E-Book, Deutsch, 301 Seiten, Web PDF
Schild / Willems Wärmeschutz
1. Auflage 2011
ISBN: 978-3-8348-8145-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Grundlagen - Berechnung - Bewertung
E-Book, Deutsch, 301 Seiten, Web PDF
Reihe: Computer Science and Engineering (German Language)
ISBN: 978-3-8348-8145-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Zielgruppe
Professional/practitioner
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;1 Berechnungshilfen;13
3.1;1.1 Einheiten-Umrechnungstafeln;13
3.1.1;1.1.1 Länge;13
3.1.2;1.1.2 Fläche;13
3.1.3;1.1.3 Volumen;13
3.1.4;1.1.4 Masse;14
3.1.5;1.1.5 Zeit;14
3.1.6;1.1.6 Kraft;14
3.1.7;1.1.7 Spannung;15
3.1.8;1.1.8 Druck;15
3.1.9;1.1.9 Arbeit;15
3.1.10;1.1.10 Leistung;16
3.1.11;1.1.11 Wärmeleitfähigkeit;16
3.1.12;1.1.12 Spezifische Wärmekapazität;16
3.1.13;1.1.13 Wärmedurchgangskoefizient;16
3.1.14;1.1.14 Wärmestromdichte;17
3.2;1.2 Griechisches Alphabet;17
3.3;1.3 Mathematische Grundlagen;18
3.3.1;1.3.1 Flächenberechnung;18
3.3.2;1.3.2 Volumenberechnung;20
3.3.3;1.3.3 Rechenregeln;24
3.3.3.1;Potenzen;24
3.3.3.2;Wurzeln;24
3.3.3.3;Logarithmen;25
3.3.3.4;Quadratische Gleichung;25
3.3.4;1.3.4 Trigonometrie;25
3.4;1.4 Bauschraffuren gemäß DIN 1356-1 und DIN ISO 128-50;26
3.5;1.5 Wärmeund feuchtetechnische Kennwerte von Baustoffen;28
3.5.1;1.5.1 Putze, Mörtel, Asphalt und Estriche;28
3.5.2;1.5.2 Beton;29
3.5.3;1.5.3 Bauplatten;31
3.5.4;1.5.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln;32
3.5.5;1.5.5 Mauerwerk aus Kalksand-, Hüttenund Porenbeton-Plansteinen;33
3.5.6;1.5.6 Mauerwerk aus Betonsteinen;34
3.5.7;1.5.7 Wärmedämmstoffe;36
3.5.8;1.5.8 Holz und Holzwerkstoffe;40
3.5.9;1.5.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe, Dachbahnen, Folien;41
3.5.10;1.5.10 Lose Schüttungen;42
3.5.11;1.5.11 Glas, Natursteine;42
3.5.12;1.5.12 Lehmbaustoffe;43
3.5.13;1.5.13 Metalle;43
3.5.14;1.5.14 Böden;44
3.5.15;1.5.15 Gase;44
3.5.16;1.5.16 Gummi;45
3.5.17;1.5.17 Massive Kunststoffe;45
3.5.18;1.5.18 Eis, Wasser, Schnee;46
4;2 Grundlagen des Wärmeschutzes;47
4.1;2.1 Grundbegriffe;47
4.1.1;2.1.1 Rohdichte;47
4.1.2;2.1.2 Wärmeleitfähigkeit;47
4.1.3;2.1.3 Wärmetransport;48
4.1.3.1;Wärmeleitung;48
4.1.3.2;Konvektion;49
4.1.3.3;Strahlung;50
4.1.4;2.1.4 Spezifische Wärmekapazität;50
4.1.5;2.1.5 Temperaturleitzahl;50
4.1.6;2.1.6 Wärmeeindringkoeffizient;51
4.1.7;2.1.7 Wärmestrom;52
4.1.8;2.1.8 Wärmestromdichte;52
4.2;2.2 Wärmedämmstoffe;52
4.2.1;2.2.1 Allgemeines;52
4.2.2;2.2.2 Anwendungstypen / -gebiete;54
4.2.3;2.2.3 Kennwerte am Markt verfügbarer Wärmedämmstoffe;56
4.3;2.3 Wärmeübergangswiderstand;71
4.4;2.4 Wärmedurchlasswiderstand;74
4.4.1;2.4.1 Wärmedurchlasswiderstand für eine Baustoffschicht;74
4.4.2;2.4.2 Wärmedurchlasswiderstand einer Luftschicht;75
4.4.2.1;Ruhende Luftschicht;76
4.4.2.2;Schwach belüftete Luftschicht;76
4.4.2.3;Stark belüftete Luftschicht;77
4.4.2.4;Unbelüftete Lufträume mit einer Länge und Breite von mehr als dem 10fachen der Dicke (Luftschichten allgemein);77
4.4.2.5;Kleine oder unterteilte unbelüftete Lufträume (Luftspalte);78
4.4.3;2.4.3 Wärmedurchlasswiderstand unbeheizter Räume;79
