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Gebäudephysik (Fach) / 1 Semester (Lektion)

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• Aufgabe der Dämmstoffe? Wärmeschutz: reduzierung des Heizwärmebedarfs, erhöhung der Behaglichkeit Schallschutz: Trittschaldämmung Schalldämmung Brandschutz: Erzielen der Brennbarkeitsklassen A1 A2 B,...
• Geschäumte Kunstoffe Polystrol Neopor Polyurethan
• Organische Dämmstoffe Mineralwolle Blähton Perlit Kalziumsilikat-Platten Schaumglas
• Schaumglas Unbrennbar, hitzefest,frostbeständig, säurebeständig, waser und dampfdicht
• Naturdämmstoffe Holzfaser Holzwlle Schafwolle Kokosfaser Flachsfaser Hanffaser
• Verarbeitungsmethoden von Dämmstoffen • Hartschaumplatten• lose Dämmstoffe (Schüttdämmstoffe)• Einblasdämmstoffe• Auf der Baustelle aufgeschäumteDämmstoffe (z.B. Polyurethanschaum)
• Klimadaten beeinflussen? Lufttemperatur (Monatsmittelwerte) Heizgradtage Strahlungssumme (Monatssummen derGlobalstrahlung) Dauer der Heizperiode
• Geometriedaten beeinflussen ? Abmessungen aller relevanter Gebäudeteiledurch die Wärmeverluste auftreten Gebäudevolumen Beheizte Bruttogeschoßfläche Detailmaße von z.B. Verglasungen,Fensterrahmen, Länge von Wärmebrücken
• Transmissionsverluste sind abhängig von? Uwert:   Außenwände             Fenster / Verglasungen / Türen             Decken / Dach             Boden / Erdberührte Bauteile Wärmebrücenzuschlagkoefizient:  Linienförmiger Wärmedurchgangskoeffizien Punktförmiger Wärme..
• Lüftungswärmeverluste sind abhängig von? natürlicher Lüftung: Gebäudedichtheit,  erforderliche Luftwechselrate Mechanische Lüftung: Luftvolumstrom, Wärmerückgewinnungsgrad
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• Wärmegewinne sind abhängig von? Solare Gewinne: Orientierung, Neigung, Verschattung, Funktion von passiv-solaren Sonderbauteilen Interne Gewinne: Personen Geräte
• ENERGY PERFORMANCE OF BUILDINGS DIRECTIVE • des allgemeinen Rahmens für eine Methode zur Berechnung der integriertenGesamtenergieeffizienz von Gebäuden,• der Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienzneuer Gebäude,• der Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienzbestehender großer Gebäude, die einer größeren Renovierung unterzogenwerden sollen• der Erstellung von Energieausweisen für Gebäude• regelmäßiger Inspektionen von Heizkesseln und Klimaanlagen in Gebäudenund einer Überprüfung der gesamten Heizungsanlage, wenn deren Kessel älterals 15 Jahre sind
• 2nd) ENERGY PERFORMANCE OF BUILDINGS DIRECTIVE [EPBD] des gemeinsamen allgemeinen Rahmens für eine Methode zur Berechnungder integrierten Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden und Gebäudeteilen;• der Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienzneuer Gebäude und Gebäudeteile;• der Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienzvon:• bestehenden Gebäuden, Gebäudeteilen und Gebäudekomponenten, dieeiner größeren Renovierung unterzogen werden,• Gebäudekomponenten, die Teil der Gebäudehülle sind und sich erheblichauf die Gesamtenergieeffizienz der Gebäudehülle• auswirken, wenn sie nachträglich eingebaut oder ersetzt werden und• gebäudetechnischen Systemen, wenn diese neu installiert, ersetzt odermodernisiert werden;
