Formeln und Tabellen Bauphysik: Warmeschutz - Feuchteschutz - Klima - Akustik - Brandschutz

A

(2.1.8- 1)

Da rin sind: q = Wärmestromd ichte in W/m1 ([J = Wärmestrom in W A = Fläche in m' Für ei ne Schicht eines isotropen Materials ohne inne re Wärmequellen bei konstant en Oberflächentemperaturen be rechn et sich die Wärmestromdichte:

(2. 1.8-2) Da rin sind: q = w ärmestromdichte in W/m 2 Ä = Wärmeleitfähigkeit in W/(m-K) d = Schichtd icke in m 9 1 = Oberflächentemperatur Schichtgre nze I in K 9 2 = Ob erfläch entemper atu r Schicht gre nze 2 in K

36

2 Wärmeschutz

Sind in einem Bauteil keine inneren Wärmequellen oder -senken vorhanden und findet keine zeitliche Veränderung der anliegenden Temperaturen (stationärer Zustand) statt , dann ist die Wärmestromdichte q in jeder Schicht dieses Bauteils konstant . Dementsprechend ergeben sich äquivalente Formulierun gen für den Bereich des inneren bzw. äußeren Wärmeübergangs und für das gesamte Bauteil : (2.1.8-3)

(2.1.8-4) Darin sind: q Wärmestromdichte in W/m2 hi Wärmeübergangskoeffizient innen in W/(m 2'K) he = Wärmeübergangskoeffizient außen in W/(m 2'K) 8i Lufttemperatur innen in K 8e Lufttemp eratur außen in K 8 si = Oberflächentemperatur innen in K 8se Oberflächent emperatu r außen in K U Wärmedurchg angskoeffizient in W/(m 2 -K) RT = Wärmedu rchgangswiderstand des Bauteils in (m2'K)/W 2.1.9 Wärmeübergangskoeffizient

Den Wärme austausch zwischen einem Gas (hier: Luft) und einer angrenzenden festen Oberfläche bezeichnet man als Wärmeübergang. Er setzt sich aus einem Strahlungsund einem konvektiven Ant eil zusammen . Wärmeübergang infolge Konvektion

5,0 W/(m 2 . K) hci = 2,5 W/(m

1

2

. K)

0,7 W/(m 2 • K)

hce = 4+4·v

bei aufw ärts gerichtet em Wärmestrom bei horizontal gerichtetem Wärm estrom

(2.1.9-1)

bei abwär ts gerichtet em Wä rmestrom (2.1.9-2)

Dar in sind: h ci = Wärmeübergangskoeffizient , konvektiver Anteil innen in W/(m 2'K) h ce = Wärmeübergangskoeffizient , konvektiver Anteil außen in W/(m 2'K) v = Windgeschwindigkeit in m/s Bei Innenoberflächen ode r Außenfl ächen, die an eine gut belüftete Luftschicht grenzen, ist h c = h ci' Bei Außen oberflächen ist h c = h ce'

2.1 w ärmeschutztechnische Beg riffe

J7

Wärmeübergang infolge Strahlung

(2.1.9-3) Darin sind: h r = Wärme übe rgangskoeffizient infolge Strahlung in W/(m2'K) E: = Emi ssionsg rad gemä ß Tab. 2.1.9-1 h fO = Wärme übe rgangskoeffi zient d urch Strahlung e ines schwarze n Körpe rs in W/(mz'K) gemäß Tab. 2.1.9-2 Tabelle 2.1.9-1 Emissionsgrad und 100 "C (Anhaltswerte)

f:

verschiedener Obertlächen bei Temperaturen zwischen 0 "C

2 Oberfläche

Emissionsgrad

2 Aluminium, walzblank

0,05

3 Beton

0.93

4 Dachpappe

0,93

5 Glas

0,90

6 Heizkörpertack

0,93

7 Holz

0,94

8 Putz, Mörtel

0,93

9 Sand, trocken

0,88

10 Silber, poliert

0,03

11 Stahl, frisch gewalzt

0,24

12 Stahl, oxidiert

0,80

13 Ziegelstein, rot

0,93

E:

Tabelle 2.1.9-2 Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung einesschwarzen Körpers [15]

2 Temperatur 0 in "C

Wärmeübergangskoeffizient h (0 in W/(mz'K)

2

-10

4,13

3

4,61

4

° 10

5,10

5

20

5,70

6

30

6,31

7

40

6,95

8

50

7,64

9

80

8,37

2 Wä rmeschut z

2.1.10 Wärmeübergangswiderstand 11 1 R : - : - - : --;--'----;S

h

h,-+hc

(2. 1.10-1)

f>hm +hc

Darin sind: w ärme übergangswiderstand in (m 2'K)/W h = W ärmeübergangskoeffi zient in W/(ml'K) h r = Wärmeübergangskoeffizient infolge Strah lung in W/(m 2'K) h c = Wärmeübergangskoeffizient infolge Konvektion in W/(m 2'K) t; = Emissionsgrad gemäß Tab. 2.1.9~ I h ro = Wärme übergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers in W/(ml'K) gemäß Tah. 2.1.9-2

Rs =

Für bauphys ikalische Berechnungen sind Näherungswert e für den inneren Wärmeübergangswiderstand R si und den äußeren w ärme übergangswiderstand R se in verschieden en Normen angegeben . (siehe Tab. 2.1.10.-1) Tabelle 2.1.10-1 Wärmeübergangswiderstände Rsi und Rse ebener Bauteile für wärme- und feuchteschutzlechnische Berechnungen

2 Rsi

in (m2'K)iW 2 an Erdreich angrenzend 3 gemäß DIN EN ISO 6946 [151 (für wärmeschutztechnische Berechnungen) 4 bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom

0,10

5 bei horizontal gerichtetem Wärmestrom

0,13

6 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,17

0,04

7 gemäß DIN 4108-3 [31(für Berechnungen zur Vermeidung von Tauwasserausfall im Bauteilinnern) , z.B. Glaser-Verfahren 8 bei aufwärts und horizontal gerichtetem Wärmestrom sowie für Dachschrägen

0,13

9 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,17

0,0410,08)')

10 gemäß DIN 4108·2 [1 ] (für Berechnungen zurVermeidung von Schirnrnelpilzbildungj beheizte Räume an 11 - Verglasungen urd Rahmen - anderen raumseitigen Oberflächen

0,13

12 unbeheizte Räume

0,17

0,25

0,04

1) Rse =0,08 (m"·KjM'. wenn die Außenoberfläche an belüftete l uftschichten grenzt (z.B. hinterlüflele Außenbekleidungen, belüftete Dachräume, belüfleteLuftschichlen inbelüfteten Dächern). Bei zweischaligem Mauerwerk nach DIN 1053-1ist R se =0,04 (m"'KjM' anzusetzen.

39

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe

Andere Wert e für R si und R se werden in DIN EN ISO 10211 [17] und DIN 4108, Bbl. 2 [2] für Wärme stromberechnungen (Berechnung von fI/-Werten) und Berechnungen zur Beurt eilung der Oberflächentemp eratur (Berechnung von f R si -Wert en) im Bereich von Wärmebrücken vorgegeben (siehe Abschnitt 2.3). Bauteile mit nicht ebenen Oberflächen Weist ein Bauteil auf der Oberfl äche Vorsprünge (z.B. Pfeiler) aus einem Materi al mit A, < 2,5 W/(m 'K) auf, so können diese Vorsprüng e bei der Bere chnung des Wärmedur chgangswiderstandes vernachlässigt und das Bauteil als eben angeno mmen werden. Besitzt der Vorsprung eine Wärmeleitfähigkeit A, > 2,5 W/(m'K) und ist nicht gedämmt, ist die Berechnung so durchzuführen, als wäre der Vorsprung nicht vorhanden, jedoch ist der Wärmeüb ergangswiderstand über die betr effend e Fläche dur ch das Verh ältnis von Projektionsfläche zur tatsächlich vorspringenden Oberfl äche zu korrigieren .

(2.1.10-2) Darin sind: R sp modifiziert er Wärmeübergangswiderstand in (m2'K) /W Rs Wärmeüb ergangswiderst and des ebenen Bauteils in (m2'K) /W A = tatsächliche Oberfl äche des Vorsprung s in m2 Ap Projektionsfläche des Vorsprungs in mA

Bild 2.1.10-1 Oberfl äche A und projizierte Oberfläche A p des Vorsprungs

2.1.11 Wärmedurchlasswiderstand Wärmedurchlasswiderstand für eine Baustoffschicht

R=~ A.

(2.1.11-1)

Darin sind: R Wärmedu rchlasswiderstand in (m2-K) /W d = Dicke der Bauteilschicht in m A, Wärmeleitfahigkeit in W/(m'K) Grenzt eine nicht ebene Schicht eines Bauteils an eine Luftschicht (z.B. bei einem in die Hinterlü ftungsebene hineinragend en Sparr en und Zwischensparrendämmung), so ist der Wärmedurchlasswiderstand der Schicht wie für eine ebene Schicht zu berechnen (siehe Bild 2.1.11-1).

2 Wärmesch utz

40

F"a" -a'-'-')"E,"<w-e"Ci,J~, -J

schmareren

Ab-SC-h-n-itl-e-.- I- - - - ,--JO

L- - - -

-I

Falt b): Entfernung der überstehe nden Abschnitte

Bild 2.1.11·1 Bestimmung der rechne rischen Schichtdicke be i nicht ebenen Schichten, die an eine Luttschicht grenzen

Hierbei sind e ntwede r

a] die schmaleren Abschnitte e rweite rt anzunehmen (jedoch ohne Änderung des Wärrncdurchlasswidcr staOllcs) oder b) die übers tehende n Abschnitte als e ntfernt anzunehmen (wobei de r w ärmedu rchlasswiderstand diese r Abschnitt e dann fü r die ge ringere Schichtdi cke zu berech nen ist) . Regelkonstrukli on

Aechen modell

I

I

Bild 2.1.11-2 Beispiel: Bei einer zimmermannmäßig en Dachkonstruktion wird der Anteil des Sparrens, der in die Luftschicht hinein ragt, vernachlässigt.

Wärmedurchlasswiderstand für eine Luttechlcht Als Luftschicht wird eine Schicht bezeichn et , deren Au sde hnun g in Wärmestrom rich tung weniger als das O, l -fache der beid en ander en Au sdehnungen beträgt. Ist diese Bedingung nicht einge halten, so liegt ein Luftr aum vor. In diesem Fall ist de r Wärmedurchlasswide rstand gemä ß GI. 2.1.11-4 zu bestimmen.

2.1 w ärmesch utzrechnischc Begriffe

41

Luflschicht

Luftraum

~ - - - -7

~ - - - -7

~" I]"" ~ , ~ ~A A A" ~b~T-.- ' ~--- --}L

'/

~

, JL:b-,./

7'

/

,

~ A

I . '

warmesuon-

-",

A ~] 7'~ '-'

• .....k'__

~ - - - --}L

'

'

wermeseon-

/' ..2:'7.', ~ :

.,.j."'- -

-",

A, I A 1 < 0,1· b d < 0,1 · ( { s Q3 m ~

0,8

R, gemäß Tab. 2.1.11 -2

d{> 0,1 b coer s

n. tiz

:S 0,3 m E

Ebeliebig

beliebig

R. gem. GI. 2.1.11 -2

R, gemäß GI. 2.1.11-7

Bild 2.1.11-3 Unterschiedliche Spezifikationen einer Luftschicht bzw. eines Luftraumes und zugehöriges Ver1ahren zur Bestimmung von R g

Als ruhende Lu ftschicht im Sinne von (151wird e ine Luftschicht bezeichne t, d ie von der Umgebung abgeschlossen ist. Eine Luftschicht mit kleinen Öffnun gen zu r Auß en umge bung gilt (wenn keine Dämmschicht zwischen de r bet rachteten Luftschicht und der Auße num geb ung angeord net ist ) ebenfalls als ruhend, wenn bedingt dur ch d iese Ö ffnungen ein Luftstro m durch d iese Schicht nicht möglich ist und der Öffn ungsqu e rschn itt d ie e ntsprechenden We rte d er Tabd ie 2.1.11-1 nicht übe rsch reit et . Tabelle 2.1.11·1 Zulässige Öffnungsquerschnilte für ruhende, schwach belüftete und stark belüftete Luftschichten nach DIN EN ISO 6946 (15)

2 Zustandder Luflschicht 2 Ruhende l uftschicht 3 Schwach belüftete Luftschichl 4 Stark belüftete l uftschicht

Zulässiger Ölfnungsquerschnill A in mlTl" je m Länge bei vertikaler bzw. je lTl" Oberfläche beihorizontaler Luftschicht

A :s 500 500 < A :s 1500

A > 1500

42

2 Wä rmeschutz

Tabell e 2.1.11-2 Wärmedurchlasswiderstände R g ruhender Luftsc hichlen 1)2) für Oberflächen mit hohem Emissionsgrad (I: :?: 0,8) nach DIN EN1S0 6946 (15)

2 Dicke derLuftschichi

2 3

4

in mm

° 5

3

4

Wärmedurchlasswiderslände Hg in (m!'K)/W bei Richtung des Wärmeslroms horizootal3) aufwärts abwärts 0,00

0,00

0,00

0,11

0,11

0,11

5

7

0,13

0,13

0,13

6

10

0,15

0,15

0,15

7

15

0,16

0,17

0,17

8

25

0,16

0,18

0,19

9

50

0,16

0,18

0,21

10

100

0,16

0,18

0,22

11

300

0,16

0,18

0,23

1) Zwischenwerte können geradlinig interpoliert werden 2) Die Tabellenwerte gellen fürLuftschichten (d :S 300 mm) miteiner Dicke (in Wärmestromrichlung) von weniger als dem 0,l-lachen einer der beiden anderen Ausdehnungen

3) Gilt für Richtungen des Wärmeslroms ± 30~ zur horizontalen Ebene

Als Bemessungswert für den Wärmedurchlasswider stan d einer schwach belüfte ten Lu ftschicht ist die Hälfte des entsprechende n Wer tes ge mä ß Tabelle 2.1.11-2 anzusetzen . Fü r den Wärm edurchlasswider stand der Schicht [bzw. der 'Icilkon struktion] zwischen der schwach belüftet en Luftschicht und der Auß enumgehung darf maximal R = 0, 15 m!·KjW angese tzt werde n. In der Neufassung de r DI N EN ISO 6946 vom April 200,g wird ein de ta illiertes Verfahre n vorgestellt. Als Näherungswert kann der Wärm edurchgangswider stand eines Ba uteils mit schwach bel üftet er Luftschicht demnach wie folgt be rechnet werden: a) Berechnung des Wä rmedurchgangswider stan des des Bauteils unter Ann ahm e ein er ruhenden Luftschich t. b) Berechnun g des Wärm edurchgangswider stan des des Baut eils unter Annahm e ein er stark belüfte ten Luftschicht. c) Inte rpolatio n der aus a] und b) e rha lte nen Werte a nhand des tatsächlichen Öffnungsquerschnin es. Bei Vorhandensein e ine r stark belüft eten Luftschicht ist de r Wärmedurchlasswiderstand aller Schichten zwische n Luftschicht und Auß e numgehung zu vernachlässigen . Als äußerer Wärm eüb er gangswider stand ist in diesem Fall de rselb e Wert anzusetzen wie de r inne re Wärm eüb ergangswide rstand desselbe n Baut e ils ( R .~e = R .~ i) '

43

2.1 w ärmeschu tztechnische Begriffe

Für L uftschichten mit Oberflächen mit l: < 0.8 und/oder nichtparallele n Oberflächen gibt Dl N EN ISO 6946 [151 in Anhang B.2 ein Verfahre n zur Ermittlung des Wärm edur chlasswide rstandes der Luftschichi vor. Der w ärmedu rchlasswiderstand und der Stra hlungsante il ergebe n sich wie folgt:

(2 .1.11-2)

(2.1.11 -3)

Da rin sind: R g = w ärm e übe rgangswide rsta nd de r Luftschicht in (m 2-K)/W h a = w är mc übc rgangskoc ffizicnt infolge Leitung u. Konvektion in W/(m 2-K) h [ = Wärme übe rgangskoeffizient infolgc Str ahlung in W/(m 2'K) l: 1 = Emissionsgrad Schichtgrenze 1 gemäß Tah. 2.1.9· ) 1:2 :; Emissionsgrad Schichtgre nze 2 gemäß Tah. 2.1.9-1 h ro = Wärm e ühe rgangskoeffizient dur ch Stra hlung ein es schwarzen Körpers in W/(m 2'K ) gemäß Tab . 2.1.9-2 Tabelle 2.1.11-3 Werte des Wärmeübergangskoeffizienten h a zur Berechnung von R g in Abhängigkeit von der Dicke d der Luftschicht

2 Richtung desWärmestromes

Wärmeübergangskoeffizient h a in W/(m2'K)

1.25

2

horizontal

1

ha = max 0, ~25

(2.1.11·4)

1.95 3

aufwärts

1

ha = max 0, ~25

(2.1.11 ·5)

0 12 .d -().44

4

abwärts

ha = max 0', ~25

{

(2.1.11·6)

Wärmedurchlasswiderstand für einen Luftraum Ein Luftraum im Sinne von DI N EN ISO 6(46115 ) wird durch Ab messungen gekennzeichnet. bei denen entweder Breite oder Länge mit der Dicke vergleic hbar sind (siehe Bild 2.1.11-3). Seine Oberflächen müssen nicht pa rallel zuei nande r stehe n, ggf. ist die mittl ere D icke anzuse tzen.

44

2 Wä rmeschutz

(2 .1.11 -7)

Da rin sind :

Rg ha el

= Wärmedurchlasswide rstand für e ine n Luftra um in (m1'K)/W = , &2 =

h ro

=

d b

=

Wärmcübc rgan gskocffizicnt in W/(m 1'K) gemäß Tab. 2.1.11-3 Em issionsg rad Schichtgren ze 1 bzw. 2 wärmcübc rgangskocffizicm du rch Strah lung e ines schwarzen Kö rpers in W/(m 2'K) gemäß Tabelle 2.1. 10-2 Di cke des Luft raums in m Bre ite de s Luftraums in m

=

Wärmedurchlasswiderstand unbeheizter Räume Ist die äußere Umfassungsfläche ei nes unb ch cizt cn Raumes nicht gedämmt, kann d ie wärmeschutztec hnische Wir ksamkeit dieses Raumes durch einen zusätzliche n Wä rmcdurchlas swidc rstand e rfass t we rden. Al s äußere r wä rme übergan gswide rstand ist R se = 0,04 (m 1'K)/W anzusehe n. Werden im Rahmen des wärmeschutzt echnischen Nachweise s jedoch pauschale Temperaturkorrekturfaktoren Fx verwendet , so darf Ru nicht zusätzlich be rück sichti gt werden . Fü r die sen Fall ist auf de r Außenseit e mit de mselb en Wärmeübergan gswiders tand zu rechnen , wie auf d er Innense ite ( R se = R s j ) ' Tab elle 2.1.11-4 Wä rmedurchlasswiderstand von Dachräumen mit natürlicher Belüftung (15]

2 Wämledurchlasswidersland Beschreibung des Dachaufbaus

R,

in ml·KNJ

2 Ziegeldach ohne Pappe, Schalung oder ähnlichem

0,06

3 Plattendach oder Ziegeldach mit Pappe oder Schalung oder ähnlichem unterden Ziegeln

0.2

4 WieZeile 2, jedoch mitAluminiumverkleidung oder einer anderen Oberfläche mitgeringem Emissionsgrad an der Dachunterseite

0.3

5 Dach mitSchalung und Pappe

0,3

Für ande re klein e , unbch ciztc Rä ume im Sinn e von Dl N E N ISO 6946 [151 gilt : Ru =

A; _ _-'2 _ (.Aek ·Uek)+ O,33·n ·V

~.-

~ L.Jk

'

,

(2. 1.11-8)

2.1 w ärmeschu tztech nische Be griffe

45

Dar in sind: R u = Wärm edurchlasswider stand eines unbchciz tcn Raumes in (mz'K) fW A i = G esamtfl äche a ller Ba uteile zwischen Inne nraum und unb c hcizte m Raum in m! A c,k = Fläche des Bauteils k zwischen unbe hciz tcm Raum und Auß enumgehun g in m! U e,k Wä rmedurchgangskoeffi zie nt de s Bauteils k zwischen unb chciztc m Ra um und Außenumgeb ung in W/(mz'K) ; wenn nicht bekann t --} U c,k = 2 W/(m ZoK) n Luftwechselrate im unbch ciztcn Raum in h-I; wen n nicht beka nnt A, --} n = 3 h-\ V = Volume n des unbchcizt en Raumes in m'

= =

2.1.12 Wärm edurchgangswiderstand Für einschich tige hom ogene BauteiJe gilt:

(2.1.1 2-1)

R T = Rs;+ R+ Rse Darin RT = R si = R = R se =

sind: wärmedurchgangswide rstand des Bauteils in (mz'K)/W Wärm eübe rgangswide rstand inne n in (mZoK)fW Wärmedu rchlasswider stand des Baut eils in (mlo K)/W w ärmeübergangswide rstand auße n in (mZo K)/W

Nach DI N 4 108-2 [ 1]we rde n bei der Berechnung von R nur die Schichte n bis zur Bauwe rksahdichtung bzw. Da chahdi chtun g berücksich tigt. Ausgeno mme n sind zugelassene Däm msysteme als Umkehrda ch und als Pe rimeterdämmung.

Für mehrschichtige hom ogene Bauteile gilt:

"

RT = Rs; + I , R; + Rse = Rsj + j;/

L" ~io i-t

+ Rse

I

Dar in sind: R T = wärmedurchgangswide rstand des Bauteils in (mz'K)/W R si = w ärme übe rgangswide rstand innen in (mz'K)/W R j = Wärmedu rchla sswiderstand der i-tcn Schicht in (ml'K)/W R se = w ärmeübergangswide rstand auße n in (mZo K) /W d i = Dicke der i-tcn Schicht in m Ai = Wärmel eitfähig kei t der i-tcn Schich t in W/(m-K)

(2.1.12-2)

2 Wärm eschutz

46

Für mehrschichtige inhom ogene Bauteile gilt: ,

"

- RT+RT RT-

(2.1.12-3)

2

D arin sind: R T = Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m 2'K)/W R~ = der obere Gr enzwert des Wärm edurchgangswiderstandes in (m 2'K) /W = der untere Grenzwert de s Wärmedurchgangswider standes in (m 2'K)/W

R;

Dieses Verfahren stellt nach [15] ein Näherungsverfahren dar. Es darf nicht angewendet werden , wenn wärmed ämmende Schichten von met allischen Schichten durchdrungen werde n. Darüber hinaus gilt es mit ausreichender Genauigkeit (Fehl er < 20 %) nu r für Fälle, be i denen de r obere Gr enzwert de s Wärmedurchgangswiderstand es und der untere Grenzwert de s Wärmedurchgangswide rstandes nicht zu sehr voneinander abweichen. Bei einem Verhältn is R';R"T > 1,5 sollte der Wärmedurchgangswiderstand de s Bauteils dahe r numerisch ermittelt werden. , 1 RT = - - - - - - - - - : : - fa + fb +...+ f q RTa

RTb

(2.1.12-4)

RTq

Darin sind :

R~

=

f a, f b, ... f q

=

R Ta, R Tb , ..· R Tq

oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m 2'K) /W die Teilflächen de r Ab schnitt e abis q in rn? die Wärm edurchgangswiderständ e der jeweiligen Ab schnitte in (m 2'K)/W (siehe auch Bild 2.1.12-1) (berechnet nach GI. 2.1.12-2)

f I~--=------c

a)

m

b)

Bild 2.1.12-1 Erläutery,ng der Berechnung tür a) den oberen Grenzwert unteren Grenzwert RT

m

,

RT und b) den

47

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe n

R; =Rsi+ L/j+Rse j=l

(2.1.12-5)

(2.1 .12-6)

Darin sind:

R;

=

j R si R se fa' f b, ... f q R aj , R bj ... R qj

= =

unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m2'K)/W die Schichten des Bauteils U = 1 bis n) Wärmeübergangswiderstand innen in (m 2'K)/W Wärmeübergangswiderstand außen in (m2'K)/W die Teilflächen der Abschnitte abis q die Wärmedurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte (siehe auch Bild 2.1.12-1) in (m 2'K)/W Wärmedurchlasswiderstand der Schichtj in (m2'K)/W

2.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) für opake Bauteile (2.1.13-1 )

Darin sind: U = Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m 2'K) R T = Wärmedurchgangswiderstand in (m2'K)/W In verschiedenen Fällen ist gemäß DIN EN ISO 6946 [15] der U-Wert eines Bauteils durch Addition eines Korrekturterms .1 U zu modifizieren. (2.1.13-2)

Darin sind: .1 U .1 U g .1 U[ .1 Ur

=

Korrekturterm in W/(m 2'K) Korrektur bei Luftspalten im Bauteil in W/(m 2'K) Korrektur bei Befestigungsteil en, die Dämmschicht en durchdringen in W/(m 2'K) Korrektur durch Niederschlag auf Umkehrdächern in W/(m 2'K)

Rechnerisch zu berücksichtigen ist eine solche Korrektur jedoch nur, wenn die Gesamtkorrektur größer als 3 % des U-Wertes des Bauteils ist.

2 Wä rmeschutz

Korrektur des U-Wertes bei luttspalten im Bauteil

(-.!!L)'

sug '" liU ".

(2. 1.13-3)

RT ,h

Da rin sind: '" Korrektur bei Luftspalten im Bauteil in Wf(m2-K) = Ko rrek turbeiwe rt in Wf(m2'K ) gemäß Tab. 2.1.13·1 R1 = Wärmedurch lasswide rstand der die Luftspa lte enthaltenden Schicht in (m 1'K)/W R T,h = Wärmedurehgangswid er.itand d es Bauteils ohne Berücksichtigun g von W ärmebrücken in (m 2' K)/W

Li U g Li U"

Tabelle 2.1.13-1 Korrektur-Beiwert für Luftspalte in Bauteilen nach DIN EN ISO 6946 115]

2 Korrekturstufe

L1 U" in

3 Beschreibung der Luftspalte

Wllm'·Kj Keine Luftspalte in derDämmschicht oder essind nur kleine Luftspalle vorhanden, die keine wesentliche Wirkung auf den Wännedurchgangskoeffizienlen haben.

2

o

0,00

0,01

3

BejsPiele: mehrlagige Dämmung; einlagige Dämmung mit Nut-Federoder Stufenfalz-Verbindung; Dämmung mitabgedichteten Fugen; zweilagige Dämmung, bei der die einedurchgehend dieandere (ggf. auch durch Sparren o.ä. unterbrochene) Schicht bedeckt; einlagige Dämmschicht aufeiner Konstruktion, deren Wärmedurchlasswiderstand mindestens 50 % des Wärmedurchgangswiderstandes beträgt; ein/agige stumpf gestoßene Dämmungmit einer Maßto/eranz unter 5 mm Luflzwischenräume, diedie wanne und katte Seite der Dämmschicht verbinden. jedoch keine Luftzirkulation zwischen derwarmen und kalten Seite derDämmschichtverursachen.

BeisPiele; einlagige Dämmungzwischen Sparren, Querbalken, Stützen; einlagige stumpf gestoßene Dämmungmiteiner Maßtoleranzüber 5 mm

4

2

0,04

Mögliche l uftzirkulalion aufderwarmen Seite derDämmung. l uflspalle können die Dämmschicht durchdringen.

Beisoiele; Konstruktionen miteiner unzureichenden Befestigungder Dämmschicht oder unzureichenderAbdichtung oben oder unten

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe

49

Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungsel emente

(2.1.13-4) Darin sind: Li Ur

a

=

Ar nr Ar da

=

R1 R T,h

Korrektur bei Durchdringungen der Dämmschicht in W/(m2 'K) Koeffizient a = 0,8 wenn das Befestigungselement die Dämmschicht vollständig durchdringt d a = 0,8·--.L bei einem in eine Aussparung eingebauten Befesti-

da gungselement (siehe Bild 2.1.13-1) Wärmeleitfähigkeit der Befestigungselemente in W/(m 'K) Anzahl der Befestigungselemente je rrr' = Querschnittsfläche eines Befestigungselementes in m 2 = Dicke der Dä mmschicht, die das Befestigungselement enth ält in m Wärmedurchlasswiderstand der die Befestigungselemente enthaltenden Schicht in (m2'K)/W = Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils ohne Berücksichtigung von Wärmebrücken in (m2'K)/W

Auf eine Korrektur kann gemäß DIN EN ISO 6946 [15] in den folgenden Fällen verzichtet werden: Mauerwerksanker über einer Luftschicht (z.B. zweischaliges Mauerwerk ohne Dämmschicht in der Luftschicht) Mauerwerksanker zwischen einer Mauerwerksschale und Holz (Verankerung erfolgt in einem schlecht wärmeleit enden Material) Verwendung eines Befestigers , bei dem zumindest einem Teil eine Wärmeleitfähigkeit A < 1,0 W/(mK) zugeordnet ist (thermisch getrennte Befestiger).

CD Dachabdichtung @ Kunststoffeinsatz @ Verbindungselement, die das

Befestigungsel ement enthält @ Dämmschicht

® Dampfsperre ® Betondecke

Bild 2.1.13-1 In eine Aussparung eingebaute Dachbefestigung

so

2 Wä rme schut z

Korrektur des U-Wertes durch Niederschlag auf Umk ehrdächern Zu r Berücksichtigung der Tatsache , dass zwischen de r Wärmed ämmung und de r Dach abdichtung Regenwasse r abfl ießt, muss für Umke hr dächer ebenfalls e ine Korrek tu r des U-Wertes vorge nomme n we rden . Ein allge mein gültiger Zuschlag wird in D IN 4 1m~-2 ang egeben (siehe Tabe lle 2.1.13-2). Ein detaillierte res Verfahre n für Dämm schicht en aus e xtrud ierte m Polystyrol (XPS) wird in DIN EN ISO 6946 aufgeführt (siehe G leichung 2.1. 13-5). Tab elle 2.1.13-2 Zusch!agswerte für Umkeh rdächer (nach OIN 4 108 -2 [1])

1

2

(R r - R i )/ R r in %

Zuschlagswert .6U( in W/(mz'K)

10

0,05

2

<

3

10 bis 50

0,03

4

, 50

o

r

dlJ, =P !x(:;

(2,1.13-5)

Darin sind: .6 U r = Korre kturwert bei Nied erschlag a uf Umkehrdächern in W /( mz'K) p = Durchschnittl iche Niederschlagsme nge währen d de r He izpe riode in rnm/Iag = En twässerungsfaktor. der den Ante il an p, de r die Duchabdichtunge n f e rre icht, angibt. Bei cinlagigc n, stumpf gcstosscn c n Dämmschichten und offen en Abdcckungen , wie z.B. Kiesschüttungen ist (f ·x) = 0,114. Be i Duchko nstruktioncn, d ie als Folge ihre r Bauart geringe re Wasserdu rcht ritt e d urch die Dämm ung e rwa rte n lassen {z.B. be i Übe rlappungsstö ßc n od er Nut-Feder-Ver bind ungen ), könn en - wenn d ie Wirkung de r jeweilige n M aßnahme in unabh än gigen Bericht en dokumen tiert ist - niedrigere We rte für f ·x angesetzt we rden. x = Fakt or für den gestiegene n Wä rmeve rlust infolge vo n Regenwasse r, das auf d ie Duchabdichtung gelangt in (W 'Tag)/(m"K'mm) R1 = Wärmed urchgangswide rstand de r Dänun schich t, d ie auf de r Dachabd icht ung liegt in ( mz'K)/W RT = Gesam t-Wä rmcdu rehgangs\Vider stand in (m' -K)/W

'1

2.1 w ärmeschutzrechnischc Begri ffe Berechnung des U-Wertes für Bauteile mit keilförmigen Schichten

gemäß Dl N E N ISO 6946 A nhang D [151 Berechn ung de s Wärmedurchga ngswiderstandes Rodes Best-Baufells ohne keillörmigen Schicht - für homogene Bauteile -t GI. 2 .1.12-2 - für Bauteile mit lnhomooenen Schichten -t Gl. 2 .1.12-3

l Ggf. Unterteilung der keilförmigen Schicht in n Bereiche (Teilflächen)

~

11

17

11 •

•

11

11

L \

\i 11 ; ,11

i/

............

1/

•

I

mö gliche Richtung der Neigung

I

•

7t~

mögliche ergänzende Unterteilungen

~

,-

R . _ di J.i

Berechnung von R, für jeden Bereich der keill örmigen Schicht

l Berechnung des wä rmedurchqa nqskoetüzfenten U, jedes Bereiches

~L ~1 t~ ~1 , ::,""'" .... '.' ...........::::::...L........... . ......

.........

R

o

Ui

= -I

Ri

R]

In[ 1+ -L

Ra

~

.:::............ R,

Ui = :; -((1+ :~ }

,

""

ln(1+

_RO :~ )-1] u, • -'-[, Ri Ri

.....

+,!Y.]] RO

.L Berechnung des U-Wertes der Gesamtlläche:

" , A, LU U· i=1" LA, ;=1

Bild 2.1.13-2 Ablauf zur Bestimmung des V-Wertes von Bauteilen mit keilförmigen Schichten bei einem Gefälle der keilförmigen SChicht von höchstens 5 %

52

2 Wä rme schutz

Berechnung des U-Wertes für zweischalige Dach- und Wandaufbauten im Stahlleichtbau Die rechn erische Bestimmu ng eines mittleren V-Wer tes für Dach- und w andkonstruktionen im Stahlleichtbau gestaltet sich a ls Folge der konstruktionsbedingt vorhanden en Wärmebrücken in a ller Regel recht aufwändig. Im Rahmen von (32) wurden an der TB Karlsruhc Be messungsnomo gram me zur Besti mmung mitt lerer Ll-Wcrtc e ntwickelt. Die No mogramme kö nne n (321und [401 entnomme n werden. Berechnung de s U-Wertes tür Sandwichelemente gemäß DIN EN 14509 Ein Ve rfahren zur Berechnung de s V-Wertes für Sandwichelem ente, anwendba r für Sandwich elemente mit metallische n Deckschichten. die im Ke rn aus Mine ralfase rn. EPS, XPS, PUR . Phen olharzscha um ode r Schau mglas best e he n, wird mit D1N EN 1450911 41e inge füh rt. Eine Beschreib ung ist in [40 1enthalten.

2.1.14 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung In der Regel dien t de r Wert Ug als Besta ndt eil zur Ber echn ung de s Wärmedu rchgan gskocffizicntcn des Fe nsters. Ist ausschließli ch das Glas festzulegen, wie z.B. bei Ersatz bzw. Erne uerung, so ist au s dem Nennwert de r Bem essungswe rt Ug,Bwabzulcite n.

(2. 1.14- 1) Darin sind: Ug ,BW = Bemessungswert des wärmcdu rcbga ngskocffiz ic ntcn in W/(m1' K) Ug = Wärmed urchgangskoeffizient de r Verglasun g in W/(m1' K) Li U g = Ko rrektur für Sprossenve rglasung in W/(rnl' K) gern. Tab. 2.1.14-3 Tab elle 2.1.14 -1 Wä rmedurchgangskoeffizienten Ug für verschiedene Fenst eraufbauten (Anhaltswerte nach DIN EN ISO 10077-1 [16))

1

2

üblicher Aufbau der Verglasung (innen _ SZR _ außen)1) Emissionsgrad

3

U9 inW/(m1' K) Artdes Gases im Scheibenzwischenraum Xenon 2,6

1.6 1.2 1,2

0.8 0.5

53

2.1 w ärmeschutztechnische Beg riffe

Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens Tabelle 2.1.14-2 Erzielbare Wärmedurchgangskoeffizienten U, für verschiedene Rahmenmaterialien (Anhaltswerte bzw. Werte nach DIN EN ISO 10077-1 (16))

2 Rahmenmaterial

Wärmedurchgangskoeffizient U, in W/(m"K)

2 Nadelholz bei 60 mm Rahmendicke

1,9

3 Nadelholzbei 120 mm Rahmendicke

1,3

4 Laubholz bei 60 mm Rahmendicke

2,2

5 Laubholz bei 120 mm Rahmendicke

1,6

6 PVC mit Metallaussteifung und 2 Hohlkammern

2,2

7 PVC mit Metaltaussteifung und 3 Hohlkammem

2,0

8 PVC 4-Kammer

1,4 bis 1,6

9 PVC 5-Kammer

1,2 bis 1,3

10 Aluminium, merrnlsch getrennt

2,8bis 3,5

11 Aluminium, merrnsch optimierte Profile

1,4bis 1,5

12 .Passivhaus-Rahmensysteme"

0,7bis 0,8

Wärmedurchgangs koeff izient des Fensters (2. 1.14-2) Darin sind: U W BW= Bemessungswert des Wiirmedurehgangskocffizie nten in W/(m1' K ) Wärmedurchgangskoeffi zie nt de r Fe nste rs in W/(m1'K ) U w' Li U w = Korrek tur für eine Sprossen vergl asung oder einen wärmetechnisch verbesse rte n Randve rbund in W/(m "K) ge mä ß Tab . 2. 1.14-3

=

Tabelle 2.1.14-3 Korrekturwerte Ll Uwzur Berechnung der Bemessungswerte U w•BW [4j

2 Bezeichnung des Korrekturwertes

LiUwin W/(m"K)

2 Korrektur für Sprossen1) 3

aufgesetzte Sprossen

4

Sprossen imScheibenzwischenraum (einfaches Sprossenkreuz)

+0 ,1

5

Sprossen imScheibenzwischenraum (mehrfache Sprossenkreuze)

+ 0,2

1) wenn nicht bereits bei Berechnung oder Messung berücksichtigt

0,0

54

2 Wärmesch utz

In DI N EN ISO 10077-1 [161 ist d ie Mö glichke it gege ben , de n zusätzliche n w ärmcdurchlasswidc rstan d von geschlossenen äußeren Abschlüssen zu ber ücksichtigen. Auf diese Weise kann das v orhandensein von Rollläden , Fenste rläden o.ä . in die Berechn ung mitei nbezoge n werden. Für übl iche Rollläden ergibt sich hierna ch ein zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand von etwa 0,2 his 0,3 (m 2' K)!W, für d ichte Abschlüsse e rgehe n sich Werte bis zu 0,45 (m 2' K)/W Bei Be rec hnungen nach E nEV d arf die ser zusätzliche A nte il infolgc äußerer Absc hlüsse nicht ber ücksicht igt we rden. Ge mäß 1161ist be i de r Ber ech nung des V-Wertes in ein scheibenve rglaste Fe nste r, Kastcnfcnstc r und Ycrbundfcns tc r zu un te rschei de n: Rahmen (leststehend)

1

~

"

Verglasung

~J::' h L----.!!r----=J

)

~

R,

1

·; 3 nwn.

außenseitig

I / U...,

[f·1

Rahmen (beweg lich)

• 11

I

> 3 nwn

,Ln c== · == !

