Name Vorname Matrikelnummer. Wärme Feuchte Schall Brand

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1 Bachelor-Studiengang, Modul GS 6, Kurs Bauphysik, schriftliche Prüfung Prüfungstag: Montag, 23. Januar 2017, Prüfungsdauer: 180 Minuten Außer Computern und Mobiltelefonen sind alle Hilfsmittel zugelassen. Ergänzen Sie fehlende Werte für Berechnungen durch sinnvolle Annahmen, gegebenenfalls mit Quellenangabe. Berechnungen, welche den Rechengang nicht erkennen lassen, werden nicht bewertet. Berechnungen auf vorbereiteten Formularen werden nicht bewertet. Name Vorname Matrikelnummer Aufgabe maximale Punkte erreichte Punkte Wärme Feuchte Schall Brand Note Aufgabe 1 (Wärme) 4 Punkte Wichtige wärmetechnische Kenngrößen können Wärmebrückenkatalogen entnommen werden. Um welche zwei wichtigen Größen handelt es sich (Bezeichnung, Formelzeichen, Einheit)? Für welche wärmetechnischen Nachweise, die ein Planer für ein zu errichtendes Gebäude zu erbringen hat, sind sie relevant? Seite 1/9

2 Aufgabe 2 (Wärme) 9 Punkte Die Wärmeschutzverglasung eines westorientierten Dachflächenfensters (Neubau, Dachneigung 30 ) zeichnet sich durch folgende wärmetechnische Qualitäten aus: Wärmedurchgangskoeffizient = 1,0 W/(m² K) Gesamtenergiedurchlassgrad: = 0,6 [-] Die Raumlufttemperatur beträgt = 20 C. Berechnen Sie die Transmissionswärmesenken durch das Fenster für einen Tag im Monat Januar. Berechnen Sie die solaren Wärmequellen durch das Fenster für einen Tag im Monat Januar. Verwenden Sie dabei die bekannten Abminderungsfaktoren für den öffentlich-rechtlichen Energiebedarfsnachweis. Bilanzieren Sie die Senken und die Quellen. Liefert die Verglasung an diesem Tag einen Wärmegewinn oder einen Wärmeverlust? Aufgabe 3 (Wärme) 12 Punkte Das belüftete Sparrendach (Dachneigung 62 ) eines älteren Wohngebäudes hat von innen nach außen folgenden Aufbau: Holzschalung, = 15 mm, = 0,13 W/(m K) Lattung/Luftschicht, = 30 mm Wasserdampfdiffusionshemmende Schicht Sparren, = 120 mm, = 0,13 W/(m K) Wärmedämmung zwischen den Sparren, = 60 mm, = 0,04 W/(m K) Unterspannbahn, Konterlattung, Traglattung, Dachdeckung mit Tondachziegeln Sparrenbreite 60 mm, Gefachbreite 540 mm Wie groß ist der Wärmedurchgangskoeffizient des Sparrendachs? Wie groß darf der Wärmedurchgangskoeffizient gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV 2014/2016) höchstens sein, wenn das Dach durch eine nachträglich eingebaute Wärmedämmschicht energetisch verbessert werden soll? Wie dick muss bei o.g. Dachkonstruktion eine nachträglich eingebaute Wärmedämmschicht mit der Wärmeleitfähigkeit = 0,035 W/(m K) mindestens sein, um die Anforderungen der EnEV 2014/2016 einzuhalten? Geben Sie als Rechenergebnis eine praxisübliche Dicke an. Vereinfachen Sie Ihre Berechnungen durch folgende Annahme: Es wird lediglich der Wärmestrom senkrecht zur Bauteiloberfläche im Bereich des Gefachs betrachtet. Seite 2/9