• Feuchteschutz beinhaltet: Vermeidung des Eindringens von Feuchte aus...• dem Baugrund• der Umgebung• der Raumluft
• Ursachen für Feuchte: • Regen, Tau• Spritzwasser• Bodenfeuchtigkeit• Sickerwasser, Stauwasser, Grundwasser• Diffusion
• Schutz gegen Feuchte? • Abdichten gegen Bodenfeuchte• Abdichten gegen nicht drückendes Wasser (Regen,Tau, Oberflächenwasser)• Abdichten gegen drückendes Wasser• Abdichten gegen Dampfdiffusion (Dampfbremsen,Dampfsperren)
• Entstehung von Kondensat? Dieser Punkt an dem dies passiert wird als TAUPUNKT bzw.TAUPUNKTTEMPERATUR bezeichnet> die Taupunkttemperatur ist somit abhängig von der Lufttemperatur aber auchvon der relativen Luftfeuchtigkeit
• DIFFUSIONSWIDERSTAND µ Gibt an, um wie viel eine Materialschicht dichter ist, als einegleich dicke LuftschichtEin Bauteil bzw. eine Bauteilschicht ist umso dichter, je dickerdie Schicht istJede Bauteilschicht hemmt den Diffusionsvorgang inAbhängigkeit von ihrer Dampfdichtigkeit
• DIFFUSIONSÄQUIVALENTE LUFTSCHICHTDICKE sd [m]sd = µ*dd = Bauteilstärke [m],Beschreibt die im Verhältnis zur gleich dicken Luftschichtrelative Dampfdichtigkeit eines Bauteils
• ABSOLUTE LUFTFEUCHTE RELATIVE LUFTFEUCHTE φ ABSOLUTE LUFTFEUCHTE[g/m3]Direktes Maß für die in einem gegebenen Luftvolumen enthalteneWasserdampfmenge; Gibt die Wassermenge an, die in 1m3 Luft enthalten istRELATIVE LUFTFEUCHTE φ [%]Gibt das Verhältnis der tatsächlichen zur maximal möglichen Masse anWasserdampf in der Luft zu einer bestimmten Temperatur an (Verhältnis vonabsoluter Luftfeuchte zu maximaler Luftfeuchte)Luft kann bei höheren Temperaturen mehr Wasserdampf aufnehmen, als beikalten. Sie beschreibt den Prozentsatz bis zum Sättigungspunkt der Luft,abhängig von der momentanen Lufttemperatur
• WASSERDAMPFSÄTTIGUNGSDRUCK PS WASSERDAMPFTEILDRUCK p WASSERDAMPFSÄTTIGUNGSDRUCK ps[Pa]Maximal aufnehmbare Wasserdampfmenge der LuftWasserdampf-Teildruck bei relativer Luftfeuchtigkeit φ = 100 %WASSERDAMPFTEILDRUCK p[Pa]Der Wasserdampfteildruck wird aus der relativen Luftfeuchte φund dem Wasserdampfsättigungsdruck ps bei der Temperatur θwie folgt berechnet:p = φ * psDie relative Luftfeuchte φ ist als Dezimalbruch in die Gleichungeinzusetzen
• TAUPUNKT / TAUPUNKTTEMPERATUR θ T SCHIMMELPILZTEMPERATUR θS TAUPUNKT / TAUPUNKTTEMPERATUR θT[°C, K]Die Taupunkttemperatur θT eines Raumes ist diejenige Temperatur, bei der die inder Raumluft vorhandene Feuchtigkeit nicht mehr von der Raumluft gehaltenwerden kann und dann in Form von Wassertröpfchen abgegeben wird. Die relativeRaumluftfeuchte beträgt dann 100 % SCHIMMELPILZTEMPERATUR θ S[°C, K]An kalten Bauteiloberflächen wird sich dann Schimmelpilz bilden, wenn dieBauteiloberfläche mindestens so kalt ist, dass sich in der direkt anliegendenLuftschicht eine Feuchte von 80 % einstellt. Die Temperatur, bei der dies auftritt, istdie sogenannte Schimmelpilztemperatur
• Funktion der Dampfsperre und Aufgabe? AufgabenKondensat innerhalb des Bauteiles zu verhindern,Die Wanderung des Wasserdampfes dort zuunterbrechen, wo er noch nicht so weit abgekühlt ist,dass Kondensat auftrittDampfsperren müssen immer an derRAUMINNENSEITE (warmen Seite) angebracht werdenAls Dampfsperren werden z.B. Kunststofffolien,Bitumenpappe, Metallfolien bzw. bitumisiertes Metalleingesetzt