R •.

U ' d : -S3 rr.-n

a) bl c) Bild 2.1.14-1 a) Einschei benvergtaste Fenster, b) Kasl enfenster und c) Verbundfenster nach DIN EN ISO 10077-1 (16]

Fenster mit EinscheibenvergJasung (2.1.14-3) Dar in sind: Uw = Bemessungswert des Wärmed urehgangskocffizie nten in W/(mZoK) Ag = Fläche der Ve rglasun g in mZ Ug = Wärmed urchgangsko effizien t de r Verglasun g in W/(mZoK) Af = Fläche des Rahmens in mU, = Würmed urchgangsk ocffizie nt des Rahmens in W/(m z' K) fg = Länge des Ra ndve rb undes in m ljIg = lä nge nbezoge ne r Wä rmed urchgan gskoe ffizient de s Ran dve rb und es in W/(m ' K) ge mä ß Tab. 2. 1.14-5 Eine Auswertung vo n G I. 2.1.14-3 für einen Rahmen anteil A f /(A g+A f )=O,3 un d einer Standa rdfe nstergr öße von 1,23 m x 1,48 m (= Prüffenste rgrö ßc bei experimenteller Bestimmu ng vo n U w gemäß 1191) ergibt die für d ie Bere chnun g zu verwendenen Nen nwerte in Dl N V 4 108-4 [4) (sie he Tabelle 2.1.14-4). Alte rnativ d ürfen be i de r Be rec hnung auch d ie tat sächlich vorhande ne n Abmessung en ang ese tzt we rd en. Weite re tabellierte Werte finden sich in (41und für einen Rahme nanteil von 20 % in [16J.

2.1 w ärmeschu tztechnische Begriffe

55

Tabelle 2.1 .14-4 Warmedurchgangskoeffizient U w in W/(ml'K) für vertikale Fenster mit einen Flächenanteil des Rahmens von 30 % an der Gesamtfläche und mit typischen Arten von Abstandshallem nach DIN EN ISO 10077-1 [16]

2

3

V,

Art der 2

inW/(ml'Kj

Verglasung

0,8 1,0 1,2 1,4

3 Einfachglas

5,7

4.2

4

3,0

2,5 2,5 2,6 2,7

5

2,8

2,3 2,4 2,5 2,5

6

2,6

2,2 2,3 2,3 2,4

7

2,5

8

1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 7,0

4,3 4,3 4,4 4,5 4,6

4,8

4,9 3,4

4,2

2,1

2,2 2,3 2,3 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1

3,9

2,4

2,1

2,1

2,2 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 3,0 3,8

9

2,3

2,0 2,1

2,1 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,0 3,8

10

2,2

1,9 2,0 2,0 2,1

11

2,1

1,9 1,9 2,0 2,0 2,2 2,3 2,5 2.6 2,7 2,8 3,6

12

2,0

1,8 1,9 2,0 2,0 2,1

2,3 2,5 2,6 2,7 2,8 3,6

13

1,9

1,8 1,8 1,9 1,9 2,1

2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 3,6

14

1,8

1,7 1,8 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 3,5

15 zwetschebenoder Dreischeiben16 lsolierverglasung 17

1,7

1,6 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,6 3,4

1,6

1,6 1,6 1,7 1,7

1,5

1,5 1,5 1,6 1,7 1,8 2,0 2,1

18

1,4

1,4 1,5 1,6 1,7 1,7 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 3,2

19

1,3

1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 1,8 2,0 2,1

20

1,2

1,3 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 1,9 2,0 2,1

2,3 3,1

m

1,1

1,2 1,3 1,3 1,4 1,5 1,7 1,8 1,9 2,1

2,2 3,0

22

1,0

1,1

1,2 1,3 1,3 1,4 1,6 1,8 1,9 2,0 2,1 2,9

23

0,9

1,1

1,1

1,2 1,2 1,4 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,9

24

0,8

1,0 1,1

1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,8

25

0,7

0,9

26

0,6

0,9 0,9 1,0 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 2,7

27

0,5

0,8 0,8 0,9 1,0 1,1

1,0 1,0 1,1

3,1 3,2

2,2 2,3 2,5 2,6 2,8 2,9 3,7

1,9 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 3,3 2,2 2,3 2,5 3,3

2,2 2,3 3,1

1,2 1,4 1,5 1,7 1,8 1,9 2,7

1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,6

56

2 Wä rmeschutz

Tabelle 2.1. 14-5 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten If g für pische I (wärmetechnisch verbesserte) Abslandhalter aus Aluminium und Stahl (115]

2

1 Rahmenwerkstoff

ty-

3

Zweiscneiben-oder Zweischeiben-Isolierglas mit Dreischeibeneiner beschichteten Scheibe, lsolierverglasung, örescneteo-rsosecas mit zwei unbeschichleles Glas, Luft- Beschichtungen mitniedrigem oder Gaszwschenracm Emissionsgrad lJ'gin W/(m"K) ljI gin W/(m"K)

2 Holz- und Kunslstoffrahmen

0,06 1(0,051

0,08 1(0,06)

3

Metallrahmen mit wärmetechnischer Trennung

0,08 1(0,061

0,111(0,081

4

Melallrahmen ohne wärmetechnische Trennung

0,021(0,011

0,051(0,04)

"Teilbereiche mit opaken Füllungen

(2. 1.14-4) Da rin sind:

Uw

Ag

Ug

Ap Up Ar

U[ tg 'Pg

tp 'Pp

~

~

= ~

~

= ~

~

= ~

=

'l'p = O. wenn

Bemessungswert des Wärmed urchgangskoeffizient en in W/(m Z-K) Fläche der Ve rglasun g in m l Wärmed urchgangskocffizie nt de r Vergl asun g in WJ(mZ-K ) Fläche de r opaken Füllun g in rn' Wärmedurchgangskoeffizien t de r op aken Füllun g in W/(ml-K) Fläche des Rahm ens in rnWärmedurchgangskoeffizie nt des Rah mens in W/(mZ-K) Länge des G las-Randverbundes in m länge nbezoge ner w ärmcdurcbgangskoc ffizicnr des G las-Randver bu ndes in W/(m-K) ge mäß Tab. 2_ 1.14-5 Länge des Ra ndve rbundes der opaken Füllun g in m lä nge nbezoge ner Wärm edurchgangskoeffizient des Randve rbun des der opaken Füllung in W/(m-K ) die ra umscitig cn und außenseiti ge rt Beläge der Füllun g aus e ine m Mate rial mit einer Wä rmeleitfäh igkeit < 0,5 W/(m -K) sind und die Wärmeleit fähigkeit vo n Füllm at eri al an den Kant en der Füllun g wenige r als 0,5 W/(m -K) bet r ägt .

Typische Werte für l/Ip sind in Tab. 2.1.14-6 aufgeführt. In a llen and eren Fällen ist l/Ip nach ISO 10077-2 [171 zu be rechnen .

'7

2.1 w ärmeschu tztech nische Be griffe Tabelle 2.1.14-6 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ifp für Füllungsabstandshalter nach OIN EN 13947 (13)

2 FOliungslyp

"

in Wf(m'Kj

2 Typ'

~

3 4

5 6

Typ 2

7

lfIpl J

in Wf(m'Kj

0,13 Aluminium! Aluminium

0,2

0,20

0,4

0,29

Aluminium! Glas

0,2

0,18

0,4

0,20

0,2

0,14

0,4

0,18

Stahl/Glas

8 1)

3

Wärmeleitfähigkeit der l ängenbezogener Füllungsabstandshalter Wärmedurchgangskoeffizient

Der Mittelwert dieses Bereiches kann verwendet werden, wenn keine Angaben aus einer Messung oder detaillierten Berechnung zur Verfügung stehen.

Kastenfenster

Uw '"

-U

J wl

1

J - Rsl · +s R -se R +-U -

(2, 1.14-5)

w2

Da rin sind: Vw = Bemessun gswer t des Wärmedurchgan gskoeffi zient en des Kastenfen ster s in W/(m!'K) = wärmcdu rchgan gskocffl zicru des äußeren Fen ste rs in W/(ml'K) = Wärmed urch gan gsko effizien t des inneren Fenste rs in W /(m l'K) = raum scitigcr Wärme über gan gswider stand des äuße ren Fen sters R si = 0.13 (ml'K )/W nach DIN EN ISO 10077- 1 [16] = au ße nse itiger Wänneüher gan gswide rstand des inn ere n Fe nste rs R se = 0.04 (m!' K)/W nach D1N EN ISO JO077·1 116j = Wärmed urchlasswide rstand des Luftr aumes zwischen den R, verglasurigen in (m- K)/W gemäß Tabelle 2. 1.14-7 Verbundfenster

Ug

'"

1

1

1

s: - Rsj+Rs-Rse+ Ug2 gl

(2,1.14-6)

2 Wä rmeschut z Darin sind: Ug = Wärmedurch gangskoeffizient der Vergla sung in W/(m 1' K) Ug J = Wärmedurchgangskoeffizient der äuß eren Verglasung in W/(m2' K) U g2 = Wärrnccurchgangskocffizicnt de r inner en Verg lasung in W/(m 1'K) R si = raurnscitiger Wärmeübergangswiderstand des äuße ren Fensters R si = 0, 13 (m 2' K)/W nach DIN EN ISO 10077-1 [l 6J R se = außenscitigcr Wärmeübergangswiderstand des innere n Fen sters R sc = 0,04 (m 2'K )/W nach DIN EN ISO 10077-1 116] Rs = Wärmed urchlasswiderstand des Luftraumes zwischen den Verglasungen in (m1' K)/W gemäß Tabelle 2. 1.14-7 Tab elle 2.1.14-7 Wärmedurchlasswiderstand R s von unbelüfl eten rnü Lutt gefüllten Zwischenräumen bei Kasten- und Verbundfenstern mit zwerscbeioen-rsouerveprasuna [16]

2 Dicke desLuttraumes 2 inmm

3

4

5

Einseitige Beschichtung mit normalem Emissionsgrad von

6

0,1

0,2

0,4

0,6

tece Seiten unbeschichtet

3

6

0,211

0,191

0,163

0,132

0,127

4

9

0,299

0,259

0,211

0,162

0,154

5

12

0,377

0,316

0,247

0,182

0,173

6

15

0,447

0,364

0,276

0,197

0,186

7

50

0,406

0,336

0,260

0,189

0,179

2.1.15 Wärmedurchgangskoeffizient von Türen Vollverglaste Türen

",-,A,,-,.U ::.,,,+"L !.LAJ.I",."u/.::.+-,L",,-,'''-'-'-!L W, UD = -
(2 ,1.15- 1)

Da rin sind: UD

Bemessungswert des W ärmedu rchgangskoeffiz ienten für Tü ren mit Vollverglasung in W/(m1'K) = Fläche der Verglasung in m2 = Wärmedu rchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m 1'K ) = R äche des Rahmens in m1 = Wärmedu rchgangskocffizient des Rahmen s in W/(m 2' K) = Linge des Glas-Randverbundes in m = längenbezogener W ärrncdurchgan gskocffiaicnt infolgc des komb inierten wärmetechnischen Einflusses von Abstandshalr er, Gla s und Rahmen in W/(m' K) =

Bei einer Einscheibenverglasung ist der letzte Ausdru ck des Zä hlers gleich Null zu setzen, weil eine Korrektur vemachlässlgbar ist (keine Wirkung des Abstandh alters).

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe

59

Türen mit Verglasung und opaken Füllungen

(2.1.15-2) Darin sind:

UD Ag Ug Ap Up A[ U[ tg lfIg

tp lfI p

= = = = = = =

Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Türen mit Verglasung und opaken Füllungen in W/(m 2'K) Fläche der Verglasung in m? Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m 2'K) Fläche der opaken Füllung in mWärmedurchgangskoeffizient der opaken Füllung in W/(m 2'K) Fläche des Rahmens in rn? Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens in W/(m 2'K) Länge des Glas-Randverbundes in m längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Glas-Randverbundes in W/(m'K) gemäß Tab. 2.1.14-5 Länge des Randverbundes der opaken Füllung in m längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Randverbundes der opaken Füllung in W/(m 'K)

lfIr " 0, wenn

die raumseitigen und außenseitigen Beläge der Füllung aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit < 0,5 W/(m-K) sind und die Wärmeleitfähigkeit von Füllmaterial an den Kanten der Füllung weniger als 0,5 W/(m ·K) beträgt.

Typische Werte für lfIp sind in Tab. 2.1.14-6 aufgeführt. In allen anderen Fällen ist lfIp numerisch nach ISO 10077-2 [171 zu berechnen. Türen ohne Verglasung

Der Wärmedurchgangskoeffizient von opaken Türb lättern ohne Rahmen und ohne inhomogene Bereiche (mit nur senkrecht zum Wärmestrom unterschiedlichen Schichten) kann messtechnisch ermittelt werden. Die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten der Tür erfolgt mit GI. 2.1.15 -2, wobei mitAg = 0 m- beträgt. Alternativ kann der Wärmedurchgangskoeffizient der Türblätter nach ISO 6946 [15] berechnet werden, vorausgesetzt, dass das Verhältnis der Wärmeleitfähigkeiten zweier unterschiedlicher Materialien innerhalb der Tür den Wert 1 : 5 nicht überschreitet (ausschließlich Schrauben, Nägel usw.); dieses Verfahren schließt die Berechnung der höchsten relativen Messabweichung ein, die kleiner als 10 % sein sollte. Wenn die höchste relative Messabweichung mehr als 10 % beträgt oder das Verhältnis der Wärmeleitfähigkeiten der unterschiedlichen Materialien größer als 1 : 5 ist, sollte eine numerische Berechnung nach ISO 10077-2 [17] durchgeführt werden.

60

2 Wä rmeschutz

2.1.16 Wärmedurchgangskoeff izient von Vorhangfassa den Einzelbeurteil ungsmethode nach DIN EN 13947 (13] Vorgehensweise mit UTJ Der Gcsamt-Wärmcdurchgangskocmzic nl de r Vorhangfassad e U CU' wird als fläch en gewichtete r Mittelwert au s allen Wä rmedurchgan gskoeffi zient en de r Fuge n, Ycrgla sungcn und Pa neele be rechn et.

Bild 2.1.16-1 Darstellung der Bereiche für die Vorgehensweise mit U TJ (Beispiel: Verglasung, Pfosten , Paneel)

(2 .1.16- 1) mit: UTJ =


(2. 1.16-2) (2. 1.16-3)

Da rin sind: Uc w = Bemessungswert des Wärmedurch gangskoeffizie nten in W f( mz· K ) = Flä che der Ve rglasung in Oll Ag Ug = Wärmcdurchga ngskocffizic nt de r Verglasun g in W/(m z'K) A p = Fläche der opaken Füllung in m l Up = Wärmedurchgangskoeffizien t der opa ken Füllung in W/(ml'K) A TJ = projizier te Räche der Fuge zwischen zwe i Füllungen in 01 2 UTJ = Wärmedurchgan gskoeffi zient der Fuge in W/(m1'K ) = Wär mestrom in W, der infolgc der Fuge zwischen zwei Füllelementen
«:

2.1 w ärmeschu tztech nische Be griffe

61

Vorgehensweise mit 'fl t J De r Ge samt -Wärmell ur chgangsko effizien t der Vorhangfassalle U CII' wird als flächen gewichteter Mittel wert aus allen Wärmcdurchgan gskoeffizient en der Fuge n. Vcrglasunge n und Pan eele bere chn et .

A'p

A"g

Bild 2.1.16-2 Darstellung der Bereiche für die Vorgehens weise mit lf'TJ (Beispiel: Verglasung, Pfosten, Paneel)

,,-A~;,-._U!Lg_+ "" I ,,-A-f;'--.U ~p"-+~I"",,-',,TJ_·'_PT,-,-' Ucw = "I Acw

( 2.1.16-4)

mit: lf'TJ =


f TJ · AT

(2.1.16-5) (2. 1.16-6)

Dari n sind:

Uc w Bemessungswert des Wärmedurchgangsko effizie nten in W/(m 2' K) = Fläche der Ve rglasung ge mäß Bild 2.1.6-2 in m2 Ag• Wärmedurchgang skoe ffizient de r Ve rglasun g in W/(m 2'K) Ug Fläche der opaken Füllung ge mäß Bild 2.1.6-2 in rn' Ap• Up = Wärm edurchgangsk oe ffizient de r opaken Füllu ng in W/(m 2' K) ~

~

~

eTJ 'PTJ

Acw
;7

«:

~

~

~

~

~

~

Länge der Fuge in m längenbezogener Wärmed urc hgan gskoe ffizient der Fuge in W/(m'K) F läche der gesamten Fassade in m2 Wä rmestrom in W. der infolgc der Fuge zwische n zwei Füllele mente n e ntsteht Temper atu rdiffer en z zwisch en Raum - und Au ßenlu ft zur Simulie rung der Wärme über tragung in K Gesamt wä rmestrom de s Anschlusses in W (berec hnet nach Dl N EN ISO 10211 (18) und DI N EN ISO 10077-2 [1 71 oder gemessen nach DlN EN ISO 12567-1 (19])

62

2 Wärm eschutz

2.2 Bestimmung von Temperaturverteilungen 2.2.1 Stationäre Randbedingungen Rechnerisches Verfahren Unter der Annahme sta tionärer Bed ingun gen (q = konst.) gelten für ein Bauteil die Beziehungen gemä ß Abschnitt 2.1.8. Fü r ein meh rschicht iges Bauteil ergeb en sich bei bekannten Inn en - und Auße nte mpe raturen sowie bekanntem V-Wert die Temperaturen an den Schichtgrenzen.

q = hi .(Bi - BSi )

q=

;'1 .(B - Bt ) Si

t

Gleichse tzen mit

q =U ·( Bi- Be )

Bild 2.2.1-1 Ermittlung des Temperalurverlaufes in einem mehrschichligen Bauleil nach dem rechnerischen Verfahren

Graphisches Verfahren Beim gra phischen Verfah ren zur Bestimmung de s Temperaturverl aufes in einem Baut eil wird ein Diagramm ers tellt, bei dem der Temperaturbereich auf der Ordin ate (y-Achse) in eine m geeig ne ten Maßst ab aufge tragen wer de n und die Wärmedurchlass- bzw. Wärm eübergan gswiderständ e auf de r Ab szisse (x-Achse) , Beid e Maß stäbe können unabh ängig voneina nder festgelegt werd en . Im Diagramm werden nun die Innentemper atur ()i bei R = 0 und die Auße nte mperatur ()e bei R = R T eingezeichne t. Aus Gleichu ng 2.1.8-2 ergibt sich:

(2.2.1-1) Darin sind : q = Wärm estromdichte in W/m 2 ()i = Inn entemperatur in K ()e = Auße ntempera tur in K R T = Wärm edurchgan gswiderstand in (m 2·K)/W U = Wärm edurchgangskoeffizient in W/(m 2 ·K)

2.2 Bestimmung von Tempe ratu rverteilungen

63

Die Temp er aturen an den Schichtgrenzen könn en jetzt an den Schnittpunkten zwischen den auf der Abszisse angetragenen Einzelwiderständen und der Geraden abgelesen werden.

20~ee,------------------------------------------e2

-

&

15

-

~ 10 c

------------- - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - -

-

....

:J

5 -

~

--------------------- --------------------- -

Q)

Cl.

E

~ 0 - ----------------------------- ------------- -5

---------------------------------------

-----

-

ee 3

se

r?=---------=---"--------------::RWf

- 1 0 - ' - - - - " = - - . L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' - - - " " l e. 4

Bild 2.2.1-2 Ermittlung des Temperaturverlaufes für das in Bild 2.2.1-1 dargestellte mehrschichtige Bauteil nach dem graphischen Verfahren

e

e

Oe

°i Oe

Oe

a)

c)

b)

e

e

°i

0,

Oe

Oe d)

e

°i

0,

e)

a) Monolithische Außenwand (hohe Wärmeleitfähigkeit) b) Monolithische Außenwand (niedrige Wärmeleitfähigkeit) c) Außenwand mit Wärmedämmv erbundsystem d) Zweischalige Außenwand mit Luftschicht e) Außenw and mit Innendämmung

Bild 2.2.1-3 Beispiele für Temperaturverläufe in verschiedenenen Außenwandkonstruktionen

2 Wärmeschut z

64

2.2.2 Instationäre Randbedingungen - BinderlSchmidt Verfahren

Zur Lösung der allgemeinen Wärm eleitungsgleichung im instationären Zu stand (a8 / at;e 0) bedient man sich bei eindimensionalem Wärmestrom (ebenes, homogenes Beuteil) nume rischer oder graphischer Näherungsverfahren, bei denen die Differe ntialgleichung in eine Differenzengleichung gemäß GI. 2.2.2-1 umgewandelt wird. Ein relativ einfaches graphisches Lösungsverfahren für dieses Problem wurde von Binder [28] und Schmidt [37] entwickelt.

./t L1 2 e L1f = c · p . (L1x )2

L18

(2.2.2-1)

Darin sind: L1 8 = Temperaturdifferenz in K L1 t = Intervallschritt in s ./t = Wärmeleitfähigkeit in W/(m'K) c spezifische Wärmekapazität in l /(kg'K) p Rohdichte in kg/m" L1x = Dicke der Teilschichten in m Zu r Berechnung wird ein Bauteil gleichmäßig in n Teilschichten unt ert eilt.

L1x=~

(2.2.2-2)

n

Darin sind: L1x = Dicke der Teilschichten in m s Gesamtdicke des Bauteils in m n Anzahl der Teilschichten Auch der stetige Ablauf der Zeit wird durch Intervallschritte L1 t ersetzt. Im Zeitpunkt t = m·L1t wird der Schicht n die Mittent emp eratur 8 n,m zugeordnet. Beim Übergan g zwischen den Zeitschritten mund m + 1 ergibt sich damit aus GI. 2.2.2-1 8n,m+I- 8n,m _ ./t 8n+1,m -2 ·8n,m +8n- 1,m L1t - c ·p . ( L1x )2

(2.2.2-3)

Auflösen von GI. 2.2.2-3 nach der Temp eratur in der Schicht n im nächstfolgend en Zeitschritt m + 1 liefert die Bestimmungsgleichung 8n,m+l =

./t·L1t 2 ' ( 8 ,m + 8 ,m ) + [ n- 1 n+1 c - p .(L1x)

j.: 2·

= p.(8n+1,m +8n- 1,m)+(1-2 . p) .8n,m

mit dem Modul

./t'L1f) 2 · 8 n,m c - p -(L1x)

(2.2.2-4)

2.2 Bestimmung von Temperaturverteilungen A,·L1t

65

(2.2.2-5)

p=-------:-

c- p'(L1x)2

Damit GI. 2.2.2-4 stabile Lösungen liefert, muss p :::; 0,5 sein. Für p = 0,5 ergibt sich die eine vereinfachte Form der GI. 2.2.2-4, bei der der letzte Term wegfällt und sich die Temperatur 0n,m+l als Mittelwert der Temperaturen 0n+l,m und 0n-l,m ergibt. = (On+l,m +On-l,m)

2

(2.2.2-6)

Diese Form der Temperaturbestimmung lässt sich nun auf einfache Weise graphisch durchführen, wobei sich die Mittentemperatur in Schicht n im nächsten Zeitschritt m + 1 durch lineares Verbinden der Mittentemperaturen der Schichten n + 1 und n-1 in Zeitschritt m ergibt (siehe Bild 2.2.2-1). Die Bedingung p = 0,5 lässt sich durch eine geeignete Wahl der Schrittweite für L1x oder L1 t erreichen. Man wird also (2.2.2-7) In den vorstehenden Gleichungen sind: Temperatur in K n = Teilschicht m Zeitschritt L1 t Intervallschritt in s A = Wärmeleitfähigkeit in W/(m'K) c spezifische Wärmekapazität in l /(kg'K) p Rohdichte in kg/m" a = Temperaturleitzahl in m2/s L1x = Dicke der Teilschichten in m

°

wählen. Damit der Einfluss des Wärmeüberganges in diesem Verfahren berücksichtigt werden kann, wird jeweils ein Richtpunkt X, bzw. Xe mit der Temperaturordinate 0i bzw. Oe im Abstand d Xi bzw. d X e vor der entsprechenden Bauteiloberfläche eingefügt. (2.2.2-8)

(2.2.2-9) Darin sind: d Xi Abstand in Richtung X, in m d Xe Abstand in Richtung Xe in m A Wärmeleitfähigkeit in W/(m'K) hj = Wärmeübergangskoeffizient innen in W/(m 2'K) he Wärmeübergangskoeffizient außen in W/(m 2'K)

66

2 Wärmeschut z

Ebenso wird auf jeder Seite des Bauteils eine Hilfsschicht der Dicke .1x mit dem zugehörigen Temperaturbezugspunkt bei .1x/2 hinzugefügt. Für die Schichtdicke .1x ist die folgende Bedingung einzuhalten:

.1x

2< d Xi bzw. d Xe

(2.2.2-10)

Darin sind: .1x = Dicke der Teilschichten in m d Xi = Abstand in Richtun g X i in m dX e Abstand in Richtung Xe in m Die grund sätzliche Vorgehen sweise wird noch einmal anhand der Darstellung in Bild 2.2.2-1 verdeutlicht. In diesem Bild ist die Bestimmung des Temp eraturverlaufes nach den ersten beiden Zeitschritt en (m + 1; m + 2) beispielhaft für eine 30 cm dicke monolithische Mauerwerkswand (A = 0,99 W/(m 'K); c = 1000 J/(kg'K); P = 500 kg/m') bei bekanntem Temp eraturverlauf im Ausgangszustand m dargestellt.

20

c .....

::J

~ Q)

0-

E

~O

-10 Bild 2.2.2-1 Schematische Darstellung des BinderlSchmidt-Verfahrens zur Ermittlung des Temperaturverlaufes in einer monolithischen Außenwand unter instationären Randbedin gungen.

2.3 Wärm eb rücke n

07

2.3 Wärmebrücken 2.3.1 Definition und Formen des Auftretens Definition nach DIN EN ISO 10211 [18] Eine Wärmeb rücke ist Teil einer Gebäudehülle . wo de r ansonste n nor mal zum Bauteil auftretende Wärmestro m de utlich ve rände rt wird durch: a) eine volle od er teilweise D urchdringung de r Ge bäudehülle d urch Baustoffe mit unte rschiedliche r Wärmeleitfähigkeit (siehe Bild 2.3. 1-1 a) b) eine n Wechsel in de r Dicke de r Bauteile (siehe Bild 2.3.1-1 b) c) eine untersc hied lich große Inne n- und Außenobe rfläche (siehe Bild 2.3.1-1 c)

.I I

;

,

a)

~

11

.I . I

,

b)

cl

Bild 2.3.1· 1 Beispiele für Baute ilbereiche mit Wärmebrücken a) Stahlbetonstütz e in einer Mauerwerl<:saußenwand b) Installationssc hachl in einer Außenwand c) Stahl betonpfeiler mit beidseitigem Fenste ranschluss

Unte r den Randbedingungen von DIN 411)8-2 muss zur Ver meidung von Schimmelpilzbildung an Wärmeb rücke n stets e ine Te mpe ratur an der Bautcüinncnobcrflächc von Os; a 12,6 "C einge halten werden.

Konstruktiv bedingte Wärmebrücken Istoff bedingte Wärmebrücken Besteht ein Baute il in nebeneinander liegen den Ber eichen aus Baustoffe n mit unte rschiedl ichen Wärrnc lcitfähigkcitcn, so trete n an den Übergängen zwischen den Bere iche n Wärmeb rücken auf. Geometrisch bedingte Wärmebrücken I formbedingte Wärmebrücken Weicht ein Bauteil von der ebenen Form [z.B. Platte, Scheibe) ab, so e ntstehen an de n geometrischen Diskontinuitäten (z.B. Ecken, Ka nten) Wärmebrücken. Der Einfluss diese r Wärmebrücken ist dabei abhängig vo n de m Verhältnis zwischen wärmczuführe nder In ne nobe rfläche und wär meabführender Außenoberfläche im Bereic h der w ärmcb r ücke. Im ungü nstigsten Fall steht einer großen Fläche auf der Bauteilaußense ite im Bereich de r W ärmebrück e eine klein e Fläche auf de r Baute ilinne nseite gegen über (Kühl rippcneffekt). Dies ist insbesonde re do rt der Fa ll, wo ein d reid imensi o nale r Bauteilanschluss vorliegt.

6"

2 Wä rmeschutz

MIschformen Hierbei tre ten die beiden o.g. Phänome ne zusamm en auf, z.B. Auße nwanddurchdringungcn bei Balkonplatten oder Dcckendur chdringungcn von Stütze n. Lüftungs- und umgebungsbedingte " Wärmebrücken" Z usät zlich zu den vorste he nd beschriebenen Wärmebrücken we rden in der Lite ratur biswe ilen auch lüftungsbedin gte Wärmebrücke n (W ärmeve rluste an U ndichtigkcitcn in der Gcb äudch ülle) und umge bun gsbedingte W ärmebr ücken (Wärmever luste an Ste llen mit e ine r erhöhten Umgcbungstcmpcratu r) genannt. Sowohl im Sinne der Definition nach DIN EN ISO 10211 [181 als auch infolgc de s Fohlen s typische r w ärmchrückcnm crkm alc (z.B . niedri ge re Inncnohcrtlächcntc mpcratur ) liegt an solchen Ste llen allerdings kein e Wärm ebrücke im eige ntlichen Sinne vo r.

2.3.2 Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient 1JI 1l Die Ber echnun g des Hingenbezogene n Wä rmedurchgangskocffi zienten IJI erfolgt allgeme in nach D1N EN ISO 10211 [I R] . Für ein Modell mit zwd Jemveraturrandbcdingungen berechnet sich de r Gesamtw ärm estrom zwischen einem beheizte n Ber eich i und ein em damit verbundene n kälteren Bere ich j demn ach: <1> = '1 , ..}..

(e- e.) I

(2.3.2- 1)

}

Dari n sind: ep = Wärm estrom in W L ',J · ·= the rmische r Gesamtl eitwert in W jK 9 ; = Tempe ratu r im beheizten Ber e ich in "C 9j = Temperatur im kälteren Bereich in "C De r the rmische Gesamtleitwert gemä ß GI. 2.3.2-2 ist nicht s and e res als de r Transmissionswärmeverlust über die Systemgre nze (von Ber eich i in Ber eich j ) inn erhalb des mode llie rten Abschnittes. L j,j =

:L X n + :L (lJIm(i ,j ) ' i m )+:L(Uk(i,j) ' Ak) "

m

•

(2 .3.2-2)

Darin sind: Lj,j = thermi sche r Gesa mtle itwe rt in W/K In = Verluste über alle n d reidimensio nalen Baut eilanschlüsse in WIK IJI m ' ( m = Ver luste über alle m zweidimens ional en Anschlüsse n in WjK Uk-A k = Verlu ste im ungestörten Bereichen k Z um gege nwärtigen Zeitpunkt wird in der Praxis weni ger der Wer t LjJ genutzt, vielme hr wird die Ausp rägung e inzel ne r Wärmebrücke n über den länge nbezogenen wärrncd urchgan gskoefflzient ljI beurteilt. Für den hier betrach teten Fall einer zweidime nsion alen Wärm ebrücke und unt er A nnahme e ine r Bezugslänge von l m = 1.0 m ergibt 1) Hinsichtlich der 8erechnung von Wärmebrücken in Wand-8odenplanen-Anschlüssen alsGrundlage für einedetaillierte Ermittlung derWärmeverluste über das Erdreich nach DIN EN ISO 13370 (20)sind die Angaben gemäß (20), Anhang A zubeachten (sieheauch Abschnitt 2.6)

69

2.3 Wärmebrücken

sich aus den vorgenannten Zusammenhängen die verein fachte Schreibweise zur BeBerechnung von 1Jf:

(2.3.2-3) Für ein Modell mit mehr als zwei Temperaturrandbedingungen berechnet sich der Gesamtwärmestrom gemäß GI. 2.3.2-4.

(2.3.2-4) Aus GI. 2.3.2-2 und GI. 2.3.2-4 leiten sich - unter der Bedingung, dass die trennende n Bautei le einen gleich bleibenden Aufbau aufweisen - für den Fall von drei Temperaturrandbedingungen (Bereiche i, nb und e: Bezugslänge f!m = 1,0 m) die Formulierungen der GI. 2.3.2-5 bis 2.3.2-6 zur Bestimmung von lJf ab.

(2.3.2-5) _ _ eP_ lJf - L18

_ Ur,

(i,e)

(i,e )

.f! .

. L18(i,e) (i,e ) L18 (i,e)

- u(i..nb) -E»,(t .nb) . L18(i,nb) L18

(2.3.2-6)

(i,e)

Führt man Temperaturkorrekturfaktoren F x an Stelle der Temperaturdifferenzenquotienten ein, ergibt sich folgende Schreibweise: 1Jf=-L18eP- (i,e)

L (Ur'i.mi'«i.m) ·F(x I,m . ) )= L2D -I,0

(2.3.2-7)

m={nb,e}

In den vorstehenden Gleichungen sind: längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m 'K) lJf eP = Gesamtwärmestrom im Wärmebrückenbereich in W eP o Gesamtwärmestrom einer gleich großen ungestörten Fläche in W = Länge der Wärmebrücke in m f!k 2'K) U k (I,}") = Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m Temperaturdifferenz zwischen innen und außen in "C L18(I ,}") L2D = Wärmeverlust im Wärmebrückenbereich in W/K LO Wärmeverlust bei einer gleich großen ungestörten Fläche in W/K L.I ,}. = thermischer Gesamtleitwert in W/K 8j = Temperatur innen in "C Temperatur außen in "C 8j Zur Berechnung von lJf ist es nun nur noch notwendig, den Gesamtwärmestrom eP im Bereich der Wärmebrücke zu berechnen. Diesen erhält man als Ergebnis einer geeigneten numerischen Berechnung unter Nutzung der Finite -Differenzen-Methode oder Finite -Elemente-Methode als der Wärmestrom, der aus dem beheizten Bereich i in andere Bereiche des Modells abfließt . Der IJf-Wert ist immer auf die Differenz zwischen den Temperaturen der Innenluft und

70

2 Wärmeschutz

der Außenluft zu beziehen. Bei Modellen, in denen ohnehin ee in mindestens einem Bereich anliegt, ist dies unproblematisch. In Anschlusssituationen wie Innenwandanschlüssen zum unbeheizten Dachgeschoss oder Keller treten als Randbedingungen lediglich eb eu und/oder enb auf. Wird in diesen Fällen IJI nicht auf fj e(i.c] sondern beispielsweise auf fj e(i,nb) bezogen, wird der zusätzliche Wärmeverlust im Bereich der Wärmebrücke überschätzt (Bei Regelbauteilen erfolgt die Abminderung über die Temperaturkorrekturfaktoren F x ' bei Wärmebrücken über den Bezug auf fj e(i,e)). Bei der Wahl der Längen f!k in GI. 2.3.2-3 bzw. f!(i,m) in GI. 2.3.2-7 ist zu beachten, dass IJI sowohl innenrnaßbezogen als auch außenmaßbezogen berechnet werden kann. Sollen die errechneten IJI-Werte im Rahmen von Berechnungen gemäß EnEV eingesetzt werden, so sind die Längen f!k bzw'€(i,m) in jedem Fall korrespondierend zu den Systemgrenzen nach EnEV einzusetzen. Erläuterungen zum Verlauf dieser Systemgrenzen sind Abschnitt 2.5.5 zu entnehmen. Der IJI-Wert beschreibt die Differenz zwischen dem Wärmeverlust L 2D im Wärmebrückenbereich und dem Wärmeverlust L 0, der bei einer gleich großen ungestörten Fläche auftreten würde. Je kleiner der IJI-Wert ist, desto geringer sind die zusätzlichen Wärmeverluste im Bereich der Wärmebrücke. Eine geringe Differenz zwischen L 2D und L 0 kann sich jedoch sowohl bei gut wie auch bei schlecht gedämmten Konstruktionen einstellen. Allein von der Größe des IJI-Wertes auf die energetische Qualität von Gebäudehülle und Detailausführung zu schließen, ist daher nicht möglich : Der IJI-Wert hängt sowohl von der wärmedämmtechnischen Ausführung der Regelbauteile als auch von der konstruktiven Gestaltung des Anschlussdetails ab. Beispiele zur Verdeutlichung der Zusammenhänge: a) Bei Konstruktionen mit sehr gut wärmegedämmten Regelquerschnitten aber "schlechter" Detailausführung ergibt sich eine große Differenz (und damit ein großer IJI-Wert) zwischen den Wärmeverlusten im Bereich der Wärmebrücke und denen im ungestörten Bauteilbereich, der Gesamt-Wärmeverlust ist aber gering. b) Bei Konstruktionen mit ohnehin "schlecht" wärmegedämmten Regelquerschnitten ergeben sich so hohe Gesamt-Wärmeverluste, dass die Qualität der Detailausführung energetisch betrachtet nur von untergeordneter Priorität ist. Demnach wird sich in der Regel ein eher kleiner IJI-Wert ergeben. c) Bei Konstruktionen mit auch im Anschlussbereich weitergeführten Dämmschichten (keine .Dämml ücke") fallen mit steigender Dicke dieser Dämmschicht sowohl die Verluste im Regelquerschnitt als auch im Anschlussbereich. Sowohl der Gesamt-Wärmeverlust als auch der IJI-Wert nehmen kleine Werte an.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die oftmals im Zusammenhang mit dem .wärmebr ückenfreien Konstruieren" angetroffene Anforderung IJI:::; 0,01 W/(m'K) zwar inhaltlich korrekt ist, aber lediglich aussagt, dass der Bereich der Wärmebrücke energetisch nicht "schlechter" ist, als die umgebenden Regelbauteile. Des weiteren ist zu beachten, dass sich durchaus auch negative Werte für IJI ergeben können, je nach dem ob innenrnaßbezogen oder außenmaßbezogen gerechnet wird. Bei außenmaßbezogener Rechnung erfolgt bei einigen Wärmebrücken eine Überschätzung des Wärmeverlustes im ungestörten Bereich. Somit ergibt sich L O> L 2D und damit ein negativer Wert für IJI. Anhand zweier Anschluss-Situationen werden die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge in Bild 2.3.2-1 erläutert.

