on Advanced Materials and Structures (AMS 2018), 28.-31. M{\"a}rz 2018 in Timisoara (Rum{\"a}nien)}, year = {2018}, language = {en} } @article{MunteanPascalRostetal.2020, author = {Muntean, Roxana and Pascal, Dragos-Toader and Rost, Ulrich and Marginean, Gabriela and Brodmann, Michael and Vaszilcsin, Nicolae}, title = {Synthesis and characterisation of platinum-cobalt-manganese ternary alloy catalysts supported on carbon nanofibers: An alternative catalyst for hydrogen evolution reaction}, series = {International Journal of Hydrogen Energy}, volume = {45}, journal = {International Journal of Hydrogen Energy}, number = {49}, doi = {10.1016/j.ijhydene.2020.02.041}, pages = {26217 -- 26225}, year = {2020}, language = {en} } @article{KazamerTackUsamaetal.2024, author = {Kazamer, Norbert and Tack, Meike and Usama, Muhammad and Brodmann, Michael and Barcikowski, Stephan and Reichenberger, Sven}, title = {Continuous and Scalable Laser Synthesis of Atom Clusters with Tunable Surface Oxidation for Electrocatalytic Water Splitting}, series = {ACS Applied Energy Materials}, volume = {2024}, journal = {ACS Applied Energy Materials}, number = {04/2024}, doi = {10.1021/acsaem.4c00342}, pages = {4057 -- 4067}, year = {2024}, language = {en} } @inproceedings{MunteanPascalRostetal.2019, author = {Muntean, Roxana and Pascal, Dragos-Toader and Rost, Ulrich and Marginean, Gabriela and Vaszilcsin, Nicolae and Brodmann, Michael}, title = {PtCoMn ternary alloy supported catalysts for hydrogen evolution reaction}, series = {Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rum{\"a}nien}, booktitle = {Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rum{\"a}nien}, year = {2019}, language = {en} } @article{BrodmannRost2015, author = {Brodmann, Michael and Rost, Ulrich}, title = {Electrodos de pilas de combustible PEM basados en materiales graf{\´e}nicos para el futuro del hidr{\´o}geno como fuente de energ{\´i}a}, series = {energ{\´e}tica XXI}, volume = {154}, journal = {energ{\´e}tica XXI}, number = {DIC 15}, pages = {94}, year = {2015}, abstract = {El Instituto de la Energ{\´i}a de Westfalia ha desarrollado arquitecturas de electrodos que est{\´a}n basados en materiales graf{\´e}nicos producidos por el Grupo Antol{\´i}n.}, language = {es} } @article{EderSteiger2013, author = {Eder, Stephan W. and Steiger, Hartmut}, title = {Energie: Die Zukunft liegt in der dezentralen Versorgung}, series = {VDI-Nachrichten}, journal = {VDI-Nachrichten}, number = {45}, pages = {2}, year = {2013}, language = {de} } @article{StiberBalzerWierhakeetal.2021, author = {Stiber, Svenja and Balzer, Harald and Wierhake, Astrid and Wirkert, Florian Josef and Roth, Jeffrey and Rost, Ulrich and Brodmann, Michael and Lee, Jason Keonhag and Bazylak, Aimy and Waiblinger, Wendelin and Saul Gago, Aldo and Friedrich, Kaspar Andreas}, title = {Porous Transport Layers for Proton Exchange Membrane Electrolysis Under Extreme Conditions of Current Density, Temperature and Pressure}, series = {Advanced Energy Materials}, journal = {Advanced Energy Materials}, number = {33 / 11}, doi = {10.1002/aenm.202100630}, year = {2021}, abstract = {Hydrogen produced via water electrolysis powered by renewable electricity or green H2 offers new decarbonization pathways. Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is a promising technology although the current density, temperature, and H2 pressure of the PEMWE will have to be increased substantially to curtail the cost of green H2. Here, a porous transport layer for PEMWE is reported, that enables operation at up to 6 A cm-2, 90 °C, and 90 bar H2 output pressure. It consists of a Ti porous sintered layer (PSL) on a low-cost Ti mesh (PSL/mesh-PTL) by diffusion bonding. This novel approach does not require a flow field in the bipolar plate. When using the mesh-PTL without PSL, the cell potential increases significantly due to mass transport losses reaching ca. 2.5 V at 2 A cm-2 and 90 °C.}, language = {en} } @techreport{BrodmannRostWirkertetal.2019, author = {Brodmann, Michael and Rost, Ulrich and Wirkert, Florian Josef and Roth, Jeffrey}, title = {Schlussbericht {\"u}ber die Durchf{\"u}hrung des Projekts "FHInvest 2016: Charakterisierung und Qualifizierung von PEM-Hochdruckelektrolyseurkomponenten im Hochdruckbetrieb bis 100 bar". Kurzbezeichnung des Vorhabens: HiPresPEM}, publisher = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, address = {Gelsenkirchen}, doi = {10.2314/KXP:1684706831}, pages = {26}, year = {2019}, language = {de} } @article{ZellmerLoefflerSchneideretal.2023, author = {Zellmer, Florian and L{\"o}ffler, Markus Jan and Schneider, Markus and Kreischer, Christian}, title = {An Augmented Multiphase Rail Launcher With a Modular Design: Theoretical Considerations and Development}, series = {COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering}, volume = {2023}, journal = {COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering}, number = {Vol. 42 No. 6}, issn = {0332-1649}, pages = {1372 -- 1381}, year = {2023}, language = {en} } @inproceedings{SiestrupRothRostetal.2019, author = {Siestrup, G. and Roth, Jeffrey and Rost, Ulrich and Mutascu, Cristian and Engelhardt, L. and Hoppe, E. and Janßen, H. and Brodmann, Michael and M{\"u}ller, M. and Lehnert, W.}, title = {Development of a modularly designed standard test system for high-temperature polymer electrolyte fuel cells with hydraulic single cell compression}, series = {Konferenz: 8th European Fuel Cell Technology \& Applications Conference, 9.-11. Dezember 2019 in Neapel (Italien)}, booktitle = {Konferenz: 8th European Fuel Cell Technology \& Applications Conference, 9.-11. Dezember 2019 in Neapel (Italien)}, year = {2019}, language = {en} } @article{RostMunteanPascaletal.2018, author = {Rost, Ulrich and Muntean, Roxana and Pascal, Dragos-Toader and Podleschny, Pit Yannick and Schumacher, Marc and Marginean, Gabriela}, title = {Studies on Pulse Electrodeposition of Pt-Ni binary Alloy For Electrochemical Cell Applications}, series = {IOP conference series. Materials science and engineering}, journal = {IOP conference series. Materials science and engineering}, number = {416}, issn = {1757-8981}, doi = {10.1088/1757-899X/416/1/012004}, pages = {012004}, year = {2018}, language = {en} } @inproceedings{WirkertRostRothetal.2017, author = {Wirkert, Florian Josef and Rost, Ulrich and Roth, Jeffrey and Brodmann, Michael}, title = {Performance enhancing study for large scale PEM electrolyzer cells based on hydraulic compression}, series = {Konferenz: 6th European PEFC \& Electrolyser Forum, 4.-7. Juli 2017 in Luzern, Schweiz}, booktitle = {Konferenz: 6th European PEFC \& Electrolyser Forum, 4.-7. Juli 2017 in Luzern, Schweiz}, year = {2017}, language = {en} } @techreport{LoefflerOberladstaetter2016, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan and Oberladst{\"a}tter, Oswald}, title = {A German townhouse with electric infrared heating panels and a wood pellet stove occupants experience and energy monitoring results}, doi = {10.13140/RG.2.2.34656.17923}, year = {2016}, abstract = {The intention of this report is to serve as a "real life" documentation of using electric infrared heating panels in a remodeled older residential building.}, language = {en} } @article{WirkertRothJagalskietal.2020, author = {Wirkert, Florian Josef and Roth, Jeffrey and Jagalski, Stefan and Neuhaus, Philipp and Rost, Ulrich and Brodmann, Michael}, title = {A modular design approach for PEM electrolyser systems with homogeneous operation conditions and highly efficient heat management}, series = {International Journal of Hydrogen Energy}, volume = {45}, journal = {International Journal of Hydrogen Energy}, number = {2}, issn = {0360-3199}, doi = {10.1016/j.ijhydene.2019.03.185}, pages = {1226 -- 1235}, year = {2020}, language = {en} } @inproceedings{WirkertRothJagalskietal.2019, author = {Wirkert, Florian Josef and Roth, Jeffrey and Jagalski, Stefan and Neuhaus, Philipp and Podleschny, Mats and Rost, Ulrich and Brodmann, Michael}, title = {A compact and efficient PEM electrolyser stack design based on hydraulic single cell compression}, series = {Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rum{\"a}nien}, booktitle = {Konferenz: 10th International Conference on Hydrogen Production, 15.