E-Book, Deutsch, 636 Seiten, eBook
Willems / Dinter / Schild Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1
2006
ISBN: 978-3-8348-9123-5
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Wärme- und Feuchteschutz, Behaglichkeit, Lüftung
E-Book, Deutsch, 636 Seiten, eBook
ISBN: 978-3-8348-9123-5
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Die Bedeutung einer qualitativ hochwertigen bauphysikalischen Fachplanung hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Mittlerweile ist in vielen Fällen der Aufwand für die Belange der thermischen und hygrischen Bauphysik sowie des Schall- und Brandschutzes deutlich höher als für die statisch-konstruktive Planung.
Die Erfahrung zeigt, dass Bauschäden insbesondere als Folge mangelhafter bauphysikalischer Planungs- und Ausführungsleistungen hervorgerufen werden.
Im zweibändig ausgelegten Vieweg Handbuch Bauphysik werden die notwendigen fachlichen Grundlagen praxisgerecht und übersichtlich aufbereitet. Hintergründe und Nachweisverfahren werden nicht nur ausführlich erläutert, sondern durch umfangreiche Zusammenstellungen notwendiger Kennwerte begleitet. In diesem Zusammenhang sind neben den obligatorischen bauphysikalischen Baustoffeigenschaften besonders der integrierte Wärmebrückenkatalog sowie die umfassende Zusammenstellung schalltechnischer Eigenschaften verschiedenster Baustoffe und Bauarten zu nennen.
Mit diesem, zurzeit sicherlich umfangreichsten Werk zur Bauphysik, wird der Bedeutung dieses Themas Rechnung getragen und dem praktisch tätigen Bauingenieur und Architekt ein wertvolles Instrument für die tägliche Arbeit gegeben. Aufgrund der übersichtlichen Einführung in die Thematik und einer Vielzahl von Berechnungsbeispielen eignet sich das Buch in gleicher Weise auch für Studierende, denen damit die Möglichkeit einer intensiven Einarbeitung gegeben wird.
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems leitet die Arbeitsgruppe Baukonstruktionen und Bauphysik an der Ruhr-Universität Bochum.
Dr.-Ing Kai Schild und Dipl.-Ing. Simone Dinter sind Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Baukonstruktionen und Bauphysik an der Ruhr-Universität Bochum.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;Inhaltsübersicht;18
4;1 Grundbegriffe und Berechnungshilfen ;20
4.1;1.1 Einheiten-Umrechnungstafeln;20
4.1.1;1.1.1 Länge;20
4.1.2;1.1.2 Fläche;20
4.1.3;1.1.3 Volumen;20
4.1.4;1.1.4 Masse;21
4.1.5;1.1.5 Zeit;21
4.1.6;1.1.6 Kraft;21
4.1.7;1.1.7 Spannung;22
4.1.8;1.1.8 Druck;22
4.1.9;1.1.9 Arbeit;22
4.1.10;1.1.10 Leistung;23
4.1.11;1.1.11 Wärmeleitfähigkeit;23
4.1.12;1.1.12 Spezifische Wärmekapazität;23
4.1.13;1.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient;24
4.1.14;1.1.14 Wärmestromdichte;24
4.2;1.2 Griechisches Alphabet;25
4.3;1.3 Mathematische Grundlagen;26
4.3.1;1.3.1 Geometrie;26
4.3.2;1.3.2 Rechenregeln;33
4.3.3;1.3.3 Trigonometrie;34
4.4;1.4 Wärmedämmstoffe;35
4.4.1;1.4.1 Allgemeines;35
4.4.2;1.4.2 Anwendungstypen / -gebiete;37
4.4.3;1.4.3 Kennwerte am Markt verfügbarer Wärmedämmstoffe;39
4.4.4;1.4.4 Verzeichnis der Wärmedämmstoff-Hersteller;54
4.5;1.5 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte;66
4.5.1;1.5.1 Putze, Mörtel, Asphalt und Estriche;66
4.5.2;1.5.2 Beton;67
4.5.3;1.5.3 Bauplatten;69
4.5.4;1.5.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln;70
4.5.5;1.5.5 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Hüttensteinen und Porenbeton-Plansteinen;74
