Verfügbarkeit: Lehrbuch der Bauphysik | Technische Universität München

Lehrbuch der Bauphysik: Wärme, Feuchte, Klima, Schall, Licht, Brand

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Willems, Wolfgang M. 1961- (VerfasserIn, HerausgeberIn), Häupl, Peter 1942- (VerfasserIn), Homann, Martin 1960- (VerfasserIn), Kölzow, Christian 19XX- (VerfasserIn), Riese, Olaf (VerfasserIn), Maas, Anton (VerfasserIn), Höfker, Gerrit 1969- (VerfasserIn), Nocke, Christian 1967- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2022]
Ausgabe:	9. Auflage
Schlagwörter:	Klimagerechtes Bauen Bauphysik Wärmebrücken Lüftung Gbeäudehülle Tagesbeleuchtung Wärmebewegung Schallschutz Raumakustik Feuchtetransport Brandverhalten Klimatisierung Lehrbuch
Links:	http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=d75842ef9b78496dac6f6f5e2d7c07fa&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=034011532&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Umfang:	XXV, 1125 Seiten Illustrationen, Diagramme, Karten 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783658340926 3658340924

Internformat

MARC


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adam_text	TEIL I WAERMESCHUTZ 1 BAULICHER WAERMESCHUTZ .............................................................................. 3 ANTON MAAS 1.1 BEDEUTUNG DES BAULICHEN WAERMESCHUTZES FUER DAS ENERGIEEFFIZIENTE BAUEN .................................................................... 4 1.2 WAERMESCHUTZTECHNISCHE MASSNAHMEN IM GEBAEUDEBESTAND ................... 6 1.3 PLANUNGSKRITERIEN/PLANUNGSANSAETZE FUER DIE ENERGETISCHE GESTALTUNG DER GEBAEUDEHUELLE .......................................................... 6 2 WAERMETRANSPORT .............................................................................................. 9 ANTON MAAS 2.1 GRUNDBEGRIFFE .......................................................................................... 9 2.1.1 TEMPERATUR .................................................................................. 9 2.1.2 WAERME UND SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET ...................................... 9 2.2 MECHANISMEN DES WAERMETRANSPORTS ........................................................ 10 2.2.1 WAERMELEITUNG .............................................................................. 11 2.2.2 KONVEKTION .................................................................................. 17 2.2.3 STRAHLUNG ...................................................................................... 27 2.3 WAERMETECHNISCHE KENNGROESSEN FUER BAUTEILE ........................................... 33 2.3.1 WAERMEUEBERGANGSWIDERSTAND ........................................................ 33 2.3.2 WAERMEDURCHLASSWIDERSTAND ....................................................... 34 2.3.3 WAERMEDURCHGANGS WIDERSTAND ..................................................... 35 2.3.4 WAERMEDURCHGANGSKOEFFIZIENT ..................................................... 35 2.4 STATIONAERER TEMPERATURVERLAUF IN EINEM MEHRSCHICHTIGEN BAUTEIL ......... 38 2.4.1 BERECHNUNG .................................................................................. 38 2.4.2 GRAFISCHES VERFAHREN .................................................................... 40 LITERATUR ............................................................................................................ 41 VII VIII INHALTSVERZEICHNIS 3 WAERMEBRUECKEN ................................................................................................. 43 ANTON MAAS 3.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG ................................................................................. 44 3.2 RAUMSEITIGE OBERFLAECHENTEMPERATUREN ..................................................... 46 3.3 WAERMEVERLUSTE ........................................................................................... 50 3.3.1 NEGATIVE Y WERTE ........................................................................ 51 3.3.2 BILANZ DER TRANSMISSIONSWAERMEVERLUSTE ..................................... 53 3.4 BEISPIELE ................................................................................................... 54 3.4.1 INNENWANDANSCHLUSS - GENEIGTES DACH ....................................... 54 3.4.2 DACHANSCHLUSS - ORTGANG ............................................................ 56 3.4.3 SOCKELANSCHLUSS .......................................................................... 57 3.4.4 BALKONPLATTE ................................................................................ 58 3.4.5 FENSTER .......................................................................................... 59 3.4.6 BEFESTIGUNGSELEMENTE ................................................................ 62 LITERATUR ............................................................................................................. 63 4 LUEFTUNG ............................................................................................................. 65 ANTON MAAS 4.1 INFILTRATION .................................................................................................. 66 4.2 FENSTERLUEFTUNG ............................................................................................ 70 4.2.1 EINSEITIGE FENSTERLUEFTUNG ............................................................ 70 4.2.2 QUERLUEFTUNG .................................................................................. 73 4.3 MECHANISCHE LUEFTUNG ................................................................................ 74 4.3.1 ABLUFTANLAGEN .............................................................................. 74 4.3.2 ZU-/ABLUFTANLAGEN ........................................................................ 76 LITERATUR ............................................................................................................. 78 5 WAERME UND ENERGIEBILANZEN ......................................................................... 79 ANTON MAAS 5.1 BAUTEILBILANZEN ........................................................................................ 79 5.1.1 STRAHLUNGSBILANZ FUER FENSTERGLAS .................................................. 79 5.1.2 STRAHLUNGSBILANZ FUER OPAKE BAUTEILE ............................................ 82 5.1.3 AEQUIVALENTER WAERMEDURCHGANGSKOEFFIZIENT ................................ 83 5.1.4 WAERMETRANSPORT IN HOHLRAEUMEN .................................................. 85 5.2 RAUMBILANZEN .......................................................................................... 90 5.3 ZONEN-/GEBAEUDEBILANZEN ........................................................................ 92 5.3.1 ENDENERGIEBEDARF ......................................................................... 93 5.3.2 PRIMAERENERGIEBEDARF ..................................................................... 