Die Winkelsumme in Vierecken beträgt immer 360.

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1 98 5 Flächenberechnung Wussten Sie schon, dass (bezogen auf die Fläche) Ihr größtes Organ Ihre Haut ist? Sie hat durchschnittlich (bei Erwachsenen) eine Größe von ca. 1,6 bis 1,9 m2. Wozu brauche ich das in der Praxis? Dachdecker sollten in der Lage sein, in der Praxis vorkommende Dach- und Fassadenflächen auch ohne Computer ausrechnen zu können. Wie unten stehende Bilder zeigen, kommen dabei sehr viele Arten von Flächen und somit unterschiedlichste geometrische Formen in Betracht (siehe Abb. 5.1: Rechteckige Dachflächen und Abb. 5.2: Dreieckige Dachflächen und Parallelogramme). Abb. 5.1: Rechteckige Dachflächen 5.1 Abb. 5.2: Dreieckige Dachflächen und Parallelogramme Vierecke Die Winkelsumme in Vierecken beträgt immer Quadrat Ein Quadrat zeichnet sich dadurch aus, dass alle 4 Seiten gleich lang sind und alle 4 Winkel rechte Winkel sind, 2 gegenüberliegende Seiten sind parallel und 2 benachbarte Seiten stehen im rechten Winkel zueinander (siehe Abb : Quadrat) _Kapitel 5.indd :15

2 5.1 Vierecke 99 Abb : Quadrat Abb : Rechteck Merke: Berechnung der Fläche eines Quadrats: A = a a = a 2 Beispielsweise soll die Fläche einer quadratischen Flachdachfläche berechnet werden: Länge der Attika (innen gemessen) a = 16,5 m A = (16,5 m) 2 A = 16,5 2 m 2 A = 272,25 m 2 ACHTUNG! An dieser Stelle ist aus mathematischer Sicht die Schreibweise wich tig! Es darf nicht auf die Klammer verzichtet werden, denn (16,5 m) 2 16,5 m 2 (siehe Kapitel Potenzen) Rechteck In einem Rechteck sind die beiden sich gegenüberliegenden Seiten a gleich lang. Das Gleiche gilt für die Seiten b. Alle 4 Winkel sind rechte Winkel (siehe Abb : Rechteck). Merke: Die Fläche eines Rechtecks errechnet sich aus: A = a b In der Praxis ist die Berechnung von rechteckigen Flächen z. B. bei Sattelund Pultdächern erforderlich. Dann steht ggf. a für die Trauflänge t und b für die Sparrenlänge s (siehe Abb : Flächenberechnung rechteckige Dachfläche) _Kapitel 5.indd :15

3 100 5 Flächenberechnung Abb : Flächenberechnung rechteckige Dachfläche 4, 48 m 11,75 m Beispiel: Trauflänge t = 11,75 m Sparrenlänge s = 4,48 m A=t s A = 11,75 m 4,48 m A = 52,64 m2 Da alle 4 Winkel in einem Rechteck und 2 Seiten gegenüberliegend immer gleich lang sein müssen, können sich mit einem Maßband auch größere Baukonstruktionen auf Genauigkeit prüfen lassen. Die Diagonalen d1 und d2 müssen immer die gleichen Längen aufweisen. Wird festgestellt, dass sie unterschiedlich lang sind, stimmen entweder die Winkel und/oder die Seitenlängen nicht (siehe Abb : Diagonale bei Rechtecken). Abb : Diagonale bei Rechtecken Abb : Parallelogramm mit innen liegender Höhe Parallelogramm Beim Parallelogramm sind jeweils 2 sich gegenüberliegende Seiten parallel zueinander. Die sich gegenüberliegenden Winkel sind somit gleich groß. Die zur eingezeichneten Höhe ha rechtwinklig verlaufende Seite (hier a) wird als Grundseite bezeichnet (siehe Abb : Parallelogramm mit innen liegender Höhe). Dabei muss die Höhe nicht zwangsläufig in der Fläche verlaufen (siehe Abb : Parallelogramm mit außen liegender Höhe): _Kapitel 5.indd :15