2.3 Wärmebrücken

71 2D

L

0,4 'If in W/(mK)

in W/K

1,0

0,3

0,2

0,5

0,1

O+--+--+---"f--+--+--+---"~

10

0,4

20

30

d in cm

2D

L in W/K

'If in W/(mK)

1,0

0,3

0,2

0,5

0,1

O+--+--+---"f--+--+--+---"~

10

20

30

d in cm

Bild 2.3.2-1 Entwicklung der Größenordnung des lfI-Wertes und des thermischen Leitwertes L2D bei steigender Dämmschichtdicke. a) Streifengründung ohne umlaufende Dämmung b) Flächengründung mit umlaufender Dämmung

2.3.3 Wärmebrückenkataloge

Da sich die Berechnung von lfI-Werten relativ aufwändig gestaltet und spezielle EDVProgramme benötigt werden, sind in den letzten 15 Jahren zahlreiche Publikationen (z.B. [33] bis [35]) erstellt worden, in denen eine Vielzahl üblicher Detailausbildungen hinsichtlich ihrer Wärmebrückenwirkung untersucht wurden . Aus diesen Wärmebrückenkatalogen können in der Regel sowohl Werte für den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizient lfI als auch für die niedrigste Temperatur auf der inneren Bauteiloberfl äche entnommen werden . Problematisch bei der Nutzung solcher Kataloge ist die Tatsache, dass nahezu alle Kataloge hinsichtlich der den Berechnungen zugrunde gelegten Randbedingungen differieren, die Ergebnisse also nur bedingt vergleichbar bzw. nachvollziehbar sind. Des Weiteren werden in einigen Werken innenmaßbezogene Werte für lfI angegeben, in anderen wiederum außenmaßbezogene Werte. Liegen innenmaßbezogene Werte für lfI vor, so müssen diese - wenn sie für EnEV-Berechnungen herangezogen werden

72

2 Wärmeschutz

sollen - auf außenmaßbezogene Werte umgerechnet werden. Ein weiteres Problem in der Anwendung solcher Atlanten resultiert aus einer Forderung in [2]. Dort wird als Grundlage für den Gleichwertigkeitsnachweis folgende Anforderung gestellt: DIN 4108, Beiblatt 2, Abschnitt 3.5: "Ebenso können lfI-Werte Veroffentlichungen oder Herstellernachweisen entnommen werden, die auf den in diesem Beiblatt festgelegten Randbedingungen basieren" Eine Vielzahl der vor dem Erscheinen von [2] erarbeiteten Wärmebrückenkataloge erfüllt diese Forderung nicht. Zur Nutzung im Zusammenhang mit einem Gleichwertigkeitsnachweis gemäß [2] sind daher in der Regel nur neuere Atlanten wie [38] oder [39] anwendbar.

2.3.4 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim Nachweis nach EnEV Innerhalb des Nachweises des energiesparenden Wärmeschutzes nach EnEV ist die Wärmebrückenwirkung im Bereich von Bauteilanschlüssen bei der Berechnung des Transmissionswärmeverlustes H T zu berücksichtigen. Dies kann über drei verschiedene Varianten erfolgen: 1. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um I1UwB = 0,15 W/(m 2·K) bei Gebäuden, bei denen mehr als 50 % der Außenwand mit einer innen liegenden Dämmschicht und einbindender Massivdecke versehen sind. 2. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um I1UWB = 0,10 W/(m 2·K) bei allen Gebäuden, auf die das Kriterium aus 1 nicht zutrifft. Bei Anwendung der Varianten 1 und 2 sind aus energetischer Sicht keine weiteren Restriktionen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Bauteilanschlüsse zu beachten. Auf der anderen Seite ist eine ökonomisch sinnvolle Bauplanung auf diesem Wege sicherlich nicht möglich. Ein verantwortungsbewusster Planer wird daher diese Variante in aller Regel unbeachtet lassen. 3. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um I1U wB = 0,05 W/(m 2·K). Diese günstigere, weil geringere, pauschale Erhöhung darf nur angesetzt werden, wenn die relevanten Bauteilanschlüsse gemäß den Planungsbeispielen nach DIN 4108 Beiblatt 2 ausgeführt werden. Sobald mindestens ein Anschlussdetail nicht nach DIN 4108 Beiblatt 2 [2] geplant und / oder ausgeführt wird oder werden kann (z.B. weil ein entsprechendes Detail nicht in Beiblatt 2 aufgenommen wurde), kommt unter Berücksichtigung der zu Variante 1 getroffenen Aussage nur eine detaillierte Berechnung gemäß Variante 1 oder 2 in Frage. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Anwendung dieses Pauschalwertes unzulässig ist, sobald auch nur ein Detail von den Planungsbeispielen nach Beiblatt 2 der DIN 4108 abweicht (bzw. kein Gleichwertigkeitsnachweis erbracht worden ist).

23 W ärmebr ücken

73

4. Dergena lle rechnerische Nachweis der warmet rucken mit spezifischen lällgen bezoge· nen Wärm etlllrchgallgskoefjiziem ell 1jI. Bei sorgfältiger Planun g lässt sich auf diesem

Wege der Transmisston swärm everlust erhe blich redu ziere n, da de r w ärmeb r ücke nantcil da nn weitgeh e nd eli miniert wird. Berechn et wird de r längenb ezogene Wä rmedurchgan gskocffizi enten ljI nach D1N V 4 1OR-6151und D1N EN ISO 10211 [181 in Verbindung mit weite ren ane rkannten Regeln de r Technik. Soweit d er W ärmeb r ückenein fluss bei Außenbauteilen ber eit s bei der Bestimmung des Wärmed url:hgangskocf fizientcn U be rücksichtigt wo rde n ist, d arf die wärmeü bertragen de Umfassu ngsfläche A be i de r Berücksichtigung des w ärrn cbr ückcnci nflusscs nac h Buchstabe I bis 4 um die e ntsp rechende Bauteil fläche ve rminde rt werden . In Tabelle 2.3.4- 1 sind die zulässige n Nachweis ve rfah ren gemäß D1N V 4108-6 [51für eine Ber echnu ng des Transmissionswärmeve rlustes H T nach dem Mon atsbila nzvcrfahre n da rgestellt. Tab elle 2.3.4-1: Berechnung des Transmissionswärmeverlustes H r nach dem Monatsbilanzverfah ren gemäß DIN V 4 108·6 (5)

mit dem vereinfachten Verfahren der Temperatur-Korrekturfaktoren

mit dem detaillierten Verfahren

HT = L (A; , U; l + HlJ + Ls + Hws + öH T,FH

Hr = Lo+ Ls+ Hu+ JiHT,FH

i

m it: F.

-+ Temperatur-Korrekturfaktoren eines Bauteils i

U,

-+ W ärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils i

A,

-+ Regelßäche eines Bauteils i

H..

-e spezjfiscne W ärmeverluste an w ärmeb-ücken H

H.

-

l

!J.u• . A

.. - I (f, ·W.)

nach dem vereinfachten Ansatz nach dem detaillierten Bereclmungsverfahren

-+ Transmissionswärmeverlusle an nicht oder niedrig beheizte Räume nach dem vereinfachten Ansatz nach dem detaillierten Berechnungsverfahren

L.

-+ thermischer Leitwert zwischen behe iztem Raum und Erdreich

L"

-+ thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Außenluft

AH""

-e spez. Tran smissionswärmeverlust über Bauteile mit integrierter Flächenheizung

b

-+ Faktor gemäß [DIN EN ISO 13789]

L. =I (A,.U, .F. ) L. =I (A, .U,)+ I (f, ·w.)

74

2 Wärmeschut z

2.4 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Winter Anforderungen an opake Massivbauteile

Die gemäß DIN 4108-2 [11 an ein- und mehrschichtige opak e Massivbauteile mit einer flächenb ezogenen Masse m' ;?: 100 kg/m? gestellten Anforderungen sind in Tabelle 2.4.1-1 zusammengestellt. Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten (m' < 100 kg/m 2 )

Für leichte opake Außenbaute ile (rn' < 100 kg/m-) sowie Rahmen- und Skelettbauarten sind die gemäß [1] einzuhaltenden Grenzwerte der Tabelle 2.4.1-2 zu entnehmen. Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (12 °C s i s 19 °c)

e

Die Werte der Tabelle 2.4.2-1 sind einzuh alten . Abweichend hiervon gilt für Bauteile nach Zeile 1 der Tabelle 2.4.2-1 ein einzuhaltender Mindestwert R ;?: 0,55 (m2·W)lK. Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken

Damit Schimmelpilzbildung auf der Innenob erfläche von Bauteilen vermieden werden kann, darf gemäß DIN 4108-2 [1] der Temp eratur faktor f R si an der ungün stigsten Stelle den Wert f R si = 0,7 nicht unterschreiten. Da hierbei auch die Randbedingungen gemäß [1] anzusetzen sind, ist dies gleichbed eutend mit einer zu erzielenden Minde sttemp eratur auf der Innenob erfläche des Bauteils von esi = 12,6 "C, I: _ J Rsi -

Ssi -Se S.-S I

(2.4-1)

e

Darin sind: f R s; = Temperaturfaktor = Lufttemperatur innen in K i ee Lufttemp eratur außen in K si = Oberfl ächentemperatu r innen in K

e e

Der Nachweis f R si ;?: 0,7 kann gemäß [1] in Ecken von Außenbaut eilen mit gleichartigem Aufbau entfallen, wenn die einzelnen Bauteil e die Anforderungen der Tabelle 2.4.1-1 erfüllen. Der Nachweis fR si ;?: 0,7 kann gemäß [1] ebenfalls bei Wärmebrücken in Anschlüssen zwischen Bauteilen entfallen, deren konstruktive Ausführunggemäß DIN 4108, Bbl. 2 [2] erfolgt. Hierzu sei angemerkt, dass beide Vereinfachungen zuminde st bei dreidimen sionalen Anschlusssituationen (z.B. Raume cken) nicht immer zu konservativen Ergebnissen führen. Weitere Berechnungen zur Verm eidung von Schimmelpilzbildung können notwendig sein.

2.4 Mindestan forderu ngen an de n Wärmeschutz im Winter

75

Tabelle 2.4.1·1 Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von schweren Bauteilen (1 )

2

'"

Wärmedurchlasswiderstand

R inm2·KJW Außenwände; Wände von Aufenthal tsräumen gegen Bodenräume, Durchfahrten, offene Hausflure, Garagen, Erdreich 2 Wände zwischen fremdgenutzten Räumen; Wohnungstrennwände

3 Treppenraumwände 4

zuTreppenräumen mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen (z.B. indirekt beheizteTreppenräume); Innentemperatur Bi ::; 10°C, aber Treppenraum mindestens frostfrei

zuTreppenräumen mrt Innentemperaturen Be 10°C (z.B. Verwaltungsgebäuden, Geschäftshäusern, Unterrichtsgebäuden, Hotels, Gaststätten und Wohngebäuden)

5 Wohnungstrenndecken, Decken zwischen fremden Arbeits- allgemein räumen; Decken unter Räumen zwischen gedämmten inzentralgeheizten Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten 6 Dachräumen Bü rogebäuden unmittelbar an das Erdreich grenzend bis zu einer 7 unterer Abschluss Raumtiefe von 5 m nicht unterkellerter über einen nichtbelüfteten Hohlraum an das Erdreich 8 Aufenthaltsräume grenzend Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen; Decken unter bekriechbaren oder noch niedrigeren Räumen; Decken unter belüfteten Räumen zwischen Dach9 schrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen;wärmegedämmte Dachschrägen 10 Kellerdecken; Decken gegen abgeschlossene, unbeheizte Hausflure u.ä. nach unten, gegen Garagen (auch beheizte), 11 Decken (auch Dächer), die Durchfahrten (auch verschließbare) und belüftete Aufenthaltsräume gegen die Kriechkeller 12 Außenluft abgrenzen nach oben, z.B. massive Dächer nachDlN 18530 [91, Dächer und Decken unter Terrassen; Umkehrdächer

1,2

0,07

0,25

0,07

0,35 0,17

0,90 0,90

0,90 0,90 1,75 1,2

76

2 Wä rmeschutz

Tab elle 2.4.1-2 Einzuhaltende Mindestwerte für Wärmed urchlasswiderstände von leichten Bauteilen, Rahmen- und Skelettbauarten (nach DIN 4108-2 [1])

2 Wärmedurchlasswiderstand

1 Bauteil

R inml.K/IN

2 leichte Außenwände sowieleichte Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen und Dächernmit einer flächenbezogenen Masse m' c 100kg/m1

3 4

5 6 7

Rahmen- und Skeletttauarten

Aoll1adenkäslen

opake Ausfachungen von

1,75

imGefachbereich

1,75

als Mittelwert

1,0

als Mittelwert

1,0

für den Deckel

0,55

Anteil deropaken Fläche> 50 % der gesamten Ausfachungsfläche

1,2

8 Fensterwänden und Fenstertüren 1) Anteil deropaken Fläche c 50 % der

gesamten Austachunqsüäche

1,0

1) Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens: U, :S 2,8 Wf(ni"K)

Anford erungen an Fenst er, Fenst ertüren und Türen In 11] werd en keine Mindc stwcrt c hinsichtlich d es Wärmedurchlasswiderstandes festgelegt . Es wird lediglich vorge schr ieben , d ass Fen ste r, Fen stertüren und Türen in Au ßenbaute ilen von beh eizt en Räumen mindesten s mit lsolic r- od e r Doppelve rglasung au szuführen sind. En tsp rechend d en diesbezüglichen An gab en in Dl N V 41OR-4 14] ist also e in Wärmedu rchgangskoeffizie nt d er Ve rglas ung V g :S 3,3 W/(m "K) e inzuhalte n. Ein solcher Wer t - auch als Minde stan forderung - ist nicht meh r zeit gemäß und vor dem H inte rgrund des Standes de r Technik nicht sin nvo ll. He utige Standa rdverglasu ngc n mit wärm esehutztcch niseher Ausrichtung weisen ein en V-Wert Ug:S 1,6 W/(m 2'K) auf, in d er Rcgel werde n gege nwä rtig Fenster mit Ug-Werten d er Verglasun g zwischen 1,1 W/(ml'K) un d 1,3 W/(m 2'K ) eingebaut. Bezüglich de r Vcrmeidung von Schimmclpilzbildun g sind Fen ster von de r Bedingun g Os; ~ 12,6 "C au sgenomme n. Hier wird in DlN 41OR-2 rI] a uf Dl N EN ISO 13788 [22] verwiese n.

2.5 Energiespar ender Wärmeschutz - Energiesparverordung 2009

77

2.5 Energiesparender Wärmeschutz Energieeinsparverordung 2009 2.5.1 Anwendungsbereich der EnEV

Die EnE V [30] legt Anforderungen an die Gesamtenergieeffizienz fest für: - Geb äude, soweit sie unt er Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden - Anlagen und Einrichtungen der Heizungs-, Kühl-, Raumluft- und Beleuchtungtechnik sowie Wasserversorgung von Gebäuden nach Nummer 1. De r Energieeinsatz für Produktionsprozesse in Geb äuden ist nicht Gegen stand der EnEY. Die Anforderungen der EnE V gelten mit Ausnahme von §12 (Energetische Inspektion von Klimaanlagen) und §13 (Inb etriebnahm e von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugungssystemen) nicht für: - Bet riebsgebäude, die überwiegend zur Aufzucht oder zur Haltung von Tieren genut zt werden, - Betriebsgebäude , soweit sie nach ihrem Verwendungszweck großflächig und lang anh altend offen gehalten werden müssen, - unte rirdische Bauten, - Unterglasanlagen und Kulturräume für Aufzucht, Vermehrung und Verkauf von Pflanzen, - Traglufth allen und Zelte , - Geb äude , die dazu bestimmt sind, wiederholt aufgestellt und zerlegt zu werden, und provisorische Geb äude mit eine r geplanten Nutzungsd auer von bis zu zwei Jah ren, - Geb äude , die dem Gottesdienst oder anderen religiösen Zwecken gewidmet sind, - Wohngebäude , die für eine Nutzung sdauer von weniger als vier Monaten jährlich bestimmt sind, und - sonstige handwerkliche, landwirtschaftliche, gewerbliche und industrielle Betriebsgebäude, die nach ihrer Zweckbestimmung auf eine Inn ent emperatu r von weniger als 12 "C oder jährlich weniger als vier Monate behe izt sowie jährlich weniger als zwei Monate gekühlt werden.

7"

2 Wä rmeschutz

2.5.2 Bezugsg rößen und Anforderung en fü r Neub auten Alt e Anforderungssystema tik der EnEV 200212004 Tabelle 2.5.2-1 Einzuhaltende Grenzwerte für Gebäude mit normalen Innentemperaturen beim Nachweis nach EnEV 2004 (31]

1

2

Anforderungen an den Jahres-Pnmä renerpebedartl ' 2 Wohngebäude mit fossiler Trinkwarmwassererwärmung

A 2600 Qp " '550,94 + 75,29 · -+ ~='-,­ Ve

3 Wohngebäude mit elektrischer TrinkwarmQ" p wassererwärmung

:5

4 Nichtwohngebäude

A :599+24 , ' ] .-V

JOO + AN

72,94+75,29 .~ V,

e

5 Anforderungen an den spezifischen Transmeslonswärmevedustl ' Nichtwohngebäude miteinem 6 Fensterflächenanteil s 30 % und Wohngebäude Nichtwohngebäude miteinem

7 Fensterllächenanteil > 30 %

HT'

0,15

s O,3 +-(-) A/Ve

H ' '5 0 35 + 0,24

T

,

(AjV,)

1} Die an~egebenen Beziehungen für Op', Op" und H r ' getten für Verhältnisse 0,2 m' ::; AfVe ::; 1,05 m-l (zur Bestimmung von A und Ve siehe Abschnrt! 2.5.5). Außerhalb dieses Bereiches sind - im Sinne eines dann konstanten Anforderungsniveaus die jeweiligen Grenzwerte bei 0,2 m-l bzw. 1,05 m-l einzuhalten,

Anford erungen an Wohn gebäude gemäß EnEV 2009 Mit de r EnEV 200 l) (301 wird durchgän gig für Woh n- und für Nichtwohn gebäude da s Referenzgeb äudever fahren zur Bestimmung des zulässigen Jahrcs-Primärcncrgicbcdarfs eingef ührt. Der einzuhaltend e Höchstwe rt des J ahres-Pr imärene rgiebe darfs für ein e rrichtendes Wohn gebäudes wird demnach anband eine r Refe renzgeb äudes be stimmt, welches die gleic he Geometri e, Geb äudenutzfläche und Ausri chtu ng au fweist, wie das zu e rr ichte nde G ebä ude und welch es hinsichtlich seine r bauli che n und geb äudct cchnischcn Ausstattung den Vorgabe n der Tabelle 2.5.2-2 entspricht.

79

2.5 Ene n.!.ics parendcr Wärmeschutz - Energiesparve nlrdu llg 2(K19 Tabelle 2.5.2-2 Ausführung des Referenzgebäudes für Wohngebäude nach EnEV 2009

2 BauteilfSystem

3 Referenzausführung

Wert

Eigenschaft

Außenwand,Geschoßdecke Wärmedurchgangskoeffizient gegen Außenluft

U 0,28 W/(m'·K)

Außenwand gegen Erdreich, Bodenplane. Wände und Decken zu Wärmedurchgangskoeffizient 3 unbeheizten Räumen (außer Bauteile nach Zeile 2)

U 0,35 W/(m'·K)

Dach, 4 oberste Geschossdecke, Wände zuAbseiten

Wärmedurchgangskoeffizient

U 0,20 W/(m'·K)

Wärmedurchgangskoeffizient

U. 1,30 W/(m'·K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

9.1.=0,60

Wärmedurchgangskoeffizient

Uw = 1,40 W/(ßi!·K)

Gesamtenergiedurchlassgrad derVerglasung

9.1.=0,60

Wärmedurchgangskoeffizient

U. 2,70W/(m'·K)

Gesamtenergiedurchlassgrad derVerglasung

9.1.=0,64

Wärmedurchgangskoeffizient

U 1,80 W/(m'·K)

2

5 Fenster, Fenstertüren

6 Dachflächenfensler

= = =

=

=

7 Lichtkuppeln

8 Außenlüren 9

10

Bauteile nach den Zeilen2 bis 8

Luftdichtheil der Gebäudehülle

11 Sonnenschutzvorrichtung

(Fortsetzung nächste Seite)

Wärmebrückenzuschlag

Bemessungswert n50

keine Sonnenschutzvorrichtung

=

/',U~=

0,05 W/(m'·K)

Bei Berechnung nach • DIN V 4108·6 [5]: mit Dichtheitsprü fung • DIN V 18599·2 [2~ : nach Kategorie I

2 Wä rmeschutz

Ril

Tabelle 2.5.2-2 Ausführung des Referenzgebäudes für Wohngebäude nach EnEV 2009 (Fortsetzung)

2 BauleilJSyslem

3 Referenzausführung I Wert

12 Heizungsanlage

• Wärmeerzeugung durch Brennwertkessel (verbessert), Heizöl EL, Aufstellung: fürGebäude bis zu2 Wohneinheiten innerhalb dermerrnscnen Hülle für Gebäude mit mehr als 2 Wohneinheiten außerhalb der thermischen Hülle • Auslegungstemperalur 55/45 "C,zentrales Verteilsystem innerhalb derwärmeübertragenden umassu csuäct e, innen liegende Strange und Anbindeleitungen, Pumpe auf Bedarl ausgelegt(geregelt,M konstant), Bobmeta hydraulisch abgeglichen, WärmedämmungderRohrleitungen • Wärmeübergabe mit freien statischen Heizflächen , Anordnung an normaler Außenwand, Thermostatventile mitProportionalbereich 1 K

13 Anlage zur Warmwasserbereilung

• zentrale Warmwasserbereitung • gemeinsame Wärmebereitung mit Heizungsanlage nach Zeile 12 • Solaranlage (Kombisystem mit Flachkcäektor) entsprechend den Vorgaben nach DIN V 4701-10 [7J oder DIN V 18599·5 [27] • Speicher, indirekt beheizt (stehend), gleiche Aufstellung wie Wärmeerzeuger, Auslegung nach DIN V 4701-10[7J oder DIN V 18599·5 [271als kleine Solaranlage bei AN< 500 me (bivalenter Solarspeicher) große Solaranlage bei AN~ 500 m<' • Verteilsystem innerhalb derwärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge, gemeinsame Installatkmswand, Wärmedämmung derRohrleitungen, mit Zirkulatioo, Pumpe aufBedarl ausgelegt (geregelt, Ap konstant)

14 Kühlung

keine Kühlung

15 Lüftung

zentrale Abluftanlage, bedarfsgeführt mit geregeltem De-Ventilator

"1

2.5 Enen.!.ies par ender Wärmeschutz - Energiesparv e nlrdu ng 2(K19

Neb e n de m J ahres-Prim ären e rgiebeda rfs ist nach wie vor auch der spez ifische , auf d ie wärmeü be rtrage nde Umfassun gsfläche bezogene Transmissio nswä rmeverl ust nach obe n begrenzt. An der s als bislang wird de r Höch stwert nicht in Abhängigkeit vom NY Verhältnis be stimm t, sondern als konstant e Gr öße in Abhängigke it vom Geb äud e typ. In diesem Sinne sind die in Tabelle 2.5.2-3 gegebenen Höchstwer te einzuhalten. Tab elle 2.5.2-3 Höchstwerte des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläehe bezogenen Transmissionswärmeverlusts

2 Gebäudetyp

2

3 Höchstwertdes spezifischen Transmissionswärmeverlusts

mit A.. . :S: 350 rW

H', = 0,40 W/(m"K)

mit A.. . > 350 rW

H', = 0,50 W/(m" K)

Freistehendes Wohngebäude

3

4 Einseitigangebautes Wohngebäude

H'T= 0,45W/(ni 'K)

5 Alle anderen Wohngebäude

H', = 0,65 W/(m"K)

6 Erweiterung und Ausbauten von Wohngebäuden um mehrals 50 rW gemäß § 9 Abs. 5

H', = 0,65 W/(m"K)

Wird in Wo hngebäude die Raumluft gekühlt, sind der be rec hnet e Jahr es-Prim äreu e rgiehedarf und d ie Angahen für den End en e rgiebedarf im Energ ieausweis in Abh ängigkeit vo n der zur Kühlung e ingesetzte n Technik e ntspreche nd dem Anteil an ge kühlte r Gebäude nutzfläc he wie folgt zu e rhöhen: a] bei Einsatz von fest installier ten Raumklim ager äten (Split -. Multisprit - ode r Ko rnpakrgc rätc) der Energieeffizienzkla sse n A. ß oder C nach de r Richt linie 2002131 1 EG de r Kommissio n zur D urchführung de r Richtlinie 92n S/EWG des Rates betre ffend die Encr gicc tikct ticrung für Raumklimager äte vom 22. März 2002 (A BI. L 86 vom 3. 4. 2002, S. 26) sowie bei Kühlu ng mittel s Wo hnungslüftungsanlagen mit reve rsibler Wärmepumpe de r J ahres-Prim äre nergiebedarf um 16,2 kWh/( m~· a ) und de r En den ergiebedarf um 6 kWh/(m 2·a), b] bei Einsatz von Kühlfl ächen im Ra um in Ve rhindun g mit Kaltwasserkreisen und elektrische r Kältee rze ugung, z. B. über reve rsible Wärme pumpe , de r J ahr es-Prim äre nergiebedarf um 10,8 kWh/( m2·a) und de r Endene rgieb edarf um 4 kW h/(m 2·a),

2 Wä rmeschutz

B2

c) bei De ckung des Energiebeda rfs für Kühlung a us e rneue rba ren Wär mese nken (wie Erdsond en , Erdkollektoren , Z iste rnen) de r Jahres-Pr imären ergiebedarf um 2,7 kWh/(m 2·a) und de r Bndc ncrgicbcd arf um I kWh/(m 2·a), d] bei Einsatz von Geräte n, die nicht unt er Buchstabe a bis c aufgeführt sind. der Jahres-Prim ärener giebedarf um 18,9 kWh/(m2 ·a) und

de r End ene rgiebed arf um 7 kWh/(m 2·a). Eine Anhch ung des Höchstwe rtes für den Jah res-Primären ergiebedarfs. wie noc h in der EnE V 2007 e nthalten, findet nicht sta tt, um die Kühlun g nicht zu beloh nen . Anforderungen an Nichtwohng ebäude nach EnEV 2009 De r einzuh altende Höchstwe rt des Jahres-Primärene rgiebedarfs eines zu errichtenden Nichtwohngebä ude wird anhand eine r Referenzgeb äudes gleicher Geom etrie, Nettogrun dl1äche, Ausrichtung und Nutzung wie das zu errichtende Nichtwo hngebäude errechne t, da s hinsichtlich seine r Ausführung den Vorgaben der Tabelle 2.5.2-4 e ntspricht. Gebäudenu tzung. Rechenverfahren und Rand bedingun ge n sind bei der Berechnun g von Refere nzgeb äude und tatsächlichem Gebäud e gleich zunehme n. Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Pererenzqeb äudes für Nichtwohnqebaude nach EnEV 2009

2

3

4

Referenzauslührung I Wert Bauteil l System

Eigenschaft

Raum-Soillempe- Bacm-Soütenperaturen im Heizfall ratoren imHeizfall ~ 19oC von 12 bis e 19

-c

2

Außenwand, GeschossWärmedurchgangskoeffizient U = 0,28 W/(m<'K) U =0,35 W/(m<'K) decke gegen Außenluft Wärmedurchgangskoeffizient U = 1,40 W/(m"K ) U = 1,90 W/(m"K)

3

Vorgangfassade (siehe auch Zeile 15)

Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatle, 4 Wände und Decken zu unbeheizen Räumen

Gesamlenergiedurchlassgrad derVerglasung Lichtlransmissionsgrad der Verglasung

g."- =0,48 l D65

= 0,72

g.1- =0,60 t D65 = 0,78

Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,35 W/(m<'K) U = 0,35 W/(m<'K)

(außer Bauteile nach zeHe 5)

Dach (soweit nicht unter Zeile 6), .. .. 2 5 obersie Geschossdecke, WarmedurchgangskoefflZlent U= 0,20 W/(m 'K) U =0,35 W/(m<'K) Wände zu Abseiten (Fortselzungnächste Seile)

2.5 Enen.!.icsparendcr Wärmeschutz - Energi esparve nlrdullg 2(K19 Tabelle 2,5,2-4 AusfÜhrung des Aeferenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

2

Bauteil l System

Eigenschaft

6 Glasdächer

3 4 Referenzaus/ührung I Wert

Raum-Soillemperannen im Heiz/all ~ 19°C

Wärmedurchgangskoeffizient Uw=2,70 W/(mZ-K) Uw =2,70 W/(m 2'K) Gesamtenergiedurchlassgrad gJ. =0,63 gJ. =0 ,63 derVerglasung tchtnansmseonsqrad der "tro =0,76 "tro =0,76 Verglasung Wäl1lledurchgangskoeftizient U. ~ 2,40W/(m"K)

7 Lichtbänder

8 Lichtkuppeln

gJ. =0,55

gJ. =0 ,55

Lichltransmissionsgrad der Verglasung

"[ro = 0,48

"[ro =0,48

Wärmedurchgangskoeffizient Uw =2,70 W/(mZ'K) Gesamtenergiedurchlassgrad gJ. = 0,64 derVerglasung "tro

Wännedurchgangskoeftizient U. Fenster und

Gesamtenergiedurchlassgrad derVerglasung

(siehe auch Zeite 15) Lichltransmissionsgrad der Verglasung

~

Gesamtenergiedurchlassgrad Dach/lächen/enster derVerglasung (siehe auch Zeile 15) Lichltransmissionsgrad der Verglasung

11 Außent üren

12

Bauteile nach den Zeile 2 u.4 bis 11

13 Gebäudedichtheit

Wärmedufchgangskoeffizient

wänrebrüoenzuscnac Bemessungswert noo

Tageslichtversorgung Tageslichtversorgungsfaktor 14 bei Sonnen- und! CTLV""' s.I oder Blendschutz nach DIN V 18599-4 [27) (Fortsetzungnächste Seite)

u, =2,70 W/(m2'K) gJ. =0 ,64

= 0,59

"[ro = 0,59

1,30W/(m"K) U. 9.1. =0,60

"[055

= 0,78

Wäl1lledurchgangskoeftizient U. ~ 1,40W/(m"K)

10

ü, = 2,40 W/(m2'K)

Gesamtenergiedurchlassgrad derVerglasung

Lichltransmissionsgrad der Verglasung

9 Fenstertüren

Haurn-Soätemperaturen im Heinall von 12 bis < 19·C

~

1,90 W/(m"K) gJ. = 0,60

"[ro = 0,78

u, = 1,90 W/(m2'K)

gJ. = 0,60

gJ. =0 ,60

"[ro = 0,78

"[ro =0,78

U= 1,80 W/(m 2'K )

U= 2,90 W/(m 2'K)

I1Uwe= 0,05W/(m'·KI

I1Uwe= 0,10 W/(m 2·K)

Kategorie I KategorieI (nach Tabelle 4 der (nachTabelle 4 der DIN V 18599-2[27]) DIN V 18599-2 [27J) • kein Sonnen- oder Blendschutz vorhanden: 0,70 • Blendschutz vorhanden: 0,15

84

2 Wärmeschutz

Tabell e 2.5.2-4 Ausführung des Aeferenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

2

Bauteil t System

Eigenschaft

3 4 Referenzausführung I Wert

Baum-Soütemperaturen imHeizfall ~ 1 9°C

15

Sonnenschutzvorrichtung

Raum-Soillemperannen im Heizfall von12bis<19 °C

Für dasReferenzgebäude istdietatsächliche Sonnenschutzvorrichtung des zu errichtenden Gebäudes anzunehmen; sie ergibt sich ggf. aus den Anforderungen zum sommerlichen Wärmeschutz. Soweit hierfür Sonnenschutzverglasung zum Einsatz kommt, sind für diese Verglasung folgende Kennwerte anzusetzen:

anstelle der Werte der Zeile 3(vornanqtassaoen) - Gesamlenergiedurchlassgrad der Verglasung gJ. = 0,35 - Lichttransmissionsgrad derVerglasung = 0.58 anstelle derWerte derZeilen 9 und 10(Fenster + Dachfenster): - Gesamlenergiedurchlassgrad derVerglasung gl. ::: 0,35 - Lichttransmissionsgrad derVerglasung 0,62

' 005

'00 : :

16 Beleuchtungsart

in Zonen derNutzungen 6 und i ): wie beim ausgeführten Gebäude ansonsten: direkjindirekt jew. mit elektronischem Vorschaltgerät und stabförmiger Leuchtstofflampe

Präsenzkontrolte: - in Zonen derNutzungen 4, 15bis 19, 21 und 31 1): mitPräsenzmelder - ansonsten: manuell tageslichtabhängige Kontrolle: manuell 17 Regelung der Konstanllichtregelung (siehe Tabelle 2.5.2-5 Zeile 6) Beleuchtung - in Zonen derNutzungen 1 bis 3,8 bis 10, vorhanden 28,29 und 31 1): - ansonsten: keine Heizung (Raum- Brennwertkessel .vertesserr nach DIN V 18599-5 [27], 18 höben s 4 m) Gebläsebrenner, Heizöl EL, Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle, • Wärmeerzeuger Wasserinhalt :> 0,15 f/ kW bei statischer Heizung und Umluflheizung (dezentrale Nachheizung in ALT-Anlage): Zweirohmetz, außen liegende Verteilleitungen im uobeheizten Bereich, innen liegende Steigstränge, innen liegende Anbindeleitungen, Systemtemperatur 55/45 "C,hydraulisch abgeglichen, i1pkonstant, Pumpe aufBedarf ausgelegt, Pumpe mit intermittierendem Betrieb, Heizung (Raumkeine Überströnlvenli1e, für den Aeferenzfall sind die Aohrleitungslänge 19 höben s 4 m) mit70 % derStandardwerte und die Umgebungstemperaturen gemäß • Wärmeverteilung den Standardwerten nach DlN V 18599-5 [271zu ermitteln . bei zentralem ALT-Gerät: Zweirohrnetz, Systemtemperatur 70/55 "C,hydraulisch abgeglichen, i1p konstant, Pumpe aufBedarf ausgelegt, fürden Referenzfall sind dieRohrleirungslänge und die lage derRohrleitungen wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen. (Fortsetzung nächste Seite)

2.5 Ene n.!.ics parendcr Wärmeschutz - Energiesparve nlrdu llg 2(K19 Tabelle 2.5.2-4 Ausfüh rung des Aeferenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

2

Bauteil l System

Eigenschaft

3 4 ReferenzausführungI Wert

Baum-Soütemperaturen im Heizfall ~ 1 9°C

Raum-Solltemperannen im Heizfall von 12bis< 19°C

bei statischerHefzung: Heizung (Raumfreie Heizflächen an der Außenwand mitGlasfläche mit 20 höhen ~ 4 m) Strahlungsschutz, P-Regler (1K), keine Hilfsenergie. - Wänneübergabe • bei Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in Rl T-Anlage): Regelgröße Paumtemperafur, hohe Regelgüte. 21 Heizung (Raumhöhen > 4 m)

Wannwasser 22 - zentrales System

Wannwasser 23 - dezentrales System Raumluftlechnik 24 - Abluftanlage

Heizsystem: Warmluftheizung mitnormalem Induktionsverhältnis, Luftauslass seitlich, P-Regler (1K) (nach DIN V 18599-5 [27]) Wärmeerzeuger: Solaranlage nach DIN V 18599-8 [27], Nr. 6.4.1 , mit - Flachkollektor: Ac= 0,09 . (1,5 . A/VGF )0.8 - Volumen des (untenliegenden)Solarteils des Speichers: - V. "", =2 . (1,5 ' AIVGF)C1.9 bei AlM > 500 m2 .große Solaranlaqe" (A~ Nettogrundfläche der mit zentralem System versorgten Zonen) Restbedarf über den Wänneerzeuger der Heizung Wärmesoeicherung: indirekt beheizter Speicher(stehend), Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle Wärmeverteilung: mitZirkulation, dP konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, fürden Referenzfall sind dieRohrleitungslänge und die Lage der Rohrleitungen wie beimzuerrichtenden Gebäude anzunehmen , elektrischer Durchlauferhitzer, eine Zapfstelle und 6 m Lellungslänge pro Gerät spezifische Leistungsaufnahme Ventilator

PSFP = 1,0kW/(r'Wls)

spezifische Leistungsaufnahme - Zuluftventilator PSFP = 1,5 kW/(r'Wls) - Abluftventilator PSFP = 1,0kW/(r'Wls) Raumluftlechnik Zuschläge nach DIN EN 13n 9 [26J (Abschnitt 6.5.2) können nur für - Zu- und Abluftden Fall vonHE PA-Filtern, Gasfiltem oderWännen'ickführungsklassen H2 25 anlage ohne oder H1 angerechnet werden. Nachheiz- und WärmerOCkgewinnung über Plattenwärmeübertrager (Kreuzgegenstrom), Kühlfunktion Rückwännzahl '11 = 0,6 Druckverhältniszahl t, = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes (Fortsetzungnächste Seite)

2 Wär meschutz

R6

Tab elle 2.5.2-4 Ausfüh rung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

2

3

Bauleill System

Eigenschaft

Referenzausführung I Wert

spezifische Leistungsaufnahme - Zuluftventilator PSFfI = 1,5kW/(rrWs) - Abluftventilalor PSFP =, ,0 kW/(ffil/s) Raumlufttechnik Zuschläge nach DIN EN 13779 [26), (Abschnitt 6.5.2) können nur für • Zu- und Abluft- den Fall von HEPA·Filtem, Gas/illern oder Wännerückführungsklassen H2 26 anlage mit geoder Hl angerechnet werden. regelter LuftkOflWänneruckgewinnung Ober Plattenwärmeübertrager (Kteuzgegenstrom) , ditionierung Rückwärmzahl '1 1= 0,6, Zulufttemperalur: 18 -c Druckverhältniszahl fp = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb desGebäudes

27

Raumluftlechnik fürden Referenz/all istdie Einrichtung zurLuflbefeuchtung wie beimzu • Luftbeleuchtung errichtenden Gebäude anzunehmen

Raumluftlechnik 26 - Nur-LuftKlimaanlagen

als Variabel-Volumenstrom-System ausgeführt: Druckvertlältniszahl Luftkanalführung: innerhalb desGebäudes Kättesystem: Kaltwasser Fan-Coil, Brüstungsgerät Kattwassertemperatur 1411 8 Kaltwasserkreis Raumkühlung: Überströmung 10%; spezifische elektrische Leistung derVerteilung Pd ~~ =3OW.fkW~ hydraulisch abgeglichen, geregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch entkoppelt, saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung

'e,

29 Raumkühlung

30 Kälteerzeugung

Erzeuger: Kolben'Scroüveroictner mehrstufig schaüter, R134a, luftgekühlt Kaltwassertemperatur bei mehr als 5000 m<' mittels Raumkühlung konditionierter Netter grundfläche, für diesen Konditionierungsanteil 14116 "C ansonsten 6f12°e Kaltwasserkreis Erzeuoer inklusive RLT KÜhlung: Überströmung: 30 % spezifische elektrische Leistung der Verteilung P d $()U = 20W.fkWKaj1 e hydraulisch abgeglichen, ungeregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch enncocen, saisonale sowie Nacht und Wochenendabschaltung, Verteilung außerhalb derkonditionierten Zone. Der Primärenergiebedalf fürdas KÜhlsystem und dieKÜhlfunktion der raurmdttechntschen Anlage darf für Zonen derNutzungsarten 1 bis 3, 8, 10, 16bis 20 und 31 1) nur zu 50 % angerechnet werden.