4.4.3.1;Dachräume;79
4.4.3.2;Andere unbeheizte Räume;79
4.5;2.5 Wärmedurchgangswiderstand;80
4.5.1;2.5.1 Einschichtige, homogene Bauteile;81
4.5.2;2.5.2 Mehrschichtige homogene Bauteile;81
4.5.3;2.5.3 Mehrschichtige inhomogene Bauteile;81
4.6;2.6 Wärmedurchgangskoeffizient opaker Bauteile;83
4.6.1;2.6.1 Korrektur des U-Wertes bei Luftspalten im Bauteil;84
4.6.2;2.6.2 Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungsteile;85
4.6.3;2.6.3 Korrektur des U-Wertes durch Niederschlag auf Umkehrdächern;86
4.6.4;2.6.4 Berechnung des U-Wertes für Bauteile mit keilförmigen Schichten;87
4.6.5;2.6.5 Berechnung des U-Wertes für zweischalige Dachund Wandaufbauten im Stahlleichtbau [23];88
4.6.6;2.6.6 Berechnung des U-Wertes für Metall-Sandwichelemente;97
4.6.7;2.6.7 Berechnung des U-Wertes für Beton-Sandwichelemente [43];99
4.6.7.1;Einfluss der Anker;100
4.6.7.2;Einfluss der Fugen;102
4.6.7.3;Pauschalwerte zur Vordimensionierung;103
4.7;2.7 Wärmedurchgangskoeffizient erdberührter Bauteile;105
4.7.1;2.7.1 Einordnung der Verfahren;105
4.7.2;2.7.2 Berechnungsverfahren gemäß DIN EN ISO 13370;106
4.7.2.1;Beschreibung des Verfahrens;106
4.7.2.2;Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert);109
4.7.2.3;Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller);110
4.7.2.4;Wärmeverluste bei beheiztem Keller;111
4.7.2.5;Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller;112
4.7.2.6;Berücksichtigung von Wärmebrücken;113
4.7.2.7;Einfluss des Grundwassers;113
4.7.3;2.7.3 Bewertung der Rechenverfahren;114
4.7.3.1;Erdreichtemperatur in DIN EN ISO 13370;114
4.7.3.2;Nutzung der DIN EN ISO 13370 bei Wärmebrückenberechnungen;116
4.7.3.3;Vergleich DIN EN ISO 13370 -Faktoren;117
4.7.3.4;Anwendung der DIN EN ISO 13370 im Verfahren der DIN V 18599;118
4.7.3.5;Wärmeverluste bei teilweise beheiztem Keller;118
4.7.3.6;Wärmeverluste bei Teilunterkellerung;118
4.8;2.8 Wärmedurchgangskoeffizient von Fenstern;119
4.8.1;2.8.1 Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung;119
4.8.2;2.8.2 Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens;122
4.8.2.1;Berechnung gemäß DIN EN ISO 10077-2;123
4.8.3;2.8.3 Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters;125
4.8.3.1;Ermittlung des Bemessungswertes;125
4.8.3.2;Hinweise zur Anwendung von DIN EN ISO 10077-1;125
4.8.3.3;Fenster mit Einscheibenverglasung;126
4.8.3.4;Fenster mit Einscheibenverglasung und Teilbereichen mit opaken Füllungen;128
4.8.3.5;Kastenfenster;129
4.8.3.6;Verbundfenster;130
4.9;2.9 Wärmedurchgangskoeffizient von Türen;131
4.9.1;2.9.1 Vollverglaste Türen;131
4.9.2;2.9.2 Türen mit Verglasungen und opaken Füllungen;131
4.9.3;2.9.3 Türen ohne Verglasung;131
4.9.4;2.9.4 Experimentelle Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten kompletter Fenster und Türen;132
4.10;2.10 Wärmedurchgangskoeffizient von Vorhangfassaden;132
4.10.1;2.10.1 Einzelbeurteilungsmethode gemäß DIN EN 13947;132
4.10.1.1;Vorgehensweise mit UTJ;133
4.10.1.2;Vorgehensweise mit TJ;134
4.10.1.3;Beispiele für die Anwendung der Einzelbeurteilungsmethode;135
4.10.2;2.10.2 Komponentenmethode gemäß DIN EN 13947;137