-17. Mai 2019 in Cluj-Napoca, Rum{\"a}nien}, year = {2019}, language = {en} } @article{WirkertRothJagalskietal.2020, author = {Wirkert, Florian Josef and Roth, Jeffrey and Jagalski, Stefan and Neuhaus, Philipp and Rost, Ulrich and Brodmann, Michael}, title = {A modular design approach for PEM electrolyser systems with homogeneous operation conditions and highly efficient heat management}, series = {International Journal of Hydrogen Energy}, volume = {45}, journal = {International Journal of Hydrogen Energy}, number = {2}, issn = {0360-3199}, doi = {10.1016/j.ijhydene.2019.03.185}, pages = {1226 -- 1235}, year = {2020}, language = {en} } @techreport{Loeffler2024, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan}, title = {Dynamische Strompreistarife und deren Wirkung auf den Stromverbrauch}, edition = {Version 1.0}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46074}, pages = {39}, year = {2024}, abstract = {Anlass der Studie ist das im Juli 2024 vom Bundesministerium f{\"u}r Wirtschaft und Klimaschutz BMWK herausgegebene „Strommarktdesign der Zukunft : Optionen f{\"u}r ein sicheres, bezahlbares und nachhaltiges Stromsystem" [BMWK 2024]. Das Strommarktdesign solle einen Paradigmenwechsel im Strommarkt herbeif{\"u}hren. Eingef{\"u}hrt werden soll ein Kapazit{\"a}tsmarkt, eine Art systemische Grundgeb{\"u}hr, zur Finanzierung unwirtschaftlicher Investitionen in k{\"u}nftig nur wenig auslastbare Kraftwerke. Zudem sollen die Stromverbraucher als Regelkomponente in einer zuk{\"u}nftig volatilen Stromversorgung eingesetzt werden. Die Motivation hierzu soll mit Hilfe dynamischer Stromtarife gelingen. Vorliegende Studie befasst sich insbesondere mit der potentiellen Wirkung dynamischer Strom-preise auf den Stromverbrauch. Hierzu wird das Einsparpotenzial bei Nutzung dieser Stromtarife untersucht. Empirische Befunde aus Deutschland und Schweden unterf{\"u}ttern und erweitern diese Untersuchung mit Blick auf die erhoffte Beeinflussbarkeit des k{\"u}nftigen, den politischen Energiewende-Planungen unterworfenen Stromversorgungssystems. Die Untersuchungsergebnisse werden wie folgt interpretiert: • In „Smart-Grids" k{\"o}nnen dynamische Stromtarife das Verbraucherverhalten bei einem Einsparpotential von 10 bis 15\% begrenzt beeinflussen. • Der Einfluss beschr{\"a}nkt sich auf lokale Stromversorgungsnetze. • Der Stromverbrauch wird in dem Sinne vergleichm{\"a}ßigt, dass tageweise auftretende Lastspitzen und Lastt{\"a}ler sich durch Lastverschiebungen ausgeglichener darstellen. Die Differenz der beiden Tagesextremwerte k{\"o}nnte um bis zu 20\% sinken. • Der j{\"a}hrliche Stromverbrauch wird hierdurch nicht wahrnehmbar beeinflusst. Der qualitative Verlauf des Lastgangs ebenso wenig. • Die Vergleichm{\"a}ßigung ist in dem Sinne netzdienlich, dass nur unzureichend ausgebaute Ortsnetze durch die k{\"u}nftige zunehmende Beanspruchung durch Elektromobilit{\"a}t und W{\"a}rmepumpen nicht {\"u}berbeansprucht werden bzw. dass deren sowieso notwendiger Ausbau in etwas reduzierter Weise ausgef{\"u}hrt werden kann. • Die grundlegenden Probleme bzw. Herausforderungen des geplant volatilen Gesamtstromversorgungssystems lassen sich durch Einsatz der Stromverbraucher als system-dienliches Regelglied nicht l{\"o}sen. Dazu ist ihre Wirkung im Vergleich zur {\"u}ber das Jahr gemittelten Last zu gering. Der gew{\"u}nschte Ausgleich sollte besser mit Hilfe geeigneter Speicher statt mit humanen Ressourcen als Regelglied gel{\"o}st werden. Prinzipiell kann die geplante Flexibilisierung des Strommarktes als eine gut vermittelbare und von den Stromkunden nur schlecht zu erkennende Form der Energierationierung durch Preismechanismen gesehen werden. Energierationierungen signalisieren oft strukturelle Probleme im Energiesektor eines Landes. Die Frage, ob der vom BMWK vorgeschlagene Paradigmenwechsel bereits in diese Richtung zielt, darf zusammen mit den derzeit immer offener und h{\"a}ufiger zutage tretenden, bisher noch verkraftbaren Dysfunktionalit{\"a}ten der derzeitigen Stromversorgung durchaus in Betracht gezogen werden.}, language = {de} } @techreport{Loeffler2024, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan}, title = {Steckbriefe zur Energiewende}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46088}, pages = {48}, year = {2024}, abstract = {In dem Bericht werden insbesondere auf Daten der Bundesnetzagentur (2022) basierende Steckbriefe s{\"a}mtlicher bei der simulatorischen Behandlung der generellen Leistungsverh{\"a}lt-nisse in einem der geplanten Energiewende unterworfenen Energieversorgungssystem darge stellt. Die Steckbriefe umfassen die auftretenden Leistungsverl{\"a}ufe der Versorgung aus Photovoltaik, Windkraft, Biomasse usw. und des Verbrauchs mit Stromdirektverbrauchern, W{\"a}rmepumpen und Elektro-Fahrzeugen. F{\"u}r den Verbrauch werden zwei Lastvarianten angegeben. Elektrolyseure sind in beiden Varianten nicht ber{\"u}cksichtigt, da sie trotz ihrer hohen Verluste dem Bereich der Wasserstoffspeicherung zugeordnet werden. Ebenso werden Wasserstoff-Kraftwerke weder dem Bereich der Erzeuger oder, aufgrund ihrer hohen Verluste, der Verbraucher zugeordnet; diese sind ebenfalls dem Bereich der Wasserstoffspeicherung zuzuordnen. Die Leistungsverl{\"a}ufe werden erg{\"a}nzt durch „Heatmaps", mit deren Hilfe sich die Leistungsverl{\"a}ufe in vorteilhafter Weise tages- und stundenweise aufl{\"o}sen lassen. Im Gegensatz zur normalen Darstellung der Leistungsverl{\"a}ufe, aus denen sich saisonale Leistungsg{\"a}nge und Leistungswerte sehr gut ablesen lassen, lassen sich aus diesen Heatmaps auch Tagesg{\"a}nge aufgrund menschlicher Verhaltensweisen ermitteln. Statistiken zur Verteilung der Leistungswerte und Tabellen mit den wichtigsten Eckwerten der entsprechenden EE-Erzeuger und Verbraucher vervollst{\"a}ndigen die Steckbriefe. In Einzelf{\"a}llen werden noch Zusatzerl{\"a}uterungen gegeben, ohne die sich die entsprechenden Steckbriefe unvollst{\"a}ndig w{\"a}ren. Insgesamt ergibt sich, dass der Stromverbrauch ab 2045 saisonal enorm ausgepr{\"a}gte Maxima und Minima aufweist, die erheblich von den Maxima und Minima des heutigen Stromverbrauchs abweichen. Dies ist das Resultat des Stromverbrauchs aus W{\"a}rmepumpen und Elektro-Fahr-zeugen. Die Verbrauchsmaxima k{\"o}nnen dabei Werte von etwa 170 GW erreichen, was im Gegensatz zu heutigen Maxima von weniger als 90 GW als bemerkenswert bezeichnet werden muss. In jedem Fall wird ein steuerbarer Backup-Kraftwerkspark ben{\"o}tigt, dessen kontinuierliche Verf{\"u}gbarkeit w{\"a}hrend eines Tages gr{\"o}ßer wie 2 Stunden sein muss. Er muss gezielt zur Morgenzeit, typischerweise zwischen 05:00 und 07:00, mit Leistungsh{\"u}ben von 20 GW/h eingeschaltet und abends, typischerweise zwischen 18:00 und 20:00, mit Lastabw{\"u}rfen von {\"u}ber 22 GW/h gezielt wieder abgeschaltet werden k{\"o}nnen. Grund hierf{\"u}r ist der Wechsel menschlicher Tagesaktivit{\"a}t auf Nachtpassivit{\"a}t und umgekehrt, was sich im t{\"a}glichen Strombedarf widerspiegelt.}, language = {de} } @techreport{Loeffler2024, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan}, title = {Energiewende und Versorgungssicherheit 2045}, edition = {Version 1.1}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-46069}, pages = {19}, year = {2024}, abstract = {Deutschlands Stromversorgung soll im Jahr 2045 gem{\"a}ß aktueller Planung (z.B. EEG 2023) aus-schließlich mit Hilfe sog. erneuerbarer Energien geschehen. Hierzu geh{\"o}ren Wind- und Solar-kraft und in erheblichst geringerem Maße Biomasse- und Laufwasserkraft. Bekannt ist, dass die Energiezufuhr aus diesen Energiequellen {\"u}berwiegend volatil und daher inkompatibel mit dem Strombedarf der Verbraucher ist. Ohne weitere Maßnahmen k{\"a}me es st{\"a}ndig zu {\"U}ber- oder Unterversorgungssituationen mit der Folge dauerhafter Blackouts. W{\"a}hrend eine {\"U}berversorgung im einfachsten Fall mit dem rechtzeitigen, wenn auch unwirtschaftlichen Abschalten der entsprechenden Energieversorger sehr gut beherrschbar ist - andere Maßnahmen sind die Speicherung der {\"u}bersch{\"u}ssigen Energie oder deren Export, sofern es das Ausland zul{\"a}sst -, ist die Darstellung der Versorgungssicherheit im Falle einer Unterversorgung, also die Vermeidung ewiger Blackouts, nur mit Hilfe zus{\"a}tzlicher aktiv steuerbarer Energiequellen darstellbar. In Frage kommen hierf{\"u}r nach heutiger Diskussionslage Gas- bzw. H2-Kraftwerke, virtuelle und reale Batterie-Kraftwerke, sowie Pumpspeicher-Kraftwerke und Stromimporte. F{\"u}r den Import muss das Ausland f{\"u}r Deutschland regelbare Kraftwerke vorhalten, die stets dann mit erster Priorit{\"a}t bereitstehen m{\"u}ssen, wenn Deutschland in eine Unterversorgungslage ger{\"a}t. Diese M{\"o}glichkeit erscheint dem Berichter eher spekulativ als gesichert. Die Verwendung deutscher Kernkraftwerke wird heutzutage aus politischen Gr{\"u}nden negiert, w{\"a}hrend gleichzeitig und widersinnigerweise der Import ausl{\"a}ndischen Kernkraftstroms billigend in Kauf genommen wird.}, language = {de} } @article{LoefflerMarquardt2023, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan and Marquardt, Ralf-Michael}, title = {Wieviele Wasserstoff-Kraftwerke erfordert die Energiewende und wie erhalten wir sie?}, series = {Wirtschaftsdienst}, volume = {2023}, journal = {Wirtschaftsdienst}, number = {10/2023}, doi = {10.2478/wd-2023-0191}, pages = {689 -- 697}, year = {2023}, language = {de} } @article{KuznetsovLuKozaetal.2022, author = {Kuznetsov, Vitalii and Lu, Leran and Koza, Michael Marek and Rogalla, Detleff and Foteinou, Varvara and Becker, Hans-Werner and Nefedov, Alexei and Traeger, Franziska and Fouquet, Peter}, title = {Microscopic Diffusion of Atomic Hydrogen and Water in HER Catalyst MoS2 Revealed by Neutron Scattering}, series = {The Journal of Physical Chemistry C}, volume = {2022}, journal = {The Journal of Physical Chemistry C}, number = {Volume 126, Issue 51}, publisher = {ACS Publications}, issn = {1932-7455}, doi = {10.1021/acs.jpcc.2c03848}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49089}, pages = {21667 -- 21680}, year = {2022}, abstract = {The design of novel and abundant catalytic materials for electrolysis is crucial for reaching carbon neutrality of the global energy system. A deliberate approach to catalyst design requires both theoretical and experimental knowledge not only of the target reactions but also of the supplementary mechanisms affecting the catalytic activity. In this study, we focus on the interplay of hydrogen mobility and reactivity in the hydrogen evolution reaction catalyst MoS2. We have studied the diffusion of atomic hydrogen and water by means of neutron and X-ray photoelectron spectroscopies combined with classical molecular dynamics simulations. The observed interaction of water with single-crystal MoS2 shows the possibility of intercalation within volume defects, where it can access edge sites of the material. Our surface studies also demonstrate that atomic hydrogen can be inserted into MoS2, where it then occupies various adsorption sites, possibly favoring defect vicinities. The motion of H atoms parallel to the layers of MoS2 is fast with D ≈ 1 × 10-9 m2/s at room temperature and exhibits Brownian diffusion behavior with little dependence on temperature, i.e., with a very low diffusion activation barrier.