4.5.6;1.5.6 Mauerwerk aus Betonsteinen;75
4.5.7;1.5.7 Wärmedämmstoffe;78
4.5.8;1.5.8 Holz und Holzwerkstoffe;82
4.5.9;1.5.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe, Dachbahnen, Folien;83
4.5.10;1.5.10 Lose Schüttungen;84
4.5.11;1.5.11 Glas, Natursteine;84
4.5.12;1.5.12 Lehmbaustoffe;85
4.5.13;1.5.13 Metalle;85
4.5.14;1.5.14 Böden;86
4.5.15;1.5.15 Gase;86
4.5.16;1.5.16 Gummi, Massive Kunststoffe;87
4.5.17;1.5.17 Wasser, Eis, Schnee;88
4.6;1.6 Wärme- und schalltechnische Kennwerte für Verglasungen;88
4.7;1.7 Formularvorlagen für Berechnungen nach EnEV;104
4.8;1.8 Literatur;113
5;2 Wärmeschutz;116
5.1;2.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten;116
5.2;2.2 Wärmeschutztechnische Begriffe;118
5.2.1;2.2.1 Rohdichte;118
5.2.2;2.2.2 Wärmeleitfähigkeit;118
5.2.3;2.2.3 Spezifische Wärmekapazität;119
5.2.4;2.2.4 Temperaturleitzahl;120
5.2.5;2.2.5 Wärmeeindringkoef. zient;120
5.2.6;2.2.6 Wärmestrom;121
5.2.7;2.2.7 Wärmestromdichte;121
5.2.8;2.2.8 Wärmeübergangswiderstand;122
5.2.9;2.2.9 Wärmedurchlasswiderstand;125
5.2.10;2.2.10 Wärmedurchgangswiderstand;130
5.2.11;2.2.11 Wärmedurchgangskoeffizient für opake Bauteile;136
5.2.12;2.2.12 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster;152
5.3;2.3 Bestimmung von Temperaturverteilungen;159
5.3.1;2.3.1 Stationäre Randbedingungen;159
5.3.2;2.3.2 Instationäre Randbedingungen;161
5.4;2.4 Wärmebilanzen;166
5.4.1;2.4.1 Einführung;166
5.4.2;2.4.2 Netzwerk-Verfahren;166
5.4.3;2.4.2 Netzwerk-Verfahren;166
5.5;2.5 Wärmebrücken;173
5.5.1;2.5.1 Einführung in die Thematik;173
5.5.2;2.5.2 Rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken;176
5.5.3;2.5.3 Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung;187
5.6;2.6 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Winter;189
5.6.1;2.6.1 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise;189
5.6.2;2.6.2 Anforderungen an ein- und mehrschichtige schwere opake Massivbauteile;189
5.6.3;2.6.3 Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten;191
5.6.4;2.6.4 Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen;191
5.6.5;2.6.5 Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken;191
5.6.6;2.6.6 Anforderungen an Fenster, Fenstertüren und Türen;192
5.7;2.7 Energiesparender Wärmeschutz – Energieeinsparverordnung;192
5.7.1;2.7.1 Einleitung;192
5.7.2;2.7.2 Geltungsbereich der EnEV;194
5.7.3;2.7.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten;194
5.7.4;2.7.4 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäude und Anlagen sowie für Gebäude mit geringem Volumen ( Ve 100 m3);196
5.7.5;2.7.5 Struktur der Nachweisverfahren für Neubauten;200
5.7.6;2.7.6 Ermittlung der Eingangsgrößen;203
5.7.7;2.7.7 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne;206
5.7.8;2.7.8 Planungshilfen zur Optimierung solarer Wärmegewinne;217
5.7.9;2.7.10 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl ep;223
5.7.10;2.7.11 Berechnungsbeispiel: Wohnhaus gemäß vereinfachtem Verfahren;228
5.7.11;2.7.12 Ausblick auf zukünftige Nachweiskonzepte;240
5.8;2.8 Wärmeübertragung über das Erdreich;250
5.8.1;2.8.1 Einführung;250
5.8.2;2.8.2 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert);255
5.8.3;2.8.3 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller);256
5.8.4;2.8.4 Wärmeverluste bei beheiztem Keller;257
5.8.5;2.8.5 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller;258