4.11;2.11 Wärmedurchgangskoeffizient von Rohrleitungen;140
4.12;2.12 Temperaturverteilungen in Bauteilen;141
4.12.1;2.12.1 Eindimensional, stationär;141
4.12.1.1;Rechnerisches Verfahren;141
4.12.1.2;Graphisches Verfahren;141
4.12.1.3;Beispiele für Temperaturverläufe in verschiedenen Außenwandkonstruktionen;143
4.12.2;2.12.2 Eindimensional, instationär;143
4.12.2.1;Graphisches Differenzenverfahren nach Binder/Schmidt;144
4.12.3;2.12.3 Mehrdimensionale Aufgabenstellungen;148
4.13;2.13 Wärmebilanzen;150
4.13.1;2.13.1 Einführung;150
4.13.2;2.13.2 Netzwerk-Verfahren;150
4.13.3;2.13.3 Anwendung auf eindimensionale Aufgabenstellungen;153
5;3 Wärmebrücken;156
5.1;3.1 Einführung;156
5.1.1;3.1.1 Definition „Wärmebrückefi;156
5.1.1.1;Konstruktiv bedingte Wärmebrücken / stoffbedingte Wärmebrücken;157
5.1.1.2;Geometrisch bedingte Wärmebrücken / formbedingte Wärmebrücken;157
5.1.1.3;Mischformen;157
5.1.1.4;Lüftungs- und umgebungsbedingte „Wärmebrücken“;157
5.1.2;3.1.2 Auswirkungen von Wärmebrücken;160
5.2;3.2 Rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken;162
5.2.1;3.2.1 Allgemeines;162
5.2.2;3.2.2 Randbedingungen gemäß DIN EN ISO 10211;164
5.2.2.1;Modellgeometrie allgemein;164
5.2.2.2;Modellgeometrie bei Erdreichmodellen;165
5.2.2.3;Temperaturrandbedingungen;166
5.2.2.4;Wärmeübergangswiderstände;166
5.2.3;3.2.3 Randbedingungen gemäß DIN 4108, Beiblatt 2;167
5.2.3.1;Modellgeometrie allgemein;167
5.2.3.2;Modellgeometrie bei Erdreichmodellen;167
5.2.3.3;Temperaturrandbedingungen;168
5.2.3.4;Wärmeübergangswiderstände;169
5.2.4;3.2.4 Ermittlung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten;170
5.2.4.1;Modelle mit zwei Temperaturrandbedingungen;170
5.2.4.2;Modelle mit drei Temperaturrandbedingungen;170
5.2.4.3;Allgemeine Anmerkungen zum -Wer;171
5.2.5;3.2.5 Ermittlung des punktbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten;173
5.2.6;3.2.6 Wärmebrückenkataloge;175
5.2.7;3.2.7 Sonderfall Erdreich;175
5.2.7.1;Temperatur am unteren Modellrand;175
5.2.7.2;Randbedingungen für Horizontalschnitte;175
5.2.7.3;Beispielrechnung (Bodenplatte auf Erdreich, 3D-FE-Modell);176
5.2.7.4;Wärmebrücken am Perimeter der Bodenplatte;180
5.2.7.5;Wärmebrücken unterhalb der Bodenplatte;181
5.2.8;3.2.8 Weitere Definitionslücken und Sonderfälle;183
5.2.8.1;Fenster, Türen, Tore, Pfosten-Riegel-Fassaden;183
5.2.8.2;Mehrzonenmodelle;183
5.2.8.3;Temperatur in unbeheizten Räumen;184
5.3;3.3 Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung;184
5.3.1;3.3.1 Anwendungsfälle;184
5.3.2;3.3.2 Passive Beheizung;184
5.3.3;3.3.3 Aktive Beheizung;187
6;4 Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz;188
6.1;4.1 Abgrenzung und Historie;188
6.2;4.2 Mindestwärmeschutz – DIN 4108-2;190
6.2.1;4.2.1 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise;190
6.2.2;4.2.2 Anforderungen an schwere opake Massivbauteile;191
6.2.3;4.2.3 Anforderungen an leichte opake Außenbauteile sowie Rahmenund Skelettbauarten;191
6.2.4;4.2.4 Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen;191
6.2.5;4.2.5 Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken;193