}, language = {en} } @article{PattynSciacquaKwiedoretal.2022, author = {Pattyn, Cedric and Sciacqua, Dario and Kwiedor, Lukas and Jagodar, Andrea and Strunskus, Thomas and Traeger, Franziska and Lecas, Thomas and Kovacevic, Eva and Berndt, Johannes}, title = {Controlled deposition of plasma-polyaniline thin film by PECVD: Understanding the influence of aniline to argon ratio}, series = {Plasma Processes and Polymers}, volume = {2022}, journal = {Plasma Processes and Polymers}, number = {Volume 19, Issue 5}, publisher = {Wiley-VCH}, issn = {1612-8869}, doi = {10.1002/ppap.202100233}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49095}, pages = {10}, year = {2022}, abstract = {Low pressure capacitively coupled radiofrequency plasmas operated in a mixture of aniline vapor and argon are used for the deposition of thin films on silicon substrates. The influence of the aniline vapor fraction in the gas mixture upon the plasma properties and the characteristics of the deposited thin film is analyzed. Plasmas diagnostics are carried out using mass spectrometry and optical emission spectroscopy and the thin films are characterized by means of Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and near-edge X-ray absorption fine-structure spectroscopy. Experiments highlight that the use of a low aniline/argon ratio leads to the deposition of an amorphous film whereas high-aniline/argon ratios allow the synthesis of a plasma polymer similar to polyaniline. The properties of such plasmas and the mechanisms involved in the deposition process are discussed in detail.}, language = {en} } @masterthesis{Salih2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Salih, Haujin}, title = {Degradationsverhalten von Ir/TiO2-x-basierten Elektroden f{\"u}r die Anwendung in PEM-Elektrolysezellen // Degradation behavior of Ir/TiO2-x based electrodes for application in PEM electrolyzers}, school = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {61}, year = {2021}, abstract = {Um CO2-frei, mit erneuerbaren Technologien, Energie umzuwandeln, zu speichern und Wasserstoff zu produzieren, bedarf es einer Technologie, welche zu hoher Leistungsdichte, Flexibilit{\"a}t und Effizienz f{\"a}hig ist. Die Polymerelektrolytmembran-(PEM) Wasser-Elektrolyse besitzt das Potential alle diese Attribute in sich zu vereinen, weswegen sie eine Schl{\"u}sseltechnologie bei dem Umstieg auf erneuerbare Energien darstellt. Die aktuellen hohen Beladungen der Elektroden mit Katalysatormaterial f{\"u}r die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) wie Iridium und die bisher noch ungen{\"u}gend erforschten Alterungsmechanismen dieser {\"u}ber eine l{\"a}ngere Nutzdauer, sind bisher die gr{\"o}ßten Herausforderungen f{\"u}r die großfl{\"a}chige industrielle Nutzung dieser Systeme. Mit diesem Hintergrund stellt sich diese Arbeit der Herausforderung die untersuchten PEM-Anoden mit reduzierter Beladung, hinsichtlich ihrer Stabilit{\"a}t und Alterungsmechanismen zu charakterisieren und den ersten Schritt in Richtung eines Degradationsprotokolls zu machen, um solche Elektroden k{\"u}nftig zu untersuchen. In der vorgegangenen Arbeit, aus welcher die hier untersuchten Proben stammen, wurden Elektroden hergestellt, indem auf ein Titansubstrat eine Supportschicht mit unterst{\"o}chiometrischem Titanoxid eingesintert wurde, auf welchem wiederum das Iridium galvanisch gepulst abgeschieden wurde. Die Beladung mit Katalysatormaterial war hier geringer als der der Stand der Technik, doch die katalytische Aktivit{\"a}t wurde durch die optimierte Elektrodenarchitektur erh{\"o}ht. In dieser Arbeit wurden die Elektroden einem elektrochemischen Degradationsprotokoll unterzogen, welches sich aus Cyclovoltametrie (CV) gefolgt von Chronopotentiometrie (CP) und Chronoamperometrie, mit wechselnden Potentialen, zusammensetzt. Der dabei verwendete Elektrolyt wurde ebenfalls durch Filtration und Titration auf Zerfallsprodukte der Elektroden hin untersucht. Nach erfolgter Degradation wurden die Elektroden auf topografische {\"A}nderungen, mittels Rasterelektronenmikroskop (REM), {\"A}nderungen der Kristallinit{\"a}t, mittels R{\"o}ntgendiffraktometrie (XRD) und {\"A}nderungen der Elementenkonzentration durch R{\"o}ntgenfluoreszenzspektroskopie (XRF) hin untersucht.}, language = {de} } @masterthesis{Thiel2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Thiel, Victor Hubert}, title = {Entwicklung einer lasergesinterten TiOx-Tr{\"a}gerstruktur auf por{\"o}sen Titansubstraten f{\"u}r Anodenkatalysatoren in der PEM-Elektrolyse}, school = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {59}, year = {2023}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Titantr{\"a}gerlage, die anschließend als Supportstruktur f{\"u}r den Anodenkatalysator eines PEM-Elektrolyseurs genutzt werden soll, sowie mit der Parametrisierung der hierf{\"u}r genutzten Lasersinteranlage. Daf{\"u}r wird 1 mg cm-2 unterst{\"o}chiometrisches Titanoxid (TiOx) auf eine por{\"o}se Titantransportschicht gespr{\"u}ht und anschließend mit einem gepulsten Laser in Argonatmosph{\"a}re gesintert, um beide Materialien zu verbinden und die Oberfl{\"a}che gezielt ver{\"a}ndern zu k{\"o}nnen. Da die ben{\"o}tigte Menge des unterst{\"o}chiometrischen TiOx-Pulvers nicht absch{\"a}tzbar war, wurden die Arbeiten mit kommerziell verf{\"u}gbarem Titandioxid-(TiOx) Pulver durchgef{\"u}hrt. Im ersten Schritt wurde ein bestehender Spr{\"u}hprozess optimiert. Der Fokus lag dabei auf einem gleichm{\"a}ßigen Spr{\"u}hergebnis und dem reproduzierbaren Erreichen einer vorgegebenen Beladung. Die Optimierung wurde auf Titanblech und auf por{\"o}sen Titansubstraten durchgef{\"u}hrt. Anschließend wurde das verwendetet Lasersystem, das einen luftgek{\"u}hlten Neodymdotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG)-Festk{\"o}rperlaser mit einer Wellenl{\"a}nge von 355 nm nutzt, parametrisiert. Das Erreichen der Bearbeitungsschwelle und die maximalen Spotgr{\"o}ßen bei verschiedenen Diodenstr{\"o}men wurden untersucht. Anschließend wurde die Frequenz erh{\"o}ht, dies f{\"u}hrte zu geringeren Einzelpulsenergien und daher zu neuen Bearbeitungsschwellen bei den unterschiedlichen Diodenstr{\"o}men. Die Variierung des Vorschubs f{\"u}hrt zu einer {\"A}nderung der eingebrachten Energie pro Fl{\"a}che und wirkt sich direkt auf die Sinterdauer aus. Als letztes wurde der Einfluss des Linienabstandes untersucht. Wenn der Linienabstand unterhalb des Wertes gehalten wird, ab dem eine streifenfreie Oberfl{\"a}che entsteht, wirkt die Verkleinerung des Linienabstandes wie die Verringerung des Vorschubs.}, language = {de} } @inproceedings{RostBrodmann2014, author = {Rost, Ulrich and Brodmann, Michael}, title = {Neuartige Messvorrichtung basierend auf hydraulischer Verpressung zur Untersuchung von Brennstoffzellen- und Elektrolyseurkomponenten}, series = {Kurzfassung der Beiträge zum IEEE Workshop 2014 Industrielle Messtechnik \& Kraftfahrzeugsensorik, 28. März 2014. (Vortragsreihe der Hochschule Ruhr West ; 3)}, booktitle = {Kurzfassung der Beiträge zum IEEE Workshop 2014 Industrielle Messtechnik \& Kraftfahrzeugsensorik, 28. März 2014. (Vortragsreihe der Hochschule Ruhr West ; 3)}, editor = {Himmel, J{\"o}rg}, publisher = {Hochschule Ruhr West}, address = {M{\"u}lheim an der Ruhr}, isbn = {978-3-9814801-5-3}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-7505}, pages = {11 -- 13}, year = {2014}, abstract = {Um die Wasserstofftechnik in Zukunft wirtschaftlich und damit kommerziell am Markt verf{\"u}gbar werden zu lassen, sind heute noch immer große Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen notwendig. Dabei erfordert die Entwicklung von optimierten Komponenten wie beispielsweise der Membran-Elektroden-Einheit (MEA - engl. Membrane Electrode Assembly) f{\"u}r Brennstoffzellen sowie Elektrolyseure reproduzierbare und homogene Pr{\"u}fbedingungen. F{\"u}r diesen Zweck ist ein Pr{\"u}fsystem auf Basis eines von der Westf{\"a}lischen Hochschule (WHS) patentierten modularen Stackkonzepts mit hydraulischer Verpressung entworfen und realisiert worden. Mit dem hier vorgestellten System ist es m{\"o}glich, auf Einzelzellenbasis mehrere Proben zum gleichen Zeitpunkt unter identischen Umgebungsbedingungen auf ihre Charakteristik hin zu untersuchen.