1) Nutzungen nach DINV 18599-10 [271, siehe Tabelle 2.5.4-1

2.5 Ene rgies parender Wärmeschutz - Encr giesparve ro rdung 2tKJl)

"7

Übe r die Angabe n der Tabell e 2.5.2-4 hinaus sind bei de r Berechnung de r J uhres-Prir närcner giebedarfs des Refe ren zgeb äudes und des nachzuweisenden Nichrwohngcbäudes die Randb edingungen der Tabelle 2.5.2-5 zu verwenden. Tabelle 2.5.2·5 Randbedingungen für die Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarls des

Referenzgebäudes und des Nichlwohngebäudes

2 Kennqröße

Randbedingungen

Fs =D,9 2 Verschattungsfalctor Fs soweit diebaulichen Bedingungen nicht detailliert berücksichtiqt werden. 3 Verbauungsindex Iv

4 Heizunterbrechung

5 Solare Wännegewinne über opake Bauteile

6 Wartungsfaktor der Beleuchtung

7 Berücksichtigung von Konstantlichtregelung

Iv =0,9 Eine genaue Ennittlung nach DIN V 18599-4 (27] istzulässig. Heizsysteme in RaumhÖhen < 4 m: Absenkbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen inTabelle 4 derDIN V 18599·10 [27] Heizsysteme in Raumhöhen > 4 m: Abschallbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen inTabelle 4 derDIN V 18599-10 [27] Emissionsgrad der Außenfläche fürWänneslrahlung: &=0,8 Strahlungsabsorptionsgrad an opaken Oberflächen: a =0,5; für dunkle Dächer kann abweichend a = 0.8 angenommen werden. Der Wartungsfak:tor WF ist wie folgt anzusetzen: • inZonen derNutzungen 14,15 und 221) mit 0,6 • ansonsten mit 0,8 Dementsprechend istder Energiebedarf für einen Berechnungsbereich imTabellenverfahren nach DINV 18599-4 [271. Nr. 5.4.1 Gleichung (10) mit dem folgenden Faktor zu multiplizieren: mit 1,12 - für die Nutzungsarten 14,1 5 und 22 1) - ansonsten mit 0.84 Bei Einsatz einer Konstantlichtregelung istder Energiebedarf für einen Berechnungsbereich nach DIN V 18599-4(27], Nr. 5.1 Gleichung (2) mit demfolgen den Faktor zu multiplizieren: - für die Nutzungsarten 14,15 und 22 1) mit 0,8 - ansonsten mitü.ä.

1) Nutzungen nach DIN V 18599·10 [271. siehe Tabelle 2.5.4-1

Bei Nichtwohngebä uden wir die Mindest-Dämmqualität der Gebäude hülle in de r EnEV 2009 nicht meh r durc h de n spezifischen Transmissionswä rmeverlust besch rieben, sondern durch Höch stwerte für die Wär medurchgangskoe ffizie nten der Bauteile der wärmeübert ragenden Umfa ssu ngsfläche . Eine Übe rsicht übe r die Anforderungen gibt Tabel le 2.5.2-6. Außen tü ren sind von diesen Mindestenforderungen freigestellt.

2 Wä rmeschutz Tab elle 2.5.2-6 Höchstwerte der Wärmed urchgangskoeffizienlen der wärmeübertragenden Umfassungsfläche von Nichtwohngebäuden

2

3

Höchstwerte derWärmedurchgangskoeffizienten, bezogen aufden Mittelwert1) der jeweiligen Bauteile Bauteil

Zonen mitRacmSolltemperaturen im Heizfall > 19"C

Opake Außenbauteile, 2 soweit nicht in Bauteilen der Zeilen 4 und 5 enthalten

Zonen mitRaumSolltemperaturen im Heizfatl von 12bis c 19°C

o~ 0,50 W/(m"K)

Transparente Außenbauteile, 3 soweit nicht in Bauteilen den Zeilen 4 und 5 enthalten

o~ 1,90 W/(m'X)

o~ 2,80 W/(m'X)

4 Vor1langfassade

o~ 1,90 W/(m'X)

o~ 3,00 W/(m'X)

5 Glasdächer, Uchtbänder, Uchtkuppeln 1) Bei derBerechnung des Minelwertes des jeweiligen Bauteils sind die Bauteile nachMaßgabe ihres Flächenanteils zu berücksichtigen. Die Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen gegen uroeheine Räume oder Erdreichsind zusätzlich mit dem Faktor0.5 zu qewchten. Bei derBerechnung des Mit· telwertes deran das Erdreich angrenzendenBodenplatlen dürfen die Fläche unbenkksichtigt bleiben, die mehr als5 rnvom äußeren Rand des Gebäudes entfernt sind. Die Berechnung istfürZonenmit unterschiedlichen Raum-Solltemperaturen im Heizfall getrennt durchzuführen.

2.5.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäuden und Anlagen sowie für kleine Gebäude mit einer Nutzfläch e s 50 m" Werden an bestehenden Gebäud en bestimmt e. in der EnE V spezifizier te bauliche verändcrungc n an Bauteile n der wärm eübe rtragend en Umfassungsfl äche dur chgefüh rt (siehe Tabelle 2.5.3-1), so sind Mindestanforderungen an den Wärm edurchgangskoeffiziente n der betroffenen Bauteile gemäß Tabelle 2.5.3·2 einzuhalte n. Dieselb en Mind cstanfcrdcr ungcn gelte n auch für neu zu ers tellende kleine Gebäude mit ein e r Nutzfläche von nicht mehr als 50 m'. Die Anforderungen der EnEV gelte n bei vcrändcru ngcn a n bestehend en Gebäuden ebe nfalls als erfüllt, wenn das geän derte Gebäud e insgesamt die für einen entsp rec henden Neub au geltende n Maximalwert e (Primä rencrgic und Geb äudch ütlc) um nicht me hr als 40 % über schreit et. Ein Nachweis ist nicht e rforderlich, wenn die Fläche der geände rte n Bauteile nicht mehr als 10 % der gesamte n Ba uteilfläche des Gebäudes bet rifft.

2.5 Ene rgiesparender Wärmeschutz - Energiesparverordull g 2tK)t)

"9

Tabelle 2.5.3-1 Zusamme nstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderu ngen von Außenbauteilen

2 Bauteil

Maßnahmen

2

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Anbringen einer Bekleidung in Form von Platten oder plattenartigen Bauteilen oder Verschalungen sowie Mauerwerks-Vorsatzschalen c) Einbau von Dämmschichten (Beieiner Kemdämmung gilt derNachweis bei vollständiger Ausfüf/ungdes Hohlraumes als erfüllt. Beim Einbau von innenraumseitigen Dämmschichten gelten dieAnforderungenals erfüllt, wenn derWärmedurchgangskoeffizient des entstehenden Wandaufbaus 0,35W/(tn2'K) nicht überschreitet.) d) Erneuerung des Außenputzes bei Wänden mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten größer als0,9W/(m2'K) Anmerkung: Eine nPutzrepara tur" mit nachfolgendem Neuanstrich fällt nichtunter diese Regelung Werden bei Außenwänden in Sichtfachwerkbauweise, die derSchlagregenbeanspruchungsgruppe I nachDIN4108-3 [31zuzuordnensindund in besonders geschützten Lagen liegen, MaßnahmengemäßBuchstabe a, c oder d durchgeführt, gelten dieAnforderungen als erfullt, wenn der Wärmedurchgangskoeffizient des entstehenden Wandaufbaus0,84 W/(w'K) nicht überschreitet; imVbrigengelten bei Wänden in Sichtfachwerkbauweise dieAnforderungen nurin Fällen von Maßnahmen nachBuchstabe b. Ist dieDämmschichtdicke im Rahmen dieserMaßnahmen aus technischen Grunden begrenzt, sogelten die Anforderungen als erfuHt, wenn die nach anerkannten Regeln derTechnik höchstmogliche Dämmschichtdicke (beieinem Bemessungswert derWärmeleitfähigkeit A :;; 0,040 W/(m'K)) eingebaut wird.

3

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Einbau zusätzlicher Vor- oder Innenfenster c) Ersatz derVerglasung Schaufenster und TOranlagenausGlas sindausgenommen. Ist dieGlasdicke aus technischen Gründen begrenzt, sogelten dieAnforderungenals erfüllt, wenn eineVerglasung miteinem Wärmedurchgangskoeffizienten von höchstens 1,30 W/(m2'K) eingebaut wird, Werden SondeNerglasungen eingebautoder vorhandene Verglasungen gegen SondeNerglasungen ausgetauscht, so geltengesonderte Anforderungen hinsichtlich des V-Wertes (siehe Tabelle 2.5.3-2). Als SondeNerglasungen gelten: Schallschutzverglasungen miteinem Schal/dämmmaß derVerglasungvon Rw,n= 40dB oder vergleichbare AusfUhrung Isoliergläser mit Durchschuss-, Durchbruch- oder Sprengwirkungshemmung lsolierglaser als Brandschutzglas mit einerEinzelelementdicke von mindestens 18mm oder vergleichbare AusfUhrung

(Fortsetzungnächste Seite)

2 Wä rmeschutz

Oll

Tabelle 2.5.3-1 Zusammenstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderungen von Außenbauteilen (Fortsetzung)

2 Bauteil 4

Maßnahmen a) Erneuerung a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw, außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen cl Aufbringen oder Erneuern von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite d) Einbau von Dämmschichten e) Einbau zusätzlicher Bekleidungen oder Dämmschichten an Wänden zum unbeheizten Dachraum Ist die mögliche Einbaudicke einer DämmschichtalsZwischensparrendämmungdurch eineinnenseitige Bekleidungoder die Sparrenhöhe begrenzt. so gilt der Nachweis mit Einbringen dernachden Regeln der Technik gr6ßtm6g/ichen Dämmschichtdicke als erfüllt.

6

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw. außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen (Anmerkung: Wird dieAbdichtung vollständig emeuert, giltdie EnEV; wenn nur repariert wird, giltdieEnEV nicht) c) Aufbringen oder Emeuem von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseile d) Einbau von Dämmschichten

7

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder Emeuerung außenseiliger Bekleidungen oderVerschalungen, Feuchtigkeitssperren oder Drainagen c) Aufbau oder Emeuerung des Fußbodenaufbaus auf der beheizten Seite (der Nachweis gilt bei Ausnutzung der ohne eine Anpassung derTürhOhen gr6ßtm6glichen Dämmschichtdicke mit Ä = 0,04 Wl(mA) als erfüllt) d) Anbringen von Deckenbekleidungen auf der Kaltseite e) Einbau von Dämmschichten Ist die Dämmschichtdickeaustechnischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn die nachanerkannten Regeln der Technik hochstmögliche Dämmschichtdicke(bei einem Bemessungswen der Wärmeleitfä higkeit A= 0,040 WI(mA)) eingebaut wird,

8

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz Werden SondeNerglasungen gemäß Zeile 3 verwendet, so sinddie Anforderungen gemäß Tab. 2.5.3-2, ZI. 4beinzuhalten.

2.5 Ene rgiesparender Wärmeschutz - Energiesparverordull g 2tK)t)

91

Tabelle 2.5.3-2 Einzuhaltende Maximalwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei bau-

lichen Veränderungen an Außenbauteilen bestehender Gebäude gemäß Tabelle 2.5.3-1 und für kleine Gebäude

2

3

4

Höchstwerte der Wärmedurchrangskoeffizienten Umax 1 in W/(m 2'K)

1 Bauteil

Maßnahme nach Tabelle 2.5.3-1

Wohngebäude und Zonen von Nichtwohngebäuden mil lnnenlemperafuren z 19"C

Zonen von Nichtwohngebäuden millnnenlemperaturen von 12bis< 19"C

2 Außenwände

ZI.2, Nr. a) bis d)

0,24

0,35

1,30 2)

1,90 2)

3a

Außen liegenden Fenster ZI. 3, Nr. a) und b) und Fenstertüren

3b Dachflächenfenster

Z1. 3, Nr. a) und b)

1,40 2)

1,90 2)

3c Verglasungen

Z1. 3, Nr. c)

1,1 0 3)

keine Anforderung

3d Vorhangtassaden

Zeite 8

1,50 4)

1,90 4)

3, Glasdächer

ZI. 3, Nr. a) und c)

2,00 3)

2,70 3)

Außen liegende Fenster, Fenstertüren, 4a Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen

ZI. 3, Nr. a) und b)

2,00 2)

2,80 2)

4b Sonderverglasungen

Z1. 3, Nr. c)

1,60 3)

keine Anforderung

Zeile 8

2,30 4)

3,00 4)

Zeile 4

2,90

2,90

Zeile 5

0,24

0,35

Zeile 6

0,20

0,35

0,30

keineAnforderung

Zl. 7, Nr. c)

0,50

keine Anforderung

ZI. 7, Nr. a) bis e)

0,24

0,35

4c

Vorhangtassaden mit Sonderverglasungen

5 Außentüren

6.

Decken, Dächer und Dachschrägen

6b Flachdächer Decken und Wände

7. gegen unbehelzte Räume oder Erdreich

7b Fußbodenaufbauten 7c

Decken nach unten an Außenluft

ZI. 7, Nr. ' 1, bl, d) und e)

1) Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten; für die Berechnung opaker Bauteileist DJN EN ISO 6946 [151 zu verwenden. (Fortsetzung nächste Seite)

92

2 Wärmeschutz

2) Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters; derBemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters isttechnischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte derRegelungen nach derBauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen inallgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. 3) Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten derVerglasung; derBemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten derVerglasung isttechnischen Produkt-Spezifikationen zuentnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte derRegelungen nach derBauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen inallgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. 4) Wärmedurchgangskoeffizient derVorhangfassade; er istnach anerk. Regeln derTechnik zuermitteln.

Wird bei einem bestehenden Gebäude das beheizte Geb äudevolumen um mindestens 50 m? erweitert, so sind für den neuen Geb äud eteil die jeweiligen Vorschriften wie für zu errichtende Geb äude einzuh alten . Bei der Erweiterung und dem Ausbau eines Gebäudes um beheizte oder gekühlte R äume mit zusammenhängend mindestens 15 und höchst ens 50 m- Nutzfläche sind die betroffenen Außenbauteile so auszuführen, dass die in Tabelle 2.5.3-2 festgelegten Wärmedurchgangskoeffizienten nicht überschritten werden. 2.5.4 Nachweismethodik Nichtwohngebäude

I DIN

V 185991 -

Teil 1:

- Teil 2: -

Teil 3:

Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger Nutzungsenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen Nutzungsenergiebedarf für energetische Luflaufbereitung

- Teil 4:

Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

-l

Endenergiebedarf von Heizsystemen

- Teil 5:

-

Teil 6:

Endenergiebedarf von Wohnungslüflungsanlagen und Luflheizanlagen für den Wohnungsbau

Teil 7:

Endenergiebedarf von Raumlufltechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau

Teil 8:

Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

-l Teil 9: -l Teil 10:

End- und Primärenergiebedarf von Krafl-Wärmekopplungsanlagen Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

Bild 2.5.4-1 Überblick über die Normreihe DIN V 18599 [27]

93

2.5 Ene rgies parender Wärmeschutz - Ener giesparve rordu llg 2tK)t)

Z unäc hst einmal wird bei der Bilanzierung zwischen Nichtwohng ebäuden und Wohngebäuden unte rschiede n. Für Nichwohnge bäudc ist als Nachweisve rfahren die Nor mreih e DI N V 18599 (Stand : Februar 20(7) anzuwenden. Eine n Überblick übe r die Str uktur der Norm gibt Bild 2.5.4-1. Im Sinne de r D IN V 18599 [271 ist das nachzuweise nde Gebäude in de r Regel zun ächst in Zone n (Be reiche gleiche r Nutzung) und Versorgu ngsbe reiche ( Bereiche gleicher Gcbäudet cchn iken) aufzuteilen. Für die sich daraus e rgebene n Gebä udeteilen ist eine Encrgicbila nzicrung durchzufü hre n. Die Teilergebn isse sind dann für das gesamte Gebäudc zu einem Endergebnis zusamm e ngefasst. Näheres zum Ablauf der Bilanzie rung regelt DI N V 18599-1. Die Auftei lung des Ge bäudes in Ber eiche gleicher Nutzung erfolgt gemäß DI N V 18599-10. Dort sind zurzei t 33 Nutzungsprofile für Nichtwo hngebäud e und zwei Profile für Wohnge bäude hinterle gt (siehe Tabelle 2.5.4-1), die für den Nachweis gemäß EnEV zu verwenden sind. Für Nutzunge n, die nicht aufgefüh rt sind, Tabelle 2.5.4-1 Nutzungsprofile gemäß DIN V

z

1 8599~1 0

(27)

3

•

Nutlungsprofil

Nr.

Nutzungsprofil

Einzelbüro

18

Nebenflächen (ohne Aufenlhallsraum)

z

Gruppenbüro (2bis 6 Arbeitsplätz)

19

Verkehrsflächen

3

Großraumbüro (ab 7 Arbeitsplätze)

20

Lager, Technik, Archiv

Besprechung, Sitzung, Seminar

21

Serverraum, Rechenzentrum

5

Schaltemalle

22

Werkstatt, Montage, Fertigungen

6

EinzelhandellKaufhaus

23

Zuschauerbereich (Theater und Veranstaltungsbauten)

7

Einzelhandel / Kaufhaus (Lebensmittelabteilung mit Kühlprodukten)

8

Klassenzimmer (Schule), Gruppenraum (Kindergarten)

25

Bühne (Theater und Veranstaltungsbauten)

,.

Hörsaal, Auditorium

26

Messe I Kongress

Bettenzimmer

27

Ausstellungsräume und Museum mit konservatorischen Anforderungen

11

Hotelziemer

28

Bibliothek- Lesesaal

12

Kantine

29

Bibliothek- Freihandbereich

,.

Restaurant

30

Bibliothek-Magazin und Depot

Küche in Nichtwohngebäude

31

Turnhalle (ohne Zuschauerbereich)

15

Küche- Vorbereitung, Lager

32

Parkhäuser (Büro-und Privatnutlungj

16

WC und Sanitä rräume in Nichtwohngebäuden

33

Parkhäuser (öffentlk:he Nutzung)

17

Sonstige Aufenthaltsräurne

Nr.

•

9

13

,.

Foyer (Theater und Veranstaltungsbauten)

2 Wärmeschutz

94

kann entweder Nutzungsprofil Nr. 17 verwendet werden, oder es wird ein Nutzungsprofil auf der Grundlage von DIN V 18599-10 unter Anwendung gesicherten allgemeinen Wissensstandes individuell bestimmt. Die gewählten Randbedingungen dann sind zu begründen und im Nachweis zu dokumentieren. Ein vereinfachter Nachweis für Nichtwohngebäude anhand eines Ein-Zonen-Modells ist zulässig für: a)

Bürogebäude, ggf. mit Verkaufseinrichtung, Gewerbebetrieb oder Gaststätte,

b)

Gebäude des Groß- und Einzelhandels mit höchstens 1 000 m- Nettogrundfläche, wenn neben der Hauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind,

c)

Gewerbebetriebe mit höchstens 1 000 m-' Nettogrundfläche, wenn neben derHauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind,

d)

Schulen, Turnhallen, Kindergärten und -tagesstätten und ähnliche Einrichtungen,

e)

Beherbergungsstätten ohne Schwimmhalle, Sauna oder Wellnessbereich und

f)

Bibliotheken,

wenn 1)

die Summe der Nettogrundflächen aus der Hauptnutzung gemäß Tabelle 2.5.4-2 Spalte 3 und den Verkehrsflächen des Gebäudes mehr als zwei Drittel der gesamten Nettogrundfläche des Gebäudes beträgt,

2) in dem Gebäude die Beheizung und die Warmwasserbereitung für alle Räume auf dieselbe Art erfolgt, 3)

das Gebäude nicht gekühlt wird (Abweichend kann das vereinfachte Verfahren auch angewendet werden, wenn a) nur ein Serverraum gekühlt wird und die Nennleistung des Gerätes für den Kältebedarf 12 kW nicht übersteigt oder b) in einem Bürogebäude eine Verkaufseinrichtung, ein Gewerbebetrieb oder eine Gaststätte gekühlt wird und die Nettogrundfläche der gekühlten Räume jeweils 450 m-'nicht übersteigt.)

4)

höchstens 10 % der Nettogrundfläche des Gebäudes durch Glühlampen, Halogenlampen oder durch die Beleuchtungsart "indirekt" nach DIN V 18599-4271 beleuchtet werden und

5)

außerhalb der Hauptnutzung keine raumlufttechnische Anlage eingesetzt wird, deren Werte für die spezifische Leistungsaufnahme der Ventilatoren die entsprechenden Werte in Tabelle 2.5.2-4 Zeilen 24 und 25 überschreiten.

Im Rahmen des vereinfachten Nachweises sind die Randbedingungen der Tabelle 2.5.4-2 zu beachten.

2.5 Enen.!.icsparendcr Wärmeschutz - Energiesparvenlrdullg 2(K19

95

Tabelle 2.5.4-2 Aandbedingungen für das vereinfachte Verfahren zu den Berechnungen des Jahres-Primärenergiebedarfs 2 Gebäudetyp

Hauptnutzung

3 Nutzung (Nr. gemäß Tabelle 2.5.4-1 )

4 Nutzenergiebedarf Warmwasser1)

1 Bürogebäude

Einzelbüro (Nr. 1) Gruppenbüro (Nr. 2) Großraumbüro (Nr. 3) Einzelbüro (Nr. 1) Besprechung, Sitzung, Seminar (Nr. 4)

0

Bürogebäude mit 2 Verkaufseinrichtung oder Gewerbebetrieb

wie Zeile 1

0

Bürogebäude mit 3 Gaststätte

wie Zeile 1

Gebäude des Großund Groß·, Einzelhandel ! 4 Einzelhandels Kaufhaus bis 1 000 m2 NGF 5

Gewerbebetriebe bis 1000m2NGF

Gewerbe

Einzelbüro (Nr. 1)

Einzelbüro (Nr. 1)

Einzelhandel ! Kaufhaus (Nr. 6) Werkstatt, Montage, Fertigung (Nr. 22)

1,5kWh je Sitzplatz inderGaststätte und Tag

0

1,5kWh je Beschäftigten und Tag

Schule, Kindergarten Klassenzimmer, 6 und -tagesstätte, Aufenthallsraum ähnliche Einrichtungen

ohne Duschen: Klassenzimmer ! 85 Wh/lm'·d) Gruppenraum (Nr. 8) mit Duschen: 250 Wh/(m 2'd)

7 Tumhalle

Turnhalle

Turnhalle (Nr. 31 )

1,5kWh je Person und Tag

Beherbergungsstätte ohne Schwimmhalle, 8 Sauna oder Wellnessbereich

Hotelzimmer

Hotelzimmer INr. 11 )

250 Wh/(m 2'd)

9 Bibliothek

Lesesaal, Freihandbereich

Bibliothek, Lesesaal IN<. 28)

30 Whf(m 2'd)

1} Die flächenbezogenen Werte beziehen sich aul diegesamte Nettogrundfläche desGebäudes.

2 Wärmeschut z Als Kompensation für die Nachweiserleichterung und die daraus resultierenden Ungenauigkeite n ist der Jahres-Primärenergiebedarf von Referenzgebäuden und realem Gebäude um 10 % zu erhören. Liegen in zulässigem Umfang gekühlte Bereiche vor, so ist der Jahres-Primärenergiebed arf von Referenzgeb äude und realem Geb äude zusätzlich • bei Serverr äumen um 650 kWh/(m 2'a ) je rn- gekühlte Nettogrundfl äche und • bei gekühlten Teilfläche n in Bürogebäuden um 50 kWh/(m 2· a) je m 2 gekühlte Nettogrundfläehe der Verkaufseinrichtung, des Gewerbebetriebes oder der Gaststätte zu erhöhen.

Wohngebäude

Für Wohngeb äude sieht die En EV ebenfalls das Nachweisverfahren der Dl N V 18599 vor. Alterna tiv kann aber auch das bisherige Verfahren gemäß Dl N V 4 108-6 [5) und Dl N V 4701-10 [71angewendet werden. Einen Überbl ick über die Nachweismethodik der EnE V gibt Bild 2.5.4-2. Einen detaillierten Überblick über das Monatsbilanzverfahren für Wohngebäude Dl N V 4108·6 und DI N V 4701· ){) enthält Bild 2.5.4·3.

I En erg ieein s pa rv erordnung I Wohngebäude + Nichtwchnqebäude

Wohngebäude

Neubau

I

11

Bestand

DIN V 4108-6

1

I

1 Bauphysik

DIN's 4 108·2 . 4 108· 3. 4 1084. 4108 ·7. 4108 Bbl. 2 , 4108· 10

DIN V 4701-10 + Beiblatt 1

I

DIN V 4701-12 + PAS 1027

DIN V 4108-6

Randbedingungen

Bild 2.5.4-2 Nachweismelhodik der EnEV 2009

11

Bestand

DIN V 18599-2

I

DIN 150'5 6946. 10077 . 10211. 10456. 13370, 13789 ..

TGA

I

I

Neubau

I I

DIN V 18599-3 bis ·9 DIN V 18599- 10

I I

2.5 Energiesparend cr Wärm eschut z - Encrgiesparverordung 20()t)

97

Ermittlung der Einga ng sg rö ße n (siehe Ab sch nitt 2.5 _5) wärmeüberlragellde Umfassungsfläche A A = L A,

Einzettlächen A. der wärmeübel tragenden Umfassungsfl:iche

Brunovojumen V. (außenmaßbezogen)

Gebäudenutzftäche

Fensterllächenanteil f f = A"/(A,, + A~w )

A.. ~

Wärmadurchgangskoeffizienten U.

luftvOlumen V

A,., =0.32 V.

I Ermittlung der Verluste (siehe Abschnitl 2.5.6) TransmissionswärmaverluS1: H,

Lüft ungswärmaverluS1: H.

vereinfachtes Verlahren:

H,, =n V PI. cp<.

Hr = L (A, U, F. ) + H...e + J.H' FH detailiertes Verfahren: Hr = 1.0 + 4 + H. + H...e + tJ-f' _Ni (bzw. Hr .. = 1.0 + 4 .. + H. + H...e + J.H' Ni )

Ermittlung der Gewinne (siehe Absc h nitt 2.5 .6) Interne Wärmegewin ne Q.

solare Wärmegewinne Q. 0 .... = 0,024 ./..

4>. ..

€t'.... + 4>•.0...... + 4>•...,." + 4>•.'"0... )

=,.,i(/.", ,.,

r. Fs ·Fc · F, .F,.

0,... = 0.024 t" .4>,...

g,Lj ·A,I)

4>•.Gllo" ,4>• ..,.. .4>•.l'1'\V gemilß Absch nitt 2.5.6

Ermi ttl ung der Be zugsgrößen monat!. Heizwärmebedarl Q•.• 0 . " = 0.024 I.. (H' r.., + H.,) -(8, - tl. .. )

""'l. (0. .. + 0 . .. ) Wjrmebedarf liir die Warmwasserbereitung Q.

0,. = 12,5 kWh/(m' a) spez_T,ansmissionswärmeverlust H, '

(f/)r WohngeM ude)

Jahres-P, imjrene,g iebedarl Q.

H, -_!::!r. - A

Qp = ( ~Q' ' I - + Q~

Wird der thermische Leitwert über das Erdreich l , monatsbezogenals L.. berechnet. so ist für die Berechnung von H: der Mittelwert der L, ~-We r'e innemelb der Heizperidodezu berÜcksOChtigen.

Q,

1

.-.ge. -

At;

)- e p

Q ",= Qp

•

V.

A,.

11

Zusammenstellung wochtiger Kenn-lBezugsgrößen im Energieeuswe;s

Bild 2 .5 .4-3 St ruktur des E nE V -N ac hw e ises nach d em M o na tsbüan z v e rt a h re n für W ohngebäude gemäß D IN V

4 108-6 [5 ) u nd D IN V 470 1-10 [8)

1

2 Wärmesch utz

2.5.5 Ermittlung der Eingangsgrößen Wärmeübertragende Umfassungsfl äche Die wärme übe rtragende Umfassu ngsfläche e ines Gebäudes A (1Iüllfläehe ) umsch lie ßt alle Rä ume, d ie d irekt oder indire kt dureh Ra umverbund (z.B. über Flur e bzw. Dielen) be heizt werden. A ndere Räu me, für die bestim mungsgem äß kein e Beheizung vorge se he n ist. liegen auße rhalb de r H üllfläche . Für d ie Berechnung der An teile de r wärme übe rt ragenden Umfassun gsfläche ist gemäß EnEV der Fall .Außcnabmcssung c n'' gemäß An hang B in DI N EN ISO 13789 (231 maß geben d, einschließlich einer evtl. vorhanden e n Wä rmedämmung. Erfolgt bei eine r Bere chnung nach Dl N V 18599 e ine Eint eilung des Ge bäudes in Zonen, dann sind bei D IN EN ISO 13789 (23 ) Innenwände zwischen ein er behei zte n und un behciztcn Zone als Außcnmaß der be heizten Zone anzus etzen . Für Inne nwände zwischen zwei beheizten Zonen gilt das Achsm aß des Rohbauteilts als Bezugsgr öße.

unbeheiz t

beheizt

Bild 2.5.5-1 Lage der Systemgrenzen beim Nachweis nach EnEV

2.5 Energiespar ender Wärmeschutz - Energiesparverordung 2009

99

Bruttovolumen Das Bruttovolumen V e (auch: "beheiztes Volumen") ergibt sich als der Raum inhalt, der von der wärmeüb ert ragend en Umfassungsfläche A umschlossen wird. Wärmedurchgangskoeffizienten Die Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten U der Bauteile der Gebäudehülle erfolgt wie in Abschnitt 2.1.13 (für opake Bauteile) bzw. Abschnitt 2.1.14 (für Fenster) beschr ieben. Bezugsfläche, Nutzfläche Die Bezugsfläche für Wohngebäude bei einer Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701 ist nach wie vor die Nutzfläche A N' A N berechnet sich vereinfacht anhand des Geb äudevolum ens..L, = Ve ' 0,32. Bei einer Bilanzierung gemäß DIN V 18599 [27] wird als Bezugsfläche die Nettogrundfläche vorgegeben. 2.5.6 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 Transmissionswärmeverlust H T

Tabelle 2.5.6-1 Tabelle 2.5.6-2 Tabelle 2.5.6-3

~

~ ~

Berechnung von H T Temp eraturkorrekturfaktoren F xi Wärmeverluste tiH T,FH über Bauteile mit Flächenheizungen

Lüftungswärmeverlust H V

Tabelle 2.5.6-4

~

Berechnung von H V

Solare Wärmegewinne Os

Tabelle 2.5.6-5 Tabelle 2.5.6-6 Tabelle 2.5.6-7 Tabelle 2.5.6-8 Tabelle 2.5.6-9 Tabelle 2.5.6-10 Tabelle 2.5.6-11

~ ~ ~

~ ~ ~

~

Berechnung von Q s solarer Wärmestrom über transparente Bauteile dJs,M Strahlungsinten sitäten und Außentemperaturen für das Referenzklima Deut schland solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorba uten dJs,Gvb,M Strahlungsabsorptionsgrade a verschiedener Oberfl ächen solare r Wärmestrom über opake Bauteile dJs,op,M solarer Wärmestrom übe r opak e Bauteile mit transparent er Wärmedämmung dJs, TWD,M

Interne Wärmegewinne 0i

Tabelle 2.5.6-12

~

Berechnung von Q i

HK)

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.6-1 Berechnung des Transmissionswärmeverlustes Hr vereinfachter Ansatz mitTemp,-Korrekturlakloren:

mit:

2

L (A, .Vi)

=

spez. Transmissionswärmeverlust über Bauteile gegen Außenluft

H,

=

spez. Transmissiooswärmeverlust über nicht oder niedrig beheizte Räume H" = I (A, ·U, ·F,,)

l,

=

thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Erdreich L, = I (A, ·U, .F, ..) 1)

r; FG

-> siehe Tabelle 2.5.6-2

HWB

=

tJ.Hr,FH

=

spez. Wärmeverlust an Wärmebrücken a) H ws=0 ,1 0'A b) HWB = O,05'A c)Hws= r.( C;'lJIi )

(allgemein) {Details nach DIN4108 Sbl. 2) (bei genauer Berechnung)

spez. Wärmeverlust über Bauteile mit Flächenheizungen [WIK] (Berechnung gemäß Tab. 2.5.6-3)

3 detailliertes Berechnungsverlahren:

Hr = LD+Ls +Hu +äHr.FM

l~J

mit:

LD = 4

Ls

-t

H, ->

thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und außen (W/K]

L" = I (A, ·U,) + I (' , -v .) siehe Abschnitt 2.6

H" = b ·[ I(A,·u,) + I (t,· ~,)] b=

1)

; Faktor gemäß (23]

H""

n; + H

IHI

Die Verwendung der Temperatur-Korrekturlaktoren FG giltals Vereinfachung für den EnEV-Nachweis. GenauereWerte können gemäß DIN V 4108-6[5J, Anhang E bzw. DIN EN ISO 13370 [2OJ berechnet werden.