94 5.3.3 BERECHNUNG DES HEIZ WAERMEBEDARFS ............................................. 95 5.3.4 WAERMESPEICHERFAEHIGKEIT ............................................................... 100 5.3.5 ANLAGENAUFWANDSZAHL ................................................................... 101 5.3.6 ENERGETISCHE BEWERTUNG VON ANLAGENSYSTEMEN GEMAESS DIN V 18599 ................................................................................. 106 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.3.7 EINFLUSSGROESSEN AUF DEN PRIMAERENERGIEBEDARF VON WOHNGEBAEUDEN ............................................................................ 106 5.4 GEBAEUDEBILANZEN FUER NICHTWOHNGEBAEUDE ................................................ 108 5.4.1 ENERGIEBEDARF DES GEBAEUDES ....................................................... 111 5.4.2 NUTZENERGIEBILANZ EINER GEBAEUDEZONE ....................................... 112 5.4.3 NUTZENERGIEBILANZ DER LUFTAUFBEREITUNG ..................................... 112 5.4.4 BELEUCHTUNG ............................................................................... 113 5.4.5 HEIZUNGUNDWARMWASSERBEREITUNG ........................................... 114 5.4.6 RAUMLUFTTECHNIK-UND KLIMAKAELTESYSTEME ................................. 115 5.4.7 NUTZUNGSRANDBEDINGUNGEN ......................................................... 116 5.4.8 GEBAEUDEAUTOMATION ................................................................... 116 5.4.9 TABELLENVERFAHREN ....................................................................... 116 LITERATUR ............................................................................................................ 117 6 INSTATIONAERES WAERMEVERHALTEN VON BAUTEILEN UND GEBAEUDEN ..................... 119 ANTON MAAS 6.1 INSTATIONAERES WAERMEVERHALTEN VON BAUTEILEN .......................................... 119 6.1.1 WAERMESPEICHERUNG ...................................................................... 120 6.2 INSTATIONAERES HEIZEN UND UEBERHEIZUNGSEFFEKTE ....................................... 129 6.3 SOMMERLICHES WAERMEVERHALTEN ............................................................... 133 6.3.1 EINSCHWINGVORGANG ...................................................................... 133 6.3.2 AUSWIRKUNG VON EINFLUSSGROESSEN AUF DIE RAUMTEMPERATUR IM SOMMER ........................................................................................ 136 LITERATUR ............................................................................................................ 145 7 BEWERTUNG VON MASSNAHMEN ZUR HEIZENERGIEEINSPARUNG .......................... 147 ANTON MAAS 7.1 BAULICHE MASSNAHMEN ............................................................................. 147 7.2 ANLAGENTECHNISCHE MASSNAHMEN ............................................................. 149 7.3 HEIZENERGIEBEDARF UND HEIZENERGIEEINSPARUNG ..................................... 149 7.4 BRENNSTOFFEINSPARUNG AB ....................................................................... 150 7.5 ENERGIEKOSTENEINSPARUNG AK ................................................................. 150 7.6 WIRTSCHAFTLICHKEIT ................................................................................... 151 7.7 BEISPIELE .................................................................................................. 152 LITERATUR ............................................................................................................ 154 8 WAERMESCHUTZTECHNISCHE ANFORDERUNGEN ....................................................... 155 ANTON MAAS 8.1 WAERMESCHUTZTECHNISCHE VORSCHRIFTEN - DIN 4108 .................................. 155 8.1.1 WAERMEDURCHLASS WIDERSTAND NICHTTRANSPARENTER UND TRANSPARENTER BAUTEILE .................................................................. 155 8.1.2 MASSNAHMEN ZUR VERMEIDUNG VON SCHIMMELPILZBILDUNG ............. 158 8.2 MINDESTANFORDERUNG AN DEN SOMMERLICHEN WAERMESCHUTZ ...................... 159 8.2.1 ALLGEMEINES ................................................................................ 159 X INHALTSVERZEICHNIS 8.2.2 NACHWEISFUEHRUNG ......................................................................... 161 8.2.3 VERFAHREN SONNENEINTRAGSKENNWERTE ........................................... 163 8.3 GEBAEUDEENERGIEGESETZ 2020 ..................................................................... 171 8.3.1 EINFUEHRUNG ................................................................................... 171 8.3.2 WOHNGEBAEUDE - NEUBAU ............................................................... 172 8.3.3 NICHTWOHNGEBAEUDE - NEUBAU ....................................................... 180 8.3.4 DAS ERNEUERBARE-ENERGIEN-WAERMEGESETZ ..................................... 182 8.3.5 ANFORDERUNGEN IM GEBAEUDEBESTAND ............................................. 184 8.3.6 HEIZUNGSTECHNISCHE ANLAGEN, WARMWASSERANLAGEN UND WAERMEVERTEILUNG, ANRECHNUNG VON STROM AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN ....................................................................................... 185 8.3.7 ENERGIEAUSWEISE ........................................................................... 187 8.3.8 GEBAEUDESTANDARDS .......................................................................... 188 LITERATUR ............................................................................................................. 190 TEIL II FEUCHTESCHUTZ 9 ZIELE UND STRATEGIEN DES FEUCHTESCHUTZES .................................................... 195 MARTIN HOMANN 9.1 ZIELE ......................................................................................................... 195 9.2 STRATEGIEN ................................................................................................. 196 LITERATUR ............................................................................................................. 199 10 FEUCHTESPEICHERUNG ......................................................................................... 201 MARTIN HOMANN 10.1 FEUCHTESPEICHERUNG IN LUFT ....................................................................... 201 10.1.1 WASSERDAMPFGEHALT DER LUFT ....................................................... 201 10.1.2 ABKUEHLUNG UND ERWAERMUNG FEUCHTER LUFT ................................. 207 10.1.3 DIE RAUMLUFTFEUCHTE ALS GLEICHGEWICHTSZUSTAND ....................... 210 10.2 FEUCHTESPEICHERUNG IN BAUSTOFFEN .......................................................... 214 10.2.1 CHARAKTERISTISCHE WERTE DER BAUSTOFF-FEUCHTE ........................... 214 10.2.2 HYGROSKOPISCHE WASSERGEHALTE ................................................... 220 10.2.3 UEBERHYGROSKOPISCHE WASSERGEHALTE ........................................... 226 10.2.4 FEUCHTETECHNISCHE EIGENSCHAFTEN EINIGER BAUSTOFFKLASSEN ......... 