}, subject = {Wasserstoffenergietechnik}, language = {de} } @misc{Reusmann2023, type = {Master Thesis}, author = {Reusmann, Marlene Erika Rita}, title = {Einfluss der Kohlenstofffaser-Graphitisierung und der Verankerung von lasergenerierten/galvanisch abgeschiedenen Elektrokatalysatoren auf die Haltbarkeit von Kohlevlies-Elektroden in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren}, school = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {96}, year = {2023}, abstract = {Um gr{\"u}nen Wasserstoff effizient als Energietr{\"a}ger nutzen zu k{\"o}nnen, ist die Entwicklung von haltbaren und aktiven Katalysatorschichten f{\"u}r Brennstoffzellen und Elektrolyseuren von {\"a}ußerster Wichtigkeit. Eine große Herausforderung ist, dass konventionelle C/Pt-Katalysatoren eine starke Korrosionsreaktion durchlaufen und mit hohen Kosten verkn{\"u}pft sind. Weswegen alternative Kohlenstofftr{\"a}ger wie Kohlenstoffnanofaser-Materialien entwickelt wurden, welche eine l{\"a}ngere Haltbarkeit aufweisen k{\"o}nnen. In dieser Arbeit wurde die Aufbringung von Pt- und Ir-Nanopartikeln auf gesponnene Kohlenstoffnanofaser-Vliese untersucht. Es wurden erstmals in einer Fl{\"u}ssigkeit laserablatierte Pt-Nanoartikel mit einem PAN-Vlies versponnen oder in einem zweiten Syntheseverfahren auf ein Vlies aufgespr{\"u}ht. Diese Methoden wurden mit der gepulsten galvanischen Abscheidung von Pt auf einem PAN-Vlies verglichen. Die Vliese wurden bez{\"u}glich ihres Graphitisierungsgrades, ihrer Partikelverteilung und ihrer Best{\"a}ndigkeit untersucht, einschließlich des Einflusses der Karbonisierungstemperatur. Die Raman- und XRF-Messungen ergaben eine Erh{\"o}hung des Graphitisierungsgrades und eine Abnahme der PAN-Reste mit dem Anstieg der Karbonisierungstemperatur. Elektrochemische Messungen und REM-Aufnahmen best{\"a}tigten die erfolgreiche Synthese von langzeitstabilen CNF-Vliesen mit einer hohen massenspezifischen aktiven Platinoberfl{\"a}che und einer guten Nanopartikelverteilung. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung von {\"o}kologischen und {\"o}konomischen Katalysatorschichten bei.}, language = {de} } @article{Fieberg2022, author = {Fieberg, Christian}, title = {RLT-Ger{\"a}te f{\"u}r Anwendungenin st{\"a}dtischen W{\"a}rmeinseln}, series = {KKA K{\"a}lte Klima Aktuell}, journal = {KKA K{\"a}lte Klima Aktuell}, number = {H. 3}, pages = {24 -- 29}, year = {2022}, abstract = {Zentrale Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) sind f{\"u}r Betriebszeiten von f{\"u}nfzehn und mehr Jahren konzipiert. Nicht selten werden die Ger{\"a}te auch nach 25 Jahren Dank Retrofit weiterbetrieben. Unber{\"u}cksichtigt bleibt dabei, ob die zuk{\"u}nftigen, klimatischen Bedingungen noch der Auslegung entsprechen. Zur {\"U}berpr{\"u}fung der klimatischen {\"A}nderungen k{\"o}nnen sogenannte Testreferenzjahre (TRY - Test Reference Year) genutzt werden. Diese basieren f{\"u}r die heutige Auslegung auf den lokalen, st{\"u}ndlichen Wetterbedingungen im Bezugsjahr 2012 und zus{\"a}tzlich auf modellbasierten Wetterdaten f{\"u}r das Bezugsjahr 2045. Das Zentralluftger{\"a}t einer Krankenhaus-Intensivstation wurde f{\"u}r die 15 Wetter¬stationen der VDI 4710, Blatt 3 in Deutschland auf die Leistungsanforderungen von heute und f{\"u}r das Jahr 2045 untersucht. Zus{\"a}tzlich wurden f{\"u}r den Standort Berlin die aktuellen Wetteraufzeichnungen im Sommer 2020 betrachtet. Daraus lassen sich R{\"u}ckschl{\"u}sse ziehen, wie sich st{\"a}dtische W{\"a}rmeinseln (UHI - Urban Heat Islands) zuk{\"u}nftig auf den Energie- und Leistungsbedarf zur Geb{\"a}udeklimatisierung auswirken werden. Die Auswirkungen auf die W{\"a}rme- und K{\"a}ltespitzenleistung sowie der kumulierte Energiebedarf werden genauso analysiert wie der Befeuchtungsbedarf. Hieraus lassen sich die potenziellen Leistungsreserven absch{\"a}tzen und die Klimaresilienz der Anlagentechnik bewerten.}, language = {de} } @book{Fieberg2026, author = {Fieberg, Christian}, title = {BIM-Datenmanagement in Theorie und Praxis}, series = {BIM Basics}, journal = {BIM Basics}, edition = {2. {\"u}berarbeitete Auflage}, publisher = {bSD Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-910476-51-6}, publisher = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {122}, year = {2026}, abstract = {Die BIM-Methode basiert auf dem Austausch von Modellen und Objektdaten. Diese entwickeln sich im Laufe des Bauprojektes weiter und dienen vielen Beteiligten als Grundlage f{\"u}r die eigenen Aufgaben. Daher ist ein eindeutiges und verl{\"a}ssliches Datenmanagement die Basis f{\"u}r eine gelungene Zusammenarbeit. Die dabei erzeugten Daten gehen mittlerweile weit {\"u}ber 3D-Modelle hinaus. Welche Daten, in welcher Detailtiefe zu welchem Zeitpunkt und in welchem Format vorliegen sollen, ist Gegenstand dieses Buches. Die Modelle und Objektattribute werden vorgestellt und, wo es n{\"o}tig ist, vertiefend beschrieben. Das dazugeh{\"o}rige Datenmanagement wird anschaulich erkl{\"a}rt. Abgerundet wird das Buch mit Tipps zur richtigen Softwareauswahl und einem Quiz zum Test des eigenen Wissenstand. Die zweite Auflage greift dabei aktuelle Entwicklungen (z. B. IFC4.3 und LOIN) auf und erl{\"a}utert neue Anforderungen und Inhalte der BIM-Objekte.}, language = {de} } @inproceedings{Fieberg2018, author = {Fieberg, Christian}, title = {Energieeffizienz UND Hygiene in der Klimatechnik - Geht das {\"u}berhaupt?}, series = {Konferenz: 15. Fachsymposium Geb{\"a}udetechnik und Hygiene, 25.-26.10.2018 in Bad Br{\"u}ckenau}, booktitle = {Konferenz: 15. Fachsymposium Geb{\"a}udetechnik und Hygiene, 25.-26.10.2018 in Bad Br{\"u}ckenau}, pages = {27}, year = {2018}, abstract = {Die Klimatisierung von Geb{\"a}uden gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies liegt zum einen an der Bauweise und Nutzung, die h{\"o}here K{\"u}hllasten mit sich bringt. Zum anderen fordern die Nutzer eine angemessene Behaglichkeit bei hoher Luftqualit{\"a}t. Diese Forderungen gehen einher mit hoher Energieeffizienz und einwandfreier Hygiene der Raum-lufttechnischen Anlagen. Dieser Beitrag untersucht diese Forderungen f{\"u}r Nichtwohngeb{\"a}ude und pr{\"u}ft, ob Hygiene und Energieeffizienz zu Zielkonflikten f{\"u}hren k{\"o}nnen. Der Mensch verbringt einen Großteil seiner Zeit in geschlossenen R{\"a}umen und erwartet, dass die Luftqualit{\"a}t mindestens der Außenluft entspricht. Mit Blick auf die aktuelle Feinstaubdebatte, muss die Raumluftqualit{\"a}t noch deutlich dar{\"u}ber hinaus gehen. Weiterhin soll der Aufenthalt am Arbeitsplatz nicht zu gesundheitlichen Beeintr{\"a}chtigungen f{\"u}hren (Reizung der Schleimh{\"a}ute, trockene Augen oder virale Infektionen). Die Klimatisierung von Geb{\"a}uden ben{\"o}tigt einen nicht unerheblichen Teil der Prim{\"a}renergie, so dass ein effizienter Anlagenbetrieb ein wichtiger Baustein der Energiewende ist. Dabei spielt die Nutzung von regenerativen Energien (Solarstrom zur Geb{\"a}udek{\"u}hlung) genauso eine wichtige Rolle wie die Optimierung von Komponenten und deren Abstimmung zum „System Geb{\"a}udeklimatisierung". Zur Einordnung der Themengebiete werden die relevanten Normen und Regelwerke auf europ{\"a}ischer und deutscher Ebene kurz vorgestellt und erl{\"a}utert. Am Beispiel eines typischen RLT-Ger{\"a}tes werden die Komponenten und Funktionen im Betrieb veranschaulicht. Die wichtigsten Komponenten (z. B. Filter, W{\"a}rme{\"u}bertrager, Befeuchter und Ventilatoren) werden mit Blick auf Hygiene und Energieeffizienz anschließend analysiert und verglichen. Die Vergleiche finden anhand von Fallbeispielen statt, wie sie f{\"u}r Nichtwohngeb{\"a}ude typisch sind. Zusammenfassend wird die Ausgangsfrage aus Sicht des Autors beantwortet.}, subject = {Klimatechnik}, language = {de} } @article{KlassenFieberg2018, author = {Klaßen, Lea and Fieberg, Christian}, title = {Planung und Bau von Reinr{\"a}umen}, series = {cci Wissensportal}, journal = {cci Wissensportal}, pages = {7}, year = {2018}, abstract = {Die Planung und der Bau von Reinr{\"a}umen sind komplexe Vorg{\"a}nge, die ein hohes Maß an logistischer und fachlicher Kompetenz erfordern. Insbesondere ist die stetige Steigerung der Reinheit bis zur Inbetriebnahme eine wesentliche Voraussetzung f{\"u}r den sp{\"a}teren bestimmungsgem{\"a}ßen Betrieb. Die Regelwerke und hier insbesondere die VDI 2083 liefert klare Vorgaben f{\"u}r den Planungsablauf. Um die Umsetzung der Richtlinie in die Praxis jedoch einfacher und unmissverst{\"a}ndlich zu gestalten, sollte ein dezidierter Qualit{\"a}tsplan vor jedem Projektbeginn ausgearbeitet werden. Dieser soll in Abh{\"a}ngigkeit des Baufortschritts die Bau- und Schutzmaßnahmen koordinieren und klare Regeln f{\"u}r die am Bau Beteiligten festlegen. Um unvorhergesehene Fehler und deren Folgen zu minimieren bietet sich die Fehlerm{\"o}glichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) als Bestandteil des Qualit{\"a}tsplans an. Hierdurch werden m{\"o}gliche Fehler beschrieben und die Risiken erfasst und vorsorglich minimiert. Die Risikopriorit{\"a}tszahl (RPZ) ist dabei ein Maß f{\"u}r den m{\"o}glichen Schaden. Die FMEA sorgt daf{\"u}r, dass die festgelegten Maßnahmen mit hoher Wirksamkeit umgesetzt werden k{\"o}nnen. Die Erstellung der FMEA betrifft alle Gewerke beim Bau des Reinraums, daher sollten die Inhalte in gemeinsamen Besprechungen aller Verantwortlichen f{\"u}r jedes Bauvorhaben individuell erstellt werden. Dadurch ist zus{\"a}tzlich das Bewusstsein zur Reinhaltung bei allen Gewerken gegeben. Der Bauleitung obliegt die durchgehende und verantwortungsbewusste Umsetzung des Qualit{\"a}tsplans.