1. Aufgabe (Wärmeschutz)

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1 Ingenieurholzbau und 1. Aufgabe (Wärmeschutz) Gegeben ist die Außenwand eines Wohnhauses; siehe Skizze. 1. Berechnen Sie den Wärmedurchgangswiderstand R T. 2. Berechnen Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten U. 3. Beurteilen Sie die Wand in Bezug auf die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN und hinsichtlich der Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009). 4. Geben Sie die Wärmestromdichte q für die unten angegebenen Temperaturverhältnisse an. Temperaturverhältnisse: Temperatur außen: θ e = - 10 C Lufttemperatur innen: θ i = + 20 C Skizze: Schichtenaufbau (von innen nach außen): 1. Gipsputz, d = 1,5 cm 2. Mauerwerk aus Kalksandstein (Rohdichte 1200 kg/m³), d = 17,5 cm 3. Wärmedämmung aus Polystyrol-Hartschaum, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035, d = 16 cm 4. Kunstharzputz, d = 1 cm Seite 1

2 Ingenieurholzbau und 2. Aufgabe (Feuchteschutz): Für eine luftberührte Außenwand sind folgende Angaben bekannt: Schicht d (m) µ (-) s d = µ d (m) λ (W/mK) R si /R se d/λ (m²k/w) θ ( C) Wärmeübergang innen 0,13 20,0 Gipskartonplatten 0, ,100 0,250 0,050 Mineralfaser 040 0, ,024 0,040 0,600 KS-MW 1,8 0, ,375 0,990 0,177 Kalkzementputz 0, ,525 1,000 0,015 16,1 14,7 Wärmeübergang außen 0,04-10,0-3,1-8,4-8,8 Σ s d = 5,024 Σ= R T = 1,012 m²k/w p s (Pa) U = 1/R T = 0,988 W/(m²K) Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Ermitteln Sie den Verlauf des Sättigungsdrucks (p s ) und zeichnen Sie die Kurve in das Glaserdiagramm ein. Glaserdiagramm siehe nächste Seite. 2. Ermitteln Sie den Verlauf des vorhandenen Dampfdruckes (p) und zeichnen Sie die Kurve in das Glaserdiagramm. Klimabedingungen siehe nächste Seite. 3. Überprüfen Sie, ob sich im Wandquerschnitt Tauwasser bildet. Geben Sie ggf. die Ebene bzw. den Bereich der Tauwasserbildung an! 4. Berechnen Sie die Tauwassermasse m W,T und die Verdunstungsmasse m W,V. 5. Überprüfen Sie, ob die Wandkonstruktion bei Tauwasserbildung feuchtetechnisch zulässig ist (Nachweis führen!). Seite 2

3 Ingenieurholzbau und Klimabedingungen: Tauperiode (Winter): innen: θ i = 20 C, Φ = 50% rel. F. außen: θ e = -10 C, Φ = 80% rel. F. Dauer: 1440 h (60 Tage) Verdunstungsperiode (Sommer): innen: θ i = 12 C, Φ = 70% rel. F. außen: θ e = 12 C, Φ = 70% rel. F. Tauwasserbereich: θ s = 12 C, Φ = 100% rel. F. Dauer: 2160 h (90 Tage) Glaserdiagramm: Seite 3

4 Ingenieurholzbau und 3. Aufgabe (Feuchteschutz): Gegeben ist das in der Skizze dargestellte Glaserdiagramm einer Außenwand. Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Bei welcher Schicht handelt es sich um einen Wärmedämmstoff. Begründung! 2. Überprüfen Sie, ob sich im Wandquerschnitt Tauwasser bildet. Markieren Sie die Tauwasserebene oder den Tauwasserbereich in der Skizze. 3. Geben Sie an, wo eine Dampfsperre anzuordnen ist, um Tauwasserbildung zu vermeiden. 4. Welche Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ muss die Dampfsperre mindestens aufweisen, damit gerade eben kein Tauwasser ausfällt? Dicke der Dampfsperre: d DS = 1,0 mm. 5. Wäre die Wandkonstruktion feuchtetechnisch auch dann zulässig, wenn während der Verdunstungsperiode eine Verdunstung nur zur Innenseite der Wand, nicht aber zur Außenseite möglich ist? Es ist die Tauwassermasse nach Punkt 1 zu Grunde zu legen. Glaserdiagramm: Seite 4

5 Ingenieurholzbau und 4. Aufgabe (EnEV 2009): Für ein zu errichtendes Wohngebäude mit normalen Innentemperaturen soll die Anlagenaufwandszahl e p ermittelt werden. Randbedingungen: Heizungsanlage: Brennwertkessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung Beheizte Nutzfläche: A N = 184 m² Jahresheizwärmebedarf: q H = 43,5 kwh/(m²a) Anlage 32: DIN V Beiblatt 1 Seite 5

6 Ingenieurholzbau und 5. Aufgabe (Schallschutz) 5.1 Addition von Schalldruckpegeln In einem Raum stehen vier Schallquellen mit den nachfolgenden Schalldruckpegeln L p,1 = 50 db, L p,2 = 60 db, L p,3 = 100 db, L p,4 = 75 db. Berechnen Sie den Gesamtschalldruckpegel für den Fall, dass alle vier Schallquellen gleichzeitig auftreten. 5.2 Bewertetes Schalldämm-Maß Für eine einschalige Wand (d=11,5 cm, Rohdichteklasse 1,4) ausgeführt mit Normalmörtel sowie Gipsputz mit einer Dicke von d= 10 mm auf beiden Wandseiten, ist das bewertete Schalldämm- Maß R W,R zu ermitteln. Für flankierende Bauteile kann eine Rohdichte von 300 kg/m³ angenommen werden. Seite 6

7 Ingenieurholzbau und 6. Aufgabe (Fragenteil): 1. Ist ein hoher Wärmedurchgangskoeffizient U eines Bauteils im Hinblick auf Energieeinsparung günstig oder eher ungünstig anzusehen? Begründung! 2. Wie ist eine Wärmebrücke definiert? Nennen und skizzieren Sie zwei Beispiele für Wärmebrücken! 3. Von welchen Faktoren hängt der Sonneneintragskennwert S beim Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ab? 4. Welche Wärmetransport-Mechanismen gibt es? 5. Wann kommt es zur Tauwasserbildung auf Bauteiloberflächen? Seite 7

8 Ingenieurholzbau und 6. Warum haben unverputzte Wände oft eine ungenügende Schalldämmung? 7. Welche der nachfolgenden Aussagen ist wahr? (richtige Antwort(en) ankreuzen) o Mit zunehmender Frequenz nimmt die Tonhöhe zu o Mit zunehmender Frequenz bleibt die Tonhöhe gleich o Mit zunehmender Frequenz nimmt die Tonhöhe ab 8. Definieren Sie die Begriffe Wellenlänge, Amplitude und Frequenz (bezogen auf das Themengebiet Schallschutz) und geben Sie das Kurzzeichen / Symbol für die einzelnen Begriffe an. Seite 8