231 10.2.5 MOEGLICHE FOLGEN HOHER WASSERGEHALTE IN BAUSTOFFEN ................. 234 10.3 TAUWASSER UND SCHIMMELPILZBILDUNG AN BAUTEILOBERFLAECHEN ................ 236 10.3.1 DIE RAUMSEITIGE OBERFLAECHENTEMPERATUR 0,1 UND DER TEMPERATURFAKTOR F RSI ..................................................... 236 10.3.2 TAUWASSERSCHUTZ FUER BAUTEILOBERFLAECHEN ..................................... 239 LITERATUR ............................................................................................................. 242 INHALTSVERZEICHNIS XI 11 FEUCHTETRANSPORT ............................................................................................ 245 MARTIN HOMANN 11.1 DIFFUSION DER WASSERMOLEKUELE ................................................................ 245 11.1.1 VARIANTEN DER DIFFUSION ............................................................... 245 11.1.2 TRANSPORTGESETZ DER WASSERDAMPFDIFFUSION ............................... 248 11.1.3 DIFFUSIONSWIDERSTANDSZAHL U UND WASSERDAMPFDIFFUSIONSAEQUIVALENTE LUFTSCHICHTDICKE S D ............ 251 11.2 WASSERTRANSPORT IN UNGESAETTIGTEN POREN .................................................. 254 11.2.1 GRENZFLAECHENSPANNUNG O, RANDWINKEL 0 UND KAPILLARDRUCK P K .. 254 11.2.2 DER FLUESSIGKEITSLEITKOEFFIZIENT K ............................................... 261 11.2.3 DER WASSERAUFNAHMEKOEFFIZIENT ..................................................... 264 11.3 FEUCHTETRANSPORT DURCH STROEMENDE LUFT .................................................. 268 11.3.1 SCHLAGREGENBELASTUNG VON FASSADEN ......................................... 268 11.3.2 MASSNAHMEN GEGEN SCHLAGREGEN ............................................... 271 11.3.3 LUFTSTROEMUNGEN IN KANAELEN UND LUFTSCHICHTEN ....................... 278 11.3.4 FUGENSPALTSTROEMUNGEN UND RAUMDURCHLUEFTUNG ....................... 281 11.3.5 TAUWASSERSCHUTZ FUER LUFTSCHICHTEN UND LUFTKANAELE ................. 284 11.4 STROEMUNG VON WASSER IN GESAETTIGTEN POREN UND IN RISSEN ...................... 286 11.5 ELEKTROKINESE ............................................................................................ 290 11.6 ABFUEHREN DER BAUFEUCHTE ........................................................................ 292 LITERATUR ............................................................................................................ 296 12 FEUCHTEUEBERGANG ............................................................................................ 299 MARTIN HOMANN 12.1 STOFFUEBERGANGSKOEFFIZIENTEN SS P UND SS V .................................................... 299 12.2 STOFFUEBERGANG IM KONKRETEN FALL .............................................................. 301 12.3 SCHAETZUNG DER WASSERVERDUNSTUNG VON WASSEROBERFLAECHEN .................... 305 LITERATUR ............................................................................................................ 306 13 STATIONAERER FEUCHTETRANSPORT IN BAUTEILEN .................................................. 307 MARTIN HOMANN 13.1 FORMELN FUER S D -WERTE ZUSAMMENGESETZTER SCHICHTEN .............................. 307 13.2 DAS GLASER-VERFAHREN .............................................................................. 311 13.2.1 BESCHREIBUNG DES VERFAHRENS ................................................... 311 13.2.2 WAHL DER RANDBEDINGUNGEN ..................................................... 319 13.2.3 BEISPIELE TYPISCHER GLASERDIAGRAMME ....................................... 322 13.2.4 UNBEDENKLICHE BAUTEILE ........................................................... 324 13.2.5 BERECHNUNGSBEISPIELE ZUM NACHWEIS DES TAUWASSERAUSFALLS IM BAUTEILINNEREN ...................................................................... 331 13.3 MASSNAHMEN GEGEN TAUWASSERAUSFALL IM BAUTEILINNEREN ........................ 336 13.4 FEUCHTETRANSPORT BEI EINSEITIGER WASSERBELASTUNG .................................. 340 XII INHALTSVERZEICHNIS 13.4.1 DER ZUGEHOERIGE FLUESSIGWASSERTRANSPORT .................................... 340 13.4.2 FLUESSIGWASSERTRANSPORT UND DIFFUSION IN SERIENSCHALTUNG ........ 342 LITERATUR ............................................................................................................. 345 14 INSTATIONAERER FEUCHTETRANSPORT IN BAUTEILEN ................................................. 347 MARTIN HOMANN 14.1 WASSERDAMPFSPEICHERUNG IN BAUSTOFFOBERFLAECHEN .................................. 347 14.2 KAPILLARES SAUGEN BEI BEGRENZTEM WASSERANGEBOT .................................. 350 14.3 AUSTROCKNUNGS UND BEFEUCHTUNGSVORGAENGE .......................................... 352 14.4 INSTATIONAERE FEUCHTEBEWEGUNGEN IN BAUTEILEN ........................................ 355 LITERATUR ............................................................................................................. 360 15 HYGRISCHE BEANSPRUCHUNG VON BAUTEILEN ..................................................... 363 MARTIN HOMANN 15.1 QUELLEN UND SCHWINDEN DER BAUSTOFFE ................................................... 363 15.2 VERFORMUNGEN UND RISSE IN MAUERWERK ZWISCHEN BETONDECKEN ........... 367 15.3 VERFORMUNGEN UND RISSE IN ESTRICHEN UND BETONBODENPLATTEN ............. 371 15.4 VERFORMUNGEN UND RISSE IN HOLZBAUTEILEN ............................................. 374 LITERATUR ............................................................................................................. 377 TEIL III KLIMA 16 KOMPONENTEN DES AUSSENKLIMAS ..................................................................... 385 PETER HAEUPL 16.1 AUSSENLUFTTEMPERATUR ................................................................................. 387 16.1.1 JAHRESGANG DER AUSSENLUFTTEMPERATUR ........................................ 387 16.1.2 ANALYTISCHE SIMULATION DES TATSAECHLICHEN TEMPERATURGANGES .. 389 16.1.3 TAGESGANG DER AUSSENLUFTTEMPERATUR .......................................... 393 16.1.4 SUMMENHAEUFIGKEIT DER AUSSENLUFTTEMPERATUR ............................ 397 16.2 KURZWELLIGE UND LANGWELLIGE WAERMESTRAHLUNGSBELASTUNG ...................... 399 16.2.1 KURZWELLIGE STRAHLUNGSWAERMESTROMDICHTE AUF EINE HORIZONTALFLAECHE ......................................................................... 400 16.2.2 STRAHLUNGSWAERMESTROMDICHTE AUF BELIEBIG ORIENTIERTE UND GENEIGTE FLAECHEN ................................................................ 404 16.2.3 LANGWELLIGE ABSTRAHLUNG ........................................................... 426 16.3 WASSERDAMPFDRUCK UND RELATIVE LUFTFEUCHTIGKEIT .................................... 432 16.3.1 WASSERDAMPFSAETTIGUNGSDRUCK .................................................... 433 16.3.2 RELATIVE LUFTFEUCHTIGKEIT .......................................................... 433 16.3.3 TATSAECHLICHER WASSERDAMPFDRUCK .............................................. 