2,5 Ene n.!.ics parendcr Wärmeschutz - Energiesparve nlrdu llg 2(K19 Tabelle 2.5.6-2 Temperatur-Korrekturfaktoren

101

FxP gemäß DIN V 4108-6 [5] 2

3 Temperatur·Korrekturfaktor

Wärmeslrom nach außen über 2 Außenwand, Fenster, Decke über Außenluft. 3 Dach (als Syslemgrenze) Obersie Geschossdecke 4 (Dach nicht ausgebaut)

F" F,

1,0

Fo

1,0

Fo

0,8 0,8

5 Wände und Decken gegen Abseiten 6 Wände und Decken gegen unbeheizte Räume 7 Wände und Decken gegen niedrig beheizte Räume Wände und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten mit einer Verglasungals: 8 - Einscheibenverglasung • Zweischeibenverglasung - Wärmeschutzverglasung 9

0,5 0,35

0,8 0,7

0,5

UntererGebäudeabschluss

siehe Zeile 14ff. äjnm 1)

10

<5 5 bis 10 >10 R,bzw. Rw2)R, bzw. Rw2)R, bzw. Rw2)

11 Temperatur-Korrekturfakloren für Bauteile 12 gegen Erdreich

::;: 1

13

14 Fußboden des beheizten Kellers

>1

::;: 1

>1

::;: 1

>1

FG:: Fbf 0,30 0,45 0,25 0,40 0,20 0,35 Fa :: Fbw 0,40 0,60 0,40 0,60 0,40 0,60

15 Wand des beheizten Kellers Fußboden3) aufdem Erdreich • ohne Aanddämmung4) 0,45 0,60 0,40 0,50 0,25 0,35 16 - mit Randdämmung (Sm breit, waagerecht) FG:: Fbf 0,30 0,30 0,25 0,25 0,20 0,20 - mit Aanddämmung (2mtief, senkrecht) 0,25 0,25 0,20 0,20 0,15 0,15 Kellerdecke und Kellerinnenwand zum unbeheizten Keller 17 • mit Perimeterdämmung - ohne Perimeterdämmung

FG

18 Aufgesländerter Fußboden

Fa

0,90

19 Bodenplane von niedrig beheizten Räumen

FG

0,20 0,55 0,15 0,50 0,10 0,35

0,55 0,55 O,SO 0,50 0,45 0,45 0,70 0,70 0,65 0,65 0,55 0,55

1) B'=AdjO,5P); P= exponierterUmfang der Bodenfläche: zu B' und P siehe auch Tab. 2.6.1-1 2) Rf. R w = Wärmedufchlasswiderstand von Bodenplatte (f1oor) oder Kellerwand (wall)

3l Bei fließendem Grundwasser erhöhen sich die Temperatur-Korreklurfaktoren um 15 %. 4) Bei einem Wärmedurchlasswiderstand der Randdämmung > 2 (rrr'K)iW: Bodenplane ungedämmt. 5) Die Werte (außer Zeilen 7·9 und 15 ·17) gellen analog auch für Flächen niedrig beheizter Räume.

2 Wärm eschutz

102

Tabelle 2.5.6-3 Berechnung des spezifischen Wärmeverlustes to.H T,FH über Bauteile mit Flächenheizungen 1)

2 spez. Wärmeverlust inWIK

1 Bauteil

2 Bauteile, die anAußenluft grenzen

.u

Lln T FH

.

« = -R; ' H0 .» "

Re

1 R.. . H•. . ,' - R Uo '

-

3 Bauteile. die an Erdreich grenzen

4 Bauteile. die an unbeheizte Räume grenzen

.u

Llnr .FH

=

1 R,

- - - R,

. H0' .,'

s.u,

Erläuterungen: R; Wärmedurchgangswiderstand des Teils derGebäudehülle zwischen derheizenden Fläche und derInnenluft (einschließlich R si) Re = Wärmedurchgangswiderstand des Teils derGebäudehülle zwischen derheizenden Fläche undder Außenluft (einschließlich Rse) U0 = Wärmedurchgangskoeffizienl des Bauteils (ohne Berücksichtigung derHeizung) Ho spez. Wärmeverlust desdurchdieFlächenheizung beheizten Raumes bzw. Gebäudebereiches (ohne Berücksichtigung derHeizung) 5 ~ = Anteil des Wärmebedarfs desRaumes bzw, des Gebäuoebereches, der durchschnittlich durch dieFlächenheizung gedeckt wird (~ = 1, wenn keine genaueren Angaben vorliegen)2) Ah = die Fläche der Ptächenhelzunp L5 der Transmissionswärmeverlustkoeffizient zum Erdreich nach [231, siehe auch Abschnitt 2.6 b = Korrekturfaktor gemäß [23]

=

=

=

1) Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEVkann to. Hr, FH unberücksichtigt bleiben. wenn eine Wärmedämmung mit d 2:: 8 cm (As 0,04 W/(m' K) oder ein Wärmedurchtasswiderstand R 2:: 2,0(m2'K)M') zwischen der Heizfläche und den außen liegenden konstruktiven Bautellen vorhanden ist. 2) Die Abschätzung mit .; = 1(100 % Deckungsanteil) ist nur dann richtig, wenn der betrachtete Raum vollständig über die imAußenbauteil gelegene Flächenheizung beheizt wird. Werden. 'Nie allgemein üblich, zusammenhängende Gebäudezonengemeinsam beheiztund/oder werden für die Beheizung mehrere Heizsysteme eingesetzt, dann sollte - entsprechend dem tatsächlichen Deckungsanteil · ein Wert ~ < 1abgeschätzt werden.

2.5 Ene n.!.ics parendcr Wärmeschutz - Energiesparve nlrdu llg 2(K19

103

Tabelle 2.5.6-4 Berechnung des l üftungswärmeverlustes H v

2 Lüflungswärmeverluste H v ;;n ,V ' PL , cpL

mit:

n

=- Luflwechselrate bei lreier Lüftung: n = 0,7h"

n = 0,6h'

für Gebäude ohne Luftdichtheitsprüfung für Gebäude mit Luftdichtheitsprüfung

Luflwechselrate bei maschineller Lüftung: n =- nA'(l 'l1VJ+n x nA =- Anfagenluftwechselrate nach [71 (= 0,4 h·l ) 11 V =- Nutzungsfaktor des Abluft·/Zulufl-Wärmetauschersystems nach [7], dort als 11 WRG bezeichnet (Herstellerangabe, vereinfacht kann 17 WRG gemäß [71zu0,6bei Geräten mit einem WärmerOCkgewinnungsgrad (WRG) größer 60 % und zu 0,8 bei Geräten mit WRG größer 80 % angesetzt werden) nx =- zus. Luftwechselrate infolge Undichtheiten und Fensteröffnungen; nx = 0,2 h", wenn keine genaueren Angaben vorliegen' )

2

V

=- Lultvolumen (auch: Netto-Volumen) V = 0,8'Ve allgemein

P (cpL

=-

V = 0,76' Ve bei Gebäuden mit bis zu 3 Vollgeschossen wirksame Wärmespeicherfähigkeit der Luft (= 0,34 VoJh/(m 3'K))

' ) Beim öffentlich·rechtlichen Nachweis nach EnEVgilt: nx= 0,2 h-' für Zu- und Abtuftanlagen; nx = 0,'5 h-' für Abluftanlagen. Tabelle 2.5.6·5 Berechnung der solaren Wärmegewinne 0 s,M

2 solare Wärmegewinne

mit: 0,024

Im 4Js,M

2

=- Umrechnung von [W dl in [kVoJh] 0,024 kVoJh = 1W·d =- zahl derTage eines Monats =- mittlerer monaü. solarer Wärmestrom durch transparente Bauteile

(gemäß Tabelle 2.5.6-6) lb s.Gvb,M =- mittlerer monan. solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten (gemäß Tabelle 2.5.6-8) ePs,op,M =- mittlerer monaü. solarer Wärmestrom über opake Bauteile (gemäß Tabelle 2.5.6-10) Solare Wännegewinne Ober opake BauteHe brauchen imNachweisnach EnEV nicht berOcksichtigtzu werden. ePs,TWD,jJ =- mittlerer monatI. solarerWärmestrom über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung (gemäß Tabelle 2.5.6-11)

2 Wärm eschutz

104

Tabelle 2.5.6-6 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmeslroms tPs,M über

transparente Bauteile mittlerer monatL solarer Wärmestrom über transparente Baufeile

lPd l

'=

t(/~.M ' J ' iFs · Fc ·FF·r: J-I

;_1

g .J..I'

A..J )

Erläuterungen: '= Orientierung = Bauteil IM s. -t' = mittlere monan. Strahlungsintensität (gemäß Tabelle 2,5.6-7) Anmerkung: Für die Bestimmung von Is,Mj ist beim EnEV·Nachweis das Rete· renzk/ima .Deutschland"maßgebend. Eine genauere Berechnunganhandder 15 Klimazonen aus DIN V4108-6 {51 ist bei EnEV-Berechnungen nicht zulässig. Fs = Abminderungsfaktor für eine evU. vorhandene Verschattung (Fs = 0,9 für übliche Anwendungsfälle). Einegenauere Berechnung kann wie folgt erfolgen: Fs=Fo'F, 'Fh

j i

45° nördlicher Breite s üo

OsVWest

Nord

55· nördlicher Breite s üo

OstIWesl

Nord

Teilbeschattungsfaklor F0 bei horizontalenÜberhängen für versch, Überhangwinkel O"' (keinÜberhang)

1,00

1,00

1.00

1.00

1,00

1,00

30"

0,90

0,89

0,91

0.93

0,91

0.91

45"

0,74

0,76

0,80

0,80

0,79

0,80

50"

0,50

0,58

0,66

0.60

0,61

0,65

TeilbeschattungsfaktorFf bei seu Abschaltungsfliichen für versch. Überhangwinkel

2

O"' (kein Überhang)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

30"

0,94

0,92

1,00

0,94

0,91

0,99

45"

0,84

0,84

1.00

0,86

0,83

0,99

50"

0,72

0,75

1.00

0,74

0,75

0,99

Teilbeschattungsfaktor Fh bei Verbauungfür versch. Horizontwinkel

F,

~

FF

~

F. 91.';

A..

'.1

~

~

~

0"' (keine Verbauung)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

10"

0,97

0,95

1.00

0,94

0,92

0,99

20"

0,85

0,82

0,98

0.68

0,75

0,95

30"

0,62

0,70

0,94

0,49

0,62

0,92

40"

0,46

0,61

0,90

0,40

0,56

0,89

Abminderungsfaktor für Somenschutzvorrtchtunqen. (Nur zu berücksichtigen, wennperm. Sonnenschutz unabh. von derSonneneinstrahlung in Betrieb ist) Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil (FF =0,7, wenn keine genaueren Werte bekannt sind) Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls (F w = 0,9) Gesamtenergiedurchlassgrad bei senkrechtem Strahlungseinfall (nach Herstellerangabe, Anhaltswerte sind in (5), Tab. 6 gegeben) Fensterfläche (Rohbau-Öffnungsmaße)

2.5 Enen.!.icsparendcr Wärmeschutz - Energiesparvenlrdu llg 2(K19

105

Tabelle 2.5.6-7 Mittlere Strahlungsintensitäten fs,M bzw. fs,HP und mittlere Außentemperaturen ()e für das Referenzklima Deutschland [5)

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

'3

14

'5

Strahlungsangebot

3 4

6

7

8

9

~

C

2

~ ~

·C

Hor. Süd

Süd-

Ost Süd· West

Ost

10 West

11

12

~~

inWf~

0

5

OE

Monatliche Mitlelwerte Is,M

2

NordWest

Nord-

Ost

~ .1;;

Monat

,

~

C

•

~

z

Jan Feb

M~

Apr Mai Jun Jut AU9 Sep Okt Nov Dez

0

33 51 57 60 56

52 87 7' 71 81 45 62 49 64 49 62

82 99 10' 98 80 93 92

190 210 205 190 137 203 198 185 140 203 198 185 140 '81 172 '60 125 181 172 160 125 151 132 116 89 '51 132 116 89

30 45

60 90 30 45

60 90 30 45

60 90 30 45

60 90 30 45

60 90 30 45

60 90 30 45

60 90 30

13 Nord

-"~

45 60 90

14 Temp. in oe

88

70 62 93 49 64 92 49 62 88 44 52 70 33 51 78 32 49 74 30 46 68 25 37 53 33 51 78 32 49 74 30 48 68 25 37 53 22 39 63 20 35 56 18 32 49 14 25 38 22 39 63 20 35 56 18 32 49 14 25 38 20 34 54 19 32 47 17 29 44 14 23 34 -1,3 0,6 4,' 44 45

52

137

211 258 255 213 250 252 200 231 235 '79 203 208 119 130 135 211 248 251 200 232 236 182 208 213 132 148 153 211 248 251 200 232 236 182 208 2'3 ' 32 146 153 '99 238 240 187 221 224 171 201 205 ' 31 150 156 '99 238 240 187 221 224 171 201 205 131 150 156 180 222 221 158 '94 194 '39 '68 170 '05 124 128 '80 222 221 158 '94 194 139 '68 170 105 124 128 173 217 214 143 '84 180 ' 09 ' 43 139 81 99 100

179 186 178 162 112 183 175

161 120 183

175

16' 120 170 160 148 115 170 160 148 115 150 133 118 90 150 133 118 90 142 115 90 70

101 79 64 9,5 12,9 15,7 18,0 18,3

135 157 157 150 115 149 148 140 109 149 148 140 109 129 123 11 4 90 129 123 11 4 90 105 91 81 62 105 91 81 62 90 66 59 48

75 93 97 95 8' 87

39 55 59 60 54 49 88 51 85 51 69 44 87 49 88 51 85 51 69 44 72 38 69 37 65 35 51 28 72 38 69 37 65 35 51 28 57 28 51 26 48 23 35 18 57 28 51 26 46 23 35 18 49 26 45 24 41 22 33 18 14,4 9,1 4,7

"3'

34

35 33 28 30 30

26 28

30 30

26 2' 20 '9 15 2' 20 '9 15 '6 14 13 10 '6 14 13 10 15 14 13 10 1,3

Jan bis Dez

1120

12' 6 1187 1104 810 1177 1142

1083 809 1177 1142

1083 809 1062 1002

923 713 1062

1002 923 713

918 808 711

541 918 808 711 541 857 710 575 433 8,9

2 Wärmeschutz

106

Tabelle 2.5.6-8 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmeslroms tPs,GVB,M über unbeheizle Glasvorbauten

mittlerer monatlicher solarer Wärmeslrom über unbeheizle Glasvorbauten iPs,G 'Jl>,N = etJsa + etJ,.; mit: etJsa = Ip •M • Fs . Fe. · FFtt · 0,9·

s., -(Fcw . FFW ·0,9· gw.J.. . Aw + a "" . Ap . ~; J

etJ,. = (1- Fu)· Fs · Fe. · FFtt · 0, 9 · g u -(

~(J.,;, M' -« ; . A, ) - Jp,M' 'a"" .Ap ' ~; J

Mit den unten und inTabelle 2.5.6-6 genannten Vereinfachungen ergibt sich für übliche Einbausituationen ohne Verschatlung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung: etJS(J = Ip . M • 0,567 · gu . (0,63 . gw.J.. . A.v + a "" . Ap ' Up ' R",, ) etJ,.; = O, 284 · g",J..

{~(J

. ..

M' ·0, 8·.4;)- l p.M' .asp. Ap .Up ·R"" )

Erläuterungen: i = Bauteil = mitllere monatliche Strahlungsintensität auf die absorbierende Oberfläche der fp,M opaken Trennwand zwischen beheiztem Raum und Glasvorbau Fs = Abminderungsfaktor infolge Verschatlung (siehe Tabelle 2.5.6'6) FCe(W) = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen an den Fenstern des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index Wj (siehe Tabelle 2.5.6-6) F Fe(W) = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index Wj (siehe Tabelle 2.5.6-6) ge(W),l. = Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index Wj bei senkrechtem Strahlungseinfall (Anhaltswerte sind in[51, Tab. 6 gegeben) Fläche (Rohbau-Öffnungsmaße) der Fenster in der Trennwand Aw = 2 = milllerer solarer AbsorptiOflsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen der a,p Trennwand (typische Werte für asp sind Tabelle 2.5.6-9 zu entnehmen) Ap = Fläche der opaken Teile derTrennwand Up = Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Fläche der Trennwand Wärmedurchgangskoeffizient zwischen der absorbierenden Oberfläche der = U" Trennwand und dem unbeh. Glasvorbau (Ld.R. gill: Upe = llR se) F, = Temperatur-Korrekturfaktor gegen unbeheizte Räume (siehe Tabelle 2.5.6-2) (alternativkann auchder gemäß [231 berechnete Faktor b verwendet werden) = milllere monatliche Strahlungsintensität auf die Teilfläche i der absorbierenden Isi,M Fläche imG!asvorbau mitderer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen im = asi Glasvorbau (a si = 0,8, wenn keine genaueren Angaben vortiegen) = Teilfläche i der absorbierenden Räche im Glasvorbau Ai

2.5 Ene n.!.ics parendcr Wärmeschutz - Energiesparve nlrdu llg 2(K19

107

Tabelle 2.5.6-9 Richtwerte für den Strahlungsabsorptionsgrad a verschiedener Oberflächen im energetisch wirksamen Spektrum des Sonnenlichtes (nach DIN V 4108-6 [5])

3

2

a

Oberfläche

2 Wand, heller Anstrich

4

a

Oberfläche

0,4

Dach , Metall (blank)

0,2

3

Wand, gedeckter Anstrich oder helles Sichtmauerwerk

0,6

Dach, ziegelrot oder Bilumendachbahn

0,6

4

Wand, dunkler Anstrich oder Klinkermauerwerk

0,8

Dach, dunkle Oberfläche

0,8

Tabelle 2.5.6-10 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms tPs op Müber 1) • • opakeBauteile

mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile m

"'. ~.• = I, (u .Ai · R~ · (a "• • - F, · h, . ,,". )) I"

Mit den unten genannten Vereinfachungen ergibt sich fürBerechnungen nach EnEV:

ep~, "". M =

m

I,(U.AI' R (0,5 " M

.

~.M -

40 )) für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung

$i. /ol -

20)) für senkrechte Bauteile

I"

ep~ ,,,,,. /ol =

m

I, (U.AI' R (0,5 " M

•

I"

Erläuterungen: j = Orientierung U = Wärmedurchgangskoeffizientdesopaken Bauteils Gesamtfläche des opaken Bauteils inder Orientierung j = Ai = äußerer Wärmeübergangswiderstand R" a = Absorptionskoeffizient des Bauteils (a = 0,5 fürBerechnungen nach EnEV) = mitll. mcoaü. Strahlungsintensität aufdieOberfläche des opaken Bauteils 15j ,M F, = Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (Ff = 0,51ür senkrechte Bauteile. Ff = 1,0fürwaagerechte Bauteilebis 45° Neigung) 2 h, = äußerer Abstrahlungskoeffizient h,= 4 . 1: ' a - (6 55+273)3; näherungsweise kann mith r = 5 ' I: gerechnet werden Emissionsgrad der Außenoberfläche (I: = 0,8fiir Berechnungen nach EnEV) e = o = Stefan-Boltzmann-Konstante, o = 5,67'10~ W/(ni'K' ) = arithmetisches Mittel aus derOberflächentemperatur und derTemperatur des 8" Himmels so; = Differenz zwischen derTemperatur derUmgebungsluft und derTemperatur des Himmels (vereinfachend kann l16 er = 10K angenommen werden) 1) Solare Wärmegewinne über opake Bauteile dürfen nach EnEV vernachlässigt werden.

IOX

2 Wärm eschutz

Tabell e 2.5.6-11 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms rlJs, TWD,M überopake Bauleilemit transparenter Wärmedämmung 1)

milli. rnonaä solarer Wärmestrom über opake Bauteile rnittransp.wärmedämmunq (TWD) rlJs.1WO•M =

t u. / _1

AI ·(a . Yn . Fs . FF " Si,M- Fr ' R"" . h, . /19",) U.

Erläuterungen: j = Orientierung U = Wärmedurchgangskoeffizientdesopaken Bauteils mitTWD Aj Gesamlfläche des opaken Bauteils mitTWD in derOrientierung j a = Absorptionskoeffizient des Bauteils (c = 0.5 für Berechnungen nach EnEV) g Ti = Gesamtenergiedurchlassgrad des TVJO nach Prüfzeugnis Ue := Wärmedurchgangskoeffizient aller äußeren Schichten , die vorder absorbierenden Schicht liegen = Abminderungsfaktor für eine eventuell vorhandene Verschaltung (siehe Tabelle 2.5.6-6) = Abminderungsfaktor fürden Rahmenanteil desTWD·Systems FF 2 = milli. monat!. Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils ' Sj.M Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (F f = 0,5 für senkrechte Bauteile, F, Ff = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung) äußerer Wärmeübergangswiderstand = R" äußerer Abstrahlungskoetlizient h, h,= 4 ' e : o - (B55 + 273)3; näherungsweise kannmit h,= 5 . e gerechnet werden = Emissionsgrad der Außenoberfläche (c = 0,8 für Berechnungen nach EnEV) = Stefan-äoltzmann-konstante. o = 5,67'10.8 W/(ni'K4 ) := arithmetisches Millel aus Oberilächentemperatur und Temperatur desHimmels = Differenz zwischen derTemperatur derUmgebungsluft undder Temperalur des Himmels (vereinfachend kann i1Ber = 10 K angenommen werden)

=

= =

1)

Hinsichtlich der Berechnung der solaren Gewinne bei Vorhandenseineines TWD-Syslems sei hier für weitere Informationenbeispielsweise auf [29) verwiesen.

Tabell e 2.5.6-12 Berechnung der internen Wärrnegewinne Q j

2 internen Wärmegewinne Q j

mit:

0,024 Im 2
= = =

Umrechnung von [W'd] in [kWh] O,024 kWh = 1W·d zahl der Tage eines Monats milli. monalticher interner Wärmestrom

=

mittlereinterne Wärmeleislung qj,M = 5 W/m 2 bei Wohngebäuden undallen anderen Gebäuden, soweit in anerk. Regeln derTechnik keine and. Werte festgelegt sind qj,M = 6 W/m 2 bei Büro- und Verwaltungsgebäuden

(/J i,M =q j.M ·A N

2.5 Energiesparender Wärmeschutz - Energiesparverordung 2009

109

2.5.7 Ermittlung des Ausnutzungsgrades der solaren und internen Gewinne Der Au snutzungsgrad 11 m sagt aus, welcher Anteil der monatlichen solaren und internen Gewinn e genutzt werde n kann .

l

:r

i - ra

TIm = 1

a 1

für

r;t I

+

(2.5.7-1) für

a+I

r= I (2.5.7-2)

C 'rk a = 1 + ----!!::!L

(2.5.7-3)

H=HT+Hv

(2.5.7-4)

16 ·H

Darin sind : 11 m = Ausnutzungsgrad r = monatliches Wärme gewinn-/Wärmev erlu stverhältn is de s Gebäud es a num erischer Par ameter Os solare Wärm egewinn e in kWh/a i = interne Wärmegewinne in kWh/a Oh Transmissionswärmeverluste in kWh/a 01 Lüftungs wärm everluste in kWh/a Cwi r k wirksame Wärm espeicherfähigkeit der raumb egren zenden Flächen in J/(m 3·K) H = spezifischer Wärmeverlust inW/K HT = Transm issionswärmeverlust in W/K HV Lüftungs wärm everlust in W/K

o

2.5.8 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl gemäß DIN V 4701-10 [8] Die Anl agen aufwands zahl ep besch re ibt das Verh ältni s der von der hauste chnischen Anl agentechnik aufgenommenen Energie zu de r von ihr abgegebenen Nutzwärme. Hierb ei wer den Trinkwasser-, Lüftung s- und Heizungs anlag en berücksichtigt. Je kleiner die Anlagena ufwandszahl e p ist, desto effizienter arbeite t das System.

e

p

QH ,P +QL,P +QTW,P

= ---'---'-----'--

oc-o;

(2.5.8-1)

2 Wär meschutz

110

Darin sind: Primäre ne rgiebedarf der Heizanlage Primären ergiebedarf der Lüft ungsanlage Primärene rgiebedarf für die Trinkwassererw ärmung Jahres-Heizwärmebedarf (Berechnung nach Dl N V 4 108-6 [5); sieh e auch Bild 2.5.4-1 bzw. Bild 2.5.4-2) = Trinkwasse r-Wärmebedarf (nach EnEV: 0 tw = 12,5 kWh/(m2·a) für Wohnge bäude)

= = O r w,p = Ob = OH,P OL,P

O tw

Diagrammvertahren Zur Anwendung des Diagrammverfahrens ist zunächst die Anlagenkontiguration festzulegen. Im Einze lnen ste hen in DIN V 4701-1 0, Beiblatl1 [81die in Bild 2.5.8-1 aufgeltsteten Kom ponen te n zur Verfügung. Weicht die ge plant e Anlage in einzeln en Bestandteilen von diesen Kompo nenten ab, ist das Tabe llenve rfah ren zu verwenden. Kann die gewünschte Anlagenkonfiguratio n a us den Kompone nten gemäß Bild 2.5.8- 1 zusam me ngest ellt wer den , so ist das e ntsprechende Anlagendiagramm [8J zu entnehmen.

NT BW WP EH

GaslÖI: Niedertemperaturkessel GaslÖI: Brennwert-Kessel Strom: Wärmepumpe Strom: Elektroheizuno FW Fem- und Nahwärme Holz Holzkesse!

Wärmeerzeugung und Energieträger für das Heizsystem

zenH zentral zusammen mit der Heizung

Wärmeerzeugung und Energieträger für die Trinkwarmwasserb.

Solaranlagen

zen

TW

dez dezentral

H=

TW TWH ABI WRG WP WP HK FBH EH LH

Lüftungsanlagen

Wärmeübergabe an den Raum Anordnung der zentralen Komponenten der Anlaaentechnik

separate zentrale Trinkwasserbereitung

f--[

ohne Solaranlaoe solare Unterstützung derTrinkwarmwasserbereitung sot Unterstützunoder Trinkwarmwasserb. und der Heizuno ohne Lüftungsanlage Abluftanlage mit/ohne Wärmepumpe Zu-/Abluftanlage ... mitWärmerückgewinnung Zu-/Abluftanlaae ... mit Wärmepumpe Zu-/Abluftanlaae ... mit Heere lster freie Heizflächen {z.B. Heizkörper) integrierte Heizflächen (z.B. Fußbodenheizung} Elektroheizung Lüftungsheizuna

a

überwiegend außerhalb der thermisch gedämmten Hülle

;

überwiegend innerhalb der thermisch gedämmten Hülle

Bild 2.5.8-1 Auswahlmöglichkeiten für Komponenten der Anlagenkonfiguratione n gemäß DIN V 4701-10, Beiblatt 1 (8]

2.5 Energiesparend cr Wärm eschut z - Encrgiesparverordung 20()t)

111

Tabellenverfahren Formulare zur Anlagenbewertung gemäß DIN 470 1-10 im Tabellenverfahren

Anlagenbewe rtung nach DIN 4701-10 für ein Gebäude mit normalen Innentemperaturen

______________ ";,.;;O;;.~"~"~.;;"~'";;";;m;;~;;;'=============

Bezeichnung des Geb3ude. ode, des G_u
0'

Flurslucknummer

Gemarl< ung

I. Eingaben ,," 0

I

I ,."I

m'

I

TRINKWA SSER. ERWÄR MUNG

0. "

kWhla

kWhla

", 0

I

_

Tage

I LÜFTUNG

HEIZUNG

I 0," I I ,,"I

kWh!. kWh!.

11 Systembeschr eibung Übergabe

I

V erteilung peictwun

Erz eugung

,

,

Erzeuger Erzeuger Erzeuger t

II

Erzeuge' t

Dec kungs-

Erzeuger Erzeuge,

z

I

Erzeuger Erzeuge, Erzeuge, WU, Ul·WP H

•

a

ersen

Erzeuger

kWhlm' a ~ WARM E

HILFSENERGIE ~

I

kWW' 1

kWhlm'a

Q' ,H=

1 ,,,0 1

kWh!. kWh!. I

O•.E =

kW hla

0 ,, "

I

kWh/m 'a

kWh!. kWh!.

kWh!· 1 ~ =-ENDE NER GIE

OE=

I

kWh!' 1:i w ARME kWhla

I

PRIMÄRENERGIE

Op=

A NLAGENA UFWANDSZAHL

.,"1_ -----'-H'-

kWhla

L HILFSENERGIE

I

:i PRIMARE NERGIE

2 Wärmeschut z

112

TRINKWASSERERWÄRMUNG

I

IB'~; O h

TW-Strang" WÄRME (WE) ,~ .

q.

..... EnEV

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q -

0,,,,,,,,.,,,,, [l<Wh/Jrr'01

loe 11

Heizwärmeguts chriften

q TW.
[71, T_

qrw.

[71. Tabellen C 1 2a bzw. C 1 2<

[l<WoIm'a]

qn,fW"

1~'MIm'. 1

[71.

qrw.•

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I ~WV m'.1

[71. Tab C.1.3a

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Erzeuger Erzeuger Erzeuger UTW.g

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171. Tabeue C.1 ae. c, e.• Met' 1

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IkWhlm'a]

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f71, Tabello C 4 '

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I-I [1<_01

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I I

kW hl m' a Enden ergie

kWhfm'a Primärenergie

I I

HILFSENERGIE (HE) (Seoml

R_~ 1e

q TW.
[7]. T_loe 11

[I<WhIm'a]

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17l. T_Io C,l 2b

[l<Wr\lm'a]

qm .utE

[71. TabeuaC.l 3b

(\<WoIm'aj

Dirnen."",

+

,

Erzeuger Erzeuger Erzeuger Orw.g

[71, Taben. C 1 4a

qrw gHE

[71. TabeneC 14t>,c,d . oderf

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I.

[71. Tabell&C 4 1

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1~ ...... ·1.

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I I

IkWhlm'a]

I-I IkWolm'aj

kWhl m' a Endenergie

kWhlm'a Primärenergie

WÄRME

kWhl a ENDENERGIE

anrs-

kWhl a

ENERGIE

I

_ _ _2 kW:.:::: hl~a PRIMARENERGIE

I I

2.5 Energiesparend cr Wärm eschut z - Encrgiespa rverordung 20()t) LÜFTUNG

m' l ous oIN " 4 1 ~

A,,'

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WÄRME (WE)

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17]. AbscMtt C2 3 1

l\<WhIm'a]

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17]. Tat>elleC4,1

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kW hl m' Endenergie

kWtlIm' Prm ärenerqie

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17]. ADsantt C2 2

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17]. Tot>elleC4-1

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ENERGIE

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kWhla

kW hl m' Endenergie

kWllIm' Primilrenergie

ENDENERGIE

kWhla

kW hla[ PRIMÄRENERGIE

I I

2 Wärmeschutz

114

HEIZUNG

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I

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Erzeuger Erzeuger Erzeuger

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[7). Tabel1e C 3 4a [7). Tabeile C 3 4b, C, d oder e

I

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IkWhIm'aJ

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[7), Tat>elIeC 4 1

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[7). Tabel1eC3 4....

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[7). Tabelle C3 3

(l<WoIm'aJ

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Erzeuger Erzeuger Erzeuger 2 3 [7), Tat>elIeC3 4a

[7). Tabel1eC3 4....

I

I qHE,E

Iq."... . ..... . ...... + La·q,....J

I.

[7). TabelleC 4 1

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O H,E

"'''

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O H,P

+

I-I Ik _aJ IlMlVm'aJ

kWhlm'a EndenergJe

"""",0)

II kWhlm'a Prirnärenerqie

""""'0)

WARME

kWhla

HILF$ _

kWhla

ENE RG IE

ENDENERGIE

___ kW _h_1al PRIMÄRENERGIE

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich

115

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 2.6.1 Einführung Alternativ zum vereinfachten Ansatz mit Temperaturkorrekturfaktoren darf der thermische Leitwert L s zwischen beheiztem Raum und Erdreich beim Wärmeschutznachweis nach EnEV auch mittels genauerer Ansätze ermittelt werden. Hierzu ist allgemein DIN EN ISO 13370 [20] heranzuziehen, deren Inhalte teilweise auch in DIN V 4108-6 [5],Anhang E übernommen wurden. Grundsätzlich zu unterscheiden ist bei der Berechnung gemäß [20] zunächst zwischen den Möglichkeiten, den Leitwert L s als konstante Größe (unter der Annahme stationärer Randbedingungen ) oder monatsbezogen unter Berücksichtigung des Temperaturgangs der Außentemperatur zu berechnen. Im ersten Fall ergibt sich L s direkt als Summe der Produkte aus der Fläche jedes wärmeabführenden Bauteils und dem zugehörigen effektiven Wärmedurchgangskoeffizienten (siehe Tabelle 2.6.2-1 bis Tabelle 2.6.5-1, Zeilen 3 und 8). Im zweiten Fall ergibt sich der jeweilige monatliche Leitwert Ls*,M gemäß GI. 2.6.1-1. *

Ls,M =

x

C1J ,M =

e.-e

C1Jx M

I

(2.6.1-1)

e,M

t, .(ei,rn -ee,rn) + Lpe · ee,Arnp

.cos(

2'77: '

m- 2- ß) j

'r

(2.6.1-2)

Darin sind: monatlicher thermischer Leitwert in W jK Wärmestrom des Bauteils x im Monat M in W Ls = thermischer Leitwert in W/K L pe = harmonischer thermischer Leitwert in W/K ee,Amp= Amplitude der Außentemperatur in K Monatsnummer (m = 1 bis 12) m = Nummer des Monats mit der niedrigsten Innentemperatur (T = 1 auf der Nordhalbkugel; T = 7 auf der Südhalbkugel) = Phasenverschiebung in Monaten ß ß = 0 bei aufgeständerten Bodenplatten ß = 1 bei Bodenplatten auf Erdreich ohne Randdämmung oder mit raums eitiger waagerechter Randdämmung sowie bei beheizten und unbeheizten Kellern ß = 2 bei Bodenplatten auf Erdreich mit senkrechter oder außen liegender waagerechter Randdämmung = Jahresmittel der Innentemperatur in "C = Jahresmittel der Außentemperatur in "C L *SM ,

C1J x,M

In den nachfolgenden Abschnitten 2.6.2 bis 2.6.5 sind für verschiedene bauliche Anwendungssituationen die zur Berechnung von L s und L pe n?twendigen Bestimmungsgleichungen zusammengestellt. In Tabelle 2.6.1-1 wird eine Ubersicht über die in diese Gleichungen einfließenden Parameter gegeben.

2 Wä rmeschutz

116 Tabell e 2.6.1-1 FOrdie Bestimmung von L sund L pe notwendige Parameter

2 1 Formelzeichen Einheit

2

AG

m

2

3 Erläuterung Bodenplattenfläche

charakteristisches Bodenplattenmaß

3

B'

4

o

5

R,

m

O,S·P

m

wärmeocrcblasswoerstand einer evü. vom. Dämmschicht auf dem Boden des Kriechkellers Wärmedurchlasswiderstand derwaagerechten oder senkrechten Aanddämmung (oder derGründung bei l eichttundamentmauem)

R,

8

9

Breite oder Höhe einer Randdämmung Wännedurchlasswiderstand derBodenplatte (incl. vollflächiger Dämmschichten und einem ggf. vorhandenen Bodenbelag)

6

7

B' = ~

p

m

Wärmedurchlasswidersland der Ketlerwand exponierter Umfang derBodenplatte (GesamIlänge derAußenwand, diedas beheizte Gebäude von der äußeren Umgebung odervon einem unbeheizten Raum außerhalb der gedämmten Gebäudehülle trennt)

,, 'o-----------:p ,,

P:-c-"-"'-"' - -"-'i

,, ,,

,, ,, ._-----------

10

c

JI(kg")

------_.1

spez. Wärmekapazität von unqefrorenem Erdreich zusätzliche wirksame Dicke infolge der Aanddämmung

11

12

d'

m

d' =R" A = (Rn - ~ JA

m

wirksame Gesamtdicke der Bodenplatte dr = w+;' . (R.s; + R,+ R u ) mit R = 0,17 (m2'K)flN1); R = 0,04 (m2'K)fIN

si

13

m

se

wirksame Gesamtdicke derBodenkonstruktion eines Kriechkelfers d g = w + ;' o(Rs/ + R g + R ",, ) mit Rs ; = 0,17 (m 2 X )flN1); Rse = 0,04 (m2'K)fIN

14

m

wirksame Gesamtdicke derKeilerwand d bw = ,t o(Rs/ +R""+ R .... ) mit R si = 0,13(m2' K)IW; R se = 0,04 (m1'K)/W

(Fortsetzung nächste Seite)

2.6 WärmeÜhertragung über das Erdreich

117

Tabelle 2.6.1-1 FOr die Bestimmung von L sund L pe notwendige Parameter (Fortsetzung)

2 Formelzeichen

Einheit

w

m

15

3 Erläuterung Dicke derUmfassungswände einschließlich sämtlicher Schichten periodische Eindringliefe

16

m

0 = 3,15.10

7

. ).

n -p .c

kg/rn'

p

17

18

WI(m'K)

- für Ton oder Schluff: 0 = 2,2 m

- für Sand oder Kies: o=3,2m - für homogenen Fels: o=4,2m

Dichte von ungefrorenem Erdreich Wänneleitfähigkeil von ungefrorenem Erdreich (). = 2,0W/(m'K), wenn keine genaueren Werte vorliegen)

1) Gilt bei abwärts gerichtetem Wärmestrom. Bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom. z.B. imFalle von Bodenplanen mit eingelassenem Heizsystem oder imFalle VOll Kühlräumen gilt Rsi = 0, 10(m!·K)iW.

