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Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1

Wärme- und Feuchteschutz, Behaglichkeit, Lüftung

AutorKai Schild, Simone Dinter, Wolfgang M Willems
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl636 Seiten
ISBN9783834891235
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis36,99 EUR
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.

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Leseprobe
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."
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis7
Inhaltsübersicht18
1 Grundbegriffe und Berechnungshilfen20
1.1 Einheiten-Umrechnungstafeln20
1.1.1 Länge20
1.1.2 Fläche20
1.1.3 Volumen20
1.1.4 Masse21
1.1.5 Zeit21
1.1.6 Kraft21
1.1.7 Spannung22
1.1.8 Druck22
1.1.9 Arbeit22
1.1.10 Leistung23
1.1.11 Wärmeleitfähigkeit23
1.1.12 Spezifische Wärmekapazität23
1.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient24
1.1.14 Wärmestromdichte24
1.2 Griechisches Alphabet25
1.3 Mathematische Grundlagen26
1.3.1 Geometrie26
1.3.2 Rechenregeln33
1.3.3 Trigonometrie34
1.4 Wärmedämmstoffe35
1.4.1 Allgemeines35
1.4.2 Anwendungstypen / -gebiete37
1.4.3 Kennwerte am Markt verfügbarer Wärmedämmstoffe39
1.4.4 Verzeichnis der Wärmedämmstoff-Hersteller54
1.5 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte66
1.5.1 Putze, Mörtel, Asphalt und Estriche66
1.5.2 Beton67
1.5.3 Bauplatten69
1.5.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln70
1.5.5 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Hüttensteinen und Porenbeton-Plansteinen74
1.5.6 Mauerwerk aus Betonsteinen75
1.5.7 Wärmedämmstoffe78
1.5.8 Holz und Holzwerkstoffe82
1.5.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe, Dachbahnen, Folien83
1.5.10 Lose Schüttungen84
1.5.11 Glas, Natursteine84
1.5.12 Lehmbaustoffe85
1.5.13 Metalle85
1.5.14 Böden86
1.5.15 Gase86
1.5.16 Gummi, Massive Kunststoffe87
1.5.17 Wasser, Eis, Schnee88
1.6 Wärme- und schalltechnische Kennwerte für Verglasungen88
1.7 Formularvorlagen für Berechnungen nach EnEV104
1.8 Literatur113
2 Wärmeschutz116
2.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten116
2.2 Wärmeschutztechnische Begriffe118
2.2.1 Rohdichte118
2.2.2 Wärmeleitfähigkeit118
2.2.3 Spezifische Wärmekapazität119
2.2.4 Temperaturleitzahl120
2.2.5 Wärmeeindringkoef. zient120
2.2.6 Wärmestrom121
2.2.7 Wärmestromdichte121
2.2.8 Wärmeübergangswiderstand122
2.2.9 Wärmedurchlasswiderstand125
2.2.10 Wärmedurchgangswiderstand130
2.2.11 Wärmedurchgangskoeffizient für opake Bauteile136
2.2.12 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster152
2.3 Bestimmung von Temperaturverteilungen159
2.3.1 Stationäre Randbedingungen159
2.3.2 Instationäre Randbedingungen161
2.4 Wärmebilanzen166
2.4.1 Einführung166
2.4.2 Netzwerk-Verfahren166
2.4.2 Netzwerk-Verfahren166
2.5 Wärmebrücken173
2.5.1 Einführung in die Thematik173
2.5.2 Rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken176
2.5.3 Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung187
2.6 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Winter189
2.6.1 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise189
2.6.2 Anforderungen an ein- und mehrschichtige schwere opake Massivbauteile189
2.6.3 Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten191
2.6.4 Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen191
2.6.5 Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken191
2.6.6 Anforderungen an Fenster, Fenstertüren und Türen192