}, subject = {Reinraumtechnik}, language = {de} } @article{PavlovicFiebergGeiersbach2019, author = {Pavlovic, Sinisa and Fieberg, Christian and Geiersbach, Philipp}, title = {TGA-Planung mit BIM-Objekten}, series = {Build-Ing. Die Plattform f{\"u}r Building Information Modeling}, journal = {Build-Ing. Die Plattform f{\"u}r Building Information Modeling}, number = {6}, issn = {2567-8361}, pages = {36 -- 41}, year = {2019}, abstract = {Die BIM-Methode erfasst in Deutschland mittlerweile alle Gewerke im Bauhauptgewerbe. F{\"u}r die TGA-Branche hat sich gezeigt, dass die Priorit{\"a}t der Produkthersteller auf der Bereitstellung der Geometriedaten liegt. Weiterf{\"u}hrende Metadaten und Attribute (z. B. Material, Masse, Preise, Leistungsdaten) sind oftmals nur in reduzierter Form oder gar nicht vorhanden. An exemplarischen Beispielen von RLT-Rer{\"a}ten und Komponenten werden die geometrischen und semantischen M{\"o}glichkeiten beim IFC-Format untersucht.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @article{MeyerFieberg2018, author = {Meyer, Tim and Fieberg, Christian}, title = {Einflussfaktoren auf die K{\"u}hllastberechnung f{\"u}r Bestandsgeb{\"a}ude}, series = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure. Organ der VDI-Gesellschaft Technische Geb{\"a}udeausr{\"u}stung (VDI-TGA)}, volume = {69}, journal = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure. Organ der VDI-Gesellschaft Technische Geb{\"a}udeausr{\"u}stung (VDI-TGA)}, number = {7-8}, issn = {1436-5103}, pages = {53 -- 58}, year = {2018}, abstract = {Geb{\"a}ude sind immer auch ein Ausdruck der Zeit, in der sie erbaut wurden. Oft bleiben sie sehr lange erhalten und erfahren {\"u}ber die Jahrzehnte mehrfache Nutzungs{\"a}nderungen. Betroffen sind alte Produktionshallen ebenso wie Verwaltungsimmobilien. Die Geb{\"a}udeh{\"u}lle bleibt bei einer Umnutzung meist unangetastet. Aufgabe der Technischen Geb{\"a}udeausr{\"u}stung ist es dann, das Raumklima f{\"u}r die Nutzer unter den ge{\"a}nderten Bedingungen behaglich zu gestalten und die Aspekte der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit nicht aus den Augen zu verlieren. Insbesondere die K{\"u}hlung der Geb{\"a}ude im Sommer steht aufgrund der steigenden internen Lasten und der solaren Gewinne durch große Glasfassaden im Vordergrund.}, language = {de} } @article{PavlovicFiebergGeiersbach2019, author = {Pavlovic, Sinisa and Fieberg, Christian and Geiersbach, Philipp}, title = {Die Intelligenz muss in das Projekt. BIM-Datenaustausch f{\"u}r RLT-Anlagen}, series = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik}, volume = {70}, journal = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik}, number = {10}, issn = {1436-5103}, pages = {56 -- 59}, year = {2019}, abstract = {Building Information Modeling (BIM) wird im Bauwesen immer st{\"a}rker gefordert. Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Datenaustausch f{\"u}r die TGA. Am Beispiel eines RLT-Ger{\"a}tes werden der Detaillierungsgrad und der Datenaufbau mit IFC erl{\"a}utert. Insbesondere zeigt sich hierbei, dass der Datenimport aufgrund fehlender Standards und Definitionen mit Datenverlust einhergeht. Damit ergibt sich ein Auftrag an die Softwareunternehmen hier f{\"u}r eindeutige Standards zu sorgen.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @inproceedings{Fieberg2018, author = {Fieberg, Christian}, title = {Building Information Model f{\"u}r Bauherren und Betreiber}, series = {Smart Energy 2018. Vom Smart Home bis zur Smart City - Aspekte der Digitalisierung}, booktitle = {Smart Energy 2018. Vom Smart Home bis zur Smart City - Aspekte der Digitalisierung}, editor = {Großmann, Uwe and Kunold, Ingo and Engels, Christoph}, publisher = {H{\"u}lsbusch}, address = {Gl{\"u}ckstadt}, isbn = {978-3-86488-144-2}, pages = {107 -- 116}, year = {2018}, abstract = {Building Information Modeling, kurz BIM, wird als revolution{\"a}re Methode gepriesen, die der Baubranche helfen soll, effizienter und kosteng{\"u}nstiger zu bauen. Gerne wird hierbei der Vergleich mit der Einf{\"u}hrung von CAD-Systemen in den 1990er Jahren herangezogen, der jedoch zu kurz greift. BIM ist vielmehr als der Wechsel vom Tuschestift hin zur Computermaus. Dieser Beitrag gibt einen kurzen Einblick in das Thema BIM und den heutigen Stand in Deutschland. Hierbei soll insbesondere die Sicht der Bauherren und Betreiber ber{\"u}cksichtigt werden, da diese in den meisten Betrachtungen nur oberfl{\"a}chlich gesteift werden.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @book{Fieberg2022, author = {Fieberg, Christian}, title = {BIM-Datenmanagement in Theorie und Praxis}, publisher = {bSD Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-948742-75-1}, publisher = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {120}, year = {2022}, abstract = {BIM-Daten sind vielf{\"a}ltig und entstehen an unterschiedlichen Zeitpunkten im Bauprojekt. Das Verst{\"a}ndnis und der Umgang mit diesen Daten sind wesentliche Merkmale der BIM-Methodik. F{\"u}r den Anwender ist dabei nicht immer sofort klar, wie und in welcher Detailtiefe Bauwerksinformationen - {\"u}ber die reine Geometrie hinaus - bereitgestellt werden m{\"u}ssen. In diesem Buch werden die Modelle und Formate vor- gestellt. Dabei werden insbesondere die Attribute und Eigenschaften der BIM-Objekte betrachtet. Die Nutzung der Daten und das dazugeh{\"o}rige Datenmanagement werden anschaulich erkl{\"a}rt. Praktische Tipps zur richtigen Softwareauswahl schließen das Buch ab.}, subject = {BIM}, language = {de} } @article{FiebergMeyer2018, author = {Fieberg, Christian and Meyer, Tim}, title = {Analyse der Lastarten bei der K{\"u}hllastberechnung von bestehenden Geb{\"a}uden}, series = {KI - K{\"a}lte, Luft, Klimatechnik. Die Br{\"u}cke zwischen Wissenschaft und Praxis}, volume = {54}, journal = {KI - K{\"a}lte, Luft, Klimatechnik. Die Br{\"u}cke zwischen Wissenschaft und Praxis}, number = {8/9}, issn = {1865-5432}, pages = {44 -- 48}, year = {2018}, abstract = {Die Neuberechnung der K{\"u}hllast von Geb{\"a}uden im Bestand wird immer dann n{\"o}tig, wenn sich gr{\"o}ßere Nutzungs{\"a}nderungen ergeben. Dabei ist die Datenlagen zur Bausubstanz und dem Aufbau der Umschließungsfl{\"a}chen meist unzureichend f{\"u}r die Eingabe in die Berechnungsalgorithmen nach VDI 2078:2015-06. Der Artikel analysiert an einem denkmalgesch{\"u}tzten Verwaltungsgeb{\"a}ude die wichtigsten Einflussfaktoren auf die K{\"u}hllast. Dabei wir auch ein Vergleich zur lange g{\"u}ltigen Vorg{\"a}ngerrichtline von 1996 durchgef{\"u}hrt.}, language = {de} } @article{MeyerFieberg2018, author = {Meyer, Tim and Fieberg, Christian}, title = {Einflussfaktoren auf die K{\"u}hllastberechnung. Eine Untersuchung f{\"u}r Bestandsgeb{\"a}ude}, series = {TAB - Das Fachmedium der TGA-Branche}, volume = {49}, journal = {TAB - Das Fachmedium der TGA-Branche}, number = {7/8}, issn = {0341-2032}, pages = {60 -- 65}, year = {2018}, abstract = {Am Beispiel eines rund 100 Jahre alten Verwaltungsgeb{\"a}udes wird gezeigt, wie eine dynamischen K{\"u}hllastberechnung eine exakte Voraussage der zu erwartenden Spitzenlasten erm{\"o}glicht. Darauf basierend kann dann eine individuelle RLT-Anlagentechnik installiert wird. Die Auslegung erfolgt mit zwei Versionen der VDI 2078. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen.}, language = {de} } @article{FiebergMeyer2018, author = {Fieberg, Christian and Meyer, Tim}, title = {Einflussfaktoren auf die K{\"u}hllastberechnung. Eine Untersuchung f{\"u}r Bestandsgeb{\"a}ude}, series = {K{\"a}lte, Klima aktuell (KKA). Fachmagazin f{\"u}r K{\"a}lte- und Klimatechnik}, volume = {37}, journal = {K{\"a}lte, Klima aktuell (KKA). Fachmagazin f{\"u}r K{\"a}lte- und Klimatechnik}, number = {4}, issn = {0722-4605}, pages = {32 -- 37}, year = {2018}, abstract = {Am Beispiel eines rund 100 Jahre alten Verwaltungsgeb{\"a}udes wird gezeigt, wie eine dynamische K{\"u}hllastberechnung eine exakte Voraussage der zu erwartenden Spitzenlasten erm{\"o}glicht. Darauf basierend kann dann eine individuelle RLT-Anlagentechnik installiert werden. Die Auslegung erfolgt mit zwei Versionen der VDI 2078. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen.}, language = {de} } @inproceedings{Fieberg2019, author = {Fieberg, Christian}, title = {(Partielle) {\"A}hnlichkeit bei Skalierten Raumluftstr{\"o}mungen}, series = {Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Mischvorg{\"a}nge, Trocknungstechnik und W{\"a}rme- und Stoff{\"u}bertragung, 18.-20. M{\"a}rz 2019 in Essen}, booktitle = {Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Mischvorg{\"a}nge, Trocknungstechnik und W{\"a}rme- und Stoff{\"u}bertragung, 18.