4 5.1 Vierecke 101 Abb : Parallelogramm mit außen liegender Höhe Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 1 Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 2 A = a h a (Der Index a bei h a bedeutet, dass die Höhe h senkrecht zu a steht.) Zum besseren Verständnis der Formel folgende Darstellungen (siehe Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 1 und Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 2): Die Flächenberechnung in Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 1 ist denkbar einfach: A = a h a (siehe Kapitel Rechteck). Würde man nun das schraffierte Dreieck abschneiden und links ansetzen (siehe Abb : Flächenberechnung Parallelogramm 2), ergibt sich ein Parallelogramm. Die Berechnungsformel für den Flächeninhalt muss dieselbe sein, da beide Flächen gleich groß sind. Beispiel: An einer Walmgaube (siehe Abb : Flächenberechnung Walmgaube) soll die bemaßte Dachfläche berechnet werden. 0,90 m Flächenberechnung Walm- Abb : gaube 0,84 m 0,67 m 0,84 m 0,90 m Trauflänge t = Firstlänge f = 0,90 m Sparrenlänge s = 0,70 m Gratlänge g = Kehllänge k = 0,86 m A = t s A = 0,90 m 0,70 m A = 0,63 m _Kapitel 5.indd :15

5 102 5 Flächenberechnung ACHTUNG! Formel beachten! Die Grundseite (Traufe oder First) ist mit der Sparrenlänge (Höhe im Parallelogramm) zu multiplizieren und nicht mit der Grat- oder der Kehllänge!!! Dass die Höhe nicht in der Fläche gemessen werden kann, kann durchaus in der Praxis passieren, wie Abb : Höhenermittlung Parallelogramm in der Praxis zeigt. Abb : Höhenermittlung Parallelogramm in der Praxis 1,05 m 3,1 0m 1,05 m Vorausgesetzt, dass die benachbarten Flächen die gleiche Neigung haben, kann die Höhe des Parallelogramms auch auf einer angrenzenden Fläche gemessen werden, denn die Sparrenlängen müssen dann gleich sein. In diesem Fall ergibt sich für die Fläche des Parallelogramms: A = 1,05 m 3,10 m A = 4,15 m Trapez Bei einem Trapez sind nur 2 Seiten unterschiedlicher Längen parallel. Die Winkel können alle unterschiedlich sein (siehe Abb : Trapez). Merke: Die Berechnung der Fläche eines Trapezes erfolgt nach: A= a+c ha 2 Abb : Trapez _Kapitel 5.indd 102 Abb : Trapez Flächenberechnung :15

6 162 8 Prozentrechnen Prozentwert: Der Prozentwert ist der Wert, der sich ergibt, wenn der Prozentsatz auf die Basis angewendet wird. Der Prozentwert und die Basis haben demnach dieselbe Einheit (z. B. St., m, m 2, etc.). Promille: Darüber hinaus kennen wir den Begriff Promille [ ]. Der einzige Unterschied zwischen Prozent und Promille ist, dass bei Promille ( pro Tausend ) eine Unterteilung der Basis in gleiche Teile erfolgt. Das hat unter Umständen den Vorteil, dass eine Nachkommastelle gespart werden kann. Die Beziehung zwischen Basis, Prozentsatz und Prozentwert lautet: Basis Prozentsatz Prozentwert = 100 Je nachdem, welche Größe gesucht ist, wird die Formel einfach umgestellt (siehe Kapitel 2.10 Umstellen von Gleichungen und Ungleichungen): Prozentwert 100 Basis = Prozentsatz Prozentwert 100 Prozentsatz = Basis Für die Begriffe Basis, Prozentwert und Prozentsatz werden zumeist Abkürzungen verwendet: Basis: B Prozentsatz: PS Prozentwert: PW Aus der jeweiligen Situation heraus ergibt sich, was genau die Basis, der Prozentsatz und der Prozentwert ist. Für nachfolgende Beispiele wird hier als gesuchte Größe die Variable x verwendet. Beispiel ( Prozentwert gesucht): Wir benötigen zur Eindeckung eines Daches Betondachsteine. Wir gehen von einem Verschnitt von 3 % aus, den wir auf die Bedarfsmenge aufschlagen wollen. Wie viele Betondachsteine werden verschnitten und müssen anschließend entsorgt werden? Die Basis sind Betondachsteine. Auf diese Basis sollen als Verschnitt 3 % aufgeschlagen, also zusätzlich bestellt, werden. Demnach ist der Prozentsatz 3 %. Der Prozentwert ist die Anzahl der Betondachsteine, die verschnitten werden St. 3 % 3 x = = St. = St. 0, % 100 x = 150 St.