• Schutz vor Dampfdiffusion in Bauteilen Geeigneten Aufbau wählen >Aufbau der BauteilschichtenLage der DämmungDämmmaterialDicke der DämmschichtenPrüfung, ob Kondensat im Bauteil auftrittAbdichten gegen Dampfdiffusion >DampfbremsenDampfsperren
• Glaser Diagramm erklärung Bei diesem Verfahren nach Glaser werden neben den Temperaturen an denOberflächen und in den Trennschichten auch Wasserdampfsättigungsdruckund Wasserdampfteildruck (Partialdruck) ermittelt. DerWasserdampfdruckverlauf wird als Kurve dargestellt und mit derwasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke verglichen bzw.übereinandergelegt. Anhand dieser beiden Kurvenverläufe kann festgestelltwerden, ob und in welchem Bereich des Bauteils Tauwasser anfällt / anfallen wird.> bei einer guten Planung kann bereits im Vorfeld die Gefahr der Tauwasserbildungin Folge Überschreitung der maximalen Wasserdampfdrucksättigung durchrichtigen Bauteil-Schichtaufbau vermieden werden
• Maßnahmen für sommerliche Überwärmung • Wärmeschutz• Verglasung• Verschattung• Dachfarbe / Fassadenfarbe• Bepflanzung: Gründächer / Grünfassaden• Minimierung des ‚Heat Island Effects‘• Lüftung / Nachtlüftung
• OPTIMALE VERSCHATTUNG... • Optimierung des Tageslichts• Keine Blendung• Minimierung der (unerwünschten)solaren Erträge• Kein Wärmestau• Direktes Sonnenlicht auch imWinter• Blickbezug nach außen• Witterungsbeständig• Geringer Wartungsaufwand• Regelbarkeit / Bedienbarkeit• Optimiertes Brandverhalten• Optik
• AUSWAHL DES VERSCHATTUNGSSYTEMS IN ABHÄNGIGKEIT VON a• OrientierungTiefstehende Sonne: VertikaleSystemeHochstehende Sonne: HorizontaleSysteme• Haustechnik (geregelte Systeme;aktive Systeme)• Wartungsaufwand• Architektur• Kosten
• Welche Verschattungsystem gibt es? Jalousien Fensterläden Hoizintale Systeme Vertikale Systeme Aktive Systeme Lichtlenkungssysteme Adaptive Systeme
• Was bedeutet Albedo? Rückstrahlungsvermögen (Reflexionsstrahlung) von diffus reflektierendenOberflächen; Verhältnis von rückgestrahltem Licht und einfallendem Licht
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• Natürliche Belüftung hängt ab von ? Belüftung abhängig von:• Windrichtung• Windstärke• Temperaturdifferenz innen / außen• Neigung der Öffnung• Fläche der Öffnung• Ein / Zwei / Mehrseitige Belüftung• Anordnung der Öffnungen (beimehrseitiger Belüftung)
• Wind Catchers? Vorkühlung der Aussenluft durch Luftführung in Frischwasserkanälen
• Kühlungsysteme Labyrinth Erdkanäle? ERDKANÄLEVorkühlung / Vorwärmung der Aussenluft durchSpeichermasse im Erdreich LABYRINTHVorkühlung / Vorwärmung der Aussenluft durchSpeichermasse im Labyrinth
• SPEZIFISCHE WÄRMEKAPAZITÄT c Gibt an, welche Wärmemenge (J) zugeführt werden muss,um 1kg eines Stoffes um 1K zu erwärmenKennzeichnet die Wärmespeicherfähigkeit eines Stoffe
• IMMISSIONSFLÄCHE AI Fiktive Fläche, die zur Quantifizierung der durch Sonnenergiezufuhrhervorgerufenen Wärmquellen dient.Die Immissionsfläche wird aus der Fläche der transparenten Teile derAußenbauteile, multipliziert mit deren Gesamtenergie-Durchlassgrad unddem Abminderungsfaktor einer Abschattungseinrichtung, ermittelt. DieBerücksichtigung der Orientierung transparenter Flächen in derAußenhülle des Raumes erfolgt über einen Orientierungs- undNeigungsfaktor.