5.9;2.9 Sommerlicher Wärmeschutz;259
5.9.1;2.9.1 Einführung;259
5.9.2;2.9.2 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2;259
5.9.3;2.9.3 Beschreibung der Ein. ussfaktoren im Nachweisverfahren nach DIN 4108-2;264
5.9.4;2.9.4 Berechnungsbeispiel: Eckzimmer, Süd-West-Orientierung;275
5.9.5;2.9.5 Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung;277
5.10;2.10 Literatur;281
6;3 Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04);313
6.1;3.1 Allgemeines;313
6.1.1;3.1.1 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim EnEV-Nachweis;313
6.1.2;3.1.2 Grundsätzliches zu DIN 4108, Bbl. 2 (01.04);314
6.1.3;3.1.3 Gleichwertigkeitsnachweis;315
6.1.4;3.1.4 Restriktionen bzw. Grenzen von DIN 4108, Bbl. 2;316
6.2;3.2 Materialien und verwendete Kenngrößen;317
6.3;3.3 Monolithisches Mauerwerk;318
6.4;3.4 Außengedämmtes Mauerwerk;332
6.5;3.5 Außengedämmter Stahlbeton;342
6.6;3.6 Kerngedämmtes Mauerwerk;344
6.7;3.7 Holzbauart;359
6.8;3.9 Literatur;374
7;4 Raumklima/Behaglichkeit;375
7.1;4.1 Einführung;375
7.2;4.2 Wertepaar: Raumlufttemperatur vs. Ober. ächentemperaturen;376
7.2.1;4.2.1 Raumlufttemperatur vs. Ober. ächentemperatur insgesamt;376
7.2.2;4.2.2 Raumlufttemperatur vs. Fußbodentemperatur;378
7.2.3;4.2.3 Raumlufttemperatur vs. Deckentemperatur;379
7.3;4.3 Raumlufttemperatur vs. Luftfeuchte;380
7.4;4.4 Raumlufttemperatur vs. Luftgeschwindigkeit;381
7.5;4.5 Behaglichkeitskriterien nach DIN 1946-2 (VDI-Lüftungsregeln);382
7.6;4.6 Analytische Bestimmung der thermischen Behaglichkeit nach E DIN EN ISO 7730;385
7.6.1;4.6.1 Anforderungen;385
7.6.2;4.6.3 Bestimmung des vorausgesagten Prozentsatzes an Unzufriedenen (PPD);390
7.6.3;4.6.4 Bestimmung der Beinträchtigung durch Zugluft (DR);390
7.7;4.7 Literatur;395
8;5 Feuchteschutz;396
8.1;5.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten;396
8.2;5.2 Feuchteschutztechnische Begriffe;398
8.2.1;5.2.1 Wasserdampf;398
8.2.2;5.2.2 Wasserdampfpartialdruck;398
8.2.3;5.2.3 Wasserdampfsättigungsdruck;400
8.2.4;5.2.4 Normatmosphäre;402
8.2.5;5.2.5 Relative Luftfeuchte;403
8.2.6;5.2.6 Konzentration der trockenen Luft;403
8.2.7;5.2.7 Wasserdampfkonzentration;403
8.2.8;5.2.8 Wasserdampfsättigungskonzentration;404
8.2.9;5.2.9 Taupunkttemperatur;405
8.2.10;5.2.10 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand;407
8.2.11;5.2.11 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffzient ruhender Luft;408
8.2.12;5.2.12 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand;410
8.2.13;5.2.13 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffzient;410
8.2.14;5.2.14 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte;411
8.2.15;5.2.15 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl;413
8.2.16;5.2.16 Wasserdampfdi. usionsäquivalente Luftschichtdicke;418
8.3;5.3 Feuchtetransport in Baustoffen;419
8.3.1;5.3.1 Allgemeines;419
8.3.2;5.3.2 Sorption;421
8.3.3;5.3.3 Wasserdampfdiffusion;425
8.3.4;5.3.5 Kapillarleitung;428
8.4;5.4 Schlagregenschutz;430
8.4.1;5.4.1 Allgemeines;430
8.5;5.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3;433
8.5.1;5.5.1 Allgemeines;433
8.5.2;5.5.2 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteilober. ächen;434
8.5.3;5.5.3 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen;437
8.5.4;5.5.4 Nachweisfreie Bauteilkonstruktionen nach DIN 4108-3;438
8.5.5;5.5.5 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren;452
8.5.6;5.5.6 Berechnungsbeispiele zum Glaser-Verfahren;467
