Name: Matr.-Nr.: Fachgebiet Entwerfen und Gebäudetechnologie

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1 Bauphysikprüfung Seite 1 TECHNISCHE Brandschutz Aufgabe 1: Welche Anforderungen werden an eine Brandwand gestellt? hochfeuerhemmend mindestens aus Baustoffen der Baustoffklasse B2 Standsicherheit bei erhöhter Stoßbeanspruchung F90 Aufgabe 2: Mit der Feuerwiderstandsklasse F werden bezeichnet Unterzüge Stützen Wände Decken Aufgabe 3: Welche Bezeichnung eines Mineralwolle-Dämmstoffes ist richtig? F30-A Baustoffklasse A feuerhemmend Aufgabe 4: 2 Punkte Welche Eigenschaften von Dämmstoffen sind für den Brandschutz von maßgebender Bedeutung (nennen Sie 3) und wozu dienen sie in brandschutztechnischer Hinsicht?

2 Bauphysikprüfung Seite 2 TECHNISCHE Aufgabe 5: 3 Punkte Skizzieren Sie den Aufbau einer Gebäudeabschlusswand in Holzbauweise der Klasse F30/F90. Welche Anforderungen werden hinsichtlich der Feuerwiderstandsdauer an diese gestellt? Aufgabe 6: 1,5 Punkte Aus welchen Gründen sind Stahlkonstruktionen brandschutztechnisch allgemein als kritisch einzustufen? (nennen Sie 3)

3 Bauphysikprüfung Seite 3 TECHNISCHE Aufgabe 7: 4 Punkte Eine zweiseitig brandbeanspruchte Eichenholzstütze soll in die Feuerwiderstandsklasse F-90 eingestuft werden. Der statisch erforderliche Mindestquerschnitt beträgt 140/140 mm. Berechnen Sie den brandschutztechnisch erforderlichen Querschnitt!. Aufgabe 8 4 Punkte Ein Stahlträger (IPE 220) dient als Unterzug einer Stahlbetondecke. Aus brandschutztechnischen Gründen soll dieser kastenförmig mit Gipskartonplatten bekleidet werden. Kann die Einstufung in eine Feuerwiderstandsklasse nach DIN 4102 erfolgen? (Bedingung: U/A 300 m -1 ) 220 mm 110 mm Querschnittsfläche A = 33,37 cm²

4 Bauphysikprüfung Seite 4 TECHNISCHE Schallschutz Aufgabe 9: Vor welchen Schallquellen muss der Mensch in Gebäuden geschützt werden? 1,5 Punkte Aufgabe 10: Die Luftschalldämmung einschaliger, biegesteifer Bauteile lässt sich erhöhen durch federnd angebrachte, biegweichen Vorsatzschalen Verkleidung mit steifen Materialien z.b. Holzwolleleichtbauplatten Erhöhung der Masse z.b. durch Aufbringen eines Putzes Aufgabe 11: Wie ist das Trittschallverbesserungsmaß L w zu berechnen, wenn die Deckenauflage aus einem schwimmenden Estrich und einem weichfedernden Bodenbelag (Teppich) besteht? Die Trittschallverbesserungsmaße der beiden Bodenbeläge sind zu addieren Es ist nur das Trittschallverbesserungsmaß des schwimmenden Estrichs zu berücksichtigen Es ist der größere der beiden Werte anzusetzen Aufgabe 12: Durch welche Formelzeichen wird das bewertete Schalldämm-Maß incl. flankierender Bauteil beschrieben? L n,w R ges R w Aufgabe 13: Was ist eine Resonanzfrequenz und warum muss man diese beim Entwerfen von Bauteilen berücksichtigen? 2 Punkte

5 Bauphysikprüfung Seite 5 TECHNISCHE Aufgabe 14: 2 Punkte Warum sollte die Resonanzfrequenz f 0 von zweischaligen Bauteilen unterhalb von 100Hz liegen? Durch welche Maßnahmen kann die Resonanzfrequenz f 0 gesenkt werden? Aufgabe 15: 1,5 Punkte Wann gilt der vereinfachte Nachweis für die Luftschalldämmung von Gebäuden in Skelettbauart als erfüllt? Aufgabe 16: 9 Punkte Ermitteln Sie das resultierende bewertete Schalldämm-Maß R' W,R der unten aufgeführten Trennwand. Verwenden Sie hierzu die folgenden Tabellen. Trennendes Bauteil: Trennwand: Mauerwerk - Steinrohdichte 1200 kg/m³; Breite 240 mm; Normalmörtel 15 mm Kalkzement (außen); 15 mm Gipsputz (innen) Flankierende Bauteile: Seitenwände: Porenbeton Rohdichte = 500 kg/m³; Breite 200 mm; Leichtmörtel 2 x 15 mm Gipsputz (innen und außen) obere Decke: 140 mm Stahlbeton 2500 kg/m³ untere Decke: 140 mm Stahlbeton 2500 kg/m³; schwimmender Estrich