435 16.4 NIEDERSCHLAG UND WIND ............................................................................. 438 16.4.1 REGENSTROMDICHTE ...................................................................... 438 16.4.2 WINDGESCHWINDIGKEIT UND WINDRICHTUNG .................................. 442 INHALTSVERZEICHNIS XIII 16.5 GEBAEUDEUMSTROEMUNG UND SCHLAGREGENBELASTUNG .................................... 446 16.6 TESTREFERENZJAHR ........................................................................................ 460 16.7 KLIMAGENERATOR ........................................................................................ 465 LITERATUR ............................................................................................................ 468 17 CHARAKTERISIERUNG DES RAUMKLIMAS ............................................................ 471 PETER HAEUPL 17.1 RAUMTEMPERATUREN .................................................................................. 471 17.1.1 ENERGIEUMSATZ DES MENSCHEN .................................................... 471 17.1.2 RAUMLUFTTEMPERATUR, UMSCHLIESSUNGSFLAECHEN UND EMPFINDUNGSTEMPERATUR ............................................................ 472 17.2 RAUMLUFTFEUCHTE ...................................................................................... 477 17.2.1 RELATIVE LUFTFEUCHTIGKEIT .......................................................... 477 17.2.2 ENTHALPIE UND WASSERDAMPFGEHALT - H-X-DIAGRAMM ................ 484 17.2.3 TAUPUNKTTEMPERATUR .................................................................. 487 17.3 RAUMKLIMAKLASSEN .................................................................................. 488 17.4 EINFLUSS DER RAUMLUFTPARAMETER AUF DIE BEHAGLICHKEIT .......................... 491 LITERATUR ............................................................................................................ 498 18 RAUMKLIMA BEI QUASIFREIER KLIMATISIERUNG .................................................. 501 PETER HAEUPL 18.1 VORBEMERKUNG .......................................................................................... 501 18.2 MODELLIERUNG DER ENERGIEBILANZEN IN EINEM AUSGEWAEHLTEN RAUM ZUR ERMITTLUNG DER RAUMLUFTTEMPERATUR IM JAHRES VERLAUF ............. 502 18.2.1 WAERMESTROMBILANZ FUER DIE AEUSSERE OBERFLAECHE DER OPAKEN BAUTEILE ...................................................................................... 505 18.2.2 WAERMESTROMBILANZ FUER DEN RAUM .............................................. 506 18.2.3 WAERMESTROMBILANZ FUER DIE INNERE RAUMUMSCHLIESSUNGSFLAECHE ... 507 18.3 MODELLIERUNG DER FEUCHTEBILANZ-TAGES UND JAHRESGANG DER RAUMLUFTFEUCHTE ............................................................................. 511 18.4 BEISPIELRECHNUNG FUER EINEN WAERME UND FEUCHTETRAEGEN ARCHIVRAUM .... 515 18.4.1 RAUM UND BAUTEILPARAMETER: SPEICHERWIRKSAME MASSEN UND SPEZIFISCHE TRANSMISSIONSWAERMESTROEME ...................... 515 18.4.2 AUSSENKLIMATISCHE BELASTUNG DES RAUMES ................................ 518 18.4.3 BERECHNUNG DER RAUMTEMPERATUREN ......................................... 527 18.4.4 BERECHNUNG DER RELATIVEN LUFTFEUCHTIGKEIT IM RAUM ............... 529 18.5 NUTZERFREUNDLICHE UMSETZUNG DES RAUMKLIMAMODELLS PROGRAMM CLIMT (CLIMATE-INDOOR-MOISTURE-TEMPERATURE) ......................... 532 18.5.1 PROGRAMMBESCHREIBUNG CLIMT ............................................... 532 18.5.2 ERMITTLUNG DES RAUMKLIMAS IN ZWEI TESTGEBAEUDEN ................. 537 LITERATUR ............................................................................................................ 543 XIV INHALTSVERZEICHNIS 19 KLIMAGERECHTES BAUEN ..................................................................................... 545 WOLFGANG M. WILLEMS 19.1 KLIMAZONEN DER ERDE .............................................................................. 545 19.2 AUTOCHTHONE BAUWEISEN UND ARCHITEKTUR ................................................ 549 19.3 KALT ........................................................................................................... 550 19.4 GEMAESSIGT ................................................................................................... 554 19.5 ARID ........................................................................................................... 557 19.6 TROPISCH ................................................................................................... 560 LITERATUR ............................................................................................................. 563 TEIL IV SCHALL 20 EINFUEHRUNG IN DIE AKUSTIK ............................................................................... 567 GERRIT HOEFKER 20.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ......................................................................... 567 20.1.1 WELLEN .......................................................................................... 567 20.1.2 SCHALLFELDGROESSEN .......................................................................... 570 20.2 HOEREN ........................................................................................................ 574 20.2.1 FREQUENZBEWERTUNGSVERFAHREN ................................................... 576 20.2.2 PSYCHOAKUSTIK .............................................................................. 578 20.2.3 LAERM ............................................................................................ 578 20.3 SCHALLFELDER .............................................................................................. 579 20.3.1 SCHALLFELDER IM FREIEN .................................................................. 579 20.3.2 SCHALLFELDER IN RAEUMEN ................................................................ 580 LITERATUR ............................................................................................................. 584 21 RAUMAKUSTIK .................................................................................................... 587 GERRIT HOEFKER 21.1 NACHHALLZEIT ............................................................................................. 587 21.2 SCHALLABSORBER ........................................................................................... 589 21.2.1 POROESE ABSORBER ........................................................................ 593 21.2.2 PLATTENRESONATOREN ...................................................................... 599 21.2.3 HELMHOLTZRESONATOREN ................................................................ 600 21.2.4 MIKROPERFORIERTE ABSORBER ........................................................ 604 21.3 SCHALLREFLEKTOREN ....................................................................................... 608 21.3.1 REFLEKTOREN FUER GEOMETRISCHE REFLEXIONEN ................................ 608 21.3.2 REFLEKTOREN FUER DIFFUSE REFLEXIONEN .......................................... 