Aufgabe. Note KLAUSUR IM FACH BAUPHYSIK: WS 2006 / 2007 ( ) Hinweise zur Bearbeitung

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1 TU Berlin Fachgebiet Allgemeiner Ingenieurbau Aufgabe möglich Punkte erreicht Univ.-Prof. Dr. E. Cziesielski Frau Herr Name Vorname... Matr.-Nr.... Summe 100 Note KLAUSUR IM FACH BAUPHYSIK: WS 2006 / 2007 ( ) Hinweise zur Bearbeitung 1. Eigene Unterlagen, Fachliteratur, DIN-Normen und Taschenrechner dürfen benutzt werden. 2. Es müssen die zur Zeit gültigen Normen verwendet werden. 3. Die Bearbeitung kann mit Bleistift, Kugelschreiber oder Tinte erfolgen, jedoch nicht in den Farben rot oder grün. 4. Lösungen nicht auf die Aufgabenblätter schreiben, sofern nicht ausdrücklich gefordert. 5. Jedes Blatt nur einseitig beschreiben, fortlaufend numerieren und mit Namensangabe und Matrikelnummer versehen. Bei Abweichung von diesen Regeln erfolgt keine Korrektur.

2 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 2 Aufgabe 1 Wärmeschutz ( Insgesamt 40 Punkte ) Aufgabe 1.1 Energieeinsparverordnung 2002 ( 20 Punkte ) Für das in Bild 1.1 dargestellte, nicht unterkellerte Gebäude gelten folgende Randbedingungen: Die Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Hüllfläche des Gebäudes sind Tabelle 1.1 zu entnehmen. Die Wärmebrücken werden durch einen pauschalen Zuschlag von ΔU WB = 0,05 W/(m²K) berücksichtigt. Eine Luftdichtheitsprüfung liegt nicht vor. Die Größen der Fensterflächen können Sie der Tabelle 1.2 entnehmen. Bearbeiten Sie folgende Aufgaben: a) Berechnen Sie den Gradtagszahlfaktor unter folgenden Randbedingungen: θ i,hp,mittel = 19 C, θ e,hp,mittel = 3 C, t = 185 d, mit Nachtabschaltung (Hinweis: sollte dieser Aufgabenteil nicht gelöst werden, ist die Gradtagszahl des öffentlich-rechtlichen Nachweises anzusetzen). b) Die Berechnung des Jahresheizwärmebedarfs Q h [kwh/a] ist mit Hilfe des Heizperiodenbilanzverfahrens durchzuführen. Berechnen Sie auch Q h. c) Führen Sie den Nachweis des spezifischen flächenbezogenen Transmissionswärmeverlustes H T durch. Bauteil U [W/(m²K)] Bodenplatte 0,32 Außenwand an Außenluft 0,26 Dachfläche 0,22 Terrasse 0,20 Fenster, g = 0,6 [-] 1,20 Tabelle 1.1: Wärmedurchgangskoeffizienten Ost [%] Süd [%] West [%] Nord [%] Fensterflächenanteil Tabelle 1.2: Fensterflächenanteile (in %)

3 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 3 Bild 1.1 Aufgabe 1.2 Sommerlicher Wärmeschutz ( 15 Punkte ) Der in Bild 1.2 dargestellte Raum soll gemäß den Vorschriften für den Wärmeschutz im Sommer (DIN ) untersucht werden. Der Raum befindet sich im 4. OG eines 6-geschossigen Gebäudes. Oberhalb, unterhalb und auf zwei Seiten des Raumes befinden sich ebenfalls Räume des Gebäudes. Gehen Sie von folgenden Randbedingungen aus: - Das Gebäude befindet sich in Berlin. - Es wird von erhöhter Nachtlüftung ausgegangen. - Der Gesamtenergiedurchlassgrad beträgt g= 0,62. - Es existiert keine Sonnenschutzvorrichtung. - Es kann von einer schweren Innenbauart ausgegangen werden. Auf den Nachweis für C wirk /A G darf im Rahmen der Klausur verzichtet werden. Bearbeiten Sie folgende Aufgaben: a) Ist der Nachweis für diesen Raum erfüllt? (Maßgeblich für A AW sind die Außenmaße) b) Erläutern Sie im Allgemeinen, welche Maßnahmen man treffen kann, wenn der Nachweis nicht erfüllt ist? c) Warum heizt sich ein Raum mit großer Verglasung stark und schnell auf? Wie heißt dieser Effekt? Wozu wird dieser Effekt bewusst genutzt? Erläutern Sie den Effekt kurz.

4 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 4 Bild 1.2 Aufgabe 1.3 Theorie ( 5 Punkte ) Warum sind die Anforderungen an die Luftdichtheit von Räumen mit Zu- und Abluftanlagen höher als bei Räumen mit natürlicher Lüftung?