Wärmebrücken am Wand-BodenplaUen-Anschluss

Den in DI N EN ISO 13370 [20] beschrieb enen Berechnungsverfahr en liegt die Annahme zugrunde, dass zwischen Bodenplatte und Wand keine wärmetechnischen Wechselwirkungen stattfinden. In der Regel ist diese Voraussetzung so nicht gegeben und es werden Wärmebrü cken im Wand -Boden platten -Anschluss vorliegen. Bei der Berechnun g therm ischer Leitwert e gemäß den nachfolgend beschriebenen Berechnungsverfahren sind diese Wärmebr ückeneinflüsse am Wand-BoJ enplatten-Anschluss daher gesonde rt zu berü cksichtigen . Der stationä re thermische Leitwert L s wird dann mit dem so modifizierten U-Wert U • anstelle von U a bestimmt:

U·= UO+ IjI ·f WB A

Darin sind:

U·

=

Ua

= V-Wert des Regelbauteils (z.B. Bodenpl att e) in W/(m 2'K)

ljI

{ WB

A

= = =

modifiziert er V-Wert in W/(m!-K) längenbezogener Würmedurchgangskoeffizient in W/(m'K) Länge der Wärmebrücke in m Flüche des Regelbaut eils in m l

(2.6.1-3)

"" 2.6.2 Wärmeverluste üb er erdber ührte Bodenplatten (nicht unt erkell ert)

2 Wä rme schutz

Tabelle 2.6.2-1 Berech nung der Leitwerte L s und Lp e für erdberührte Bodenplatten1)

1

2

E

& .2'

1E 'tl 2

Bodenplatle Erdreich

~

effektiver Wärmedurchgangskoeffizienl U0 der Bodenplatte

~_

Ua = .ln( lf .B· + 1) 1C . +d, dt

für dl < B' (wenig oder gar nicht gedämmte BodenpI.)

Uo == 0 457~ B'+ d

für dt ~ 8' (gut gedämmte Bodenplatte)

~w~

~', A

,

,

~ ~ thermischer Leitwert Ls

3 ~ L, =Aa' Uo ~ harmonischer thermischer Leitwert Lpe

4 Jl L,. = O,37 , p 'A , 'n(~: ')

a,

a,

Bodenplalle

Bodenplatte

CI

c

5 Gründung

Gründung

Gründung (mit i ." < J.)

%

6

7

effektiver Wärmedurchgangskoeffizienl U0 der Bodenplatte g wi , e Zeile 2 ~ Korreklurwert.1lj1

t2.

i

.~ = -~ . [ln (E-d, + ,) - In(~ + ,)] d,+ d

'~ 11

<1'1' == - ;A . In

1C

bei waagerechter Aanddämmung

[ (2 T.0+ 1)- In(2+.0 1)]bei senkr. Randdämmungileichtfundamenl d, d ' +

~

8

-gc

thermischer Leitwert L5 r::c L,, = Aa .Uo + P'i1lf harmonischer thermischer Leitwert Lpe

9

~ = 0,37 · P' A, ' [( 1- e=i ) ' ln( d : d' + 1) + e=f. .ln( :' + 1)] bei waager. Aanddämm. 1

L,., = 0,37. P .A,.

[(

l -e

~D 6 ) ·In(S d +d, +1)+e~D 6 .ln(S d +1)] bet senkr. Panodämrn. r

1

1) Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitl2.6.1

2.6 WärmeÜhcr l ragung über das Erdreic h

11 9

2.6.3 Wärmeverluste über aufgestän dert e Bodenplatten (Kriechkeller) Tabelle 2.6.3-1 Berechnung der Leitwerte L s und Lp e für aufgeständerte Bodenplatten1)

1

Bodenp! atte

Kriechkeller Erdreich effek~ver

U, -_

Wärmedurchgangskoeffizient U9 für denWärmetransport über dasErdreich

2 ~)'

«e-»,

.,n(tr'df/B'+1) wenn der Knech ' keller mitz s 0,5 mIn . das Erdreich ' ragt

U9 gemäß (20], Anhang F

wenn derKriechkeller mitz > 0,5m in das Erdreich ragt

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient Ux für den Wärmetransport über die Wände und durch Belüftung desknechkeüers 2·h ·U 1450 · e·v · f U = .. + .. x B' B' Darin sind: 2 Uw = U-Wert derWände des Kriechkellers oberhalb des Erdreiches e = aufden Umfang derBodenplatte bezogene Fläche derLüflungsöffnungen [m1Im] u = mittlere Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe (rrVsl (It. (5], Anhang E: v = 4 mls) f w = Wlndabschirmungsfaktor f w = 0,02 bei geschützterLage (z.B. Stadtkern) f w = 0,05 bei mittlerer Lage (z.B. Stadtrand) f w = 0,10 bei exponierter Lage {z.B. ländlicher Bereich) effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U fürdieaufgeständerte Bodenplane 1 1 1 2) - = - + wenn derKriechkeller mitz s; 0,5min dasErdreich ragt U U, Uf/ +Ux U gemäß [201, Anhang F

3

wenn derKriechkeller mitz > 0,5 m in das Erdreich ragt

thermischer Leitwert Ls

L, =A". U

harmonischer thermischer Leitwert Lpe

4

O,37,p').'ln(~ +1)+Vx'-'\ L,. = U/·

A "8 + Ux+ U,

1) Eine Ertäuterung allerallgemeinen Eingangswerte enthält Abschni1l2.6.1

2) V, istder Wännedurchgangskoetlizient der Bodenplatte (der Decke über dem Kriechkeller)

12n

2 Wärmeschutz

2.6.4 Wärmeverluste bei beheizte m Kelle r 1 Tabelle 2.6.4-1 Berechnung der Leitwerte L s und Lp e für beheizte Keller )

1

2

Bodenplatte Keller

Erdreich

2

~~

eff. Wärmedurchgangskoeffizient Ubf für den Wärmetransport über den KeIlerfußboden

..0 Ufli --

~ ~ ~

Ufli=

[" 8' ,)

.,n , 2·' + tr ·B +d1 + O,5 ·z d, + 0,5 'z ,

,

für (d, +0,5 ,z)
0,457 ·B + d, + 0,5 ·z

~ thermischer Leitwert Ls.bf

3

*

.g ~,bI =Aa ,UbI

~

4 ~

harmonischer thermis ~:er L[e~ert)Lp8.bf L",.,fli = O,37 . P. ).. e6

.ln d, +1

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient Ubf für den Wärmetransport über die Kellerwand "0

5

~

~

U~- .. = 2 ' A' [ 1+ d0,5.d,) .ln[...!..... +1) d I>tir + z

fC·Z

bw

~

für d"", 2: a,

~

"'Q ~

~

6 ~

71 '*

fürdl>tir
thermischer Leitwert L s.bw ~,bw = z · p ·Ubw = A...·U"", harmonischer thermischer Leitwert L p8,bw

L",..t>w = 0,37 ·P · A' 2 .(1 -e =f)' ln(

d: +1)

thermischer Gesamt-Leitwert Ls

8 ~ L. =L..bI +L..1:>w

~

J i

9

harmonischer thermischer Gesamt-Leitwert Lps L pe

= L pe .bI

+ L pe .bW

II Eine Er1äuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnilt2.6.1

2.6 WärmcÜhcrl ragung über das Erdreich

121

2.6.5 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller Tabell e 2.6.5-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für uobeheizte und teilbeheizte Keller' )

1

2

Bodenplatte Keller Erdreich eff. Warmedurchgangskoeffizienl V für den Warmetransport über den unbeheizten Keller

i =.!....+ u,

U

.>;

mit

2 ~ V, = E Vb j!l

,=

.":8 u; N

,

c:

Aa Aa ,U/lf +z ,P ,Ubw/ + h · P ·U... +O,33 ·n ·V

Ubvr = n =

:il V

~

Wärmedurchgangskoeffjzient der Kellerdecke (mit Rsi = RS8 = 0,17m1'KNI) eft WärmedurchgangskoeffiZient fürden Kefierfußboden nach Tab. 2.6.4-1, ZI. 2 eff. Wärmedurchgangskoeffizient für die Kellerwand nach Tab. 2.6.4-1, Zeile 5 Wärmedurchgangskoeffizient derKellerwand oberhalb des Erdreiches Luftwechselrate des Kellers (n =0,3 h", wenn genauere Angaben fehlen) Luflvolumen des Kellers

merrnlscher Leitwert Ls

1., =A" U

harmonischer thermischer Leitwert Lp8

0 ,37 · e . : -(

4

Lpe = Aa ' U/ ,

2-e-: }In(:' + 1)+ n . p . u; + 0 ,33 · n.V ;.

(Aa + z ,P) ' "8+ h . P ,Uw +O,33 ·n · V + Aa ,UI

~ ~

I .~

5 ~

:s

Vorgehensweise: 1. Berechnung des Wanneverlustes fürein vollständig beheiztes Kellergeschoss 2. Berechnung des w ärmeverlustes fürein vollständig unbeheiztes Kellergeschoss

~ 3. ~

-c:

I

Berechnung des tatsächlichen Wänneverlustes, indem die unter 1. und 2. berechneten Werte proportional zu den Flächenanteilen derbeheizten bzw. unbeheizten erdberührten Teile desKellers zusammengefasst werden.

,m

"

' l Eine Er1äuterung allerallgemeinen Eingangswerte enthält Abschnilt 2.6.1

122

2 Wärmeschutz

2.6.6 Wärmetechnische Bemessung von Gebäudegründungen zur Vermeidung von Frosthebung gemäß DIN EN ISO 13793 Einführung

Die Frostsicherheit von Gebäudegründungen wird im Allgemeinen durch eine Ausführung gemäß DIN 1054 [251, Abschnitt 7.1.2 angestrebt. Demnach muss, sofern die Frostsicherheit nicht auf andere Weise nachgewiesen wird, der Abstand von der dem Frost ausgesetzten Fläche bis zur Sohlfläche der Gründung mindestens 0,80 m betragen. Ein alternatives Verfahren zum Nachweis der Frostsicherheit enthält DIN EN ISO 13793 [24]. Demnach können Frosthebungen auf drei verschiedene Weisen vermieden werden: a) die Gründungstiefe reicht bis unter die Frosteindringtiefe (es ist also: Hf;::: Ho) b) das frostempfindliche Erdreich wird bis unter die Frosteindringtiefe entfernt und durch frostunempfindliches Material ersetzt c) die Gründung wird wärmegedämmt, um zu verhindern, dass das Erdreich unterhalb der Gründung gefriert. Wird eine Dämmung angeordnet, so ist zwischen beheizten und unbeheizten Gebäuden zu unterscheiden, da bei unbeheizten Gebäuden die Wärmeverluste über das Erdreich geringer sind. Frostindex

Der Frostindex F ist die Summe der Differenzen zwischen dem Gefrierpunkt und der mittleren täglichen Außenlufttemperatur innerhalb der Frostperiode. Es werden sowohl positive als auch negative Differenzen berücksichtigt. F = 24· I(Bf -Bd,j)

(2.6.6-1)

j

Darin sind: j = Anzahl der Tage in der Frostperiode F = Frostindex für einen Winter in Kh B[ = Gefrierpunkt; B[ = 0 "C Bd,j= mittlere tägliche Außenlufttemperatur für den Tagj in "C Die Frostperiode beginnt an dem Tag, ab dem die Summe über den Winter stets positiv bleibt (d.h ., ab dem das Erdreich nicht mehr vollständig auftaut). Sie endet an dem Tag, an dem die höchste Gesamtsumme für den Winter ermittelt wird. Bemessungswert des Frostindex

Der Bemessungswert des Frostindex F d ist der Wert, der statistisch betrachtet einmal in n Jahren überschritten wird. Daher wird er auch mit F n bezeichnet, wobei n unter Berücksichtigung des jeweils geforderten Sicherheitsniveaus festzulegen ist. Bei Gebäuden wird hier üblicherweise ein Wert Fso oder F IOOberechnet. Die statistische Auswertung erfolgt unter Nutzung der Gumbel-Verteilung.

2.6 Wärm e Üher tragung über das Erdreic h

123

(2.6.6-2)

- I /i

F=- m

(2.6.6-3)

(2.6.6-4) Da rin sind: ~ = Bemessungswert des Frostindex in K·h F = mittlere r Frostindex in K h F i = Frostindex für den Winter i m = Anzahl de r zur Ber echnun g der Fi he rangezogenen Winter; nach Möglich keit sollte f1l ~ 20 sein s = Standardabweichung .\ = Verteilungspara met er gemäß Tah . 2.6.6- 1 y" = Verteilu ngsparame ter gemäß Tab. 2.6.6-2 y = Vert eilun gsparam et er gemäß T ab. 2.6.6-1

2 Wä rme schut z

124 Tabelle 2.6.6-2 Verteilungsparamete r Yn für unterschiedliche Wert von n

2

3

4

5

6

1

n

5

10

20

50

100

2

Yn

1,50

2,25

2,97

3,90

4,60

Gründungstiefe Die G r ündu ngstiefe H ( ist d ie Tiefe der Gr ünd ung unterh a lb LIes äuße ren Erreich nivea us inkl. gut entwässe rter, frostunemp findliche r Ma terialschichten un terhalb der G ründu ng. Frosteindringtiefe in ungestörtem Erdreich Die Fro stc ind ringticfc HOist nationalen Ka rte n ode r Tabel len zu entne hmen ode r wie folgt näherungsweise zu ber ech nen

Ho =

1200 · Pd ' ).,

L + C · (Je,m

(2.6.6-5)

Dari n sind: = Be messun gswert des Frostindex in K·h Fd Ar = Wärmeleitfähigkeit des gefrorene n Erd reiches in W/(m'K ); Ar= 2,5 W/( m·K). wenn keine gc nauc rc n Daten vorliege n L = latente Wärme beim Gefrier en von Wasser im Erdre ich je Volumen einh eit in J/m-'; L = 150' 106 J/m-\ wenn keine genaue re n An gab en vor liege n C = Wärm eka pazität des ungcfrorcn e n Erd re iches je Volumen einh eit in J/(m-I'K): C = 3' 106 J/(ml' K) , wenn keine genauere n An gabe n vor liege n fJc,m = mittle re J ah rcsaußcnlufttempc r atur in "C Bemessung für BodenplaUen auf Erdreich bei beheizten Gebä uden Der Na chweis wird d urch das Einhringe n ei ne r vertikalen Randdämm ung mit eine m Minde st-Wärmedurchlasswide rsta nd gemäß Tab. 2.6,6-3 sowie ggf. zusät zlich e ine r hori zon ta le n Erdre ichdämmung e rbracht. Grundsätzlich gilt: Für Fd S 3mXlO K'h ist keine Erdreichdämmung e rfo rderlich. Fall 1 (Es wird au sschließlich eine vertika le Randdämmu ng eingeb racht):

Die Gründungstie fe muss an den Wänden mindesten s H f und an den Ecke n sowie an begre nzten un bc hcizt cn Teilen au f e ine r Län ge L c von diesen Teilen mind est ens d ie größere Tiefe H fc ge mä ß Tah. 2.6.6-4 betragen.

2.0 Wärmeüher t ragung über das Erd reich

125

Tabe lle 2.6.6-3 Mindest-Wärmedurchlasswidersland A v einer vertikalen Randdämmung für Bodenplatten auf Erdreich

2

in K·h

5

7

6

O,O< R,
1,0 < R, <2,6

2,6< R, <5,0

in (m2'K)iW

in (m 2'K)fW

in (m 1'K)fW

F, 2

4

3

h 5 0,3 inm

0,3< h 5

0,6

inm

h 50,3

0,3
0.3
inm

inm

h 50,3 inm

0,5

0,8

0,8

1,0

0.6

50,6 inm

3

5 000

4

10000

0,5

0,8

1,0

1,0

1,5

2,0

5

20000

0,8

1,0

1,0

1,2

1,5

2,3

6

30000

1,0

1,0

1,0

1,3

1,5

2,5

7

40000

1,0

1,0

1,2

1,5

1,7

2,7

8

so 000

1,0

1,2

1,4

1,7

2,0

3,0

9

60000

1,2

1,4

1,8

2,1

2,4

3,4

10

70000

1,4

1,6

2,1

2,4

2,8

3,6

Tabelle 2.6.6-4 Gründungstiefe bei Bodenplatten auf Erdreich ohne Erdreichdämmung

1

F,

2

3

4 in m

Lf

Hf

in K'h

inm

Hf' in m

Fd s 30 000

0,35

0,35

Fd :!s3S 000 35 000 < Fd s40 000

0,40

0,60

1,0

O,SO

0,80

1,0

0,60

1,00

1,5

6

40 000 < Fd s 45 000 45 000 < Fd s 50000

0,75

1,30

1,5

7

50000 < Fd :!s 55000

0,90

1,60

1,5

8

1,10

1,80

2,0

9

55000< Fd s60 000 60000 < Fd s65 000

1,30

2,00

2,0

10

65000< Fd s 70 000

1,SO

2,20

2,5

2 3 4 5

30000

<

Fa ll 2 ( Z usätzlich zur vertikale n R anddäm mung wird in den E cken eine Erdreichdäm m ung angeo rdnet ): Die G ründun gsticfe mu ss rund um das

Geb äude m indesten s H f gemäß Tab . 2.6.6 -5 unbcheiztcr Teile in

betra gen . Z usätzlich ist an den E cken und im Ber eich begrenzter einem An stand

Lc von diesen Stellen eine E rdre ichdäm mung der Br eit e bgc mit einem

Mindest-Wärm edurchl asswiderstand Rg = 1,0 (m 2'K)/W vorz usehen . Die einzelnen

Gr ößen sind erläuternd in Bild 2.6.6- 1 dargestell t.

2 Wärmeschutz

126

Tabelle 2.6.6-5 Grü ndungstiefe und Eckdämmung bei Bodenplatten auf Erdreich

1

2

3

4

Fd in K·h

Hf inm

b gc in m

lnrn

2

Fd s 30000

0,35

3

30000 < Fd s 35 000

0,40

0,50

1,0

4

35000 < Fd :s40 000

0,50

0,50

1,0

5

40000 < Fd s45 000

0,60

0,50

1,5

6

45 000 < Fd s SO OOO

0,75

0,60

1,5

7

so 000 < Fd s S5000

0,90

0,80

1,5

8

55000 < Fd S. 60 OOO

1,10

0,80

2,0

9

60 000 < Fd s 65 000

1,30

0,80

2,0

10

65000 < Fd s 70000

1,50

1,00

2,5

L,

".,1

I

Begrenzter

unb7eizter Teit

b.,

~~ b"

Bild 2.6.6-1 Erläuterung der maßgebe nden Größ en

Fal l J (Zusätzlich zu r vertikalen Randdämmung wird rund um das Gebäude e ine E rdreic hdämmung ange o rd net): Die Gründungst iefe da rf in d iesem Fa ll bis zu eine m mindest ens e inzuhalte nde n We rt von 0,4 m reduzie rt werden. Für F d > 3{XlO(} K·h ist ein e Erd re ichd ämmung im Eckbe reic h und im Bere ich be gre nzte r unb cheiz ter Teile in einem Abstand L c gemäß Tab . 2.6.6-6 vo n diesen Stellen erforde rlich . Eine geeignete Kom bination de s Wä rmedur chlasswide rstandes R gc und der erfo rde rliche n Breite b gc der E rdr eichdäm mung ist a us Bild 2.6.6-2 b) anhand des Beme ssu ngswertes des Fro stindex F d abzu leite n.

2.0 Wärmeühertragung über das Erdreich Tabelle 2.6.6-6 Länge

127

Lc der Erdreichdämmung an den Ecken 2

1

Lc

Fd

in xn

2

inm

Fd s 30 000

3

30000< Fd

S

35000

1,0

4

35000< Fd

S

40000

1,0

5

40000< Fd S 45000

1,5

6

45000< Fd :S 50000

1,5

7

50000< Fd S 55000

1,5

8

55 000< Fd S 60000

2,0

9

60 000< Fd s 65000

2,0

10

65000< Fd S 70000

2,5

,,~ . .~

2.8 r--

f' os. w •

2..

.<

2.0

~~

1.8

••

••• •

•• j~

•• ~~ o • ,• • • •, EE

·.

•••

• E

a)

, --

-,-7""cnoc-,

2.6

-e a%i

2.2

~

e.....,

••· .••

'rJ

Cf>

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'8

•rd• ~••

3 2 ,-~----;,----"",= 3.0 2.8

2.6

2..

~~

" r;' ~
'0

0.8

~

a e ~

500

g'

i: = •E e E

_ _

0,6 37 500 250

H

750

1 000

erei te der erd rei<:hd 3mmun g der Wände bgw ImmJ

1 250

••

••

1,8

1.6 1.4 1,2

"

.0 o-~"L-T;;=---,,*,,,--.-!

" 0

Breit e der Erdre ichd3mmung an den E<: ken b.. [mm]

e ntl~ ng

b)

Bild 2.6.6-2: a) Breite b c und Wärmedurchlasswiderstand R gc der Erdreichdämm ung entlang der Wände , für B~enPlatten auf Erdreich; b) Breite b gc und wärmedurchlasswloerstano R gc der En:lreichdämmung an den Ecken und begrenzten unbeheizten Teilen, tür Bodenplatten auf Erdreich

Für Fd > 37500 K·h ist eine Erdr eichdämmung auch entlang der aufgehenden Wände erforde rlich. Der Wärmedurchlasswiderstand R gw und die Breite b g w ist in Ahhän gigkcit des Frostindex Fd aus Bild 2.6.6-2 a) zu entnehmen. Danach ist die Erdreichdäm mung im Eckhereich gemäß Bild 2.6.6-2 b) und Tah. 2.6.6-6 zu dimensionieren.

12"

2 Wä rme schut z

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 2.7.1 Nachweis des sommerli chen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 Nachzuwe isen ist, dass der so lare Wä rmeeint rag S in kr itische Rä um e bzw. Raumhe reiche an de r Auß enfassade unt erhal b eines zulässige n Grenzwertes Szu/ liegt.

(2 .7.1-1) De r Nachwe is da rf allgemein e ntfa llen, wenn de r auf die Grun dfläche bezogene Fcn ste rfläche nenteil l A G die Werte gemäß Tabelle 2.7. 1-1 nicht überschreitet und darü be r hinau s bei Ein - und Zwe ifamilien hä use rn, d ere n Fen ster in OS!-, w cst- und Südausricht ung mit auße n liegende n So nne nsch urzeinrichtunge n mit Fe :;; 0,3 ve rsehen sind. Das Nachwcisve rfahrc n ge mäß DI N 4 108-2 [11 ist nicht an wendbar , wenn d ie zum nachzuweise nde n Raum oder Raumher eich kor respondie re nd e Außen wan d mit ei ne r Doppel fassad e a usgestattet ist, ode r im Außenwa ndbe re ich transparen te Wärmed äm msyste me ange o rdne t sind. Ist de m nachzuweise nden Ra um ein unbc hciztc r Gl asvorhau vorgelagert, so ist für die Nachweis führu ng d ie Art der Belüftung des na chzuweisenden Raumes zu beachten: a ] E rfolgt die Belüftung des nachzuweisenden Raumes aussc hließlich übe r den unb cbciztcn Glasvo rba u. dan n gilt der Nachwe is als e rfüllt, wenn: de r unbch cizt c Gl asvorbau mit einer Son ne nschu tzvorrichtung mit eine m Abmi ndc rungsfaktor Fe s 0,30 ausgestattet ist und im unieren un d ob eren G lasbereich Lüftungsöffn ungen vorhande n sind, die mindestens 10 % de r Gla sfläche ausmache n. b) Erfolgt d ie Belüftu ng des nachzuwe isen den Raumes nicht übe r den unbch c iztcn Glasvorb au . so kann der Gl asvorb au bei de r Nachweisfüh rung vernachlässigt werde n. Tabelle

2.7.1-1 Zulässige Werte des auf die Grundfläche bezogenen r ensternäcbenantens

'A G, bei deren Unterschreitung auf einen Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes

verzichtet werden darf (nach 11]).

2 Neigung derFenster gegenüber der Horizontalen

Orienterungder Fenster 1)

3 aufdie Grundfläche bezogener Fensterflächenanteil2) in %

'AG

Nord-West über Süd bis Nord-Ost

10

3

alle anderen Nordorientierungen

15

4

alle Onenüerunqen

7

2 über 60 bis 90 0

0

(Fortsetzung nächste Seite)

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz Hinweis:

129

Den angegebenen Fensterflächenanteilen liegen Klimawerte derKlimaregion B (siehe Bild 2.7.1-3) zugrunde.

1) Sind im nachzuweisenden Raum mehrere Orientierungen mit Fenstern vorhanden, istder kleinere Grenzwert für f AG bestimmend. 2) Der Fensterflächenanteil f AG ergibt sich aus dem Verhältnis der Fensterfläche (lichte Rohbaumaße)

zur Grundfläche des nachzuweisenden Raumes bzw. Raumbereiches (lichte Raummaße, siehe auch DIN 4108-2 [1], Abschn. 8.4). Liegen Fenster in mehreren Orientierungen vor, soistdie Summe aller Fensterflächen zu bilden.

Kann der Nachweis aus einem der o.g. Gründe nicht nach dem hier beschriebenen Verfahren aus [1] geführt werden, so sind geeignete Simulationsverfahren oder andere genauere Nachweisverfahren zu verwenden.

Sonneneintragskennwert S m

S=

m

L (Aw,j . gtotal,j ) L (Aw,j . g-l . Fe ) j=l

_ "-j=_l

_

(2.7.1-2)

Darin sind: S Sonneneintragskennwert AG = Grundfläche des Raumes in mAw,j = die in der Orientierung j gelegene Fensterfläche in rn? (mit lichten Rohbaumaßen bestimmt) s: = der Gesamtenergiedurchlassgrad nach DIN EN 410 [9], Anhaltswerte siehe Tabelle 2.7.1-2 F e der Abminderungsfaktor gemäß Tabelle 2.7.1-2 für eine fest installierte Sonnenschutzvorrichtung Ac wird aus den lichten Rohbaumaßen berechnet. Die größte dabei anzusetzende Raumtiefe entspricht der dreifachen lichten Raumh öhe. Für Räume mit gegenüberliegenden Fassaden ist bei einem Fassadenabstand von mehr als der sechsfachen lichten Raumhöhe ein getrennter Nachweis für die fassadennahen Raumbereiche zu führ en (siehe Bild 2.7.1-2). Werden die genannten maximalen Raumtiefen nach Bild 2.7.1-2 überschritten, so sind bei der Ermittlung der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit C wirk die raumumschließenden Bauteile nur soweit zu berücksichtigen, wie sie das Volumen bestimmen, das aus der Grundfläche AG und der lichten Raumhöhe gebildet werden.

130

2 Wärmeschut z > 3·h

> 6h

i

J • s:

ci

-c

'für e ",... relevante Bauteilfläche

•

s:

,fil

,~

'6 c

'6 c

2

2

~

~

0

-

I1

I

0

z

= •

z

= •

3·h

3·h

I

I

Bild 2.7.1-1 Berechnung der Grundflache AG für verschiedene Aaumgeometrien bei Überschreitung der maximal anzusetzenden Raumtiefen. Zusätzlich sind die bei der Berechnung der wirksamen warmespetchert ählqkett Cwirk zu berücksichtigenden Wandabschnitte hervorgehoben. Tabelle 2.7.1-2 Anhaltswerte für den Gesamtenergiedurchlassgrad transparenter Bauteile (5]

2 Transparenfes Bauteil

Gesamtenergiedurchlassgrad

2 Einfachverglasung

0,87

3 Doppelverglasung

0,75

4 Zweilach-Wärmeschutzverglasung

0,50 bis0,70

5 Dreifachverglasung, normal

0,60 bis0,70

6 Dreifach-Wärmeschutzverglasung

0,35 bis0,50

7 Sonnenschutzverglasung

0,20 bis0,50

8 Transparente Wärmedämmung 9 transparente Wärmedämmung, 100 ~s 120 mm; 0,8 W/(rri·K) ::; Ue ::; 0,9 W/(rri'K)

10 absorbierende opake Wärmedämmschicht mit einfacher Glasabdeckunq. 100 mm

g J.

gn 0,35bis0,60 etwa 0,10

Bei der Bestimmung lies Abmind crungsfaktors F e für fest installiert e Sonnenschut zvorrichtungen ist grundsätzlich zwischen innen und auße n liegenden Sonnenschutzvorrichtun gen zu unt erscheiden (siehe Tabelle 2.7.1-3). Werd en als außen liegender Sonnenschutz bauliche Elemente (Vordächer, Loggien oller freistehende Lamellen) oller Markisen genutzt (Tabelle 2.7.1-3, Zeilen 12 bis 14), dann muss sichergestellt sein, dass die betreffend en Fenster nicht direkt besonnt werden. Dies ist dann der Fall, wenn : bei Südorientierung der vertikale Abdeckwinkel ß :?: 500 ist; bei Ost- oder Westorien tierung der vertikale Abdeckwinkel ß 2: 85"ode r der horizon tale Abdeckwinkel r :?: 115" ist.

131

2.7 Somme rlicher w ärrncschut z

Z u de n jeweiligen Winkelbe reiche n gehören Abweichungen ± 22,5°. Bei Zwischenortenticrungcn (Süd- Ost oder Süd-West) ist ein vert ikaler Abdeckwink el ß ~ !mOerforderlich. Bezüglich de r Winkelmaße für ß und

r ist Bild 2.7.1-2 zu beuchten .

Vertikalschnitt

Horizontalschnitt West

, !

i

Ost

\

\

y

Bild 2.7.1-2 Ermill!ung der Winkel ß und r für bauliche Verschallungen und Markisen Tabelle 2.7.1-3 Anhaltswerte für Abminderungsfaktoren Fe fest installierter Sonnenschutzvorrichtungen (nach [1])

2 1 Sonnenschutzvorrichtung1)

Fe

2 ohne Sonnenschutzvorrichtung

1,0

3 innen liegend oder zwischen den Scheiben2) 4

• weiß oder reflektierende Oberfläche mit geringer Transparenz

0,75

5

• helle Farben oder geringe r ransoareoz"

0,8

6

• dunkle Farben oder höhereTransparenz

0,9

7 außen liegend 8

• drehbare Lamellen, hinterlüftet

0,25

9

- Jalousien und Stoffe mit geringer Transparenz' '', hintertüflet

0,25

10

- Jalousien, allgemein

0,4

11

- Rollläden, Fensterläden

0,3

12

0,5

13

- Vordächer, Loggien, freistehende Lamellen4) - Markisen 41, oben und seitlich ventiliert

14

- Mafkisen 41, allgemein

0,5

0,4

1) SonnenschutzvonichlUngen müssenfest installiert sein. Übliche dekorative Vorhänge sindnichtals Scmenscbutzvomctnurq imSinne von DIN 4108-2 [11 zu betrachten. 2) Die Tabellenwerte für innen und zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtungen sind als obere Grenzwerte zu interpretieren. Für solche Sonnenschulzvorrid1lungen empfiehlt es sich, genauere Werte zu ermitteln. 3) Als gering transparent gellen Sonnenschutzvorrichtungen mit einer Transparenz unter 15%. 4) siehe Bild 2.7.1-2

132

2 Wä rmeschutz

Zulässiger Sonneneintragskennwert Szul

(2.7 .1-3) Da rin sind: = zulä ssige r So nneneint ragskennwort 5 1 111 5 11. = ant eilige So nncncint ragskcnnwc rtc gem äß Tabelle 2.7.1-3 Tabelle 2.7.1-3 Anteilige Sonnen eintragskennwerte Sx zur Bestimmung von Szul (nach DIN 4108-2 [1])

2 Gebäudelage bzw. Bauart, Fenstemeigung und Orientierung

5,

Klimaregion 1) 1.1

• Geb. in Klimaregion A (Ba.max $ 16,5 °C

; Bi.max = 25 °Cl

0,04

1.2

- Geb. in Klimaregion B (16,5 °C < ()e,max< 18°C ; ()i,max = 26 'Cl

0,03

1.3

- Geb. in Klimaregion C (()e,max. ~ 18 'C

; (Ji,max = 27 'C)

0.015

2 Bauart (mit Cwirkgemäß GI. 2.7.1-4; 'gewgemäß GI. 2.7. 1'5) 2.1

• leichte Bauart (ohne Nachweis von C wirk l AG)

0,06"gew

2.2

- mittlere Bauart (SO Wh/(rrfK) s Cwirk l AG$ 130Vv'!l/(w'K))

0,10"gew

2.3

• schwere Bauart (Gwirkl AG> 130 \'Vh /(m~'K))

0,115"gew

3 Erhöhte Nachtlüftung2) während derzweiten Nachthälfte 3.1

• bei leichter und mittlererBauart

0,02

3.2

• bei schwerer Bauart

0,03

4 Sonnenschutzverglasung3) mit g.L :s 0,4

0,03

5 Fenster derGröße Aw.neig miteiner Neigung zur Horizontalen $ 50'

- 0, 12-Aw.neig l AG

Nord-, Nordost- und Nordwest-orientierte Fenster derGröße Aw.nord 6 soweit mit Neigungen gegenüber derHorizontalen> 60 • sowie Fenster, diedauernd vom Gebäude selbstverschattet werden

0,10'Aw,nord l Aw.gesamt

1}

EineÜbersicht über die grobe Abgrenzungder dreiKlimaregionen gibl die Karte in Bild 2.7.1-3

Bemall. = Höchstwert der nüneren monatlichen Außentemperatur Bi ~ax = Grenzwert der Innentemperatur Anmerkung: Die mit dieser Einteilung verbundene Forderung derDIN 4108-2, dass derGrenz-

wert derInnentemperatur Bi,max an nicht mehr als 10% derAufenthaltszeit inbeheizten GebAuden überschriUen werden darf, ist problematisch. Nur durch den Nachweis S < Szul und ohne zusAtzliche technische Kühlung sind diese absolutdefinierten Grenzwerte in vielen Fll/fen nicht einhahbar.

2) Bei Ein-und Zweifamilienhäusernkann Ld.A. voneiner erhöhten Nachtlüflung ausgegangen werden. 3) Als gleichwertig hierzu gelten Sonnenschutzverglasungen, welche die diffuse Strahlung pennanent reduzieren und deren glolal < 0,4 erreicht.

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz

LU

Schwerin

• Wittenberge Uelzen

Heppen

•

üsnebrück

•

•

Münst er

o

Reg ionA

o

Reqfon B

Reg ion C

Bild 2.7.1-3 Sommerklimaregionen für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4 108-2 (1]

2 Wärmeschutz

134

Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile Gemäß DIN 4108-2 [1] wird zwischen leichter, mittlerer und schwerer Bauart differen-

ziert . Das Kriterium hierfür bildet die wirksame Wärmespeicherfähigkeit. Cwirk = LCj'pj'dj'Aj

(2.7.1-4)

j

Darin sind: C wi r k = wirksame Wärmespeicherfähigkeit in J/(m 3 'K) j = Bauteilschicht Cj spezifische Wärmekapazität des Baustoffes in Schicht j (siehe auch Tabelle 2.1.3-1) in J/(kg'K) = Rohdichte des Baustoffes in Schicht j in kg/m? wirksame Schichtdicke in m = wirksame Bauteilfläche (bei Außenbauteilen außenmaßbezogen, bei Innenbauteilen innenrnaßbezogen berechnet) in m2 Als wirksam sind Schichten oder Schichtanteile anzusehen, die im Bauteil weniger als 10 cm entfernt von der inneren Oberfläche gelegen sind (10 cm-Regel). Weisen raumtrennende Innenbauteile eine Dicke von weniger als 20 cm auf, so darf auf jeder Raumseite höchstens die halbe Wanddicke angesetzt werden . Liegen Wärmedämmschichten (d.h. Schichten mit A < 0,1 W/(m 'K) und R > 0,25 (m2'K)/W) in hier relevanten Bauteilbereichen vor, so dürfen nur die raumseitig gelegenen Schichten Berücksichtigung finden . Diese Vorgehensweise entspricht dem vereinfachten Verfahren gemäß DIN V 4108-6 [5].