609 21.3.3 SCHALLSCHIRME IN RAEUMEN .......................................................... 611 21.4 SCHALLAUSBREITUNG IN RAEUMEN ................................................................... 612 21.4.1 RAUMIMPULSANTWORT .................................................................. 612 21.4.2 RAUMAKUSTISCHE PARAMETER ........................................................ 613 21.5 RAUMFORMEN ............................................................................................. 614 21.5.1 GUENSTIGE RAUMFORMEN .............................................................. 614 21.5.2 GEKRUEMMTE FLAECHEN .................................................................. 616 INHALTSVERZEICHNIS XV 21.6 RAUMAKUSTISCHE ANFORDERUNGEN .............................................................. 616 21.7 RAUMAKUSTISCHE PLANUNG ........................................................................ 621 21.7.1 RAEUME MIT HOHEN SCHALLPEGELN ............................................... 622 21.7.2 RAEUME FUER MUSIK ...................................................................... 623 21.7.3 RAEUME FUER SPRACHE ................................................................... 623 21.7.4 MEHRPERSONENBUEROS ................................................................... 624 21.7.5 KIRCHEN ...................................................................................... 625 21.7.6 PLANUNGSWERKZEUGE ................................................................... 625 21.7.7 UNSICHERHEITEN BEI DER RAUMAKUSTISCHEN PLANUNG ................... 627 LITERATUR ............................................................................................................ 629 22 BAUAKUSTIK ...................................................................................................... 633 GERRIT HOEFKER 22.1 SCHALLUEBERTRAGUNG DURCH BAUKONSTRUKTIONEN ......................................... 633 22.1.1 EINSCHALIGE BAUTEILE .................................................................. 633 22.1.2 ZWEISCHALIGE BAUTEILE ................................................................ 639 22.1.3 ZUSAMMENGESETZTE BAUTEILE ...................................................... 642 22.2 LUFTSCHALLUEBERTRAGUNG ............................................................................. 642 22.2.1 LUFTSCHALLUEBERTRAGUNG ZWISCHEN RAEUMEN .................................. 642 22.2.2 LUFTSCHALLUEBERTRAGUNG IM MASSIVBAU ........................................ 647 22.2.3 LUFTSCHALLUEBERTRAGUNG IM HOLZ-/LEICHT- UND TROCKENBAU ......... 654 22.2.4 LUFTSCHALLUEBERTRAGUNG VON AUSSENLAERM ...................................... 658 22.2.5 SCHALLDAEMMUNG VON TUEREN ........................................................ 661 22.2.6 SCHALLDAEMMUNG VON FENSTERN .................................................... 666 22.3 TRITTSCHALLUEBERTRAGUNG ............................................................................. 670 22.3.1 TRITTSCHALLUEBERTRAGIUNG IN RAEUMEN ............................................ 670 22.3.2 TRITTSCHALLUEBERTRAGUNG VON MASSIVDECKEN ................................ 672 22.3.3 TRITTSCHALLUEBERTRAGUNG VON HOLZBALKENDECKEN .......................... 677 22.3.4 TRITTSCHALLUEBERTRAGUNG VON TREPPEN .......................................... 680 22.3.5 GEHSCHALL IM EIGENEN RAUM ...................................................... 683 22.4 GERAEUSCHE AUS GEBAEUDETECHNISCHEN ANLAGEN ......................................... 684 22.5 BAUAKUSTISCHE ANFORDERUNGEN ............................................................... 685 22.6 BAUAKUSTISCHE PLANUNG ........................................................................... 688 22.6.1 ALLGEMEINE KONSTRUKTIONSHINWEISE FUER DIE BAUAKUSTISCHE PLANUNG ...................................................................................... 689 22.6.2 WOHNGEBAEUDE ........................................................................... 689 22.6.3 VERWALTUNGSGEBAEUDE ................................................................. 692 22.6.4 GEBAEUDE MIT HOHEN BAUAKUSTISCHEN ANFORDERUNGEN ................. 694 22.6.5 UNSICHERHEITEN BEI DER BAUAKUSTISCHEN PLANUNG ....................... 695 LITERATUR ............................................................................................................ 695 XVI INHALTSVERZEICHNIS 23 SCHALL AUS ANLAGEN DER GEBAEUDETECHNIK ...................................................... 699 GERRIT HOEFKER 23.1 MASCHINENLAGERUNG ................................................................................... 699 23.2 SCHALL AUS RAUMLUFTTECHNISCHEN ANLAGEN ................................................ 704 LITERATUR ............................................................................................................. 713 24 SCHALLIMMISSIONSSCHUTZ ................................................................................... 715 CHRISTIAN NOCKE 24.1 BERECHNUNG DER SCHALLAUSBREITUNG IM FREIEN ......................................... 715 24.2 LAERMSCHUTZWAENDE .................................................................................... 728 24.3 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN DES IMMISSIONSSCHUTZES ..................... 728 24.4 REGELWERKE ZUM SCHALLIMMISSIONSSCHUTZ ............................................. 730 24.4.1 GEWERBELAERM NACH TA LAERM ...................................................... 730 24.4.2 SCHALLSCHUTZ IM STAEDTEBAU ......................................................... 734 24.4.3 WEITERE REGELWERKE DES SCHALLIMMISSIONSSCHUTZES ................. 738 24.4.4 MASSGEBLICHER AUSSENLAERMPEGEL NACH DIN 4109 ........................ 742 LITERATUR ............................................................................................................. 744 TEILV LICHT 25 EINFUEHRUNG ........................................................................................................ 749 CHRISTIAN KOLZOW 26 GRUNDLAGEN ........................................................................................................ 751 CHRISTIAN KOELZOW 26.1 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG ................................................................. 751 26.1.1 STRAHLUNGSINTENSITAET - STRAHLUNGSFLUSSDICHTE ............................. 752 26.2 SONNENSPEKTRUM - TEMPERATURSTRAHLER .................................................... 753 26.2.1 MINDERUNG DER SOLARSTRAHLUNG - AIRMASS-FAKTOR ....................... 755 26.2.2 WIENSCHES VERSCHIEBUNGSGESETZ - FARBTEMPERATUR ..................... 756 26.3 GRUNDGROESSEN DER LICHTTECHNIK ................................................................. 757 26.3.1 PHOTOMETRISCHES STRAHLUNGSAEQUIVALENT KM - V(A)-KURVE ............ 757 26.3.2 LICHTSTROM ................................................................................... 