2.7 Energiesparender Wärmeschutz – Energieeinsparverordnung192
2.7.1 Einleitung192
2.7.2 Geltungsbereich der EnEV194
2.7.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten194
2.7.4 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäude und Anlagen sowie für Gebäude mit geringem Volumen ( Ve 100 m3)196
2.7.5 Struktur der Nachweisverfahren für Neubauten200
2.7.6 Ermittlung der Eingangsgrößen203
2.7.7 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne206
2.7.8 Planungshilfen zur Optimierung solarer Wärmegewinne217
2.7.10 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl ep223
2.7.11 Berechnungsbeispiel: Wohnhaus gemäß vereinfachtem Verfahren228
2.7.12 Ausblick auf zukünftige Nachweiskonzepte240
2.8 Wärmeübertragung über das Erdreich250
2.8.1 Einführung250
2.8.2 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert)255
2.8.3 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller)256
2.8.4 Wärmeverluste bei beheiztem Keller257
2.8.5 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller258
2.9 Sommerlicher Wärmeschutz259
2.9.1 Einführung259
2.9.2 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2259
2.9.3 Beschreibung der Ein. ussfaktoren im Nachweisverfahren nach DIN 4108-2264
2.9.4 Berechnungsbeispiel: Eckzimmer, Süd-West-Orientierung275
2.9.5 Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung277
2.10 Literatur281
3 Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)313
3.1 Allgemeines313
3.1.1 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim EnEV-Nachweis313
3.1.2 Grundsätzliches zu DIN 4108, Bbl. 2 (01.04)314
3.1.3 Gleichwertigkeitsnachweis315
3.1.4 Restriktionen bzw. Grenzen von DIN 4108, Bbl. 2316
3.2 Materialien und verwendete Kenngrößen317
3.3 Monolithisches Mauerwerk318
3.4 Außengedämmtes Mauerwerk332
3.5 Außengedämmter Stahlbeton342
3.6 Kerngedämmtes Mauerwerk344
3.7 Holzbauart359
3.9 Literatur374
4 Raumklima/Behaglichkeit375
4.1 Einführung375
4.2 Wertepaar: Raumlufttemperatur vs. Ober. ächentemperaturen376
4.2.1 Raumlufttemperatur vs. Ober. ächentemperatur insgesamt376
4.2.2 Raumlufttemperatur vs. Fußbodentemperatur378
4.2.3 Raumlufttemperatur vs. Deckentemperatur379
4.3 Raumlufttemperatur vs. Luftfeuchte380
4.4 Raumlufttemperatur vs. Luftgeschwindigkeit381
4.5 Behaglichkeitskriterien nach DIN 1946-2 (VDI-Lüftungsregeln)382
4.6 Analytische Bestimmung der thermischen Behaglichkeit nach E DIN EN ISO 7730385
4.6.1 Anforderungen385
4.6.3 Bestimmung des vorausgesagten Prozentsatzes an Unzufriedenen (PPD)390
4.6.4 Bestimmung der Beinträchtigung durch Zugluft (DR)390
4.7 Literatur395
5 Feuchteschutz396
5.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten396
5.2 Feuchteschutztechnische Begriffe398
5.2.1 Wasserdampf398
5.2.2 Wasserdampfpartialdruck398
5.2.3 Wasserdampfsättigungsdruck400
5.2.4 Normatmosphäre402
5.2.5 Relative Luftfeuchte403
5.2.6 Konzentration der trockenen Luft403
5.2.7 Wasserdampfkonzentration403
5.2.8 Wasserdampfsättigungskonzentration404
5.2.9 Taupunkttemperatur405
5.2.10 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand407
5.2.11 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffzient ruhender Luft408
5.2.12 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand410
5.2.13 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffzient410
5.2.14 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte411
5.2.15 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl413
5.2.16 Wasserdampfdi. usionsäquivalente Luftschichtdicke418