Raumgeometrie

Der Einfluss der Raumgeometrie findet innerhalb des Nachweisverfahrens über den gewichteten Formfaktor Berücksichtigung. (2.7.1-5) Darin sind: f gew gewichteter Formfaktor Aw Fensterfläche einschließlich Dachfläch enfenster in m2 (mit lichten Rohbaumaßen bestimmt) in m2 Außenwandfläche (Außenmaße) in m2 wärmeüb ertragende Dach- oder Deckenfläche (Außenmaße) gegen Außenluft in mGrundfläche des nachzuweisenden Raum es (lichte Rohbaumaße) in m2

2.8 Luftdichtheit

135

2.8 Luftdichtheit 2.8.1 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7

Im Hinblick auf eine dauerhafte Wirksamkeit einer Luftdichtheitsschicht ist es von besonderer Bedeutung, dass sowohl Planung als auch Ausführung fachgerecht vorgenommen werden und dass nur Materialien eingesetzt werden, die als System (z.B. Folie + Kleber) ihre Eignung unter Beweis gestellt haben. Ferner ist sicherzustellen, dass die Luftdichtheitschicht oder ihre Anschlüsse weder während des Einbaus noch danach beschädigt werden. DIN 4108-7 [6] enthält Anforderungen und Planungsempfehlungen zur Erlangung einer hinreichend luftdichten Gebäudehülle in beheizten oder klimatisierten Gebäuden. Die Planungsempfehlungen in geben Hinweise zur Ausführung von Stößen in der Luftdichtheitschicht, zu Anschlüssen an angrenzende Bauteilen und zur Ausführung von Durchdringungen. Nicht erfasst werden funktionsbedingte Durchdringungen oder Öffnungen in der Gebäudehülle (wie Z.B. Rollladengurt-Führungen oder Briefkästen). Bei diesen ist eine konstruktionsbedingt luftdichte Ausführung vorzusehen. Hinweis: Mit Datum vom 05. Januar 2009 wurde ein neuer Norm-Entwurj zu DIN 4108-7 der Öffentlichkeit zur Prüfung und Stellungnahme vorgelegt. Dieser wurde inhaltlich überarbeitet und ergänzt und kann ggf. weitere Informationen zur Thematik enthalten. Anforderungen

Wird bei einem Gebäude die Luftdichtheit überprüft, so sind bei einer Druckdifferenz von 50 Pa zwischen Innen und Außen die nachfolgenden Luftwechselraten bzw. Luftvolumenströme nicht zu überschreiten. Werden Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung eingesetzt, so sollten die jeweiligen Grenzwerte deutlich unterschritten werden. a) Allgemeine volumenbezogene Anforderung an die Luftwechselzahl - bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen: n50 S 3 h-1 - bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen: n 50 S 1,5 h-\ b) Alternative, auf die Nettogrundfläche bezogene, Anforderungsgröße für Gebäude, deren lichte Geschosshöhe 2,6 m nicht übersteigt. - bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen: w50 S 7,8 m3J(m 2 ' h ) - bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen: w50 S 3,9 m3J(m 2'h) Als zusätzliche Kenngröße kann der auf die Hüllfläche bezogene Leckagestrom q 50 verwendet werden, der den Wert Q50 = 3,0 m3J(m 2 ' h) nicht überschreiten darf. Weitergehende Anforderungen an die Luftdichtheit werden beispielsweise bei Passivhäusern gestellt. Hier gilt für die Luftwechselzahl die Anforderung n 50 S 1,5 h-1. Materialien

Verputzte Bauteile aus Mauerwerk sowie Betonbauteile gelten im Sinne der DIN 4108-7 als luftdicht. Bei anderen Konstruktionen kann die Luftdichtheitsschicht ent-

136

2 Wärm eschutz

wede r aus luftdichten Bahnen (z.B. au s Kunststo ff, Bitumen oder Papierwerkstoffen) oder aus Plattenmate rialien (z.B. Gip sfaserplatten, Gipskarton-B auplatten, Faserzementplatten , Blech e oder Hol zwerkstoffplatten) hergest ellt werde n. Zur Erlangung einer insgesa mt luftdichten Au sführung ist - wie ber eits erw ähnt - insbesondere auch auf die Anschlussbereiche dieser Mat erialien untereinand er od er zu angrenze nden Bauteilen zu achten. Stöße, Überlappungen und Durchdringungen sind auf ein notwendiges Minimum zu reduzier en und in der Planung zu ber ücksicht igen. Mate rialien zur Abdichtung von Fugen sind entsprechend der zu erw artenden Bewegungen der angrenzenden Bauteile auszuwählen. Zu be achten ist, dass bei vorkomprimiert en Mat erialien die Luftdichtheit erst bei eine r ausrei chende n ver bleibende n Restkomprimierung im Einba uzusta nd errei cht wird . Entspr echende pr oduktspe zifische Informationen sind vom jeweiligen Hersteller anzufor de rn . In diesem Zu samm enh ang sei fern er darauf hingewiesen , dass beispielsweise durch die Verwendung von Montageschäurnen in der Regel keine ausreichende Luftdichtheit er zielt werden kann. Planungsempfehlungen In den nachfolgenden Bildern sind die Planungsempfehlungen de r DIN 4108-7 [6] übersichtlich und thematisch geor dne t zusammengestell t.

tfN fNflf-il I C.-_OJV

~.W7-.rmt

"llX jJJjU 'I[ &-

I

I

~ einseitiges Klebeb and

_

I [ doppelseitigeS Klebeban d;

Luftdi chtheits schicht

II

Klebemasse

[ Luftdichth eitsschicht

Latte - --r...-'T'-..I doppel seitiges Klebeband ; Klebema sse Luftdichth eitsschicht

t -- -\AXA f -/

Yffljü...Ji\I--

I

r: I

~

Luftdichtheitsschicht Verschwe ißung bzw.

'i;~ ~ - ~~~~~~i~gBekleidUng '~ - Sparren

-+- .---

- --

-- -

-

i-

1IJ!E !fJ.lffljjj /_== -~-'--~---t

~ ~

,~----=:::::::::::=== ----. - .--'r

0;0"';9"' Klebeband Luftd ichthe itsschicht Raumsei tige Bekleidung Sparren

Bild 2.8.1-1 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Bahnen bei Stößen im Feld, auf harter Hinterlage und bei Aufsparrendämmung

2.8 Luftdichtheit

137

~[J\Jr&~

~ WE ~· ~~ '/I~

Luftdichthe itsschicht

•.

,

I \

1==---1

/1

===-' - .

/1

Putzträger , .. z.B. Streckmetal~~ / Innenputz

:1~..~Y1D-' rr YJ l 1 rv1

Ao"""'_~ ;;, ~I

LUftdichthe.itsschicht komprimiertes Dichtungsbandl ~~ / Klebema sse /

~

--T

.

..

I

-

/ / /. .: /

~ I/

)

~ U -

Luftdichthe itsschicht Anpresslatte komprimiert es Dichtungsband l Klebemasse

Mauerkrone - .... verputzt

Innenputz

Bild 2.8.1-2 Anschluss

von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Massivbauteile

/'I

~I

r;~ / ~ einseitiges Klebeband ~ "Bahnenstreifen l~

(rutschsicher)

Luftdichtheitsschicht

~

einseitiges Klebeband Luftdichthe itsschicht

Bild 2.8.1-3 Anschluss

von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Holzbauteile

/ I

~

I

~Uftdi chtheitsschi cht

f--

einseitiges Klebeband

Bild 2.8.1-4 Ausführung

I ~. Luftdichthe itsschicht

I

I

~I

F

vorkonfektionierte Manschette I Formte il

~ --- einseitiges Klebeband

von Durchdringungen bei Luftdichtheitsschichten aus Bahnen

138

2 Wärm eschutz

. ~.-~ ..~.,. ~-t-

+7&-._.-' I.

I

'l -

,

, .... •...·.. 11

I

, r

'

L einseitiges Klebeband

Luftdichthe itsschicht

t~ I

..

...

,

"L" " " " L""" " """" "' , Fugenfüller mit Bewehrun gsstreifen Luftdichtheitsschicht

L

111111 I I I I I I 1I I I I 11 11 11 I I I I

I

L Klebem asse '

Luftdichtheitsschicht

lf!' LwNYVf!t • I I I I I I I I I I I

JI

I I I I I I I I I I I I I

L Klebemasse

J' '

Luftdichth eitsschicht

'l -

,

Leinseitiges Klebeband Luftdichtheitsschicht

" L" " " ' ~ " " " mit' Bewehrungs I L Fugenfüller stre ifen Luftdichtheitsschicht

Bild 2.8.1-5 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Platten bei Stößen im Feld und auf harter Hinterlage

Luftdichtheit sschicht Klebeband Anpresslatte Bahnenstreifen Klebemasse

Bild 2.8.1-6 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Platten an Massivbauteile

2.8 Luftdichtheit

139

Glaltstr ich vor Fenstereinbau

Putz

Glalt strich vor Fenstere inbau

Luftdichtheitss chicht

Halteprofil vorkompromierles Band

, -vlieskaschierles Klebeband Mörtelbelt

Klebeband Luftdichtheitsschicht

Bild 2.8.1-7 Fensteranschlüsse (der Glattstrich ist vor dem Einbau des Fensters vorzunehmen)

141

3 Feuchteschutz 3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 3.1.1 Wasserdampf

Die Atmosphäre als Lufthü lle der Erde ist ein Gemi sch verschiedener Gase. Unt er der Bezeichnung "feuchte Lutt'' wird das Gasgemisch a us trockener Luft und Wasserdam pf verstan den. Die wesentli chen Bestandteile der troc kenen Luft sind Stickstoff , Sau erstoff, Edel gase (z.B. Argon) und Kohlendioxid . Hinzu trete n Verunreinigungen wie Staubpartikel und Abga se. Wasserdampf (Wasser im gasf örmigen Zu stand) ist wie alle ande ren hier betrachtete n Gase unsichtbar. Tabelle 3.1.1-1 Kennwerte des Gasgemisches l uft im oberflächennahen Bereich de r Atmosphäre

Bestandteile

2

3

Zeichen

Anteil inVol.·%

78,08

3 Sauerstoff

N, 0,

4 Argon

Ar

0,9325

5 Kohlendioxid

CO,

0,03

6 Wasserdampf

H,O

variabel von 0 bis 4%

2 Stickstoff

20,93

3.1.2 Wasserdampfpartialdruck

Der thermische Zusta nd des Gasgemisches der feuchten Luft, das Verhalten und die Eigenschaft eines idealen G ases, wird mit der "idea len G asgleichun g- beschrieben .

p ·V ""m · R ,T

(3.1.2-1)

Darin sind: p = Gasdru ck in Pa V = Gasvolumen in m' m = Gasmasse in g T = thermodynamische Temperatur (T = e +273,15) in K R = spezifischen Gaskonst ant e in J/(kg'K ~ (Pa 'ffi"l)/(kg'K) Der Wasserdampfpartialdruck PDbzw. der Partialdruck der trockenen Luft PL wird mit den Kenngr ößen für Wasserdampf (mD" R D ) bzw. trocken e Luft (mv R 1) in entsprechende r Weise bestimmt , PD ",, -mo · RD, T V

(3.1.2-2)

3 Fe ucht eschutz

142 (3.1.2-3)

Der Gesamtd ruck - der Luftdru ck p (Baromctc rdruck] - ergibt sich nach dem Geset z von Dalton als Summe der Pa rtialdrücke (Teildrücke) de r trocke ne n Luft PL und des Wasser dampfes PD' p = PCh.

+ PC~ + PN2 +...+ PD = PL + PD

(3.1.2-4)

Dar in sind: p = Gesamt druck ( Luftdruck) in Pa POz = Partialdruck de r Ga skompone nte des Saue rstoffes in Pa Pco = Pa rtialdruck der Ga skom pon ent e des Kohlendioxides in Pa z PN = Partialdru ck der G askompone nte des Stickstoffes in Pa Z PL = Partialdruck de r trockenen Luft in Pa PD = Wasser dampfpartialdru ck in Pa Tabelle 3.1.2-1 Spezifische Gaskonstanten R der Bestandteile des Gasgemisches Luft

Bestandteile

2

3

Zeichen

spez. Gaskonstante R in J/(kg'K) 296,8

3 Sauerstoff

N, 0,

4 Argon

Ar

208.2

CO,

188,9

2 Stickstoff

5 Kohlendioxid

259,8

RL = 287,05

6 trockene Luft

H,O

7 Wasserdampf

Ro= 461,5

3.1.3 Wasser dam pfsättig ungsdruck Als Wasser dampfsättigungsd ruck Ps wird der Wasser dampfpa rtialdruck im Sättigu ngszusta nd bezeichnet. Dies e ntspricht dem höchstmöglichen Wasserdampfpartiald ruck bei 100% Luftfeuchte, dessen Übe rschreitung nicht möglich ist.

Für Temperaturen {} "C s q s 30 "C gilt:

(

0 )8,02

Ps = 288,68 · 1,098+ 100

(3_1.3-1)

Für Tempe raturen -20 "C s q < {} "C gilt:

(

0)".30

Ps = 4,689 · 1,486 + 100

(3.1.3-2)

~. I

Feuchteschut ztechn ische Begriffe

1 4~

Darin sind:

Ps = was serda mpfsättigu ngsdru ck in Pa = Temperatur in "C

e

Tabelle 3.1.3-1 Wasserdampfsälligungsdruck oe nach DIN 4108-3 (6)

1 Lufttemperatur

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

in -c

2

3

4

26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

(Fortsetzung nächste Seite]

6

7

6

9

10

11

Wasserdampfsättigungsdruck Ps in Pa

e

30 29 28 27

5

»

3781

3566 3362 3169

2985 2810

3803 3588 3382 3188 3003 2827

.a

..

.e .9 4244 4269 4294 4319 4344 4369 4394 4419 4445 4469 4006 4030 4053 4077 4101 4124 4148 4172 4196 4219 .1

.3

3826 3848 3871

3609 3403 3208 3021 2845

2645 2661 2678 2487 2504 2518 2340 2354 2369 2197 2212 2227 2065 2079 2091 1937 1950 1963 181 8 1830 1841 1706 1717 1729 1599 161 0 1621 1498 1508 1518

.5

.6

.'

3894 3916 3939 3961

3631 3652 3674 3695 3423 3443 3463 3484 3227 3246 3266 3284 3040 3059 3077 3095 2863 2880 2897 2915 2695 2711 2727 2744 2535 2551 2586 2582 2384 2399 241 3 2428 2241 2254 2268 2283

3984

3717 3793 3759

3504 3525 3544

3304 3324 3343 3114 3132 31 51

2932 2950 2968 2761 2777 2794 2598 2613 2629

2443 2457 2473 2297 2310 2324

21 05 2119 2132 2145 2158 2172 2185 1976 1988 2001

1854 1866 1739 1750 1631 1642 1528 1538 1403 141 3 1422 1431 1441 1312 1321 1330 1340 1349 1228 1237 1245 1254 1262 1148 1156 1163 1171 1179 1073 1081 1088 1096 1103 1002 1008 1016 1023 1030 935 942 949 955 961 872 878 884 890 896 813 819 825 831 837

2014 2027 2039 2052

1878 1889 1901 1914 1926

1762 1653 1548 1451 1358 1270

1773 1683 1559 1480 1367

1784 1795 1806 1674 1684 1695 1569 1578 1588 1470 1479 1488 1375 1385 1394

1279 1287 1296 1304

1187 1195 1203 1211

1218

1110 1117 1125 1133 11 40

1038 1045 968 975 902 907 843 849

1052 982 913 854

1059 1066

988 919 861

995 925 866

3 Feuchteschutz

144

Tabelle 3 .1.3-1 Wasserdampfsätligungsdruck Ps nach DIN 4108-3 [6) (Fortsetzung)

1 Luft-

2

3

4

30 31 32 33 34

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

3 2 1 0 ·0 ·1 ·2 ·3 ·4 ·5 ·6 ·7 ·8 ·9 ·10 ·11 ·12 ·13 ·14 ·15 ·16 ·17 ·18 ·19 ·20

6

7

8

9

10

11

.'

.e

.9

803

808 753 700 653 567 522 480

Wasserdampfsättigungsdruck Ps in Pa

temperatur 8 in -c

5

n 759

705 657 61 1 61 1 582 517 476 437 401 368 337 310 284 260 237 217 198 181 165 150 137 125 114 103

.1

2

765 710 662 616 805 557 514 472 433 398 365 336 306 281 258 235 215 197 180 164 149 136 124

770 716

113 102

.a 776 721 672 626

,

781 727

5

.6

787 732 682 635 587

793 737 687 640 582

798 743 667 677 691 621 630 645 577 600 595 592 552 547 543 538 534 531 509 505 501 496 492 489 468 464 461 456 452 448 430 426 423 419 415 412 395 391 388 385 382 379 362 359 358 353 350 347 333 330 327 324 321 318 304 301 298 296 294 291 279 276 274 272 269 267 255 253 251 249 246 244 233 231 229 228 226 224 213 211 209 208 206 204 195 193 191 190 188 186 178 177 175 173 172 170 162 161 159 158 157 155 148 146 145 144 142 141 135 133 132 131 129 128 123 122 121 120 118 117 112 111 110 109 107 106 101 100 99 98 97 96

748 696 648 572 527 484 444

440

408 375

405 372

343

340

315 288 264 242 221 202 184 168 163 139 127 116 105 95

312 286 262 239 219 200 182 152 152 138 126 115 104 94

3.1.4 Norm- Atmosphäre Di e Normatmosp häre wird durch de n Normzustand. dem Normdruck PNb ci der Normtempe ratur TN und Normdichte PN festgelegt und bezieht sich auf die Meereshöhe be i NN. Definie rt ist der Normzustand du rch PN = 760 Torr = 1013.25 hPa und die Normtcmpcratur T N = 273,15 K = O"C sowie die Normdichte PN = 1,292 kg/m' [341.

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe

145

3.1.5 Relative Luftfeuchte Die relative Luftfeu chte ifJ ist ein dimensionsloser oder in Prozent angegebener Wert und kenn zeichnet das Verhältnis aus Wasserd ampfp artialdru ck PD und Wasserd ampfsättigung sdruck Ps bzw. die tatsächlich vorhandene Wasserd ampfkonzentration CD im Verh ältnis zur Wasserd ampfsättigungskonzent ration Cs bei einer bestimmten Temp eratur.

(3.1.5-1)

ifJ = PD = CD

Ps

Cs

Darin sind: ifJ relative Luftfeucht e PD = Wasserd ampfp artialdruck in Pa Ps Wasserdampfsättigungsdruck in Pa CD = Wasserdampfkonzent ration in g/m' Cs Wasserdampfsätt igungskonzentration in g/m' Carrier-Diagramm

Relative Luftfeuchte

~

in %

100% 80% 70%

--

C'"l

E

20

C> C

60%

Cl

U

c 0

15

50%

:;= ctl

c:

'Q)

N

c 0

10

~ ......

0.

E

ctl '0 'Q)

In In ctl

5

~

o ""'""'"""---'-........"'---'----l."'--_"'--........."""""".....;.,.........""--"'--'--' -20 -10 10 20 30 o Lufttemperatur e in "C Bild 3.1.5-1Abhängigkeit der aufnehmbaren Wasserdampfmenge von der Lufttempe ratur, dargestellt im Carrier-Diagramm (Beispiel: Wasserdampfgesättigte Luft (I/! =100 %) enthält bei einer Lufttemperatur von 0=20 oe eine Wasserdampfmenge von Cs =17,25 glfTi3 und bei einer relativen Luftfeuchte von I/! = 60 % eine Wasserdampfmenge von Co=10,38 glfTi3)

146

3 Feuchteschutz

3.1.6 Konzentration der trockenen Luft Die Konzentration des Gas es der trocken en Luft CL ist das Verhältn is der Masse der trock enen Luft mLzum Volumen des Gasgemisches V.

(3.1.6-1) Darin sind : Cl, = Kon zentration de r trockenen Luft in kg/m' m L = Masse der trock enen Luft in kg V Luftvolum en in m 3 P = Gesamtdruck (Barmoterdruck) in Pa l{J = rel ative Luftfeuchte Ps Wasserdampfsätt igungsdruck in Pa PD = Wasserd ampfparti aldruck in Pa T = th ermodynamisch e Tempe ratur (T=fJ +273,15) in K R L = spezifische Ga skonstant e für trock ene Luft in J/(kg'K) (R L =287,05 J/(kg'K))

3.1.7 Wasserdampfkonzentration Die Wasserd ampfkonzentration CD ist die Feuchtigkeitsmenge m D bezogen auf das Volumen des Gas gemisches V. Die Wasserdampfkonzentration CD wird auch als absolute Luftfeuchtigkeit bzw. als Wasserdamp fdichte bezeichn et.

mo
(3.1.7-1)

D arin sind: CD = Wasserdampfkon zentration in kg/m' m D = Wasserdampfmas se in kg V = Luftvolumen in m" l{J = rel ative Luftfeuchte Ps Wasserdampfsätt igungsdruck in Pa PD = Wasserdampfpart ialdruck in Pa T th ermodynamisch e Temperatur (T=fJ +273,15) in K R D = spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg' K) (R D = 461,5 J/(kg'K))

3.1.8 Wasserdampfsättigungskonzentration Die Wasserdampfsättigungskonzentration Cs entspricht der maximalen Menge an Wasserda mpf (11 =100%) , die ein be stimmtes Luftvolumen bei eine r be stimmten Temperatur enthalten kann. Jeder Wasserdampfsätt igungskon zentration ist ein gewisser Wasser da mpfsättigungsdruck Ps zugeordnet.

~. I

Feuchteschutztechnische Begriffe

147

ms - rscs=-= V

(3.1.8-1)

Rn ·T

Darin sind: es = Wasserdampfsältigungskonzentration in kg/rrr' ms = maximale Wasserdampfmasse in kg V = Luftvolumen in m' Ps = Wasserdampfsättigungsdruck in Pa T = thermodynamische Temperatur (T=B +273,15) in K R D = spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg-K) (R D =461,5 Jj(kg-K» Tabelle 3.1.8-1 Wasserdampfsättigungskonzentration und Wasserdampfsättigungsdruck in Abhängigkeit der luftlemperatur

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

23

22

21

Lufttemperatur Bin "C

2

30

3 Cs in glm 3 4 Ps in Pa 5 6 Cs in glm 3 7 Ps in Pa 8 9

es in glm

3

10 Ps in Pa 11 12 Cs in glm 13 Ps in Pa

3

14 15

es in glm

16 Ps in Pa

3

29

28

27

26

25

24

30,26 28,66 27,14 25,68 24,30 22,97 21 ,71 20,51 19,37 18,28 4244

4006

3781

3566

3362

3169

2985

20

19

18

17

16

15

14

2810 2645 13

12

17,25 16,26 15,33 14,44 13,60 12,80 12,04 11 ,32 10,64

2487 11 9,99

2340

2197

2065

1937

10

9

8

7

6

5

4

9,38

8,80

8,25

7,73

7,24

6,78

6,34

5,93 5,55

5,18

1228

1148

1073

1002

935

872

813

759

705

657

0

-1

·2

·3

-4

·5

·6

-7

·8

·9

4,84

4,47

4,13

3,81

3,51

3,24

2,98

2,74

2,52

2,32

611

562

517

476

437

401

358

337

310

284

·10

·11

-12

·13

·14

-15

·16

·17

-18

·19

2,13

1,96

1,80

1,65

1,51

1,38

1,26

1,15

1,05

0,96

260

237

217

198

181

165

150

137

125

114

1818 1706 1599

1498 1403 3

1312

2

3.1.9 Taupunkttemperatur Die TaupunkUcmperatur Bsbezeichnet diejenige Temperatur, bei der die Wasserdampfsättigungskonzentration Cs bzw. der Wasserdampfsättigungsdruck Ps der Luft erreicht ist. Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt in diesem Zustand 100'7L Wird die feuchte Luft unter die Taupunkttemperatur abgekühlt, kommt es zu einem Phasenwe chse l

148

3 Feuchteschutz

von "gasförmig" zu "flüssig" und ein Teil des in der Luft entha ltene n Wasserdampfes wird als überschüssige Feu chtigkeit in flüssiger Form als Tauwasser ausgeschieden. 1

cjJ 8,02 ( eS =(-) . 109,8+e ) -109,8 100 80%-Kriterium:

(3.1.9-1)

0,1247

8 = (1,25 '<1» S 100

.(109 8 + 8) - 109 8 ' ,

(3.1.9-2)

D arin sind: I/> = Relative Luftfeuchte 8 = Temp eratur in "C

25

/'

-:,,'

c

20

L..

.3 ~

Q)

0..

-:

E

~ §

0..

15

::J

ro

es =9,3 oe

V

~'

v"

-:

-:V,;v:.. . .....v ..... ..... .... .'

f-

10

90

/' V' V 1/ / V ,,1/. / V , / , / 1/~ ..... V / , / "., / V V .' ", V , / / / V V' V / ,/ ~/ .,/ ,/ v V -' V . / ' ./ ,,/ v/ v,; V' V V' /" V ", 1/v' <. / . ' v V 1/ / 1/V v.. . .... / " / V ~/ / ~.v /

oo cD

100

/

./

",'

,/

/

"'... ..........

/

v/

/./ V'/

.' ..... v

./ ./

V

./

/

...... /

,/

./

V

~'

/

/'

....

V / ./ ./ v V V .... / ,; ~'

V

1/ ./

-,I

./

V

./

V

es

/'

.r

/

/ ./ "", ./ /" ./ / -,' V . / .......... .1/ V ,,- ", [ , / ./ ./-"" V / 5 / 20 15 10 Lufttemperatur

.....

80 70

Q)

E o

::J

2 60
::J

-.I Q)

"

/

:::R 0 .S -er

>

50 ~ ~

",,'

.... 40

/ ./

....

"", ./

30

~;

,;'

25

e in "C

Bild 3.1.9-1 Taupunkttemperatur der Luft in Abhängigkeit der relativen Feuchte r/J und Lufttemperatur (Beispiel: Wird eine Luftmenge mit einer Lufttemperatur von = 20 "C und relativen Luftfeuchtigkeit von r/J = 50 % im Bereich einer kalten Oberfläche, z.B. Außenwandinnenoberfläche, abgekühlt, so fällt an der betreffenden Oberfläche erst Tauwasser aus, wenn die Taupunkttemperatur = 9,3 "C unterschritten wird.)

e

es

e

149

3. 1 Feuchteschutztechnisc he Be griffe Tabelle 3.1.9-1 Taupunktlemperalur de r Luft in Abhängigkeit der rela tiven Feuchte und Luftlemperatur nach DIN 4108·3 [6J

1

2

3

4

5

6

tutt1

7

8

9

10

relative Luftteuchte in%

temperatu r 9

11

12

13

14

15

?

2

in -c

3

30

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10,5 12,9 14,9 16,8 18,4 20,0 21,4 22,7 23,9 25,1 26,2 27,2 28,2 29,1

4

29

9,7 12,0 14,0 15,9 17,5 19,0 20,4 21,7 23,0 24,1 25,2 26,2 27,2 28,1

5

28

8,8 11,1 13,1 15,0 16,6 18,1 19,5 20,8 22,0 23,2 24,2 25,2 26,2 27,1

6

27

8,0 10,2 12,2 14,1 15,7 17,2 18,6 19,9 21,1 22,2 23,3 24,3 25,2 26,1

7

26

7,1

8

25

6,2 8,5 10,5 12,2 13,9 15,3 16,7 1a.o 19,1 20,3 21,3 22,3 23,2 24,1

9

24

5,4 7,6 9,6 11,3 12,9 14,4 15,8 17,0 18,2 19,3 20,3 21,3 22,3 23,1

10

23

4,5 6,7

11

22

3,6 5,9 7,8 9,5 11,1 12.5 13,9 15,1 16,3 17,4 18,4 19,4 20,3 21,2

12

21

2,8 5,0 6,9 8,6 10,2 11,6 12,9 14,2 15,3 16,4 17,4 18,4 19,3 20,2

13

20

1,9 4,1

14

19

1,0 3,2 5,1 6,8 8,3 9,8 11,1 12,3 13,4 14,5 15,5 16,4 17,3 18,2

15

18

0,2 2,3 4,2 5,'

16

17

-0,6 1,4 3,3 5,0 6,5 7,9 9,2 10,4 11,5 12,5 13,5 14,5 15,3 16,2

17

16

·1,4 0,5

18

15

·2,2 -0,3 1,5

3,2 4,7 6,1

7,3

19

14

·2,9 -1,0 0,6

2,3 3,7 5,1

6,4 7,5 8,6 9,6 10,6 11,5 12,4 13,2

20

13

-3,7 -1 ,9 -0,1 1,3

2,8 4,2

21

12

-4,5 -2,6 -1,0 0,4

1,9 3,2 4,5 5,7 6,7 7,7

22

11

-5,2 -3,4 -1,8 -0,4

1,0 2,3 3,5 4,7 5,8 6,7 7,7 8,6 9,4 10,2

23

10

-6,0 -4,2 -2,6 -1,2 0,1

' ,4 11,4 13,2 14,8 16,3 17,6 18,9 2{l, 1 21,2 22,3 23,3 24,2 25,1

8,7 10,4 12,0 13.5 14,8 16,1 17,2 18,3 19,4 20,3 21,3 22,2

6,0 7,7 9,3 10,7 12,0 13,2 14,4 15,4 16,4 17,4 18,3 19,2

2,4 4,1

7,4 8,8 10,1 11,3 12,5 13,5 14,5 15,4 16,3 17,2 5,6 7,0 8,2 9,4 10,5 11.6 12,6 13,5 14,4 15,2 8,5 9,6 10,6 11,6 12,5 13,4 14,2

5,5 6,6 7,7 8,7 9,6 10,5 11,4 12,2

1,4 2,6 3,7 4,8 5,8

8,7 9,6 10,4 11,2 6,7

7,6 8,4 9,2

3.1.10 Wasserdampf-Diffusionsübergangswidersta nd Zwisc hen d er Ba ute ilo be rflä che (z.B. w andinncnobcrff ächc) und der angrenzenden Luft (z.B. Inne nra um luft ) bildet sie h e ine mehr ode r we nige r ruhende Luftschicht (G ren zschich t) a us , d ie de m Wasse rdampfdiffusion saustausch e inen Wide rsta nd c ntgegens tellt. D e r Feuchtetrans port in di eser G ren zschicht wird a ls Was se rdampf- Diffusions übcrgang beze ichnet un d durch den st rö mu ngsa hhä ngige n Wasscrdampf -Diffusion sü bcrgangswidcrst an d 1/ß quantifiziert.

ISO

3 Feu cht eschutz

Für den inneren Wasserdamp f-Diffusionsübergangswiderstand gilt: ; , = \06 {

r

(3.1.1 0- 1)

(r, - T" HO,Ol.r, +2,46)+O,48·r, + 91

Da rin sind: }/ß;= inner er Wasserdampf-Diffusionsübergangswide rstand in (m-h-Papkg T; = Lufttempe rat ur in K T..i = Obcrffächcntcmpcraturin K ( T= 9 +273,15)

Für den äuBeren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand gilt: Der äußere Wasse rdampf· Diffusionsüber gangswider stand l/ße wird in Abhängigkeit der windgeschwindigkeit angegeben. Tabelle 3.1.10-1 Wasserdampf-Ditfusionsübergangswiderstand I/Ps [35]

2

Windgeschwindigkeil

1/ß, in (ml'h'Pa)/kg I

2 Windstille

3,3 .10-4

3 Wind 5 m/s

I 6,3 .10-4 I

4 Sturm 25 mls

25·\0-4

Anmerkung: Bei teuchtcscbumectmiscncn Berechnungen z ur Beurteilung der 'Isuwssserbildung im Inneren von Bau teilen {z.B, bei der Anwendung des Glaser-Verfahrens) werden die Wasserdampf-Diffu sionsü bergangswiderstände I/B; und I/Be in der Regel vernachlässigt, da sie im Vergleich z um Wasserdampf-Diffusionsdu rchlasswiderstand Z (siehe Abscbnitt 3.1.13) des Bauteils sehr klein sind (l/ß«Z ).

3.1 .11 Wasserdampf-Oiffusionsleitkoeffizient ruhender Luft Der Diffusionsfeitkoeffizient 5V L von Wasserdampf in ruhender Luft gibt an, wieviel kg Wasser dampf durch I m2 eine r Luftschicht von I m Dicke je Stund e diffundiere n, wenn die Dampfdruckdifferenz zu beiden Seit en der Schicht 1 Pa bet rägt.

DD RD·T

°DL = -

(3.1.1 1-1)

Dar in sind:

5V L = Wasser dampf·Di ffusionsleitkoe ffizien t ruhender Luft in kg'( m-hPa) D D = Diffusionskoeffizie nt von Wasser dampf in ruhen de r Luft in m2/h T

=

ther modynamische Temperatur (T= fJ + 273,15) in K

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe

RD =

151

spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg'K) (R D = 461,5 J/(kg'K))

Der Diffusionskoeffizient DD von Wasserdampf in Luft wird nach der von Schirmer [41] aufgestellten empirischen Beziehung ermittelt. T DD =0 083. Po . ( , P 273

)1,81

(3.1.11-2)

Darin sind: Diffusionskoeffizient von Wasserdampf in ruhender Luft in m 2jh P Luftdruck (Barometerdruck) in Pa Po = Normdruck (Po= 1013,25 Pa) in Pa PdP:::::: 1 T thermodynamische Temperatur (T= e +273,15) in K DD =

Anmerkung: 1) BeiDiffusionsberechnungen bleibtder vorhandene LuftdruckP meist unberücksichtigt und wird zu p/p =1 gesetzt.

2) Beim Nachweis des 'Isuwusserschutzes nach DIN 4108-3 [6Jnach dem Glaser-Verfahren ist zur Bestimmung des Wasserdampfdiffusionswiderstandes Z (siehe Abschnitt 3.1.13) mit DD=0,089 ni!h bzw. 1/oDL=1,5'106 Pem-b/kg zu rechnen. 3.1.12 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl Die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl J.1. (kurz: J.1.-Wert) ist eine Baustoffkenngr öße. Unter ihr wird der Quotient aus dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient 0DL von ruhender Luft und dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient 0D des Baustoffes verstanden. Der J.1.-Wert gibt somit an, den wievielfachen Widerstand der jeweils betrachtete Baustoff einer Wasserdampfdiffusion durch eben diesen Baustoff hindurch - bei gleichen Randbedingungen - gegenüber einer Wasserdampfdiffusion durch Luft entgegenstellt. Als Bezugsgröße für die Bestimmung der Diffusionswiderstandszahlen J.1. der unterschiedlichen Baustoffe wird dabei der J.1.-Wert der Luft mit J.1.L= 1 angesetzt. (3.1.12-1) Darin sind: = Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl DDL = Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(ill'h'Pa) 0D = Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient des Baustoffes in kg'(mhPa)

J.1.

Bei der experimentellen Bestimmung der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl J.1., insbesondere bei hygroskopischen, porösen Baustoffen, zeigt sich häufig, dass dieser feuchteabhängig ist und im Allgemeinen bei der Messung unter feuchten Bedingungen (Messung im hohen Luftfeuchtebereich: Feuchtbereichsverfahren) kleinere Werte der Diffusionswiderstandszahl J.1. bestimmt werden, als unter trockenen Bedingungen (Messung im niedrigen Luftfeuchtebereich: 1Tockenbereichsverfahren ).

3 Feu cht eschutz

152

Tabelle 3.1.12-1 Anhaltswerte für die Wasserdampf-Diffusionswiderslandszahl verschiedener Baustoffenach DIN EN 12524 (16]

2

3

WasserdampfDiffusionswiderstandszahl

Baustoff

trocken

2

"

feucht

3 Mauerwelk 4

Vollziegel

16

10

Kalksandstein

20

15

5 Beton 6 7

Normalbeton p = 1800 kg/mJ

100

60

=2400 kg/mJ

80

Beton mit Leichlzuschlägen

130 15

8

Porenbeton

10

6

9 Holz -und 10 Holzwerkstoffe

Sperrholz p = 500 kg/mJ

70

Sperrholz p = 1000 kg/mJ

200 250

110

11

Spanplalle p = 300 kg/mJ

50

10

12

Spanplalle p = 600 kg/mJ

50

15

13 Dämmstol1e 14

Mineralwolfe

60

60

15

Schaumglas

praktisch dampldichl

16

Holzwolle-Leichtbauplatten

5

3

17 Putze und Mörtel 18 19

Gipspolz

10

6

Kalk, Sand

10

6

Zement, Sand

10

6

Normalbeton p

Expandierter Polystyrolhartschaum

10

Wahl des ,u-Wert es tür porö se Baustoffe bei stati onäre n Diffusion sb erechnu ng en Nach DIN EN ISO 15148 [30] wird für vereinfachte Nachweisverfah re n (z. B. GlaserVerfahren) empfo hle n, nu r die aus dem Trockenbereich sve rfah ren er mittelt en ,u-Werte zu ve rwende n. In DlN 4108-3 [6] wird da gegen darauf hingewiesen , da ss be i der Ber echnung nach dem Gl aser-Ve rfahre n d ie u ngünstiger en ,u-We rte anzuwen den sind (sieh e Abschnitt 3.4.2). D.h. es werden bei der Diffusinnsherechnung für Bauteilschichte n vo n innen bis zur Tauwasse rebene die klein er en u-wcrtc (Fc uchtbc rcich svcr fahrcn) und für Baute ilschichten von de r Tauwas se reb en e bis zu r Außenober fläch e d ie grö ße re n ,u-Werte (Trocke nbcreichsvc rfah rcn) angesetzt. H ier durch wird die größ te rechn e rische Tau wasser me nge un d so mit de r un gün stigste Fall bestimmt.

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe

153

3.1.13 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand Mit dem Wasserdampf-Diffusionsduchlasswiderstand Z wird der Widerstand beschrieben , den ein Bauteil dem Wasserdampfdurchgang entgegensetzt. Für einschichtige homogene Bauteile gilt:

..