-20. M{\"a}rz 2019 in Essen}, organization = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {1}, year = {2019}, abstract = {Menschen verbringen einen großen Teil ihrer Zeit in Innenr{\"a}umen. Um daf{\"u}r die notwendige thermische Behaglichkeit zu gew{\"a}hrleisten, m{\"u}ssen schon bei der Nutzungsplanung die Temperaturen und Luftbewegungen im Raum vorhergesagt werden k{\"o}nnen. Bei anderen Anwendungen wiederum sind diese Gr{\"o}ßen relevant f{\"u}r die Prozesssicherheit (z. B. Labore, Operationssaal). Die Vorhersagen erfolgen zum Beispiel durch Str{\"o}mungssimulationen oder an sogenannten Mock Up R{\"a}umen, die eine 1:1 Nachbildung des relevanten Raums darstellen. Bei gr{\"o}ßeren R{\"a}umen wie z. B. Konzerts{\"a}len steigt der Aufwand erheblich an. Eine auf den ersten Blick vergleichsweise einfache L{\"o}sung ergibt sich durch Untersuchungen an skalierten Modellr{\"a}umen. Allerdings ist hier die {\"A}hnlichkeit zwischen Modell und Realausf{\"u}hrung bei nicht-isothermen Str{\"o}mungen nicht gegeben. Die dimensionslosen Kenngr{\"o}ßen Reynolds Zahl Re und Archimedes Zahl Ar sind nicht identisch, da sie mit unterschiedlichen Exponenten bei der charakteristischen L{\"a}nge skalieren, so dass sie durch die Wahl eines anderen Mediums oder Anpassung der Temperaturen nicht hinreichend kompensiert werden k{\"o}nnen. Im Labor f{\"u}r Klimatechnik an der Westf{\"a}lischen Hochschule sollen mit Hilfe von experimentellen Modelluntersuchungen und dem Vergleich mit der Realausf{\"u}hrung Erkenntnisse gewonnen werden, in wie weit ein Kompromiss aus {\"A}hnlichkeit und Genauigkeit gefunden werden kann, um technisch relevante Fragestellungen am Modell zu beantworten. Die Leitfragen dabei sind: - Wie lassen sich Modellergebnisse auf reale Raumluftstr{\"o}mungen {\"u}bertragen? - Unter welchen Bedingungen ist die {\"A}hnlichkeit zwischen Modell und Realausf{\"u}hrung noch gegeben? - Wie sehen Leitlinien f{\"u}r die praktische Anwendung der {\"A}hnlichkeitsgesetze aus? Ein B{\"u}roraum mit unterschiedlichen Luftf{\"u}hrungsvarianten und thermischen Lasten stellt dabei die Realausf{\"u}hrung dar. Das Modell ist im Maßstab 1:5 herunterskaliert.}, subject = {Skalierung}, language = {de} } @article{KlassenFieberg2018, author = {Klaßen, Lea and Fieberg, Christian}, title = {Nachgefragt - Neue Definition eines Qualit{\"a}tsplans f{\"u}r Reinr{\"a}ume}, series = {CCI-Zeitung. F{\"u}hrende Fachzeitung f{\"u}r die L{\"u}ftung-, Klima-, K{\"a}ltebranche, eine Publikation der CCI Dialog GmbH}, journal = {CCI-Zeitung. F{\"u}hrende Fachzeitung f{\"u}r die L{\"u}ftung-, Klima-, K{\"a}ltebranche, eine Publikation der CCI Dialog GmbH}, issn = {1863-3447}, pages = {17 -- 18}, year = {2018}, abstract = {Zur Planung und zum Bau von Reinr{\"a}umen gibt es zwei Normen (VDI 2083 „Reinraumtechnik" und ISO 14644 „Reinr{\"a}ume und zugeh{\"o}rige Reinraumbereiche"). Beide Normen fordern einen Qualit{\"a}tsplan, der aber nicht eindeutig definiert ist. In der Praxis bedeutet dies, dass sich die ausf{\"u}hrenden Planer und Gewerke nicht auf eine allgemein g{\"u}ltige Norm f{\"u}r einen Qualit{\"a}tsplan verlassen k{\"o}nnen. Genau an dieser Stelle setzt eine Masterarbeit an und definiert einen m{\"o}glichen Qualit{\"a}tsplan mit Zwischenzielen und den daf{\"u}r erforderlichen Maßnahmen. Unter anderem wird zur Sicherstellung der einzelnen Baufortschritte und zur Einhaltung des Reinraumkonzepts die Methodik der Fehlerm{\"o}glichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) eingef{\"u}hrt. Diese Methodik wird bereits in der Automobilindustrie angewendet und umfasst unter anderem auch die sogenannte Risikopriorit{\"a}tszahl (RPZ), die das Gesamtrisiko eines m{\"o}glichen Fehlers in Planung und Bau beziffert. cci Zeitung hat bei Prof. Christian Fieberg, seit M{\"a}rz 2017 Professor f{\"u}r Geb{\"a}udetechnik, und M. Sc. Lea Klaßen, Verfasserin der Masterarbeit, beide Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen, zu diesem Thema nachgefragt.}, subject = {Reinraumtechnik}, language = {de} } @article{Fieberg2019, author = {Fieberg, Christian}, title = {Ohne Weiterbildung kein BIM-Einstieg. Einbinden von TGA-Unternehmen in BIM}, series = {TGA-Fachplaner. Das Magazin f{\"u}r die technische Geb{\"a}udeausr{\"u}stung}, journal = {TGA-Fachplaner. Das Magazin f{\"u}r die technische Geb{\"a}udeausr{\"u}stung}, number = {3}, issn = {1610-5656}, pages = {36 -- 38}, year = {2019}, abstract = {In vielen TGA-B{\"u}ros werden bereits heute mehr oder weniger unbewusst wichtige Vorteile der BIM-Methode genutzt, als „Little BIM" oder B{\"u}ro-intern als „Big BIM" bzw. „Closed-BIM". Große Potenziale von BIM lassen sich aber erst erschließen, wenn alle relevanten Akteure f{\"u}r die Planung, Errichtung und den Betrieb Software {\"u}bergreifend an und mit einem gemeinsamen Datenmodell arbeiten (Open BIM). Der TGA kommt beim BIM eine Schl{\"u}sselrolle zu, muss daf{\"u}r aber viel fr{\"u}her als bisher in die Geb{\"a}udeplanung einbezogen werden. Eine große Herausforderung f{\"u}r die Verbreitung von BIM ist die digitale Transformation der kleinteiligen TGA-Branche in den Segmenten Planung und Installation. Ein wichtiger Schritt daf{\"u}r ist eine zielgerichtete Weiterbildung, um den individuellen Schulungs- und Investitionsbedarf zu ermitteln.}, language = {de} } @article{FiebergDemmelhuber2019, author = {Fieberg, Christian and Demmelhuber, Dominik}, title = {Einfluss des Klimawandels auf die Auslegung von RLT-Ger{\"a}ten}, series = {KI - K{\"a}lte, Luft, Klimatechnik. Ingenieurwissen in Forschung und Praxis}, volume = {55}, journal = {KI - K{\"a}lte, Luft, Klimatechnik. Ingenieurwissen in Forschung und Praxis}, number = {Oktober}, issn = {0945-0459}, pages = {45 -- 49}, year = {2019}, abstract = {RLT-Ger{\"a}te werden meist auf eine Lebensdauer von 15 Jahren ausgelegt. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass viele Anlagen mehr oder weniger unver{\"a}ndert bis zu 25 Jahren betrieben werden. Damit m{\"u}ssen aktuell projektierte RLT-Anlagen auch bei dem erwarteten Klimawandel die gew{\"u}nschten Zuluftparameter (Temperatur und Luftfeuchte) einhalten. Der Artikel untersjucht den einfluss des Klimawandels f{\"u}r Deutschland bezogen auf die Klimatisierung einer exemplarischen Krankenhausintensivstation.}, subject = {Klima{\"a}nderung}, language = {de} } @article{KlassenFieberg2018, author = {Klaßen, Lea and Fieberg, Christian}, title = {Zielf{\"u}hrende Planung von Reinr{\"a}umen}, series = {HLH - L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik}, volume = {69}, journal = {HLH - L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik}, number = {11}, issn = {1436-5103}, pages = {38 -- 42}, year = {2018}, abstract = {Der zuverl{\"a}ssige und sichere Betrieb eines Reinraums h{\"a}ngt maßgeblich von der Planung ab. DIN EN ISO 14644, Teil 4, und VDI 2083, Blatt 4 legen zahlreiche Vorgaben zur Planung, Ausf{\"u}hrung und Erst-Inbetriebnahme fest. Der „rote Faden" ist dabei der Qualit{\"a}tsplan. Dieser soll sicherstellen, dass bei der Planung und dem Bau des Reinraums die nachfolgende Qualifizierung erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden kann. Die Vorgaben hierzu sind in den beiden Regelwerken allerdings unzusammenh{\"a}ngend und bei der praktischen Umsetzung und Abstimmung der einzelnen Gewerke meist nicht ausreichend.}, subject = {Reinraumtechnik}, language = {de} } @article{Fieberg2019, author = {Fieberg, Christian}, title = {Besondere Herausforderung: Weiterbildung. BIM: Einbinden von kleinen und mittelgroßen TGA-B{\"u}ros}, series = {Autocad- \& Inventor-Magazin. Konstruktion, Mechanik, Anlagenbau, Architektur, Bau, GIS, Infrastruktur, Software, Hardware, Dienstleistung, Werkstoffe, Komponenten}, volume = {32}, journal = {Autocad- \& Inventor-Magazin. Konstruktion, Mechanik, Anlagenbau, Architektur, Bau, GIS, Infrastruktur, Software, Hardware, Dienstleistung, Werkstoffe, Komponenten}, number = {1}, issn = {0934-1749}, pages = {38 -- 39}, year = {2019}, abstract = {Die Digitale Transformation im Bauwesen heißt Building Information Modeling, kurz BIM. Damit die zahlreichen kleinen und mittelst{\"a}ndischen Ingenieur- und Planungsb{\"u}ros hier mithalten k{\"o}nnen, m{\"u}ssen passende Weiterbildungs- und Einf{\"u}hrungskonzepte f{\"u}r BIM geschaffen werden. Der Artikel untersucht die Herausforderungen und Hemmnisse daf{\"u}r in Deutschland.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @article{FiebergDemmelhuber2019, author = {Fieberg, Christian and Demmelhuber, Dominik}, title = {RLT-Ger{\"a}te zukunftssicher auslegen}, series = {cci Wissensportal}, journal = {cci Wissensportal}, pages = {1 -- 2}, year = {2019}, abstract = {Der prognostizierte Klimawandel erfordert bereits f{\"u}r die heutige Auslegung von RLT-Ger{\"a}ten eine Ber{\"u}cksichtigung der zuk{\"u}nftigen Wetterdaten in Form von Testreferenzjahren(TRY). Am Beispiel einer Intensivstation eines Krankenhauses werden f{\"u}r alle 15 Klimaregionen in Deutschland die Unterschiede der Heiz- \& K{\"u}hlleistung sowie der Betriebsstunden analysiert.}, subject = {Klima{\"a}nderung}, language = {de} } @article{Fieberg2019, author = {Fieberg, Christian}, title = {BIM in Lehre und Praxis}, series = {Integrale Planung. ∫. Nachhaltiges Bauen - energieeffizientes Handeln}, journal = {Integrale Planung. ∫. Nachhaltiges Bauen - energieeffizientes Handeln}, year = {2019}, abstract = {Die Politik will den Einsatz von Building Information Modeling (BIM) in Deutschland vorantreiben. Wo liegen Schwierigkeiten f{\"u}r die praktische Umsetzung? Was sollte konkret beachtet werden?