7 8.1 Allgemeine Prozentrechnung 163 Um schneller mit dem Taschenrechner rechnen zu können, kann der Prozentsatz durch Verschiebung des Kommas um 2 Stellen nach links direkt eingegeben werden (Multiplikation mit 0,03). Alternativ könnte die zu bestellende Anzahl Betondachsteine gesucht sein. Die Basis ist dann immer noch Betondachsteine. Gesucht ist nun der Prozentwert, der sich hinter dem Prozentsatz 103 % verbirgt, denn wenn Betondachsteine (= 100 %) verlegt und 3 % als Verschnitt aufgeschlagen werden sollen, müssen 103 % bestellt werden St. 103 % x = = St. 1, % x = St. Dieser Prozentwert könnte natürlich auch ermittelt werden, indem der errechnete Verschnitt auf die benötigte Menge aufgeschlagen wird: x = St St. x = St. Eingabetipps Taschenrechner: Mithilfe der Prozenttaste % können Prozentwerte schnell ermittelt und addiert (bzw. subtrahiert) werden: Herkömmliche Eingabelogik Eingabe hier: Shift/2nd % Enter/= (siehe Abb : Prozente addieren (herkömmliche Eingabelogik)). Nach Shift/2nd wird der Prozentwert (150) als Zwischenergebnis angezeigt. Erst nach Enter/= wird das Endergebnis ausgegeben. Abb : Prozente addieren (herkömmliche Eingabelogik) Direkte Eingabelogik Eingabe hier: Shift/2nd % Enter/= (siehe Abb : Prozente addieren (direkte Eingabelogik)).

8 164 8 Prozentrechnen Abb : Prozente addieren (direkte Eingabelogik) Entsprechend wird bei beiden Eingabelogiken mit ein Prozentwert automatisch abgezogen. Beispiel: Basis gesucht Ein Tonziegel kostet 1,80 Euro inkl. Mehrwertsteuer (19 %). Wie viel kostet der Betondachstein ohne Mehrwertsteuer? Hier ist wichtig zu beachten, dass der Nettopreis die Basis (= 100 %) ist, denn die Mehrwertsteuer wird immer auf den Nettobetrag aufgeschlagen. Der Bruttobetrag von 1,80 Euro ist also der Prozentwert, der sich hinter dem Prozentsatz 119 % verbirgt. x = 1, % 119 % x = 1,51 (gerundet) = 1, = 1,80 = 1,80 1, Beispiel: Prozentsatz gesucht Der Umsatz unseres Unternehmens hat sich 2014 im Vergleich zum Vorjahr von Euro auf Euro gesteigert. Um wie viel Prozent wurde der Umsatz gesteigert? Die Basis sind Euro, denn die prozentuale Steigerung bezieht sich laut Aufgabenstellung auf diese Ausgangslage. Der Prozentwert ist die Differenz des Umsatzes der beiden Geschäftsjahre, also Euro. Um diesen Betrag ist der Umsatz gesteigert worden % x = x = 7,78 % (gerundet) Angenommen, der Umsatz geht im Jahr 2015 wieder zurück auf den alten Wert ( Euro). Um wie viel Prozent ist der Umsatz im Vergleich zum Vorjahr gesunken? Voreilig und falsch wäre die Antwort: Um 7,78 %. Zwar ist der Umsatz um die gleiche Summe ( Euro) gefallen, wie er zuvor gestiegen ist, jedoch ist die Basis nun nicht mehr Euro, sondern Euro. Der Umsatz würde dementsprechend um

9 Projektaufgaben tern (zzgl. 7 % Verschnitt)! Die Zeichnung zeigt die fertigen Abmessungen der Verschalung. Die Tiefe der Fensterlaibung beträgt 20 cm. Die Laibung wird ebenfalls verschalt. Beide Dachneigungen (Hauptdachfläche und Gaubendachfläche) betragen 40. Ermitteln Sie weiterhin die Anschlusslängen (traufseitig und seitlich) und die Kehllängen! Abb Ermittlung der Spendensumme durch den Verkauf von Flachdach dämmung In Ihrem Ausbildungsbetrieb läuft derzeit eine Spendenaktion. Pro verkauftem m 3 Dämmung spendet der Betrieb 2 Euro an eine Stiftung. Wie hoch ist die Spendensumme, die durch das Dämmen der dargestellten Flachdachfläche mit Gefälledämmung erreicht wird? Im Bereich des Dachgrabens ist die Dämmung 20 cm dick. Im Bereich der Dachränder beträgt die Dicke der Dämmung 30 cm. Abb Abb Zwischensparrendämmung im Steildach Ermitteln Sie die Menge der Dämmung (in m 2 ), die als Zwischensparrendämmung zwischen die Sparren montiert wird! Hilfestellungen, Randbedingungen, Angaben: Die Dachneigung α beträgt 35. Die Breite der Sparren beträgt 8 cm.