5 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 5 Aufgabe 2 Tauwasserschutz ( Insgesamt 34 Punkte ) Aufgabe 2.1 Glaser-Verfahren ( 24 Punkte ) Ermitteln Sie mit Hilfe des Glaser-Verfahrens, ob es zu einem Tauwasserausfall in dem Flachdach (Bild 2.1) kommt. Wenn ja, geben Sie den Bereich der Tauwasserbildung an. Überprüfen Sie weiterhin, ob das anfallende Tauwasser in der Verdunstungsperiode aus dem Bauteil diffundieren kann. Als Randbedingungen sind die vereinfachten Klimarandbedingungen nach DIN ( ) anzusetzen. Die Dampfdruckausgleichsschicht soll mit μ=0 und d=0 angenommen werden. Arbeiten Sie mit R =0,04 (m²k)/ W. SE Bild 2.1: Aufbau des Flachdaches Welche Schicht fehlt in dem in Bild 2.1 dargestellten Bauteilquerschnitt, um einen bauphysikalisch sinnvollen Aufbau zu erhalten? (2 Bonuspunkte)

6 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 6 Aufgabe 2.2 ( 3 Punkte ) Bei der Planung eines Kühlraumes in einer Fleischerei sind die Planungsunterlagen durcheinander gekommen. Ordnen Sie folgende Bauteilschichten einer Kühlraumwand in der richtigen Reihenfolge an. Zeichnen Sie dazu die Bauteilschichten in Bild 2.2 ein. Begründen Sie die Reihenfolge der Bauteilschichten. (2 Bonuspunkte) 1.) Dampfsperre auf Ausgleichsschicht: s D = 50m 2.) Stahlbeton: d=20 cm, μ = 80/130, λ= 2,5 W/(mK) 3.) Polystrol-Extruderschaum: d=18cm, μ =80/200, λ= 0,040 W/(mK) 4.) Wandfliesen (10cm*10cm) in Mörtelbett verlegt:d=1cm, μ = 150/230, λ = 1,0 W/(mK) Bild 2.2: Querschnitt der Kühlraumwand Aufgabe 2.3 ( 4 Punkte ) Erklären Sie, warum sich ein Schimmelpilz eher an Wärmebrücken bildet als mitten auf einer Außenwand mit kontinuierlichem Aufbau. Aufgabe 2.4 (4 Bonuspunkte) Erklären Sie, warum es sinnvoller ist, seine Wohnung im Winter mehrmals am Tag kurz zu lüften (Stoßlüften), anstatt das Fenster den ganzen Tag angekippt zu lassen. Aufgabe 2.5 ( 3 Punkte ) Kreuzen Sie an, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind. 1. Ein durchfeuchtetes Bauteil hat eine höhere Wärmeleitung. 2. Der Wasserdampfsättigungsdruck steigt mit abnehmender Temperatur an. 3. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte hat die Einheit l/m³. 4. Die diffusionsäquivalente Luftschichtdicke wird einheitenlos angegeben. 5. Bei Einhaltung der in Tab.3 DIN 4108 Teil2 angegebenen. Wärmedurchlasswiderstände kommt es nicht zu Oberflächenwasser. 6. Der Partialdampfdruck kann nicht größer als der Sättigungsdampfdruck sein. wahr falsch

7 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 7 Aufgabe 3 Schallschutz ( Insgesamt 26 Punkte ) Aufgabe 3.1 Theorie ( 4 Punkte ) Erklären Sie den wesentlichen Unterschied zwischen der Massivbauweise und der Skelettbauweise. Zeichnen Sie dazu in zwei Skizzen die Schallübertragungswege ein. Aufgabe 3.2 Luftschallschutz ( 12 Punkte ) Führen Sie den Schallschutznachweis nach DIN 4109 für die im Bild 3.1 abgebildete Trennwand einer Jugendherberge. Die Metallständerwand, beplankt mit Gipskartonplatten, trennt zwei Übernachtungsräume. Beachten Sie zur Lösung der Aufgabe den Anschluss zwischen trennendem Bauteil und den flankierenden Wänden und Decken (Skelettbauweise). Bild 3.1: Grundriss

8 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 8 Bild 3.2: Aufriss Anschluss Trennwand und obere Decke Anschluss Trennwand und untere Decke

9 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 9 Bild 3.3: Detail D1 Anschluss Außenwand und Trennwand Bild 3.4: Detail D2 Anschluss Flurwand und Trennwand Aufgabe 3.3 Holzbalkendecke (Skelettbauweise) ( 10 Punkte ) Die im Bild 3.6 dargestellte Holzbalkendecke trennt zwei Wohnungen eines Wohnhauses. a) Führen Sie den Nachweis der Luftschalldämmung nach DIN b) Führen Sie den Nachweis der Trittschalldämmung nach DIN 4109.

10 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 10 Bild 3.5: Grundriss und Schnitt A-A

11 FG Allgemeiner Ingenieurbau Klausur Bauphysik WS 2006/2007 Seite 11 1) Estrich 2) Trittschalldämmung 3) Spanplatte 4) Faserdämmstoff 5) Lattung 6) Gipskartonplatte 7) Deckenbalken 12/25 Bild 3.6: Schnitt der zu bemessenden Holzbalkendecke