}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @article{FiebergRedder2021, author = {Fieberg, Christian and Redder, Christian}, title = {Sensitivity analysis of SARS-CoV-2 aerosol exposure. Sensitivit{\"a}tsanalyse von SARS-CoV-2 Aerosol-Expositionen}, series = {GMS Hygiene and Infection Control}, volume = {16}, journal = {GMS Hygiene and Infection Control}, number = {Oktober}, issn = {2196-5226}, doi = {10.3205/dgkh000399}, pages = {Artikelnr. 28}, year = {2021}, abstract = {As vaccination campaigns are in progress in most countries, hopes to win back more normality are rising. However, the exact path from a pandemic to an endemic virus remains uncertain. While in the pre-vaccination phase many critical indoor situations were avoided by strict control measures, for the transition phase a certain mitigation of the effect of indoor situations seems advisable. To better understand the mechanisms of indoor airborne transmissions, we present a new time-discrete model to calculate the level of exposure towards infectious SARS-CoV-2 aerosol and carry out a sensitivity analysis for the level of SARS-CoV-2 aerosol exposure in indoor settings. Time limitations and the use of any kind of masks were found to be strong mitigation measures, while how far the effort for a strict use of professional face pieces instead of simple masks can be justified by the additional reduction of the exposure dose remains unclear. Very good ventilation of indoor spaces is mandatory. The definition of sufficient ventilation in regard to airborne SARS-CoV-2 transmission follows other rules than the standards in ventilation design. This means that especially smaller rooms most likely require a significantly greater fresh air supply than usual. Further research on 50\% group models in schools is suggested. The benefits of a model in which the students come to school every day, but for a limited time, should be investigated. In terms of window ventilation, it has been found that many short opening periods are not only thermally beneficial, they also reduce the exposure dose. The fresh air supply is driven by the temperature gradient and wind speed. However, the sensitivity towards these parameters is not very high and in times of low wind and temperature gradients, there are no arguments against keep windows open in order to make up for the reduced air flow rate. Long total opening periods and large window surfaces will strongly reduce the exposure. Additionally, the results underline the expectable fact that exposure doses will increase when hygiene and control measures are reduced. It seems advisable to investigate what this means for the infection rate and the fatality of infections in populations with partial immunity. Very basic considerations suggest that the value of aerosol reduction measures may be reduced with very infectious variants such as delta.}, subject = {Aerosol}, language = {en} } @inproceedings{FiebergDemmelhuber2022, author = {Fieberg, Christian and Demmelhuber, Dominik}, title = {Impact of Climate Changes on the Current Design of Air Handling Units}, series = {Proceedings CLIMA 2022: The 14th REHVA HVAC World Congress}, booktitle = {Proceedings CLIMA 2022: The 14th REHVA HVAC World Congress}, editor = {Boerstra, Atze}, publisher = {TU Delft}, address = {Delft}, organization = {REHVA}, isbn = {978-94-6366-564-3}, pages = {1 -- 7}, year = {2022}, abstract = {Air Handling units (AHU) are designed to guarantee a high indoor air quality for any time and outdoor condition all over the year. To do so, the AHU removes particle matter like dust or pollen and adapts the thermophysical properties of air to the desired, seasonal indoor comfort conditions. AHU have a robust design and thus operate for more than fifteen years, sometimes even for decades. An AHU designed today must consider and anticipate the change of user needs as well as outdoor air conditions for the next twenty years. To anticipate the outdoor air condition of coming decades, scientific models exist, which allow the design of peak performance and capacities of the air treatment components. It is most likely, that the ongoing climate change will lead to higher temperatures as well as higher humidity, while the comfort zone of human beings will remain at today's values. Next to the impact of global warming with average rise of mean air temperature local effects will influence the operation of AHU. On effect investigated here is the steep temperature increase in city centres called urban heat islands. Heating and cooling capacities as well as water consumption for humidification are investigated for a reference AHU for fifteen regional locations in Germany. These regions represent all climate zones within the country. Additionally, the urban heat island effect was investigated for Berlin Alexanderplatz compared a rural area close by. The AHU was chosen to operate in an intensive care unit of a hospital. The set-up leads to 24/7 operation with 8760 hours per year. The article presents the modelling of current and future weather data as well as the unit set up. The calculated hourly performance and capacity parameters for current (reference year 2012) and future weather data (reference year 2045) yield energy consumption and peak loads of the unit for heating, cooling and humidification. The results are displayed by relative comparisons of each performance value.}, language = {en} } @inproceedings{Fieberg2021, author = {Fieberg, Christian}, title = {Zukunftssichere Auslegung von RLT-Ger{\"a}ten im Zeichen des Klimawandels}, series = {Konferenz: Deutsche K{\"a}lte- und Klimatagung 2021, 17.-19. November 2021 in Dresden}, booktitle = {Konferenz: Deutsche K{\"a}lte- und Klimatagung 2021, 17.-19. November 2021 in Dresden}, pages = {11}, year = {2021}, abstract = {Alle Maßnahmen der Technischen Geb{\"a}udeausr{\"u}stung sollten daran gemessen werden, den Prim{\"a}r-energieverbrauch so gering wie m{\"o}glich zu halten, dabei aber auch die geforderten Raumzust{\"a}nde w{\"a}hrend der Geb{\"a}ude- und Anlagennutzung sicherzustellen. Heute geplante Geb{\"a}ude und deren RLT-Anlagen werden mit großer Wahrscheinlichkeit auch noch in 15 bis 20 Jahren in Betrieb sein, so dass lokale Klima{\"a}nderungen heute bereits mitgedacht und -geplant werden sollten. Die Testreferenzjahre des Deutschen Wetterdienstes bieten diese M{\"o}glichkeit mit lokalen Wetterdaten f{\"u}r die Bezugsjahre 2015 und 2045. Am Beispiel eines Zentralluftger{\"a}tes einer Krankenhaus-Intensivstation wurde f{\"u}r die 15 Wetter¬stationen der VDI 4710, Blatt 3 in Deutschland untersucht, wie sich die Leistungsanforderungen von heute zum Jahr 2045 hin {\"a}ndern werden und welche Konsequenzen sich daraus f{\"u}r die Planung ableiten lassen. Hierbei werden die Leistungen, Energieverbr{\"a}uche und Betriebszeiten der einzelnen RLT-Komponenten analysiert und verglichen. Dar{\"u}ber hinaus wurde erstmalig ein „Deutschlandwetter" auf Basis der Regionen berechnet. Dieser Ansatz liefert die st{\"u}ndlichen Witterungsverh{\"a}ltnisse f{\"u}r das Bundesgebiet. Wenn diese Methode auf die tats{\"a}chlichen Wetterdaten der zur{\"u}ckliegenden Jahre angewandt wird, kann damit analog zum Wind- und Solarindex ein Heiz- bzw. K{\"u}hlindex beschrieben werden. Damit lassen sich Modellierungsans{\"a}tze zur Beschreibung der Energiewende im Geb{\"a}udesektor deutlich verbessern.}, subject = {Klima{\"a}nderung}, language = {de} } @inproceedings{FiebergVoeckel2023, author = {Fieberg, Christian and V{\"o}ckel, Luca}, title = {Betrieb von W{\"a}rmepumpen in der Geb{\"a}udetechnik}, series = {DKV Tagungsbericht 2023}, booktitle = {DKV Tagungsbericht 2023}, editor = {Neumann, Holger}, publisher = {DKV Tagungsband}, address = {Hannover}, organization = {DKV}, pages = {9}, year = {2023}, abstract = {Aufgrund der Energiewende und den steigenden Anforderungen an die technische Geb{\"a}udeausr{\"u}stung gewinnt der Betrieb von W{\"a}rmepumpen in Geb{\"a}uden immer mehr an Bedeutung. Inzwischen existiert eine Vielzahl an W{\"a}rmepumpen-Systemen, die unterschiedliche Vor- und Nachteile sowie Einsatzm{\"o}glichkeiten aufweisen. Sofern die Installation einer W{\"a}rmepumpe f{\"u}r den Wohngeb{\"a}udesektor in Betracht gezogen wird, muss eruiert werden, welches System sowohl {\"o}kologisch als auch {\"o}konomisch f{\"u}r das Bauvorhaben am sinnvollsten ist. Hierf{\"u}r wurde eine Bewertungstool entwickelt, das den Einsatz der unterschiedlichen W{\"a}rmepumpensysteme bewertet und auch Nutzern mit wenig Expertise eine Entscheidungshilfe erm{\"o}glicht. F{\"u}r eine m{\"o}glichst ganzheitliche Betrachtung k{\"o}nnen verschiedene Szenarien mit Hilfe des Bewertungstools {\"u}berpr{\"u}ft werden. Hierzu k{\"o}nnen Indikatoren wie Standortdaten, Geb{\"a}udedaten, Parameter f{\"u}r die Trinkwassererw{\"a}rmung, die Systemtemperaturen der Heizung und die Betriebsweise der W{\"a}rmepumpe im Tool variiert werden. Die Ergebnisse des Bewertungstools zeigen, wie die unterschiedlichen Nutzungsanforderungen sich auf die Jahresarbeitszahl und den Energiebedarf auswirken. Zus{\"a}tzlich werden Investitions- und Verbrauchskosten f{\"u}r die unterschiedlichen Szenarien abgesch{\"a}tzt und berechnet. Bei der {\"o}kologischen Bewertung wird der Fokus der Betrachtung auf den TEWI-Wert gelegt, um den Einfluss von verschiedener K{\"a}ltemittel im Lebenszyklus der W{\"a}rmepumpe zu ber{\"u}cksichtigen.