6.2.6;4.2.6 Anforderungen an Fenster, Fenstertüren und Türen;194
6.2.7;4.2.7 Anforderungen an Fassaden aus Pfosten-Riegel-Konstruktionen;194
6.2.8;4.2.8 Anforderungen an die Luftdichtheit von Außenbauteilen;195
6.3;4.3 Energiesparender Wärmeschutz;195
7;5 Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz;196
7.1;5.1 Abgrenzung der Zielsetzungen;196
7.2;5.2 Einflussgrößen;196
7.2.1;5.2.1 Allgemeines;196
7.2.2;5.2.2 Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung;197
7.2.3;5.2.3 Wirksamkeit einer Sonnenschutzvorrichtung;198
7.2.4;5.2.4 Position des Sonnenschutzes;199
7.2.5;5.2.5 Art der Verglasung;201
7.2.6;5.2.6 Hinterlüftung des Sonnenschutzes;201
7.2.7;5.2.7 Nutzerverhalten;202
7.2.8;5.2.8 Flächenanteil der transparenten Außenbauteile;202
7.2.9;5.2.9 Orientierung der transparenten Außenbauteile;204
7.2.10;5.2.10 Neigungswinkel transparenter Außenbauteile;205
7.2.11;5.2.11 Art und Intensität der Raumlüftung;206
7.2.12;5.2.12 Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile;207
7.2.13;5.2.13 Raumgeometrie;208
7.2.14;5.2.14 Gebäudestandort;208
7.3;5.3 Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung;209
7.4;5.4 Nachweis nach DIN 4108-2;213
7.4.1;5.4.1 Nachweisprinzip;213
7.4.2;5.4.2 Sonneneintragskennwert S;214
8;6 Vereinfachte Berechnung des Heizenergiebedarfs;219
8.1;6.1 Allgemeines;219
8.2;6.2 Begriffe;219
8.3;6.3 Wärmeverluste;221
8.3.1;6.3.1 Transmissionswärmeverlust;221
8.3.2;6.3.2 Lüftungswärmeverlust;222
8.4;6.4 Wärmegewinne;222
8.4.1;6.4.1 Interne Wärmegewinne;222
8.4.2;6.4.2 Solare Wärmegewinne;223
8.5;6.5 Jahres-Heizwärmebedarf;224
8.6;6.6 Jahres-Heizenergiebedarf;225
9;7 Bemessung von Gebäudegründungen zur Vermeidung von Frosthebungen;226
9.1;7.1 Einführung;226
9.2;7.2 Begriffe;226
9.2.1;7.2.1 Gründungstiefe;226
9.2.2;7.2.2 Frostindex;226
9.2.2.1;Frostindex für einen Winter;226
9.2.2.2;Bemessungswert des Frostindexes;228
9.2.3;7.2.3 Frosteindringtiefe;231
9.3;7.3 Bodenplatten auf Erdreich bei beheizten Gebäuden;231
9.3.1;7.3.1 Fall 1 – ausschließlich vertikale Randdämmung;232
9.3.2;7.3.2 Fall 2 – zusätzlich horizontale Erdreichdämmung in den Ecken;232
9.3.3;7.3.3 Fall 3 – zusätzlich horizontale Erdreichdämmung um das Gebäude;233
9.4;7.4 Numerische Berechnungen;235
9.4.1;7.4.1 Allgemeines;235
9.4.2;7.4.2 Randbedingungen;235
9.4.2.1;Modellbildung;235
9.4.2.2;Erdreicheigenschaften;235
9.4.2.3;Bemessungsaußentemperatur / Berechnungszeitraum;236
9.4.3;7.4.3 Bemessungskriterium;237
10;8 Lüftung und Luftdichtheit;238
10.1;8.1 Luftbedarf;238
10.1.1;8.1.1 Raumluftqualität;238
10.1.1.1;„olf“ (vom lateinischen „olfactus“ = Geruchssinn);238
10.1.1.2;„dezipol“ („pol“ vom lateinischen „pollutio“ = Verunreinigung);239
10.1.1.3;Hinweise zur Auslegung raumlufttechnischer Anlagen;240
10.1.2;8.1.2 Zielsetzungen einer ausreichenden und kontrollierten Lüftung;240
10.1.2.1;Deckung des Sauerstoffbedarfs;240
10.1.2.2;Abfuhr von Luftschadstoffen;240
10.1.2.3;Senkung des CO2-Gehaltes;241
10.1.2.4;Reduzierung der Luftfeuchte;241
10.2;8.2 Luftdichtheit;242
10.2.1;8.2.1 Einführung;242
10.2.2;8.2.2 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7;243