3 Aufgabe 4 (Feuchte) 15 Punkte Eine Außenwand, die feuchtetechnisch untersucht werden soll, hat von innen nach außen folgenden Aufbau: Leichtputz, = 10 mm, = 0,25 W/(m K), = 15/20 [-] Mauerwerk aus Leichthochlochziegeln, = 300 mm, = 0,14 W/(m K), = 5/10 [-] Leichtputz, = 15 mm, = 0,56 W/(m K), = 15/20 [-], Beschichtung (Anstrich), = 0,15 mm Die feuchtetechnischen Eigenschaften der Beschichtung werden auf Grund von Laborversuchen (Schälchenversuch) ermittelt. Folgende Messdaten liegen hierzu vor: Temperaturen unterhalb und oberhalb des Probekörpers: = = 20 C Relative Luftfeuchte unterhalb des Probekörpers: = 1,0 [-] Relative Luftfeuchte oberhalb des Probekörpers: = 0,5 [-] Prüffläche des Probekörpers: = 50 cm² Versuchsdauer: = 120 h Abgegebene (diffundierte) Wassermasse des Probekörpers: = 1 g Wie groß sind die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke und die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl der Beschichtung? Ist bei dieser Beschaffenheit der Beschichtung das Bauteil unbedenklich hinsichtlich Tauwasserbildung im Bauteilinneren? Führen Sie den Nachweis mit Hilfe des Glaser-Verfahrens. Aufgabe 5 (Feuchte) 6 Punkte Die relative Luftfeuchte in einem 200 m³ großen Raum, der auf 20 C beheizt wird, beträgt 55 %. Wie groß ist Wasserdampf-Partialdruck? Wieviel Feuchte darf stündlich in den Raum eingetragen werden, wenn nach zwei Stunden eine relative Luftfeuchte von 75 % nicht überschritten werden soll? In dem Raum sollen Reparaturarbeiten ausgeführt werden. Wie viele Menschen dürfen sich bei leichter Tätigkeit in dem Raum aufhalten, damit die unter genannte Grenze nicht überschritten wird? Aufgabe 6 (Feuchte) 4 Punkte Was sagt die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl = 1 aus? Sie sagt aus, dass der Wasserdampfdiffusionswiderstand einer Bauteilschicht gleich groß ist, wie der einer gleich dicken Luftschicht die betrachtete Bauteilschicht aus ruhender Luft besteht das Bauteil 100 % des auftreffenden Wasserdampfes aufnimmt das Bauteil 1 % des auftreffenden Wasserdampfes aufnimmt Seite 3/9

4 Aufgabe 7 (Schall) 12 Punkte Eine Wohnungstrenndecke hat folgenden Aufbau (von oben nach unten): Zementestrich, = 0,04 m, = 2000 kg/m³ Trittschalldämmung, = 15 MN/m³ Stahlbeton, = 0,18 m, = 2400 kg/m³ Kalkzementputz unterseitig, = 0,015 m Die mittlere flächenbezogene Masse der vier flankierenden Bauteile beträgt, = 317,5 kg/m². Wie groß ist der bewertete Norm-Trittschallpegel, der Wohnungstrenndecke? Wie lautet die Anforderung an den bauordnungsrechtlich geforderten Mindestschallschutz bei Wohngebäuden? Sind die Anforderungen des bauordnungsrechtlich geforderten Mindestschallschutzes erfüllt? Aufgabe 8 (Schall) 8 Punkte Im Rahmen der energetischen Sanierung eines Wohngebäudes beabsichtigt ein Planer, die bestehende Außenwand mit einem Wärmedämmverbundsystem (WDVS) zu versehen. Folgender Wandaufbau ist vorhanden (von innen nach außen): Kalkzementputz, = 0,015 m Normalmörtel-Mauerwerk, RDK 1,0, = 0,24 m Zementputz, = 0,02 m Das WDVS soll wie folgt beschaffen sein: Wärmedämmung, = 30 MN/m³ Putz, = 0,02 m, = 1600 kg/m³ Gibt es aus schalltechnischen Gründen Einwände gegen diese Sanierungsmaßnahme? Aufgabe 9 (Schall) 5 Punkte Welche der folgenden Beziehungen gibt die Summe zweier Schallpegel richtig wieder? Begründung! 0 db + 0 db = 0 db 0 db + 0 db = 2 db 0 db + 0 db = 3 db Seite 4/9