6 Bauphysikprüfung Seite 6 TECHNISCHE DIN 4109 Tabelle 1: DIN 4109 Tabelle 3:

7 Bauphysikprüfung Seite 7 TECHNISCHE DIN 4109 Tabelle 4: DIN 4109 Tabelle 13: DIN 4109 Tabelle 15:

8 Bauphysikprüfung Seite 8 TECHNISCHE Aufgabe 17: 8 Punkte In einer Schule wird die Einrichtung eines Musikraumes neben einem Klassenzimmer geplant. Der maximale Schalldruckpegel, der im Musikraum beim Spielen einer Trompete entsteht beträgt L = 60 db. Für die beiden Räume sind die folgenden Randbedingungen anzunehmen. Musikraum: Klassenzimmer: Länge 8,0 m Breite 6,0 m Höhe 3,0 m Nachhallzeit bei 1000 Hz 1,5 sec Länge 8,0 m Breite 6,0 m Höhe 3,0 m Nachhallzeit bei 1000 Hz 0,7 sec 8,0 m 8,0 m Musikraum 6,0 m Klassenzimmer Wie groß müsste die äquivalente Schallabsorptionsfläche des Musikraumes sein, um die Nachhallzeit auf 0,9 sec zu reduzieren? Um wieviel db erhöht sich der Schallpegel im Musikraum wenn zwei Trompeten gleichzeitig mit der gleichen Schallintensität spielen? Wie groß muss das Schalldämm-Maß R der Trennwand zwischen Musikraum und Klassenzimmer sein, wenn im Musikraum zwei Trompeten gleichzeitig spielen und im Klassenzimmer ein Schallpegel von 20dB nicht überschritten werden soll? (Die flankierenden Bauteile sind zu vernachlässigen)

9 Bauphysikprüfung Seite 9 TECHNISCHE Wärmeschutz Aufgabe 18: Welche zulässigen Höchstwerte sind nach Energieeinsparverordnung (EnEV) einzuhalten? Jahres-Primärenergiebedarf Transmissionswärmeverluste Endenergiebedarf Aufgabe 19: Welche Vorteile hat eine Wärmeschutzverglasung gegenüber einer herkömmlichen Verglasung? höhere solare Wärmegewinne geringere Transmissionswärmeverluste höhere interne Wärmegewinne Aufgabe 20: Die Durchfeuchtung der Dämmschicht eines Außenbauteils kann zur Folge haben, dass die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs steigt der Wärmedurchlasswiderstand der Dämmsicht sinkt der Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils größer wird Aufgabe 21: Beschreiben Sie die drei Wege auf denen Wärmetransport stattfindet. 1,5 Punkte Aufgabe 22: 2 Punkte Warum sind bei einem Außenbauteil die Wärmeübergangswiderstände innen und außen unterschiedlich groß?

10 Bauphysikprüfung Seite 10 TECHNISCHE Aufgabe 23: 3 Punkte Benennen Sie die beiden dargestellten Typen von Wärmebrücken und vervollständigen Sie den Verlauf der Isothermen (Linien gleicher Temperatur). Typ 1 Typ [ C] Mauerwerk Stahlbeton Mauerwerk [ C] [ C] Aufgabe 24: 7 Punkte Bestimmen Sie den Temperaturverlauf durch eine Außenwand mit dem unten gegebenen Aufbau und den folgenden Randbedingungen. Randbedingungen: θ e = -10 C; θ i = 20 C; R se = 0,04 m²k/w; R si = 0,13 m²k/w Bauteilaufbau von innen nach außen Dicke λ 1) Kalkgipsputz: 15 mm 0,7 W/mK 2) Dampfbremse: 0,2 mm - 3) Dämmung: 60 mm 0,035 W/mK 4) Mauerwerk (Vollziegel): 240 mm 1,05 W/mK 5) Kalkzementputz: 15 mm 0,87 W/mK

11 Bauphysikprüfung Seite 11 TECHNISCHE Aufgabe 25: 7 Punkte Aufgrund der Behaglichkeit möchte der Bauherr eine Innere Oberflächentemperatur der Außenwände von θ si 18 C realisiert haben. Wie dick muss der Dämmstoff gewählt werden, um dies sicher zu stellen? Wand: θ e = -10 C; θ i = 20 C Bauteilaufbau von innen nach außen Dicke λ 1) Kalkzement: 15 mm 0,87 W/mK 2) Polystyrol WLG 040:? 0,04 W/mK 3) Kalksandstein: 240 mm 1,3 W/mK 4) Kalkgips 15 mm 0,7 W/mK -10 C 20 C 15?

