Klausur Bauphysik Klausur Bauphysik. 4. Oktober Hinweise: Bitte schreiben Sie auf jedes Blatt Ihren Namen und die Seitennummer.

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1 Ingenieurholzbau und Seite 1 4. Oktober 2006 Name: Matr.-Nr.: Studiengang: Hinweise: Bitte schreiben Sie auf jedes Blatt Ihren Namen und die Seitennummer. 1. Aufgabe 2. Aufgabe 3. Aufgabe 4. Aufgabe 5. Aufgabe Gesamt Anteil ca. 20% ca. 20% ca. 25% ca. 20% ca. 15% 100% Erreicht

2 Ingenieurholzbau und Seite 2 1. Aufgabe (Wärmeschutz) Gegeben ist die hinterlüftete Außenwand eines Wohnhauses; siehe Skizze. 1. Berechnen Sie den Wärmedurchgangswiderstand R T. 2. Berechnen Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten U. 3. Welche Temperatur θ e herrscht auf der Außenseite, wenn eine Wärmestromdichte von q = 10 W/m² vorhanden ist. Temperatur innen: θ i = +20 C Skizze: Schichtenaufbau (von innen nach außen): 1. Gipsputz (Rohdichte ρ = 1200 kg/m³), d = 1,5 cm 2. Mauerwerk aus Kalksandstein n. DIN (Rohdichte ρ = 1200 kg/m³), d = 17,5 cm 3. Wärmedämmung aus Mineralfaserdämmstoff, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035, d = 10 cm 4. Luftschicht (steht mit der Außenluft in Verbindung), d = 4 cm 5. Vollklinker (Rohdichte ρ = 2000 kg/m³), d = 11,5 cm

3 Ingenieurholzbau und Seite 3 2. Aufgabe (Feuchteschutz) Für eine Außenwand ergibt sich folgender Verlauf des Sättigungsdruckes p s : Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Ermitteln Sie den Verlauf des vorhandenen Dampfdruckes (p) und zeichnen Sie die Kurve in das Glaserdiagramm. Klimabedingungen siehe unten. 2. Überprüfen Sie, ob sich im Wandquerschnitt Tauwasser bildet. Geben Sie ggf. die Ebene bzw. den Bereich der Tauwasserbildung an! 3. Berechnen Sie die Tauwassermasse m W,T und die Verdunstungsmasse m W,V. 4. Überprüfen Sie, ob die Wandkonstruktion bei Tauwasserbildung feuchtetechnisch zulässig ist (Nachweis führen!). 5. Ermitteln Sie die Luftfeuchte auf der Innenseite (Φ i ), die zulässig ist, damit sich gerade eben kein Tauwasser bildet. Klimabedingungen: Tauperiode (Winter) Verdunstungsperiode (Sommer) Dauer: 1440 h (60 Tage) 2160 h (90 Tage) innen: θ i = 20 C Φ = 50% rel. F. θ i = 12 C Φ i = 70% rel. F. außen: θ e = -10 C Φ = 80% rel. F. θ e = 12 C Φ e = 70% rel. F. Tauwasserbereich: θ s = 12 C Φ s = 100% rel. F.

4 Ingenieurholzbau und Seite 4 3. Aufgabe (EnEV): Ein zu errichtendes Wohngebäude mit normalen Innentemperaturen soll so ausgelegt werden, dass ein Jahres-Primärenergiebedarf Q p von 60 kwh/(am²) nicht überschritten wird. Grundlage ist die Energieeinsparverordnung (EnEV) von Gegeben: Bauteil Fläche A i m² U i W/m²K g i - Außenwände (luftberührt) 205 0,18 - Dach 124 0,20 - Kellerdecke (zu unbeheiztem Keller) 120 0,35 - Fenster Nord 10 1,4 0,68 Ost und West (gesamt) 34 1,2 0,65 Süd 48 1,1 0,62 Wärmeübertragende Umfassungsfläche: A = 541 m² Beheiztes Gebäudevolumen: V e = 810 m³ Eine Überprüfung, ob das Heizperiodenbilanzverfahren angewendet werden darf, ist nicht erforderlich! Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Berechnen Sie den Jahres-Heizwärmebedarf Q h nach dem Heizperiodenbilanzverfahren. 2. Welche Anlagenaufwandszahl e p ist erforderlich, damit ein Jahres-Primärenergiebedarf Q p von 60 kwh/(am²) nicht überschritten wird (Anforderungen an ein KfW-60-Haus )? Weitere Angaben: Es soll eine Dichtheitsprüfung ("Blower-Door-Test") durchgeführt werden! Das Gebäude besitzt keine mechanisch betriebene Lüftungsanlage!

5 Ingenieurholzbau und Seite 5 4. Aufgabe (EnEV) Fenster sind Bauteile, die während der Heizperiode solare Wärmegewinne (Q s ) ermöglichen. Gleichzeitig entstehen Wärmeverluste durch die Fenster (Q T,w ). Berechnen Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten der Fenster U w, bei dem solare Wärmegewinne und Wärmeverluste durch die Fenster gleich sind (Q T,w = Q s ). Randbedingungen: Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung: g = 0,60 Solares Strahlungsangebot: I s = 170 kwh/am² (Mittelwert) Hinweis: Wärmeverluste durch die Fenster: Q T,w = 66 Σ(U w A w ) mit: U w Wärmedurchgangskoeffizient der Fenster A w Fläche der Fenster

6 Ingenieurholzbau und Seite 6 5. Aufgabe (Fragenteil) 1. Worin unterscheiden sich Wärmedurchgangswiderstand R T und Wärmedurchgangskoeffizient U eines Bauteils? 2. Warum kann es im Bereich von Wärmebrücken zur Tauwasserbildung kommen? 3. Auf welcher Seite eines Fensters (innen oder außen) sollte eine Sonnenschutzvorrichtung angebracht werden? Begründung! 4. Welche Gefahr besteht, wenn von warmen, feuchten Räumen in kalte Räume (z.b. unbeheizter Keller) gelüftet wird? 5. Wie beurteilen Sie eine Innendämmung? 6. Welche Wärmetransport-Mechanismen gibt es?