• Mit welcher Abkürzung wird die relative Luftfeuchtigkeit angegeben? Prozent
• Blower Door Test Luftdichtheitsmessung Messung des Volumenstroms bei einem bestimmten Druckunterschiedzwischen Innen und Außen
• Minimierung der Heizlasten: • Kompakte Bauweise• Effiziente Gebäudehülle• Minimierung der Lüftungswärmeverluste
• Maximierung der gewünschten solaren Erträge Durch ‚Passive Heizsysteme‘ …--> Bauliche Vorkehrungen, die ohne mechanische Antriebe gezielt zurBeheizung des Gebäudes beitragen.• Nutzung von Speichermassen• Solarwände• Atrien, Glashäuser• Erdkanäle
• Minimierung der Kühllasten Durch ‚Passive Kühlsysteme‘ …ð Bauliche Vorkehrungen, die ohne mechanische Antriebe gezielt zurKühlung des Gebäudes beitragen.• Guter sommerlicher Wärmeschutz• Natürliche Belüftung• Beschattung• Maßnahmen zur Verbesserung des Mikroklimas• Vorkühlung der Außenluft (z.B. durch Erdkanäle)
• Nennen sie die Ziele der EnEV! Begrenzung der CO2 - Emissionen durch effizientere Energienutzung im Sommer: Bengrenzung des Energiedurchgangs von außen nach innen --> Begrenzung der sommerlichen Raumtemperatur
• Nennen sie die Ziele des Mindestwärmeschutzes! gewährleistung einer Mindesttemperatur auf inneren Raumbegrenzungsflächen, die den Ausfall von Tauwasser auf diesen Flächen verhindern - annehmbare Behaglichkeit der sich im Innern des Gebäudes aufhaltenden Personen
• Beispiel für Tauwasserentstehung! Es entsteht z.b.,  - wenn bei konstanter Lufttemperatur θa der Sättigungsgehalt an Wasserdampf bereits erreicht ist und ein weiteres Dampfangebot (z.b. durch Kochen) vorliegt, das die Luft nicht mehr aufnehmen kann - die Lufttemperatur θa mit einem vorhandenen Wasserdampfgehalt w unter jene Temperatur absinkt, bei der w = Sättigungsmenge ws
• bauen im medieranen Klima? Massive BauweiseAtriumhäuserFlexibler Übergang Innen / AußenWasserflächen
• bauen in den Tropen? Leichte BauweiseLuftzirkulationVom Boden abgehobenGroße Beschattungsflächen
• bauen in der Steppe? Massive BauweiseIn die Erde gebautNatürliche Belüftsungssysteme (‚WindCatchers‘) Verschachtelte Anordnung
• arten der Wärme gewinne? HeizungInterne GewinneSolare Gewinne
• arten der wärme verluste? InfiltrationLüftungTransmission
• Materielien zu Abbdichtung? Bitumen Kuststoffe mineralische Abdichtungematerialien Folien, Metalle
• Berechungen sommerliche Überwärmung? • Berechnung der speicherwirksamen Masse eines Raumes• Berechnung der Immissionsflächen• Berechnung des immissionsflächenbezogenenstündlichen Luftvolumenstroms• Vergleich von Ergebnis und Anforderung

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