8.5.7;5.5.7 Bautechnische Maßnahmen zur Vermeidung der Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen;483
8.6;5.6 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788;489
8.6.1;5.6.1 Allgemeines;489
8.6.2;5.6.2 Außenseitige klimatische Randbedingungen;489
8.6.3;5.6.3 Raumseitige klimatische Randbedingungen;493
8.6.4;5.6.4 Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte;495
8.6.5;5.6.5 Berechnungsbeispiele zur kritischen Oberflächenfeuchte nach DIN EN ISO 13788;502
8.6.6;5.6.6 Tauwasserbildung im Bauteilinnern;504
8.6.7;5.6.7 Berechnungsbeispiele zur Tauwasserbildung im Bauteilinnern;516
8.7;5.8 Bauwerksabdichtungen nach DIN 18195;528
8.7.1;5.8.1 Einleitung;528
8.7.2;5.8.2 Zuordnung der Abdichtungsart;530
8.7.3;5.8.4 Verarbeitung der Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-3;540
8.7.4;5.8.5 Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4;543
8.7.5;5.8.6 Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser mit mäßiger bzw. hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5;558
8.7.6;5.8.7 Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6;567
8.7.7;5.8.8 Abdichtung gegen von innen drückendes Wasser nach DIN 18195-7;575
8.7.8;5.8.9 Abdichtung von Bewegungsfugen nach DIN 18195-8;576
8.7.9;5.8.10 Abdichtungen im Bereich von Anschlüssen an Durchdringungen, Übergänge und Abschlüsse nach DIN 18195-9;581
8.8;5.9 Literatur;583
9;6 Luftbedarf und Lüftung;591
9.1;6.1 Luftbedarf;591
9.1.1;6.1.1 Raumluftqualität;591
9.1.2;6.1.2 Personen- und . ächenbezogene Mindest-Außenluftströme für die Auslegung raumlufttechnischer Anlagen nach DIN 1946-2;592
9.1.3;6.1.3 Zielsetzungen einer ausreichenden und kontrollierten Lüftung;593
9.2;6.2 Luftdichtheit;596
9.2.1;6.2.1 Einführung;596
9.2.2;6.2.2 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7;597
9.2.3;6.2.3 Überprüfung der Luftdichtheit (Blower-Door Test);601
9.3;6.3 Freie Lüftung;605
9.3.1;6.3.1 Antriebsmechanismen;605
9.3.2;6.3.2 Fugenlüftung;605
9.3.3;6.3.3 Schachtlüftung;606
9.3.4;6.3.4 Fensterlüftung;606
9.4;6.4 Luftführung bei mechanischen Lüftungsanlagen;608
9.4.1;6.4.1 Allgemeines;608
9.4.2;6.4.2 Quelllüftung;609
9.4.3;6.4.3 Quelllüftung in Verbindung mit einer Kühldecke;609
9.4.4;6.4.4 Mischlüftung;609
9.4.5;6.4.5 Verdrängungslüftung;610
9.5;6.5 Mechanische Wohnungslüftung;610
9.5.1;6.5.1 Lüftungstechnische Zonierung von Wohnungen;610
9.5.2;6.5.2 Übersicht über Lüftungssysteme im Wohnungsbau;612
9.5.3;6.5.3 Dezentrale Systeme (Einzelraumlüftung);612
9.5.4;6.5.4 Zentrale Abluftanlagen ohne Abwärmenutzung;614
9.5.5;6.5.5 Zentrale Abluftanlagen mit Abwärmenutzung;615
9.5.6;6.5.6 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung;615
9.5.7;6.5.7 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung;618
9.6;6.6 Wärmetauscher;619
9.6.1;6.6.1 Verfahren zur Wärmerückgewinnung;619
9.6.2;6.6.2 Kreuzwärmetauscher;620
9.6.3;6.6.3 Gegenstrom-Wärmetauscher;621
9.6.4;6.6.4 Kreisverbund-Wärmetauscher;621
9.6.5;6.6.5 Wärmerohre („heat-pipes“);622
9.6.6;6.6.6 Rotations-Wärmetauscher;622
9.6.7;6.6.7 Kapillar-Ventilatoren;623
9.7;6.7 Zustandsänderungen feuchter Luft (h-x-Diagramm);623
9.7.1;6.7.1 Einführung;623
9.7.2;6.7.2 Beispiele;625
9.8;6.8 Literatur;634
10;Index;636
Grundbegriffe und Berechnungshilfen.- Wärmeschutz.- Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04).- Raumklima/Behaglichkei.- Feuchteschutz.- Luftbedarf und Lüftung.
