Dipl.- Geol. Martin Sauder / Ö. b. u. v. Sachverständiger für mineralische Baustoffe / Institut für Baustoffuntersuchung und

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Bernt Hermann
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2 Berechnungsbeispiel U-Wert

3 Berechnungsbeispiel U-Wert: Fragestellungen Berechnen Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten U für die Wand unter Berücksichtigung der Querleitung zwischen den einzelnen Bauteilen. Wie lautet der U-Wert für den Bereich der gedämmten Stütze? Wie dick müsste ein Dämmstoff mit λ=0,04, W/mK sein, um für die Fläche der Stützen einen U-Wert <0,5 W/m²K zu erzielen?

4 U-Wert und Dämmstoffdicke U=1/R T = R si 1 n [m²k/w] Σ + R i + R se i=1

5 Wärmedurchgangskoeffizient von Fenstern Er setzt sich nach ENEV zusammen aus den Einzelwerten: Verglasung Rahmen Linearer U-Wert des Randverbunds Rahmen/Glas U w = U g *A g + U f * A f + Ψ * L A w [m²k/w] U w U, window Fenster gesamt [W/m²K] U f : U, frame Rahmen [W/m²K] U g : U, glazing g Verglasung g [W/m²K] A g : Fläche Verglasung [m²] A f : Fläche Rahmen [m²] A w : Fläche Fenster gesamt [m²] Ψ : lin. Wärmedurchgangskoeff. g [W/mK] L: umlaufende Länge Glasrand [m]

gesamt [W/m²K] U f : U, frame Rahmen [W/m²K] U g : U, glazing g Verglasung g [W/m²K] A g : Fläche Verglasung [m²] A f

6 Wärmebrücken Definition: Örtlich begrenzte Stellen, die eine höhere Wärmestromdichte aufweisen als daran angrenzende Bauteile oder Flächen In einem Bauteil mit ebenen, zueinander parallelen Oberflächen, fließt ein Wärmestrom, dessen Richtung vom Temperaturgefälle bestimmt wird. Die Wärmestromlinien sind stets parallel zueinander und verlaufen senkrecht zu den Oberflächen des Bauteils.

Oberflächen, fließt ein Wärmestrom, dessen Richtung vom Temperaturgefälle bestimmt wird.

7 Wärmebrücken: Definition nach DIN EN ISO Eine Wärmebrücke bedeutet den Teil einer Gebäudehülle, in dem der ansonsten normal zum Bauteil auftretende Wärmestrom deutlich verändert wird. Einflüsse: Volle oder teilweise Durchdringung g der Gebäudehülle durch Baustoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit Wechsel in der Dicke der Bauteile Unterschiedlich große Innen- und Außenoberfläche

wird. Einflüsse: Volle oder teilweise Durchdringung g der Gebäudehülle durch Baustoffe mit

8 Wärmebrücken Entstehen in einer Ebene des Bauteils parallel zur Oberfläche Temperaturunterschiede, so kommt zum senkrecht dazu verlaufenden Wärmestrom eine Querleitungskomponente hinzu und die Wärmestromlinien weichen vom parallelen Verlauf ab.

senkrecht dazu verlaufenden Wärmestrom eine

9 Verschiedene Typen der Wärmebrücken Wechsel der Bauteildicke Geometrische Wärmebrücke Stoffliche Wärmebrücke Stoffliche und konstruktiv: Fensterleibung

10 Materialbedingte Wärmebrücke Aus: WILLEMS, 2008

11 Konstruktive Wärmebrücke: Durchdringung einer mit Wärmedämmung versehenen Außenwand durch eine Stahlbetondecke. Darstellung des Verlaufs der Isothermen In einer Ebene parallel zur Oberfläche sind unterschied- liche Temperaturen vorhanden

12 Geometrische Wärmebrücke Wegen der unterschiedlichen Bauteildicke in der Ecke verlaufen die Isothermen bogenförmig. In der Innenecke kommt es zu reduzierter Oberflächentemperatur

13 Mindestanforderungen Wärmeschutz DIN Vermeidung extrem niedriger Innenoberflächentemperaturen: Die in Tabelle 6.2. enthaltenen Mindestanforderungen an Wärmedurchgangswiderstand der Bauteile sind einzuhalten. Vorausgesetzt wird: gleichmäßige Beheizung, ausreichende Belüftung ungehinderte Luftzirkulation an den Außenwand- oberflächen Dipl.- Geol. Martin Sauder / Ö. b. u. v. Sachverständiger für mineralische Baustoffe

Vorausgesetzt wird: gleichmäßige Beheizung, ausreichende Belüftung ungehinderte Luftzirkulation an den

14 Mindestanforderungen Wärmeschutz DIN

15 Wärmebrücke nach DIN Eine Wärmebrücke liegt vor, wenn der Temperaturfaktor nach unten stehender Gleichung den Wert von 0,70 unterschreitet - Soll: f Rsi = θ si θ e 0,70 θ i - θ e Mindestwert der raum- seitigen Oberflächentemperatur: f Rsi Temperaturfaktor nach DIN θ si Oberflächentemperatur innen [ C] θ e Lufttemperatur außen [ C] θ i Lufttemperatur innen [ C] Soll: θ si 12, Dipl.- Geol. Martin Sauder / Ö. b. u. v. Sachverständiger für mineralische Baustoffe

Rsi Temperaturfaktor nach DIN 4108-2 θ si Oberflächentemperatur innen [ C] θ e Lufttemperatur außen [ C] θ i

16 DIN 4108 Bbl.2 Alle in diesem Beiblatt aufgeführten Ausführungsdetails zur Ausbildung von Wärmebrücken bedürfen keines weiteren Wärmeschutznachweises. Es enthält Ausführungsdetails für Gebäude mit einer Innentemperatur > 19 C.