10.2.2.1;Anforderungen;244
10.2.2.2;Materialien;244
10.2.2.3;Planungsempfehlungen;244
10.2.3;8.2.3 Überprüfung der Luftdichtheit (Blower-Door Test);248
10.2.3.1;Aufbau;248
10.2.3.2;Vorbereitung im Gebäude;249
10.2.3.3;Durchführung der Messung;250
10.3;8.3 Lüftungssysteme;252
10.3.1;8.3.1 Freie Lüftung;252
10.3.1.1;Antriebsmechanismen;252
10.3.1.2;Fugenlüftung;252
10.3.1.3;Freie Lüftung über Luftdurchlässe;253
10.3.1.4;Schachtlüftung;253
10.3.1.5;Fensterlüftung;254
10.3.2;8.3.2 Ventilatorgestützte Lüftung;256
10.3.2.1;Abluftsystem, zentral, ohne Wärmerückgewinnung;256
10.3.2.2;Abluftsystem, zentral, mit Wärmerückgewinnung;256
10.3.2.3;Abluftsystem, dezentral;257
10.3.2.4;Zuluftsystem;257
10.3.2.5;Zu-/Abluftsystem, zentral;257
10.3.2.6;Zu-/Abluftsystem, dezentral;258
10.4;8.4 Luftführung bei ventilatorgestützter Lüftung;260
10.4.1;8.4.1 Arten der Luftführung;260
10.4.1.1;Allgemeines;260
10.4.1.2;Quelllüftung;260
10.4.1.3;Mischlüftung;261
10.4.1.4;Verdrängungslüftung;261
10.4.2;8.4.2 Lüftungstechnische Zonierung von Nutzungseinheiten;261
10.4.2.1;Zuluftzone;261
10.4.2.2;Überströmzone;261
10.4.2.3;Abluftzone;261
10.4.3;8.4.3 Vortemperierung der Zuluft über Erdwärmetauscher;263
10.5;8.5 Wärmetauscher in Lüftungsanlagen;265
10.5.1;8.5.1 Verfahren zur Wärmerückgewinnung;265
10.5.1.1;Rekuperatives Verfahren;265
10.5.1.2;Regeneratives Verfahren;266
10.5.2;8.5.2 Kreuzwärmetauscher;266
10.5.3;8.5.3 Gegenstrom-Wärmetauscher;266
10.5.4;8.5.4 Kreisverbund-Wärmetauscher;267
10.5.5;8.5.5 Wärmerohre („heat-pipesfi);268
10.5.6;8.5.6 Rotations-Wärmetauscher;268
10.5.7;8.5.7 Kapillar-Ventilatoren;269
10.6;8.6 Lüftungskonzepte für Wohngebäude;270
10.6.1;8.6.1 Allgemeines;270
10.6.2;8.6.2 Lüftungsstufen gemäß DIN 1946-6;270
10.6.3;8.6.3 Systeme der Wohnungslüftung gemäß DIN 1946-6;271
10.6.4;8.6.4 Notwendigkeit lüftungstechnischer Maßnahmen;272
10.6.5;8.6.5 Anrechenbarer Luftvolumenstrom durch Infiltration;272
10.6.6;8.6.6 Notwendige Außenluftvolumenströme;273
10.6.7;8.6.7 Darstellung der Anforderungssystematik;274
11;9 Thermische Behaglichkeit;276
11.1;9.1 Einführung;276
11.2;9.2 Wertepaar: Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperaturen;278
11.2.1;9.2.1 Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperatur insgesamt;278
11.2.2;9.2.2 Raumlufttemperatur vs. Fußbodentemperatur;280
11.2.3;9.2.3 Raumlufttemperatur vs. Deckentemperatur;281
11.2.4;9.2.4 Innenoberflächentemperatur verschiedener Bauteile;282
11.2.5;9.2.5 Raumlufttemperaturen bei unterschiedlichen Nutzungen;282
11.3;9.3 Raumlufttemperatur vs. Luftfeuchte;283
11.4;9.4 Raumlufttemperatur vs. Luftgeschwindigkeit;285
11.5;9.5 Analytische Bestimmung der thermischen Behaglichkeit nach DIN EN ISO 7730;285
11.5.1;9.5.1 Anforderungen;285
11.5.2;9.5.2 Bestimmung des vorausgesagten mittleren Votums (PMV);287
11.5.3;9.5.3 Bestimmung des vorausgesagten Prozentsatzes an Unzufriedenen (PPD);291
11.5.4;9.5.4 Bestimmung der Beeinträchtigung durch Zugluft (DR);291
12;10 Literaturverzeichnis;296
12.1;10.1 Verordnungen und Veröffentlichungen;296
12.2;10.2 Normen und Richtlinien;298
13;Index;305