5 Aufgabe 10 (Brand) 7 Punkte Das Diagramm zeigt den typischen Brandverlauf eines Feststoffbrandes. Ergänzen Sie Folgendes: Einheitstemperaturzeitkurve 5 Phasen eines Feststoffbrandes mit Benennung Selbstrettung, Fremdrettung und Löschangriff durch die Feuerwehr Brandverhalten der Baustoffe (B3, B2, B1) Feuerwiderstand (F30, F60, F90) der Bauteile Erläutern Sie anhand des Feuerdreieckes die Entstehung eines Brandes sowie Möglichkeiten zur Unterbrechung der Verbrennungsreaktion. Seite 5/9

6 Aufgabe 11 (Brand) 9 Punkte Dargestellt ist ein Wohnhaus mit drei Mietwohnungen (NE 1-3) je Geschoss. Die Grundflächen der Mietwohnungen betragen in der NE 1: 80 m², in der NE 2: 210 m² und in der NE 3: 210 m². Um welche Gebäudeklasse handelt es sich nach Muster-Bauordnung (MBO)? Nennen Sie die Definition der Gebäudeklasse nach MBO. Welche Anforderung besteht hinsichtlich des Feuerwiderstands der tragenden und aussteifenden Bauteile (Wände, Stützen) nach MBO? Benennen Sie die erforderlichen Rettungswege? Bei demselben Wohnhaus werden im obersten Geschoss die Wohnung NE 2 (210 m²) und die Wohnung NE 3 (210 m²) im Rahmen einer Nutzungsänderung zu einem Büro zusammengelegt (NE mit 420 m²). Seite 6/9

7 d) Um welche Gebäudeklasse handelt es sich nach Muster-Bauordnung (MBO)? Nennen Sie die Definition der Gebäudeklasse nach MBO. e) Welche Anforderung besteht hinsichtlich des Feuerwiderstands der tragenden und aussteifenden Bauteile (Wände, Stützen) nach MBO? f) Benennen Sie die erforderlichen Rettungswege für das Büro (420 m²)? Das Wohnhaus wird um zwei Geschosse aufgestockt. Die Grundflächen der Mietwohnungen betragen in der NE 1: 80 m², in der NE 2: 210 m² und in der NE 3: 210 m². g) Um welche Gebäudeklasse handelt es sich nach Muster-Bauordnung (MBO)? Nennen Sie die Definition der Gebäudeklasse nach MBO. h) Welche Anforderungen bestehen hinsichtlich des Feuerwiderstands der Wände notwendiger Treppenräume und der Wände notwendiger Flure nach MBO? i) Benennen Sie die erforderlichen Abmessungen für Fenster als 2. Rettungsweg nach MBO. Bennen Sie die Rettungsgeräte der Feuerwehr. Seite 7/9

8 Aufgabe 12 (Brand) 9 Punkte Dargestellt ist ein Wohnhaus mit Mietwohnungen. Um welche Gebäudeklasse handelt es sich nach Muster-Bauordnung (MBO)? Welche Anforderungen bestehen hinsichtlich des Feuerwiderstandes der Bauteile (Wände, Stützen, Decken, Fenster, Türen). Stellen Sie die Klassifizierung nach DIN EN in der Isometrie auf der folgenden Seite farblich dar. Tragen Sie hierzu die verwendeten Farben einschließlich der Bezeichnungen gemäß DIN EN sowie DIN 4102 in die Tabelle ein. Bauteil Gewählte Farbe Bezeichnung nach DIN EN Wände notwendiger Treppenräume Wände notwendiger Flure Gebäudeabschlusswand Trennwände, tragend Trennwände, nicht tragend Stützen, tragend Decken, tragend Bezeichnung nach DIN 4102 Welche Bedeutung haben die Buchstaben R, E, I, M der Klassifizierung nach DIN EN 13501? d) Welche Anforderungen werden an das Dach nach MBO gestellt? Seite 8/9

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