}, language = {de} } @article{Fieberg2021, author = {Fieberg, Christian}, title = {Raumluftreiniger richtig ausw{\"a}hlen. Im Kampf gegen die Virenlast „Schnellsch{\"u}sse" vermeiden}, series = {Die K{\"a}lte \& Klimatechnik (KK). Offizielles Organ des Bundesinnungsverbandes des Deutschen K{\"a}lteanlagenbauerhandwerks}, volume = {74}, journal = {Die K{\"a}lte \& Klimatechnik (KK). Offizielles Organ des Bundesinnungsverbandes des Deutschen K{\"a}lteanlagenbauerhandwerks}, number = {3}, issn = {0343-2246}, pages = {46 -- 49}, year = {2021}, abstract = {Das neuartige Coronavirus SARS-COV-2 wird insbesondere in Innenr{\"a}umen {\"u}bertragen. Dabei spielen Aerosole, also kleinste Schwebeteilchen, eine wichtige Rolle. Der l{\"a}ngere Aufenthalt in R{\"a}umen beg{\"u}nstigt die Wahrscheinlichkeit einer {\"U}bertragung auch {\"u}ber eine Distanz von mehr als 1,5 m. Eine M{\"o}glichkeit, um die Schwebeteilchen aus der Raumluft zu entfernen sind Raumluftreiniger. Diese gibt es in verschiedenen Ausf{\"u}hrungen und Funktionsprinzipien. Das vorliegende Dokument soll dabei helfen den richtigen Ger{\"a}tetyp f{\"u}r die jeweilige Anwendung zu finden. Dabei geht es zum einen um große R{\"a}ume hoher Belegungsdichte (z. B. Schulklassen), zum anderen um Restaurants und Freizeitst{\"a}tten im {\"o}ffentlichen Raum. Zu guter Letzt kann der Einsatz dieser Ger{\"a}te auch im privaten Umfeld sinnvoll sein. F{\"u}r alle Ger{\"a}te gilt: Sie unterst{\"u}tzen die Vermeidung von hohen Virenkonzentrationen im Raum. Das ist jedoch kein Ersatz zum regelm{\"a}ßigen L{\"u}ften und der Zufuhr von „frischer Luft" und damit mehr Sauerstoff f{\"u}r den Raum.}, subject = {Raumluft}, language = {de} } @article{FiebergPloecksRedder2022, author = {Fieberg, Christian and Pl{\"o}cks, Alina and Redder, Christian}, title = {Wirksamkeit von mobilen Raumluftreinigern in Abh{\"a}ngigkeit der Aufstellbedingungen}, series = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure}, volume = {73}, journal = {HLH. L{\"u}ftung, Klima, Heizung, Sanit{\"a}r, Geb{\"a}udetechnik. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure}, number = {1-2}, issn = {1436-5103}, pages = {46 -- 52}, year = {2022}, abstract = {Im zweiten Corona-Winter sollen die Schulen offenbleiben. Neben Fenster- und mechanischer L{\"u}ftung werden mobile Raumluftreiniger als sinnvolle Maßnahmen angesehen, um das Infektionsrisiko zu reduzieren. Dabei stellt sich die Frage, wie deren sicherer und zuverl{\"a}ssiger Betrieb gestalten sein muss. Gibt es bevorzugte Aufstellpositionen im Raum und wie wirkt sich die Luftbewegung auf die Behaglichkeit aus? Die Datenlage hierzu ist noch unzureichend (vgl. HLH-Interview mit Dr. Gommel, HLH 10/2021). Diese Fragen werden f{\"u}r einen typischen Seminar- und Klassenraum n{\"a}her beleuchtet.}, language = {de} } @article{FiebergMeierReichenberg2023, author = {Fieberg, Christian and Meier-Reichenberg, Matthias}, title = {Nachhaltigkeit von intelligenten Geb{\"a}uden - Ein Blick auf die Gesetzgebungen und Praxism{\"o}glichkeiten}, series = {Klimajournal : Fachmagazin f{\"u}r bessere Raumluftqualit{\"a}t und behagliches Geb{\"a}udeklima}, journal = {Klimajournal : Fachmagazin f{\"u}r bessere Raumluftqualit{\"a}t und behagliches Geb{\"a}udeklima}, number = {September 2023}, pages = {30 -- 33}, year = {2023}, abstract = {Geb{\"a}ude sind durch ihre Herstellung und den Betrieb f{\"u}r einen erheblichen Teil der CO2-Emissionen in Europa verantwortlich. Die EU und Deutschland wollen durch milliardenschwere Maßnahmenpakete diese Emissionen bis zum Jahr 2045 (Deutschland) bzw. 2050 (EU) auf null reduzieren. Neben der Geb{\"a}udeh{\"u}lle als maßgeblicher Faktor f{\"u}r die W{\"a}rmebilanz zum Heizen und K{\"u}hlen spielt die Geb{\"a}udeautomation eine wichtige Rolle. Wie Geb{\"a}ude intelligenter und smarter werden und wie sich das auf die Energieeffizienz auswirkt, soll im Folgenden betrachtet werden.}, language = {de} } @incollection{Fieberg2024, author = {Fieberg, Christian}, title = {Building Information Modeling (BIM)}, series = {Handbuch der Klimatechnik}, booktitle = {Handbuch der Klimatechnik}, editor = {Casties, Manfred and Boiting, Bernd}, publisher = {VDE Verlag GmbH}, address = {Berlin, Offenbach}, isbn = {978-3-8007-5859-3}, publisher = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {763 -- 778}, year = {2024}, language = {de} } @book{ArndtBontrupGabsch2021, author = {Arndt, Helmut and Bontrup, Heinz-Josef and Gabsch, Philipp}, title = {Evolutorische Wirtschaftstheorie}, editor = {Arndt, Helmut}, edition = {3. erg{\"a}nzte Aufl. 2021 mit einem Vorwort und einer Einf{\"u}hrung von Heinz-J. Bontrup}, publisher = {Duncker \& Humblot}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-428-15709-9}, publisher = {Westf{\"a}lische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen}, pages = {327}, year = {2021}, language = {de} } @techreport{Loeffler2025, type = {Working Paper}, author = {L{\"o}ffler, Markus Jan}, title = {Dynamische Stromtarife zur Regelung der EE-Versorgung - Eine Analyse am Beispiel des Stromverbrauchs im Jahr 2024}, editor = {Direktorium des Westf{\"a}lischen Energieinstituts,}, issn = {3053-3007 (eISSN)}, doi = {10.82307/srwei.vi1}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-48094}, pages = {42}, year = {2025}, abstract = {Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen dynamischer Stromtarife auf das Stromverbrauchsverhalten und die Gesamtstromkosten in Deutschland im Jahr 2024. Gem{\"a}ß \S41 EnWG sollen dynamische Stromtarife den Stromverbrauch an das wetterabh{\"a}ngige Angebot erneuerbarer Energien (EE) anpassen. Die Studie analysiert 243 Szenarien eines preisgesteuerten Stromverbrauchs, wobei verschiedene Parameter wie das EE-Stromangebot, der minimale Stromb{\"o}rsenpreis und die Verschiebungsperiode des Stromverbrauchs variiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine kostenoptimierende Anpassung des Stromverbrauchs nur mit zus{\"a}tzlichen Kurzzeitspeichern umsetzbar ist, um inakzeptable Verwerfungen im Tagesablauf der Stromverbraucher zu vermeiden. Die Berechnungen verdeutlichen, dass dynamische Stromtarife unter den Bedingungen des Jahres 2024 keine wesentlichen systemischen Vorteile bieten und erhebliche technische und finanzielle Zusatzaufw{\"a}nde erfordern. Die Studie schließt mit der Feststellung, dass die Einf{\"u}hrung dynamischer Stromtarife neue Gesch{\"a}ftsmodelle und psychologische Effekte auf die Verbraucher haben k{\"o}nnte, jedoch auch eine neue Form der Stromrationierung darstellt.}, language = {de} } @article{WestersNierhoffSchneider2026, author = {Westers, Daniel and Nierhoff, Thomas and Schneider, Andreas}, title = {Degradationsanalyse von Photovoltaikmodulen - Eine Langzeitstudie an der Westf{\"a}lischen Hochschule Gelsenkirchen}, editor = {Direktorium des Westf{\"a}lischen Energieinstituts,}, issn = {3053-3007 (eISSN)}, doi = {10.82307/srwei.vi2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1010-opus4-49309}, pages = {36}, year = {2026}, abstract = {Photovoltaikmodule unterliegen im Betrieb verschiedenen Degradationsmechanismen, die zu Leistungsverlusten f{\"u}hren. Diese Studie[1] untersucht die tats{\"a}chliche Degradation ausgew{\"a}hlter Solarmodule der Photovoltaikanlage an der Westf{\"a}lischen Hochschule Gelsenkirchen {\"u}ber einen Zeitraum von bis zu 23 Jahren[2]. Ziel ist es, die Langzeitstabilit{\"a}t verschiedener Modultechnologien unter realen Betriebsbedingungen zu evaluieren und Aussagen {\"u}ber die Qualit{\"a}t der Degradation zu treffen. Die Untersuchung umfasst PV-Installationen mit kristallinen Modulen (mono- und polykristallin), D{\"u}nnschichtmodulen (amorphes und mikrokristallines Silizium) sowie innovativen Heterojunction-Modulen (Sanyo HIT). Nach Auswertung der Ertragsdaten und Performance Ratio wurden zehn Module aus den einzelnen Anlagen selektiert und im Solarlabor mittels Sonnensimulator unter Standard-Testbedingungen (STC) vermessen. Erg{\"a}nzende Elektrolumineszenz- und Thermographie-Analysen erm{\"o}glichten die Identifikation von Mikrodefekten, Zellrissen und Hot-Spots. Die Ergebnisse bezogen auf die Laborleistungsmessung zeigen Degradationsraten zwischen 0,16\% und 0,65\% pro Jahr, abh{\"a}ngig von der Modultechnologie. Polykristalline PeakonP-Module weisen durchschnittliche Verluste von 0,53\% j{\"a}hrlich auf. Monokristalline Solon Black 230 Module zeigen geringere Degradation (0,37\% p.a.), w{\"a}hrend r{\"u}ckseitenkontaktierte Solon Black 280 Module geringe Werte erreichen (0,16\% p.a.). Heterojunction-Module (Sanyo HIT) zeigen eine Degradation von 0,64\% p.a. Die Hauptdegradationsursachen sind lichtinduzierte Degradation (LID), potentialinduzierte Degradation (PID), Zellrisse und Delaminationen. Die meisten Module erf{\"u}llen oder {\"u}bertreffen die Herstellergarantien von 90\% nach 10 Jahren. [1] Die in diesem Beitrag pr{\"a}sentierten Ergebnisse basieren auf der Bachelorarbeit von Daniel Westers, die im FB 2 (Lehreinheit Elektrotechnik) der Westf{\"a}lischen Hochschule im Jahr 2021 im Solarlabor unter Betreuung von Prof. Dr. Andreas Schneider durchgef{\"u}hrt wurde. [2] Alle zeitlichen Angaben in dieser Arbeit beziehen sich auf das Jahr der Bearbeitung der Bachelorarbeit.}, language = {de} }