760 26.3.3 LICHTMENGE .................................................................................. 761 26.3.4 LICHTSTAERKE ................................................................................... 763 26.3.5 LEUCHTDICHTE ............................................................................... 764 26.3.6 SPEZIFISCHE LICHTABSTRAHLUNG ..................................................... 767 26.3.7 BELEUCHTUNGSSTAERKE ..................................................................... 768 26.3.8 BELICHTUNG .................................................................................... 770 26.3.9 LICHTAUSBEUTE - LEISTUNGSAUSBEUTE ............................................. 770 26.3.10 TRANSMISSION - REFLEXION - ABSORPTION ..................................... 771 26.4 PHOTOMETRISCHES ENTFERNUNGSGESETZ ........................................................ 772 26.5 FORMFAKTOREN PHOTOMETRISCHES GRUNDGESETZ .......................................... 772 INHALTSVERZEICHNIS XVII 26.5.1 REZIPROZITAETSBEZIEHUNGEN ........................................................... 775 26.5.2 BERECHNUNGSBEISPIELE ................................................................. 776 26.6 BERECHNUNG DER LICHTVERTEILUNG IM RAUM DURCH INTERREFLEXION .............. 779 26.7 NICHT-ANALYTISCHE ERMITTLUNG VON FORMFAKTOREN .................................... 782 26.7.1 GRAPHISCHE METHODEN ................................................................. 782 26.7.2 COMPUTERGESTUETZTE METHODE ....................................................... 784 26.8 COMPUTERGRAPHIK UND LICHTTECHNISCHE BERECHNUNGSVERFAHREN ................ 787 26.9 WAHRNEHMUNG VON LICHT .......................................................................... 790 26.9.1 HELLIGKEITSWAHRNEHMUNG ADAPTATION ......................................... 790 26.9.2 WEBER-FECHNERSCHES GESETZ ....................................................... 791 26.9.3 BLENDUNG ..................................................................................... 792 26.9.4 FARBMETRIK - FARBWIEDERGABE ..................................................... 793 LITERATUR ............................................................................................................ 797 27 TAGESLICHT ........................................................................................................ 799 CHRISTIAN KOELZOW 27.1 QUALITATIVE ABSCHAETZUNGEN ZUM LICHTEINFALL - PROJEKTIONSVERFAHREN .... 800 27.1.1 FENSTER NIEDRIG/HOCH ANGEORDNET ................................................. 801 27.1.2 VERGLEICH VON SEITENLICHT UND OBERLICHT ..................................... 802 27.1.3 LICHTEMPFANG HORIZONTAL/VERTIKAL IN FENSTERNAEHE UND IN RAUMTIEFE .................................................................................. 802 27.1.4 LICHT VON OBEN IN RAUMMITTE UND AM RAND - HORIZONTAL/VERTIKAL .......................................................... 803 27.2 LEUCHTDICHTEVERTEILUNG DES HIMMELS ...................................................... 803 27.3 TAGESLICHTQUOTIENT .................................................................................... 805 27.3.1 BERECHNUNG DES DIREKTLICHTANTEIL ............................................... 809 27.3.2 BERECHNUNG DES INNENREFLEXIONSANTEILS ....................................... 812 27.3.3 MINDERUNGSFAKTOREN ................................................................... 813 27.4 RICHTWERTE VON TAGESLICHTQUOTIENTEN (TAB. 27.5 UND 27.6) ..................... 814 27.5 VERGLASUNGEN ............................................................................................ 815 27.5.1 GLASKENNWERTE ............................................................................. 819 27.5.2 LICHTTRANSMISSIONSGRAD FUER NICHT-SENKRECHTEN LICHTEINFALL .... 819 27.5.3 GLASAUFBAU ................................................................................. 820 27.5.4 VERGLASUNGSARTEN ......................................................................... 821 27.6 BESONNUNG ................................................................................................ 822 27.6.1 ASTRONOMISCHE GEGEBENHEITEN ................................................... 823 27.6.2 SONNENSTANDSDIAGRAMME/ZEITUMRECHNUNG ................................. 825 27.6.3 BESONNUNGSUNTERSUCHUNGEN ....................................................... 829 27.6.4 BLEND UND SONNENSCHUTZMASSNAHMEN ....................................... 836 LITERATUR ............................................................................................................ 845 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 28 KUNSTLICHT ......................................................................................................... 847 CHRISTIAN KOELZOW 28.1 EINFUEHRUNG ............................................................................................... 847 28.2 LICHTERZEUGUNG ......................................................................................... 848 28.2.1 TEMPERATURSTRAHLER ..................................................................... 849 28.2.2 NIEDERDRUCKENTLADUNGSLAMPEN ................................................... 853 28.2.3 HOCHDRUCKENTLADUNGSLAMPEN ..................................................... 857 28.2.4 LICHTEMITTIERENDE DIODEN - LED ............................................... 860 28.3 LICHTLENKUNG VON LEUCHTEN ..................................................................... 863 28.3.1 REFLEKTOREN .................................................................................. 864 28.3.2 LINSEN .......................................................................................... 868 28.3.3 LICHTSTAERKEVERTEILUNGSKURVEN LVK ............................................. 870 28.3.4 VERTEILUNG DES LICHTSTROMS IN RAUMBEREICHE ............................. 873 28.3.5 LEUCHTENBETRIEBSWIRKUNGSGRAD ................................................... 873 28.3.6 LEUCHTENTYPEN .............................................................................. 874 28.4 BELEUCHTUNGSKRITERIEN ............................................................................... 874 28.4.1 ENERGIEEFFIZIENZKLASSEN ............................................................... 874 28.5 BERECHNUNGEN ........................................................................................... 877 28.5.1 MITTLERE BELEUCHTUNGSSTAERKE NACH DEM WIRKUNGSGRADVERFAHREN ............................................................... 877 28.5.2 LOKALE BELEUCHTUNGSSTAERKEN ANHAND VON LICHTSTAERKEN/LVK . . . 880 LITERATUR ............................................................................................................. 880 29 LICHTTECHNISCHE MESSUNGEN ............................................................................. 