17 DIN 4108 Bbl. 2: Beispiel Geschossdecken

18 DIN 4108 Bbl. 2: Beispiel Kellerdecken

19 Wärmebrücken in der Praxis:

20 Wärmebrücken in der Praxis:

21 Wohnanlage, gerade mal 5 Jahre alt:

22 Oberste Geschossdecke Auf der obersten Geschossdecke: lose und sehr lückenhaft ausgelegte Wärmedämmung: klassische Wärmebrücke der Kategorie: wüste Schlamperei

23 Die gleiche Decke an der Untersicht:

24 Nutzung - Temperatur - Behaglichkeit Relative Luftfeuchtigkeit von 80 % liegt deutlich oberhalb jeder Behaglichkeit.

25 Nutzung - Temperatur - Behaglichkeit

26 Einflüsse auf das Raumklima 1 Klimazone (Makroklima:Temperatur, Strahlung, Luftfeuchte, Wind und Niederschlag) 2 Standortbedingungen (Mesoklima), Lokale Strömung, Verschattung durch Bebauung, Bepflanzung 1 3 Oberflächeneigenschaften des Bauwerks: z.b. Farbe, Rauhigkeit it (Mikroklima) Speicher- und Transportverhalten der 4 Umfassungskonstruktion kti (Feuchte-, Luft- 5 6 und Wärmetransport) 5 Nutzerverhalten: z.b. Innere Quellen, Senken und Pufferung durch Personen, Geräte, Einrichtung 6 Gebäudetechnische Einrichtungen (Lüftung, Heizung, Klimaanlage, Beleuchtung) Quelle: Grunewald- Grundlagen der Bauphysik.

27 Menschliche Tätigkeiten: Aktivitätsstufen Art der Tätigkeit Sitzend entspannt oder leichte sitzende Tätigkeit in Büro, Schule, Wohnung Stehend: Einkaufen, leichte Industriearbeit, Labor Stehend: Verkaufen, Hausarbeit, Maschinenbedienung Mittelschwere Tätigkeit, z. B. Werkstattarbeit, Bedienung schwere Maschinen Wärmeabgabe Aktivitätsstufe [W] 100 I 200 II 300 III 400 IV Quelle: Grunewald- Grundlagen der Bauphysik

28 Feuchtigkeitsproduktion in Wohnungen Aktivität Feuchtigkeitsmenge [l] Kochen 0,3 Duschen 07 0,7 Waschen/trocknen 0,5 Schwitzen/Atmen 10 1,0 Pflanzen 0,5 Wassereintrag gp pro Person/d 3,0 Liter 4-Personenhaushalt/d 12,0 Liter

29 Arten des Raumklimas Behagliches Raumklima: Voraussetzung für Zufriedenheit und Leistungsfähigkeit des Menschen. Die Konzentrationsfähigkeit des Menschen hängt stark von einem behaglichen Raumklima ab. Erträgliches Raumklima: Zustände, in denen eine Minderung der Zufriedenheit und Leistungsfähigkeit zu verzeichnen ist, aber noch keine gesundheitliche Gefährdung vorliegt. Bei Aktivitätsstufen I und II: Bei Aktivitätsstufe III: C C Dies sind Mittelwerte kurzzeitige Überschreitungen zulässig (Sommer) Aber: θ i,max θ e,max + 3K Quelle: Grunewald- Grundlagen der Bauphysik.

30 Lüftung und Erträglichkeit Relative Luftfeuchte ϕ [%] Stärkere Lüftung ca. 1.5 m/s Mäßige Lüftung ca. 0.5 m/s Raumlu ufttempera atur [ C] Erträglichkeitsbereich (ruhende Luft) Behaglich Wasserdampfgehalt x[g w /m³ L ]

31 Lüftung und Feuchteproduktion Beeinflussung der Raumluftfeuchte Definitionen: Luftwechselrate (1/h): Zuluft Feuchte- produktion Abluft n L = V L /V V Raumvol. in m 3 Luftvolumenstrom (m 3 /h): V L = J L /r Zuluft L J L Massenstrom, kg/h r L Dichte der Luft, kg/m 3 Bilanzen (Massenerhaltungssatz): 1. Zuluftstrom = Abluftstrom 2. Zugeführter Feuchtestrom + Feuchteproduktion = Abgeführter Feuchtestrom Quelle: Grunewald- Grundlagen der Bauphysik.

32 Behaglichkeit und Raumklima Die menschliche Wahrnehmung der Behaglichkeit wird wesentlich durch das Raumklima geprägt. Raumklima ist definiert durch: Temperatur Oberflächentemperaturen Luftgeschwindigkeit Luftfeuchte Luftqualität (CO 2, Schadstoffe, Gerüche) Diese Parameter müssen möglichst so beeinflusst werden, dass die jeweiligen Funktionen des Gebäudes gut erfüllt werden. Bei den meisten Bauten bedeutet dies, dass die Anforderungen des Raumklimas durch den Wärme- und Stoffhaushalt des menschlichen Körpers definiert werden.

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