12 Bauphysikprüfung Seite 12 TECHNISCHE Feuchteschutz Aufgabe 26: Die 20 C warme Luft eines dicht abgeschlossenen Raumes besitzt eine absolute Luftfeuchte von 15 g/m³. Durch abkühlen der Luft steigt die relative Luftfeuchtigkeit steigt die absolute Luftfeuchtigkeit fällt die Taupunkttemperatur Aufgabe 27: Die raumseitig angeordnete Dampfbremse einer Dachkonstruktion weist Undichtheiten auf. Durch welchen bauphysikalischen Transportvorgang ist der größte Feuchteeintrag in die Konstruktion zu erwarten? Diffusion Konvektion Transmission Aufgabe 28: An welchen Stellen eines Gebäudes ist mit niedrigen Oberflächentemperaturen auf der Bauteilinnenseite und folglich mit der Gefahr von Tauwasser zu rechnen. Im Bereich von Innendämmungen Im Bereich von Gebäudeaußenkanten Im Bereich von stofflichen Wärmebrücken

13 Bauphysikprüfung Seite 13 TECHNISCHE Aufgabe 29: 2 Punkte Zur Verhinderung von Tauwasserausfall soll die vorliegende Dachkonstruktion durch eine Dampfbremse ergänzt werden. Welchen Fall würden Sie wählen, begründen Sie Ihre Auswahl? Dachaufbau: 1. Dachdeckung 2. Dachlatte 3. Konterlatte 4. Dampfbremse (Fall 1 und 3); Unterspannbahn (Fall 2) 5. Dämmung 6. Dampfbremse 7. Innenbekleidung Fall 1 Fall 2 Fall 3 Dampfbremse Schicht 4 und 6 Dampfbremse Schicht 6 Dampfbremse Schicht 4

14 Bauphysikprüfung Seite 14 TECHNISCHE Aufgabe 30: 2 Punkte Wie beeinflusst der Feuchtegehalt eines Dämmstoffs tendenziell dessen Schall- und Wärmedämmung? Begründen Sie Ihre Antwort. Aufgabe 31: Was versteht man in der Bauphysik unter der Taupunkttemperatur? 2 Punkte Aufgabe 32: 5 Punkte Gegeben ist eine Außenwand mit einem U-Wert von U = 2,6 W/m²K. Ab welcher Außentemperatur θ e fällt, unter den gegebenen Randbedingungen, auf der innenseitigen Bauteiloberfläche Tauwasser aus? R si = 0,13 m²k/w; θ i = 19 C; φ i = 65%

15 Bauphysikprüfung Seite 15 TECHNISCHE Aufgabe 33: 2 Punkte Zeichnen Sie für die beiden gegebenen Außenwände den qualitativen Partialdruckverlauf in die unten dargestellten Skizzen ein.(keine Berechnung!). Randbedingungen: θ i = 20 C; φ i = 50%; θ e = -10 C; φ e = 80% Bauteilaufbau von innen nach außen. Dicke μ 1) Kalkgipsputz: 15 mm 10 1b) Dampfbremse: 0,2 mm (Fall 2) 2) Polystyroldämmung 40 mm 35 3) Ziegel 240 mm 10 4) Kalkzementputz 15 mm 15 Fall 1 Fall Pa 1170 Pa 208 Pa 208 Pa

16 Bauphysikprüfung Seite 16 TECHNISCHE Aufgabe 34: 4 Punkte Einem Raum mit Innenlufttemperatur θ i = 20 C und der relativen Luftfeuchte φ i = 40% wird Außenluft mit der Außenlufttemperatur θ i = 5 C und der relativen Luftfeuchte φ i = 90% zugeführt. Wird unter der Annahme, dass sich die zugeführte Außenluft auf Innenlufttemperatur erwärmt, die relative Luftfeuchte im Raum steigen oder sinken? Begründung!