883 CHRISTIAN KOELZOW 29.1 WAS GEMESSEN WIRD ................................................................................... 883 29.2 MESSUNGEN MIT DER ULBRICHTSCHEN KUGEL ................................................ 883 29.2.1 MESSUNG DES LICHTSTROMS VON LICHTQUELLEN .............................. 884 29.2.2 MESSUNG DES REFLEXIONSGRADES VON PROBEN .............................. 885 LITERATUR ............................................................................................................. 886 30 LICHTREGELUNG ................................................................................................... 887 CHRISTIAN KOELZOW 30.1 VORTEILE UND PRINZIP ................................................................................. 887 30.2 OPTIMIERTE TAGESLICHTNUTZUNG DURCH LICHTREGELUNG ................................ 888 30.2.1 REGELUNGSPRINZIP ....................................................................... 890 30.2.2 SCHUTZ VOR DIREKTER BESONNUNG .................................................. 890 30.2.3 ABSTUFUNG DER SCHLIESSZUSTAENDE .................................................. 892 30.2.4 EINBINDUNG DES KUNSTLICHTS IN EINE TAGESLICHTREGELUNG ........... 893 30.2.5 POSITION VON PHOTOMETERKOEPFEN ................................................ 893 30.2.6 GRAPHISCHE DATENAUFZEICHNUNG ................................................ 894 30.2.7 VISUALISIERUNG UND BEISPIEL ...................................................... 894 INHALTSVERZEICHNIS XIX TEIL VI BRAND 31 EINFUEHRUNG ...................................................................................................... 899 OLAF RIESE 32 ORDNUNGEN UND NORMEN ................................................................................ 901 OLAF RIESE 32.1 LANDESBAUORDNUNGEN, VERORDNUNGEN FUER BAULICHE ANLAGEN BESONDERER ART UND NUTZUNG ........................................................... 901 32.2 RICHTLINIEN ................................................................................................ 902 32.3 NORMEN .................................................................................................... 903 32.3.1 DIN 4102 YYBRANDVERHALTEN VON BAUSTOFFEN UND BAUTEILEN .... 903 32.3.2 DIN 18 009 YYBRANDSCHUTZINGENIEURWESEN - TEIL 1: GRUNDSAETZE UND REGELN FUER DIE ANWENDUNG .............................. 907 32.3.3 DIN 18 230 YYBAULICHER BRANDSCHUTZ IM INDUSTRIEBAU ; RECHNERISCH ERFORDERLICHE FEUERWIDERSTANDSDAUER .................... 907 32.3.4 MUSTER-VERWALTUNGSVORSCHRIFT TECHNISCHE BAUBESTIMMUNGEN . . 908 32.4 EUROPAEISCHE BRANDSCHUTZNORMUNG .......................................................... 908 32.4.1 KLASSIFIZIERUNG VON BAUSTOFFEN ................................................... 908 32.4.2 KLASSIFIZIERUNG VON BAUTEILEN ..................................................... 911 32.4.3 EUROCODES ................................................................................... 914 LITERATUR ............................................................................................................ 918 33 GRUNDLAGEN DES BRANDES, VERLAUF ................................................................... 919 OLAF RIESE 33.1 PYROLYSE UND VERBRENNUNG ...................................................................... 919 33.2 BRANDVERLAUF UND EINFLUESSE ...................................................................... 922 33.3 NORMBRAND .............................................................................................. 924 33.4 AEQUIVALENTE BRANDDAUER .......................................................................... 925 33.5 BEMESSUNGSBRAND .................................................................................... 927 33.5.1 STANDARDISIERTE BEMESSUNGSBRAENDE ............................................. 928 33.5.2 AUSBREITUNG ................................................................................. 933 33.5.3 LOESCHUNG ..................................................................................... 933 LITERATUR ............................................................................................................ 934 34 MECHANISCHE UND THERMISCHE HOCHTEMPERATUREIGENSCHAFTEN DER BAUSTOFFE .................................................................................................... 937 OLAF RIESE 34.1 STAHL ........................................................................................................ 938 34.1.1 FESTIGKEIT UND VERFORMUNG ......................................................... 938 34.1.2 ELASTIZITAET ..................................................................................... 940 34.1.3 THERMISCHE DEHNUNG ................................................................. 941 34.1.4 WAERMELEITFAEHIGKEIT ..................................................................... 942 34.1.5 SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET ....................................................... 942 XX INHALTSVERZEICHNIS 34.1.6 DICHTE ......................................................................................... 943 34.1.7 TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT ............................................................... 943 34.1.8 TEMPERATURVERTEILUNG ................................................................. 944 34.2 BETON ......................................................................................................... 948 34.2.1 FESTIGKEIT ..................................................................................... 948 34.2.2 ELASTIZITAET ..................................................................................... 950 34.2.3 GESAMTVERFORMUNG ..................................................................... 951 34.2.4 KRITISCHE TEMPERATUR ................................................................... 951 34.2.5 ZWAENGUNG ................................................................................... 953 34.2.6 THERMISCHE DEHNUNG ................................................................. 954 34.2.7 WAERMELEITFAEHIGKEIT ..................................................................... 954 34.2.8 SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET ....................................................... 955 34.2.9 DICHTE ......................................................................................... 956 34.2.10 TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT ............................................................... 956 34.2.11 TEMPERATURVERTEILUNG ................................................................. 956 34.2.12 TEMPERATURVERTEILUNG IN STAHL-VERBUNDQUERSCHNITTEN ............... 961 34.3 SONDERBETONE ............................................................................................. 961 34.4 MAUERWERK ............................................................................................... 