5.3 Feuchtetransport in Baustoffen419
5.3.1 Allgemeines419
5.3.2 Sorption421
5.3.3 Wasserdampfdiffusion425
5.3.5 Kapillarleitung428
5.4 Schlagregenschutz430
5.4.1 Allgemeines430
5.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3433
5.5.1 Allgemeines433
5.5.2 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteilober. ächen434
5.5.3 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen437
5.5.4 Nachweisfreie Bauteilkonstruktionen nach DIN 4108-3438
5.5.5 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren452
5.5.6 Berechnungsbeispiele zum Glaser-Verfahren467
5.5.7 Bautechnische Maßnahmen zur Vermeidung der Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen483
5.6 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788489
5.6.1 Allgemeines489
5.6.2 Außenseitige klimatische Randbedingungen489
5.6.3 Raumseitige klimatische Randbedingungen493
5.6.4 Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte495
5.6.5 Berechnungsbeispiele zur kritischen Oberflächenfeuchte nach DIN EN ISO 13788502
5.6.6 Tauwasserbildung im Bauteilinnern504
5.6.7 Berechnungsbeispiele zur Tauwasserbildung im Bauteilinnern516
5.8 Bauwerksabdichtungen nach DIN 18195528
5.8.1 Einleitung528
5.8.2 Zuordnung der Abdichtungsart530
5.8.4 Verarbeitung der Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-3540
5.8.5 Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4543
5.8.6 Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser mit mäßiger bzw. hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5558
5.8.7 Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6567
5.8.8 Abdichtung gegen von innen drückendes Wasser nach DIN 18195-7575
5.8.9 Abdichtung von Bewegungsfugen nach DIN 18195-8576
5.8.10 Abdichtungen im Bereich von Anschlüssen an Durchdringungen, Übergänge und Abschlüsse nach DIN 18195-9581
5.9 Literatur583
6 Luftbedarf und Lüftung591
6.1 Luftbedarf591
6.1.1 Raumluftqualität591
6.1.2 Personen- und . ächenbezogene Mindest-Außenluftströme für die Auslegung raumlufttechnischer Anlagen nach DIN 1946-2592
6.1.3 Zielsetzungen einer ausreichenden und kontrollierten Lüftung593
6.2 Luftdichtheit596
6.2.1 Einführung596
6.2.2 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7597
6.2.3 Überprüfung der Luftdichtheit (Blower-Door Test)601
6.3 Freie Lüftung605
6.3.1 Antriebsmechanismen605
6.3.2 Fugenlüftung605
6.3.3 Schachtlüftung606
6.3.4 Fensterlüftung606
6.4 Luftführung bei mechanischen Lüftungsanlagen608
6.4.1 Allgemeines608
6.4.2 Quelllüftung609
6.4.3 Quelllüftung in Verbindung mit einer Kühldecke609
6.4.4 Mischlüftung609
6.4.5 Verdrängungslüftung610
6.5 Mechanische Wohnungslüftung610
6.5.1 Lüftungstechnische Zonierung von Wohnungen610
6.5.2 Übersicht über Lüftungssysteme im Wohnungsbau612
6.5.3 Dezentrale Systeme (Einzelraumlüftung)612
6.5.4 Zentrale Abluftanlagen ohne Abwärmenutzung614
6.5.5 Zentrale Abluftanlagen mit Abwärmenutzung615
6.5.6 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung615
6.5.7 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung618
6.6 Wärmetauscher619
6.6.1 Verfahren zur Wärmerückgewinnung619
6.6.2 Kreuzwärmetauscher620
6.6.3 Gegenstrom-Wärmetauscher621
6.6.4 Kreisverbund-Wärmetauscher621
6.6.5 Wärmerohre („heat-pipes“)622
6.6.6 Rotations-Wärmetauscher622
6.6.7 Kapillar-Ventilatoren623
6.7 Zustandsänderungen feuchter Luft (h-x-Diagramm)623
6.7.1 Einführung623
6.7.2 Beispiele625
6.8 Literatur634
Index636

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