4 Raumklima/Behaglichkeit (S. 375-376)
4.1 Einführung
Im Allgemeinen ist das Empfinden des Menschen als Gebäudenutzer das Maß zur Beurteilung des Raumklimas, so z.B. in Wohn- und Verwaltungsbauten. Abweichungen von dieser Regel sind bei solchen Bauten anzutreffen, wo andere Nutzungsfaktoren ma.gebend sind (z.B. Stallungen, Gew.chsh.user, Produktionshallen, Tiefkühllager) und der Nutzer sich demnach den Forderungen von Produktion, Lagerung oder Lebensbedingungen von Pflanzen und Tieren unterordnen muss. Das Leistungsverm.gen des Menschen und seine Gesundheit ist dann am besten, wenn er sich physiologisch, psychisch und sozial "wohlfühlt".
Durch die Gebäudegestaltung an sich und insbesondere durch die bauphysikalischen Eigenschaften der raumumschließenden Bauteile kann das physische Wohlbefinden erheblich beeinflusst werden. Die zugehörige Einflussgröße ist die thermische Behaglichkeit. Die thermische Behaglichkeit in einem gegebenen Raumklima wird erreicht, wenn der Wärmehaushalt des Körpers bei einer Körper-Kerntemperatur von etwa 37 °C im Gleichgewicht ist.
Die thermische Behaglichkeit ist keine Größe, die sich rechnerisch exakt ermitteln lässt, sondern ist vom subjektiven Empfinden jeder einzelnen Person abh.ngig. Daher ist es keinesfalls als Regelfall anzusehen, dass alle in einem Raum befindlichen Personen das Raumklima als behaglich anerkennen. Nach DIN EN ISO 7730 [3] wird ein sogenanntes "akzeptables Raumklima“ als eine Umgebung definiert, die von mindestens 80 % der Personen, die sich dort aufhalten, als thermisch annehmbar empfunden wird. Der Zustand thermischer Behaglichkeit ist abh.ngig von einer Vielzahl von Einflussfaktoren, wobei gem.. [103] und [3] folgene primäre Kenngrößen zu nennen sind: - Kleidung - Tätigkeitsgrad - Raumlufttemperatur - Temperatur der Raumumschließungsflächen - relative Luftfeuchte - Luftbewegung (Geschwindigkeit der Raumluft in K.rpern.he).
Ein Überblick über mögliche Einflussgrößen wird in Bild 4.1-1 gegeben. Von den 21 betrachteten Faktoren werden die bereits erw.hnten sechs als prim.re und dominierende, acht weitere als zus.tzliche und die restlichen sieben als sekund.re und vermutete Faktoren eingestuft. Nach DIN EN ISO 7730 [3] ist die thermische Behaglichkeit wie folgt definiert: „Thermische Behaglichkeit ist das Gefühl, das Zufriedenheit mit dem Umgebungsklima ausdrückt."