962 34.5 HOLZ ........................................................................................................... 962 34.5.1 ENTZUENDUNG, ABBRAND ................................................................. 962 34.5.2 FESTIGKEIT ..................................................................................... 964 34.5.3 ELASTIZITAET ..................................................................................... 964 34.5.4 THERMISCHE DEHNUNG ................................................................. 964 34.5.5 WAERMELEITFAEHIGKEIT ..................................................................... 966 34.5.6 SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET ....................................................... 966 34.5.7 TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT ............................................................... 967 34.5.8 TEMPERATURVERTEILUNG ................................................................. 967 34.6 GIPS ........................................................................................................... 968 34.6.1 PRODUKTE ...................................................................................... 968 34.6.2 PHYSIKOCHEMISCHE VORGAENGE BEI EINWIRKUNG ERHOEHTER TEMPERATUR ................................................................................. 968 34.6.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN ....................................................... 969 34.6.4 THERMISCHE EIGENSCHAFTEN ......................................................... 969 34.7 NICHTEISENMETALLE ..................................................................................... 971 34.8 KUNSTSTOFFE ............................................................................................... 971 34.9 DAEMMSTOFFE ............................................................................................... 974 34.9.1 SPEZIALPUTZE ................................................................................ 974 34.9.2 DAEMMSCHICHTBILDNER .................................................................... 974 34.9.3 DAEMMPLATTEN ................................................................................ 975 LITERATUR ............................................................................................................. 976 INHALTSVERZEICHNIS XXI 35 BRANDVERHALTEN VON BAUTEILEN ...................................................................... 977 OLAF RIESE LITERATUR ............................................................................................................ 987 36 ERGAENZENDE MASSNAHMEN .............................................................................. 989 OLAF RIESE 36.1 FRUEHERKENNUNGS-UND-MELDEANLAGEN ...................................................... 989 36.2 FRUEHBEKAEMPFUNGSMASSNAHMEN ................................................................ 990 36.3 RETTUNGSWEGE .......................................................................................... 990 36.4 RAUCH-UND WAERMEABZUGSANLAGEN .......................................................... 991 36.5 LEITUNGEN, SCHAECHTE, KANAELE .................................................................... 991 36.6 WANDOEFFNUNGEN; TUEREN UND TORE ............................................................ 992 36.7 BRANDABSCHNITTE ........................................................................................ 994 36.8 DEFINIERTER OBJEKTSCHUTZ .......................................................................... 996 LITERATUR ............................................................................................................ 997 37 BRANDNEBENWIRKUNGEN .................................................................................. 999 OLAF RIESE 37.1 TEMPERATUREN .......................................................................................... 999 37.2 TOXISCHE GASE .......................................................................................... 999 37.3 RAUCH ...................................................................................................... 1000 37.4 KORROSIVE GASE ........................................................................................ 1001 37.5 MODELLGROESSEN ZUR BESCHREIBUNG DER PERSONENSICHERHEIT ........................... 1001 37.5.1 OPTISCHE DICHTE UND ERKENNUNGSWEITE ......................................... 1001 37.5.2 ANHALTSWERTE ZUR BEURTEILUNG DER PERSONENSICHERHEIT .............. 1003 37.5.3 FED-KONZEPT ............................................................................ 1005 LITERATUR ............................................................................................................ 1008 38 MATHEMATISCHE BRANDMODELLE ...................................................................... 1011 OLAF RIESE 38.1 HANDRECHENFORMELN .................................................................................. 1012 38.1.1 PLUME OHNE AUSBILDUNG EINER HEISSGASSCHICHT ............................ 1015 38.1.2 RAUCHGASSTROEMUNG AN DER DECKE (CEILING-JET) ............................ 1019 38.1.3 PLUME MIT AUSBILDUNG EINER HEISSGASSCHICHT .............................. 1021 38.2 WAERME UND MASSENBILANZMODELLE ............................................................. 1025 38.2.1 MEHRZONENMODELLE ................................................................... 1025 38.2.2 MEHRRAUM-MEHRZONENMODELLE .................................................... 1031 38.3 FELDMODELLE FUER DIE BRANDSIMULATION ...................................................... 1032 38.3.1 ERHALTUNGSGLEICHUNGEN ................................................................ 1032 38.3.2 WEITERE ANNAHMEN UND VEREINFACHUNGEN .................................... 1035 38.3.3 TURBULENZMODELLIERUNG ............................................................. 1037 38.3.4 QUELLTERME UND RANDBEDINGUNGEN .............................................. 1040 XXII INHALTSVERZEICHNIS 38.3.5 DURCHFUEHRUNG VON CFD-BERECHNUNGEN ....................................... 1043 38.3.6 BEISPIELE FUER BERECHNUNGEN ......................................................... 1043 38.4 EVALUIERUNG VON MODELLEN ......................................................................... 1046 LITERATUR ................................................................................................................ 1056 ANHANG: SYMBOLVERZEICHNIS ..................................................................................... 1059 LITERATUR ...................................................................................................................... 1081 STICHWORTVERZEICHNIS ................................................................................................. 1111
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