Z=~=_l_ ~ .d 0D

(3.1.13-1)

0DL

Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt: n

d.

i=l

D,

z= L~=

L-o -'~iA n

1

i=l

DL;

(3.1.13-2)

D arin sind: Z = Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (m-h-Paj/kg 0D = Wasserdampf-Diffusionsleitko effizient des Baustoffes in kg'(mhPa) 0DL= Wasserd ampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(mh'Pa) Jl Wasserdampf-Diffusionswider standszahl d = Schichtd icke in m Der Wasserdampf-Diffusionsleitko effizient en 0D gibt an, welche Wasserd amp fmenge in kg inne rhalb einer Stunde bei einer Partialdruckdiffer enz von 1 Pa durch eine 1 m dicke Schicht eines Stoffes über eine Fläche von 1 rn?diffundiert.

3.1.14 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient Mit dem Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient en k D wird de r Ges amtwiderstand beschrieben, den ein Bauteil und die oberflächennahen Luft schichten gemeinsam dem Wasserdampfdurchgang entgegensetze n. Für einschichtige homogene Bauteile gilt: 1

1

kD = (-+Z+ßi ß

)-1

(3.1.14-1)

e

Darin sind : k D = Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(mh'Pa) l /ß i = innerer Wasserdampf-Diffusionsübe rgangswiderstand in (rn-hPaj/kg Z = Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (rn-h-Paj/kg l /ß e = äußerer Wasserd ampf-Diffusionsübe rgangswiderstand in (m-h-Paj/kg Für mehrschichtige homogene Bauteife gilt:

(3.1.14-2)

154

3 Feuchteschutz Darin sind: = Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(ill'h'Pa) kD l/ßi innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (rn-h-Paj/kg = Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (m-h-Paj/kg Z l/ße = äußerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m-hPaj/kg DDL Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/tmhPa) J.l Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl = Schichtdicke in m d

Für mehrschichtigeinhomogene Bauteile (mit q Abschnitten) gilt:

kD =

fa

·k Da + fb ·k Db +... + f q ·kDq

(3.1.14-3)

Darin sind: kD = Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m 2'h'Pa) f a_q Teilflächen der Abschnitte abis q k Da_q = Wasserdampf-Diffusionsdurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte

3.1.15 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte Die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte g gibt an, welche Wasserdampfmenge durch eine zur Richtung des Wasserdampfdiffusionsstromes senkrechte Bauteilfläche stündlich transportiert wird. Der Wasserdampfdiffusionsstrom stellt sich stets entlang eines Wasserdampfpartialdruckgefälles ein. Hierbei diffundiert Wasserdampf vom höheren Potential (höherer Wasserdampfpartialdruck) zum niedrigeren Potential (niedriger Wasserdampfpartialdruck).

(3.1.15-1) Darin sind: = Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kg/(m 2'h) kD Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m 2'h'Pa) Pi = innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa Pe = außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa

g

Finden in einem Bauteil keine Tauwasserbildung oder Verdunstungen an Wasser statt und findet keine zeitliche Veränderung der anliegenden Temperaturen statt, dann ist die Wasserdampfdiffusionsstromdichte g in jeder Schicht des Bauteils konstant. Dementsprechend ergeben sich äquivalente Formulierungen für den Bereich des inneren und äußeren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände: g=ßi'(Pi-Psi)

(3.1.15-2)

g=ße'(Pse-Pe)

(3.1.15-3)

Darin sind: = Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kg/(m 2'h)

g

~. I

Feuchteschutztech nische Begriffe

1:'i:'i

p, = Innenseitige r Wasserdampfpar tiald ruck in Pa auß cnseitiger Wasser dampfpartiald ruck in Pa p, Wasserdampfpartialdruck an Innenseitiger Oberfl äche in Pa p.. ~

~

p~

ß, ß,

Wasserdampfpartialdruck an außenseifiger Oberfläche in Pa innere r Wasserdam pf-Diffu sionsübergangswider stand in kg/(m1'h'Pa) äußere r Wasse rdampf-Diffusionsüber gangswider stand in kg/(m 2'h' Pa)

~

~

~

3.1.16 Wasserdampfdiff usionsäquivalente Luftschi ch td icke Für Baustoffsch ich ten gi lt: Die wasserdam pfdiffusionsäquivalcnte Luftschichtd icke Sd beschreibt, den wievielfache n Wider stan d eine Baustoffschicht der Dicke d der Diffusion ent gege nse tzt als eine gleich dicke Luftschicht.

(3. 1.16- 1) Da rin = J.l = d = sd

sind: wasse rdampfdiffusionsäquivalent e Luftschichtdicke in m Wasse rdampf·Diffusio nswidc rstandszahl Schichtdick e in m

Für l uftsch ichten (Gre nzschichte n) gi lt : Durch die an den Bauteiloberflächen inne n- und a ußcnscitig "anhafte nden" Luftschicht (Gr enzschicht) e rfolgt ebenfalls ein Feuchtetransport auf dem Wege der wasserdampfdiffusion (sieh e Ab schni tt 3. 1.10). Auch für diese Grenzschichte n kann wie für Baustoffschichten die wasserdampfdiffusionsäquivalcnle Luftschichtdicke als das Maß für deren Widerstand gege n Wasse rdampfdiffusion angegeben werden.

Grenzschicht an der Bauteilinnenseite Für die wasserdampfdiffusio nsäqu ivalent e Luftschichtdicke der G renzschicht a n de r Bau tcüln ncnobc rfl ächc Sd.i können vereinfachend die in Tabelle 3.1.16-1 ange gebenen Werte in Abhängigke it de r Wasserdampfdiffusionss tromriehtung verwende t we rden . Tabelle 3.1.16·1 Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten l uftschichtdicke der Grenzschicht an der aautemnnenobernäcne nach OIN 15026 [29J

2 Wasserdampfdiffusionsslromrichlung

Sd,l

in m

2 aufwärts

0,004

3 horizontal

0,008

4 abwärts

0,03

Grenzschicht an der Bauteilaußenseite Die wasse rda mpfd iffusionsäquivalcn te Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Au Benoberfläche sd.e hängt von der Windgeschwindigkeit v ab und kan n gemäß DI N

156

3 Feuchteschutz

15026 [29] nach GI. 3.1.16-2 berechn et werden. s

1 -----

(3.1.16-2)

d,e - 67+90 .v

Darin sind: = äquivalente Luftschichtd icke an Außenoberfläche der Grenzschicht in m v = Windgeschwindigkeit in m/s

sd,e

3.1.17 Sorptionsisotherme Sorptionsisoth erm e beschreiben für jeden Stoff einen charakteristischen Zu samm enhang zwischen der relat iven Luftfeuchte ~ der Umgebungsluft und dem Gleichgewichtsfeuchtegehalt eine s Stoffes bei einer konstanten Temper atu r. Mit steigender relativer Luftfeuchte erhöht sich die Materialfeuchte eines Baustoffes durch Adsorption (Anlagerung von Feuchtigkeit an den Porenwandungen in hygroskopischen Bausto ffen bei Aufnahme von Feuchtigkeit aus de r Umgebungsluft) und mit sinkender relativer Luftfeuchte nimmt die Materialfeuchte durch Desorption (Abgabe von Feuchtigkeit an die Umgebungsluft) ab.

00

(\)

c (\) Q;

~

"0 00 C 00 :::J Cll

0,

's

>

~S Cl

c

C :::J

u, 00

(\)

c

(\)

.....

"0

s:

.Doo

Cl

.5 S

C ...

:::J (\)

(ij

(\) 00 ClCll

Ql

2

s: o

:::J

•

Ql

LL

0-

o

Desorption

00 "0 Cll

Adsorption

o

20

40

60

80

100

Relative Feuchte $ in % Bild 3.1.17-1 Schematische Darstellung einer Sorptionsisotherme (Adsorption- und Desorptionsisotherme )

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe

157

3.1.18 Massebezogener Feuchtegehalt Der massebezogene Feuchtegehalt eines Baustoffes gibt das Verhältnis der Masse des Wasseranteils im Baustoff zur Masse des trockenen Baustoffes an.

m mt

u = ---...!f.. .100 =

mt-m t .100 mt

(3.1.18-1)

Darin sind:

u

=

mw m[

mt

=

massebezogener Feuchtegehalt in Gew.% Masse des enthaltenen Wassers in kg feuchte Masse des Baustoffes in kg trockene Masse des Baustoffes in kg

3.1.19 Volumenbezogener Feuchtegehalt Der volumenbezogene Feuchtegehalt eines Baustoffes gibt das Verhältnis des Volumens des Wasseranteils im Baustoff zum Volumen des trockenen Baustoffes an.

'Jf = -~nv ·100 = u -- Pt ·100 Vf Pw

(3.1.19-1)

Darin sind: lfI = volumenbezogener Feuchtegehalt des Baustoffes in Vol.% V w = Volumen des enthaltenen Wassers in m3 Vt Volumen des (darr)trockenen Baustoffes in m3 Pt = Darrdichte des Baustoffes in kg/nr' Pw Dichte von Wasser Pw = 1000 kg/m" u = massebezogener Feuchtegehalt des Baustoffes in Gew.% 3.1.20 Gleichgewichtsfeuchtegehalt Die Gleichgewichtsfeuchte bzw. Ausgleichsfeuchte eines Baustoffes kennzeichnet den Feuchtegehalt, die sich allmählich bei einer Lagerung in Luft konstanter relativer Luftfeuchte und Temperatur im Baustoff einstellt. Der Feuchtegehalt wird durch einen Index gekennzeichnet (z.B. uso), der dem Zahlenwert derjenigen relativen Luftfeuchte entspricht, mit welcher der Baustoff im Gleichgewicht steht. 3.1.21 Praktischer Feuchtegehalt Der praktische Feuchtegehalt kennzeichnet den Feuchtegehalt eines Baustoffes, der bei einer Untersuchung einer hinreichenden Anzahl von genügend ausgetrockneten Gebäuden, die zum dauernden Aufenthalt dienen, in 90% aller Fälle nicht überschritten wird. Für die Beuteilung des praktischen Feuchtegehaltes wird im Allgemeinen die Ausgleichsfeuchte bei einem Umgebungsklima von 80% relativer Luftfeuchte herangezogen.

3 Feuchteschutz

I SR

Tabell e 3.1.21-1 Ausgleichsfeuchtegehall von Baustoffen nach DIN 4108-4 (7)

2 Baustoff

Feuchtegehalt u in kglkg

2 Beton mitgeschlossenem Gefüge mitporigen Zuschlagen

0,13

3 Leichtbeton mithaufwerksporigem Gefüge mitdichten Zuschlägen nach DIN 4226·1 [121

0,03

4 Leichtbeton mithaulwerksporigem Gefüge mitporigen Zuschlägen nach DIN 4226-2 [131

0,045

5 Gips, Anhydrit

0,02

6 Gussasphalt. Asphaltmastix 7 Holz, Sperrholz, Spanplatten. Holzfaserplatten, Schilfrohrplatten und -matten , organische Faserdämmstoffe 8 Pflanzliche Faserdämmstoffe ausSeegras, Holz-, Torf- und Kokosfasern und sonstige Fasern

°

0,15 15

3.1.22 Kritischer Feuchtegehalt Der kritische Fe uchtegeh alt ukT kenn zeichnet die untere G renze für den möglichen kapillaren Wassertranspor t eines Baustoffes und liegt beispielsweise bei Porenb eton zwischen 18-25 Vo).l}(;, bei Ziegeln zwische n 2.5-5,0 VoJ.% und bei Kalksandstein en bei 14 Vol.% Fe uchtegehalt.

3.1.23 Maximaler Feuchtegehalt De r maximale Feu chtegehalt u max bezeichne t die maximale Wasser aufnahm e eines Baustoffes. Hie rbei sind alle dem Wasser zug änglichen Poren eines Baustoffes vollständig gefüllt.

3.2 Bestimmung des Wasserdamplpartialdruckverlaules 3.2.1 Rechn erisches Verfahren Unter der Annahme sta tionä rer Ran dbedin gungen (g = konsr.) gellen für ein Baut eil die Beziehun gen gemä ß Abschnitt 3.1.15. Für ein mch rschichtigcs Bauteil könne n die Wasse rdampfpart iald rücke an den Schichtgre nzen bei bekannten Wasserdampfpartial druck inne n- und a ußcnscitig sowie bekannt em Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoe ffizien te m k D rechnerisch bestimmt werden (siehe ob ere r Bildteil in Bild 3.2.2-1).

3.2.2 Graphisches Verfahren Beim graphischen Ve rfah ren zur Bestimmung des Wasse rJ ampfpartialdruck-Ver laufes in einem Bauteil ohn e Tauwasser ausfall im Innere n wird ein Diagramm erste llt. bei

3.2 Bestimmung des Wasserd ampfp artialdruckverlaufes

159

dem der Wasserdampfpartialdruck auf der Ord inate (y-Achse) und die Wasserd ampfdurchgangs- bzw. Wasserdampfübergangswider stände auf der Abszisse (x-Achse) in einem geeigneten Maßstab aufgetragen werden. Beide Maßstäbe können unabhängig vonein ander festgelegt werden. Im Diagramm werden nun der Wasserd ampfp artialdruck Pi an der innenseitigen Grenzschicht und der Wasserdampfp artialdruck Pe an der außenseitigen Gr enzschicht eingezeichnet. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gn ach GI. 3.1.15-1 stellt im Diagramm dann die Steigung der Geraden dar, welche die beiden eingezeichneten Punkte miteinander verbindet. Die Wasserd ampfp artialdrücke an den Schichtgrenzen können jetzt an den Schnittpunkten zwischen den auf der Abszisse angetragenen Einzelwiderständen und der Geraden abgelesen werden (siehe unterer Bildteil in Bild 3.2.2-1).

p,

P.

p~ §I~ ~, g ~ ß,(p,-P.)

I ;// / /

~ ~ I g =~I'(PSi -Pl) Gleichsetzen mit

I

~~~' ~I p.g~i,(p,-p~) ~~ ~

(,

0,

oo g= ße ' (Pse- Pe )

Lj_~~

-

9

=

ko . (Pi - Pe)

= __

---=-~

-

-=== -===

11l

0...

.s

2500

c,

~

o

2

2000

"0

ro

~o,

1500

o.

P, p, P,

E 1000

11l

"0

Q;

In In

500

p,

11l

S

o

Pse

Pe

1/ße Z2 +Hf---------------+--t-------«>#

1/ß; Z,

Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand Z in (m 2 'h 'Pa)/kg Bild 3.2.2-1 Ermittlung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes in einem mehrschichtigen Bauteil ohne Tauwasserausfall im Inneren nach dem rechnerischen (oberer Bildteil) und graphischen (unterer Bildteil) Verfahren

3 Feuchteschutz

160 A nmerkung:

Bei feuchtesch utzt echnischen Berechnungen z ur B eurteilung der Thuwasserbildung im Inneren von Beutcilcn (z.B. bei der Anwendung des Glaser-Verfahrens) werden die Wasscrdampf-Diffusionsübcrgangswidcrständc (siehe 3.1.10) in der Regel vernachläs-

sigt, so dass für die Wasserdampfpartialdmcke an den Oberflächen des Bauteils gilt:

(3.2.2-1) (3 .2.2-2)

Pse =Pe =
Psi = Wasserdampfpartialdruck an Innenoberfläche in Pa P.." =: Wasserdampfpartialdruck an Außenobe rfläche in Pa Pi = Wasserdampfpar tialdruck der Innenraumluft in Pa

Pe = Wasserdampfparti aldru ck der Außenl uft in Pa 4'i = Relative Luftfeuchte der Inne nra umluft

tPe = Relative Luftfe uchte der Außenluft Ps = Wasserdampfsätti gungsdruck in Pa 8i = Temp eratur der Innenraumluft in QC (Je = Temperatur der Außenl uft in °C

3.2.3 Zusammenstellung der wasserdampfdiff usiontechnischen Größen Tabelle 3.2.3-1 Zusammenstellung der relevanten Größen zur Beschreibung der Wasserdampfdi ffusion

2 Wasserdampf-Diffusionsstromdichle (siehe Abschnitl3.1 .15)

g =kD "(Pi

r

Pe)

Wasserdampf·Diffusionsdurchgangskoeffizient (siehe Abschnitl3.1.14)

2

kD = (..!..+z+-.!:..r 1 ~i

~e

Wasserdampf-Diffusionsdurchtasswiderstand (siehe Abschnitl3.1 .13)

3

z»

I -s -· ~i· di "

1

i=l

DL;

Wasserdampf-Diffusionsübergangswidersland 4 (siehe Abschnitl 3.1.10) 1 / ~i ; 1I ~e

-- ..'

<\ ~')"

g

~3

Schlal.!regenschutz

161

3.3 Schlagregen schutz Die zu t reffenden Maßna hmen zur Sicherstellung des Schlagregenschutzes von Wänden richten sich nach der Intensität der Schlagregenbeanspruchung, die durch Wind und Niederschlag sowie durch die ört liche Lage und die Ge bäud eart bestimmt wird. 3.3.1 Schlagregenbeanspruchungsgruppen

Z ur überschlägigen Ermittlun g der Beanspruchungsgruppen ist die Übersichtskarte zur Schlagregenbeans pruchun g zu verwenden. Lokale Abweichungen sind möglich und müssen im Einzelfall ber ücksichtigt werden . Nach DI N 4108·3 wird die Beanspruchung von Außenwänden dur ch Schlagregen in dre i Schlagregenbeanspruchungsgrupp en unterteilt: Tabell e 3.3.1-1 Schlag regenbeanspruchungsgruppen nach OIN 4108-3 161

2

3

4

Schlagregenbeanspruchungsgruppen

2

Gebäuden in Gebieten

3 allgemeine Lagen

4

besonders windgeschützte Lagen

5 Hochhäuser, Häuser in exponierter l agen windreiche Lagen 6 (z.B. Küstengebiele, Mittel· und Hochqeoirpslagen , Alpenvorland)

Beanspruchung 1 gering

Beanspruchung

<600 mm

600 mm - 800 mm

gültig auch mit größeren Niederschlagsmengen

2 mittel

Beanspruchung 3 stark

> 800 mm

gültig auch mit größeren Niederschtagsmengen maßgebendauch bei maßgebend auch bei ~Schlagre­

~Schlag re­

genbeanspruchung

genbeanspruchung maßgebend auch bei ~ Sc h lage re·

genbeanspruchung

3 Feu chteschutz

162

Beanspruchungsgruppen

"

Cl

11 . 111 .

_

Meppen

•

• Berlin Frankfurt Magdeburg

'-c..----'. . Wrtlenberg

Dessau

Cottbus·

Bild 3.3.1-1 Übersicht zu den Schlagregenbeanspruchungsgruppen gemäß DIN 4 108·3 {6]

~3

Schlal.!regenschutz

1 6~

3.3.2 Kriterien für Putze und Beschichtungen Putze und Beschichtungen werden nach DI N 4 1m~-3 [6) in wassera bweisende und wasserhemm ende Systeme unt erteilt und müssen den Anforderungen der Tabelle 3.3.2· 1 genügen. Tabelle 3.3.2-1 Anforderungen an Putze und Beschichtungen

Putz, Beschichtung

2

3

4

Wasseraufnahmekoeffizient

wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke

Produkt

w

s,

W' Sd

in kg/(m 2·h o.5)

in m

in kg(m'ho,5)

2 wasserhemmend

0,5 < wc 2,0

-' I

_11

3 wasserabweisend

:5 0,5

:5 2,0

:5 0,2

1) Keine

Festlegung bei wasserhemmenden Putzen bzw. Beschichtungen

3.3.3 Zuordnung von Bauteilkonstruktionen und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 In DIN 4 1OR-3 werden Beispiele für die Zuordnung von Bauteilkonstruktionen in Abhängigkeit von der Schlagregenbea nspruchu ng angegeben. Konstru ktionsbeispiele sind für Außenwände in Tabelle 33 3 -1 und für Fugenabdicht ungsartcn in Tabelle 3.3.3-2 zusammengestellt. Tabelle 3.3.3-1 Beispiele für die Zuordnung von Außenwandkonslruktionen und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108---3 {61 Beanspruchungsgruppe 1

2

3

Beanspruchungsgruppe 11

Beanspruchungsgruppe 111

Außenwände aus Mauerwerk, Wandbauplatten, Beton u.ä. sowie aus Bolzwoüe-teichftauplatten und Mehrschicht-leichtbauplatten nach DIN 1101 [3], ausgeführt nach DJN 1102 [4] bekleidet mit: Wasserhemmendem Außen- Wasserabweisendem Außen2 Außenputz nach putz nach DIN 18550-1 [23] putz nach DIN 18550-1 [23]bis DIN 1855Q-1 [23J ohne DJN 18550·4 [25]oder Kunstbesondere Anforderungen harzputz nach DIN 18558 [26] EinschaligesSichlmauerwerk nach DIN 1053-1 [2J mit Innenputz und einer Außenwanddicke inkl. Innenputz von: 3 d 2=31 cm (Fortsetzungnächste Seite)

d ;::37,5cm

Zweischaliges Verblendmauerwerk nach DIN 1053-1 [2] mit Innenputz sowie • mit Luftschicht und Wärmedämmung - mit Kerndämmung

3 Feuchteschu tz

164

Tabelle 3.3.3-1 Beispiele für die Zuordnung von Außenwandkonstruktion en und Beanspruchungsg ruppen nach DIN 4 108-3 [6] (Fortsetzung)

1

2

3

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe 11

Beanspruchungsgruppe 111

Außenwände mit im Dickbett oder Demten außen angemärtelten Fliesen oder Platten nach 4 DIN 18515-1 [17] mit wasserabweisendem Ansetzmörtel 5 Außenwändemit gefügedichter Betonaußenschicht nach DIN EN 206·' [281bzw. DIN 1045-2 [11 sowie DIN4219·1[9] und DIN 4219-2 [10] Wände mit hinterlüfteten Außenwandbekleidungen nach DIN 1851 6-' [191, DIN 18516-3[20] 6 undDIN 18516-4 [211 (offene Fugen zwischen den Bekleidungsplanen beeinträchtigen den Regenschutz nicht) 7 Wände mit Außendämmung durch ein Wärmedämmputzsystem nach DIN 18550-3[24J oder durch ein zugelassenes Wärmedämmverbundsystem 8 Außenwände in Holzbauartmit Wetterschutz nach DJN 68800-2[27J, Abschn. 8.2 Tabelle 3.3.3-2 Beispiele für die Zuordnung von Fugenabdichtungsarten und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4 108-3 (6]

Fugenart

2

3

4

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe 11

Beanspruchungsgruppe 111

2 Vertikal-

konstruktive Fugenausbildung 1l

3 fugen

Fugen nach DIN 185401) [22]

4

Offene, schwellenförmige Fugen mit einer Scnweüenböhe" h h ~ 60 mm h ~ 80mm h

5 Horizontal6

fugen

~

100 mm

Fugen nach DIN 18540 [22] mit zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen, z.B. mit Schwellenhöhe h ~ 50 mm

1) Fugen

nach DIN 18540 [22J dürfen nicht bei Bauten in einem Bergsenkungsgebiet verwendet werden. Bei Setzungsfugen isl die Verwendung nurdann zulässig. wenn die Verformungen bei der Bemessung der Fugenmaße berücksichtigt werden. 2) Bild zur Erläuterung der Schwellenhöhe h ;=: 10 mm

7

e 60~ Schwellenhöhe h

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3

165

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3 Unter dem Begriff des "klima bedingten Feuchte schutze s" werden alle diejenigen Maßnahmen zusamme ngefasst, die eine r unzulässigen Erhö hung der Feuchte konzentration im Baut eil oder auf den Oberflächen entgegenwirken .

3.4.1 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen Tauwasser ausfall auf Bauteiloberflächen tritt auf, wenn die Oberflächentemperatur esi die Taupunkttemperatur es der angrenzenden Raumluft unterschreitet. Zur Beurteilung der Gefahr von Schimmelpilzbildung ist dieses Kriterium zwar hinr eichend, aber nicht notwendig, da be reits eine reI. Luftfeuchte auf der Baut eiloberfläche von mehr als 80% üb er einen Zeitraum von einigen Tagen ausr eicht , um vielen Schimmelpilzarten ausreichende Wachstumsbedingungen zu ermöglichen. Zur Beurteilung der Schimmelpilzbildung wird daher in DIN 4108-2 [5] (siehe auch Abschnitt 2.4) ein weiterer Vergleichswert eingeführt: de r Temperaturfaktor f Rsio Unter den station ären Randb edingungen der DIN 4108-2 (ei = 20 °C; ee = -5 °C;
(3.4 .1-1) D arin sind: si = Bauteiloberfl ächenternperatu r in °C es = Taupunkttemperatur de r Raumluft, nach Abschnitt 3.1.9 in °C

e

Mindestwärmeschutz Zur Gewährl eistung de r Tauwasserfreiheit an Innenoberflächen werden nach DIN 4108-3 Mind estwerte für den Wärm edurchl asswiderstand R von Baut eilen gefor de rt. Diese Mind estwerte sind un abh ängig von weite rgehende n energetischen For de rungen immer einzuh alten. Neben den Anforderungen an den Minde stwärmeschutz gemäß DIN 4108-2 [5] ist gem äß DIN 4108-3 [6] de r erforderliche Wärmedurchlasswiderstand R min einzuhalten .

Für ebene Bauteile ohne Wärmebmcken gilt: (3.4 .1-2)

(3.4 .1-3)

166

3 Feuchteschutz Darin sind: R vorh = Wärmedurchlasswiderstand des Bauteils in (mz·K)/W R min Mindestwärmedurchlasswiderstand in (mz·K)/W Bs = Taupunkttemperatur nach Abschnitt 3.1.9 in "C Bi = Raumlufttemperatur Bi = 20 "C Be Außenlufttemperatur Be = -5 "C R si Wärmeübergangswiderstand innen in (mz·K)/W R si = 0,25 (m z.K)/W (beheizte Räume) R si = 0,17 (mz·K)/W (unbeheizte Räume) R se Wärmeübergangswiderstand außenin (mz·K)/W R se = 0,04 (m z.K)/W

Für Bauteile mit Wärmebrücken gilt: Für Bauteile mit Wärmebrücken ist zur Vermeidung von Tauwasserbildung an den Innenoberflächen die niedrigste Temperatur der raums eitigen Oberfläche an der Wärmebrücke maßgebend. Nähere Informationen enthält Abschnitt 2.4.

3.4.2 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen

Das Glaser-Verfahren bildet die Grundlage der Nachweisführung gemäß DIN 4108-3 [6]. Es ist ein sowohl rechnerisches als auch graphisches Verfahren, mit dem eine mögliche Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen infolge von Wasserdampfdiffusionsvorgängen abgeschätzt werden kann . Ziel des Berechnungsverfahrens nach Glaser ist sowohl die Bestimmung der Kondensationsstelle als auch der Kondensationsmenge (Tauwassermenge) sowie die Nachweisführung, dass das gegebenfalls ausfallende Tauwasser im Winter (Tauperiode) nicht zu einer unzulässigen Feuchteanreicherung in der Konstruktion führt und im Sommer (Verdunstungsperiode) wieder austrocknen kann. Das Glaser-Verfahren basiert auf der Erstellung eines Diffusionsdiagrammes unter stationären Verhältnissen (zeitlich konstanter Wasserdampfdiffusionsstrom) und unter festgelegten klimatischen Randbedingungen für das Außen- und Raumklima. Ein Nachweis ist prinzipiell für alle Bauteile zu führen, es sei denn, sie sind gemäß DIN 4108-3 [6] als nicht tauwassergefährdet eingestuft. Nachweisfreie Bauteilkonstruktionen nach DIN 4108-3 In DIN 4108-3 [61 werden unterschiedliche Bauteilkonstruktionen definiert, bei deren Einsatz kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist, sofern diese Konstruktionen einen ausreichenden Wärmeschutz nach DIN 4108-2 [5] aufweisen und gemäß DIN 4108-7 [8] luftdicht ausgeführt sind. Die Nachweisfreiheit gilt nur, wenn Klimarandbedingungen entsprechend Tabelle 3.4.3-1 anliegen. Weichen die Klimarandbedingungen ab, so ist ein Tauwassernachweis zu führen.

~.4

Klimahedingtc r Feuchteschut z nach D1N 4IOR-~

167

A ußenwände

Tabelle 3.4.2-1 Außenwände aus Mauerwerk nach DIN 1053·1 (2) mit ausreichendem Wär· rnescbutz nach DIN4108-3 {6], für die kein rechnerischer Tauwassemachweis erforderlich ist

2 Bauart

i>

-6

2

Außenschichten einschalig

• • •

zweischalig: a) mit Putzschicht b) mit Lultschicht

• verblendet nach DIN 1053-1 [2J - verputzt nach DIN 18550-1 [23] (Außenschale vollfugig mitFingerspalt vorInnenschale errichtet)

einschalig

• •

zweischalig: a) mit Luftschicht b) mit Kerndämmung

- verblendet nach DIN 1053-1 [2] • verputzt nach DIN 18550·1 [23] Außenschale vollfugig mit Fingerspalt vor Innenschale errichtet)

einschalig

• • •

zweischalig: a) mit Luftschicht b) mit Putzschicht

- verblendet nach DIN 1053-1 [2] • verputzt nach OIN 18550·1 (23) (Außenschale vol1fugig mit Fingerspalt vor Innenschale errichtet)

'•.•~ "ll

E

s:

•

-6 3

E .~ , N

•c

;s 4

3

,c

~

E

,~

verblendet nach DIN 1053·1 [2] verputzt nach DIN 18550-1 [23] angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [17] angemauerte Bekleidung nach DlN 18515·2 [18] (Fugenanteil derBekleidung ~ 5%) - hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516·1 [20]

~

c ea

,•

-c

5

6

11

'"

-, ~

~

~

~

c

E

••Ec •c ~

7

.s

11

WDVS gemäß Zulassung Wärmedämmputzsyslemnach DIN 18550-3 [24] verputzte HWL· bzw. ML·Platlen nach DIN 1101 [3] hinterlüftete Bekleidungnach DIN 1851 6·1 [19] mit Wärmedämmung

verblendet nach DIN 1053-1 [2] verputzt nach OIN 18550·1 (23) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [17] angemauerte Bekleidung nach DIN 18515-2 [18] (Fugenanteil derBekleidung ~ 5%) - hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [20]

1)Wändemit innenseitig angebrachter Wärmedämmschicht, bei einemWärmedurchlasswiderstand R :S: 1,0 (rtr·KjiV'l' der Dämmschichi und einem Werte Sd,i ~ 0.5mvon Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen 2)Wände millnnendämmung aus Holzwolleleichlbauplatten nach DIN 1101 [31 bei einem Wärrnedurchlasswiderstand R:s: 0.5 (m2·K)1vV der Dämmschichl

3 Feuchteschutz

16H

Tabelle 3,4,2-2 Außenwänd e aus Normalbeton nach DIN EN 206-1 [28] bzw. DIN 1045-2 (1) und Wände aus gefügedichlem Leichtbeton nach DIN 42 19-1 [9] und DIN 42 19-2 [10] und Wände aus haufwerksporigem Leichtbeton nach DIN 4232 (14] mit ausre ichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3 [61. für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

3

2

2 3

Außenschichlen Bauart

gefügedichier bzw. haufwerksporiger Leichbeton

Normalbeton - Verblendmauerwerk nach DIN 1053- ' (2)

- Sichlbeloo

- verputzt nach DIN 18550-1 [23] • angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515·1 [17] • angemauerte Bekleidung nach OIN 18515·2 [18] (Fugenanleil der Bekleidung 2= 5%) • hinterlühete Außenwandbekleidung nach DIN 18516·1 [19J

4

WDVS gemäß Zulassung Wärmedämmputzsystem nach DIN 18550-3 [24] verputzte HWL- bzw. ML-Platlen nach DIN 1101 (3) hinterlüf1ele Bekleidung nach DIN 18156·1 [19] mit Wärmedämmung

5

• •

6

- verputzt nach DtN 18550-1 [23) • Verblendmauerwerk nach DIN 1053-1 [2J - angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [17] • angemauerte Bekleidung nach DIN 18515-2 [18] (Fugenanteil derBekleidung 2:" 5%) • hinterlüf1ete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [19J

7

;;;

entsprechend Zeile 6

1) Wände mit innenseilig angebrachter Wärmedämmschicht, bei einem Wärmedurchlasswidersland R s 1,0 (m2'K)JW der Dämmschicht und einem Werte Sd.l ~ 0,5 m von Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen

2) Wände mit Innendämmung aus Holzwcllelelchtbauptaüen nach DIN 1101 [31 bei einem wärmeeureniasswoersard R s 0,5(m2'K)iW der Dämmschicht

Tabelle 3.4.2-3 KeIleraußenwände mit ausreichendem Wärmeschutz nach OIN 4108-3 [6], für die kein rechnerischer Tauwassemacnwers erforderlich ist

2 Bauart 2 Wände mit außenseitiger Perimeterdämmung

• einscbanpes Mauerwerk nach OIN 1053-1 [2] - Beton nach DIN EN 206-1 [28] bzw. DIN 1045-2 [1]

~.4

Klimahedingte r Feuc hteschutz nach D1N 4IOR-~

169

Tabelle 3.4.2-4 Außenwände in Holzbauart nach DIN 68800-2 (27) mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3 16], für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

2 Bauart Wände mit raumseitier 2 diffusionshemmender Schicht mit Sd,1 ;?: 2 m:

- äußere Beplankung aus Holz oder Holzwerkstoffen mit hinterlüftetem Wetterschutz - Wärmedämmverbundsystem (WDVS) gemäß Zulassung - Mauerwerk-Vorsalzschale mit Luflschicht

Tabelle 3.4.2-5 Holzfachwerkaussenwände mit l uttdichtheitsschicht mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4 1 08~3 [6], für die kein rechnerischer Tauwassemachweis erforderlich ist

2 Bauart

2

Wände mit wärmedämmender Ausfachung

• Sichtfachwerk

3 Wände mit Innendämmung über - Wärmedämmung Fachwerkund Gefach - Holzwolleleichtbauplatten nach DIN 11 01 [31 Wände mit außenseitiger 4 Dämmung über Fachwerk und Gefach 2)

• WDVS gemäß Zulassung • Wärmedämmpulz • hinterlüftete Außenwandbekleidung

1) Wärmedurchlasswiderstand R!;; 1,0(rrt'KjiWderDämmschicht und einem Wert 1,0 5: Sd,I5: 2,0 mvon Dämmschicht uflCl lnnenputz bzw. lnnenbekleidunq zusammen 2)äußerer sd.e-Wert :s: 2,0m

Dächer Zu den belüfte ten Dächern zählen solche Dachkonstruktionen. bei denen über der Wärmed ämmun g direk t eine Luftschicht (belüfte te Luftschicht) angeordnet ist, die über Zu - und Abluft öffnungen verfügt und somit mit de r Außenluft in Verbindung steht. Z u den nich t belürteten Dächer n zählen Dachkonstr uktionen ohn e bel üftete Luftschicht direkt über der Wärm edämmung, die aber a ußcnseitig im weit eren Dachaufbau Luftschichten oder Lüftungsebenen angeordnet habe n könn en . Die Anforderungen an die Dachkonstruktione n sind für nicht belüftete Dächer in Tabelle ~ .4.2,6 und für bclüftet e Dächer in Tahelle 3.4.2-7 zusam mengestellt.

3 Feuchteschutz

170

Tabelle 3.4.2-6 Anforderungen an nicht belüftete Dächer, für die kein rechnerischer Tauwassemachweis erlorderlich ist

1 Dachkonstruktion

2

3

Wasserdampf-Diflusionsäqulvalente Luftschichtdicke Sd in m

Wärmedurchlasswiderstand Ru in (m2'K)/W

2 mitnicht belüfteter Dachdeckung

3

4

Ru ~ O,2'R

R Fe

mitbelüfteter Dachdeckung ~ mit zusätzlich belüfteterLuftschicht unter nicht belüfteter 5 Dachdeckung Ml1Q einer Wännedämmung zwischen, unterund/oder über den Sparren und zusätzlicher reqenslchemoer Schicht

6

1--------- ----- --- I

7

8

t:

R

9

;'cnl,x:,t>elullet

IYI;0IVv\10

"""'"

Sd,e ~O, 1

Sd,e4)~O,3 sde > 0,3

10 mitDachabdichtung und diffusionshemmender Schicht unterhalb derWärmedämmschicht

mitDachabdichtung lJllJiohne dillusiooshemmender Schicht an derUnterseite und ohne 12 zusätzliche Wärmedämmung giltfürDächer aus Porenbeton nach DIN 4223 [11 1 mitDachabdichtung MllitWännedämmung oberhalb derDachabdichtungund 13 dampfdurchlässiger Auflast auf derw ärmed ämmscnlcht 1) Sd,j=

diffusionshemmende Schicht unterhalb der Wärmedämmschicht

2) Sd,1 =

Die Summe der Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken aller Schichten, die sich unterhalb der Wärmedämmschicht bzw. unterhalb gegebenenfalls vorhandener untersparrendämmungen befinden bis zur ersten belüfteten LuftschichI.

3) Sd,i=

Bei diffusionsdichten Dämmstoffen (z.B. Schaumglas) auf starren Unterlagen kann auf eine zusätzliche diffusiooshemmende Schicht verachtet werden.

(Fortsetzung nächste Seite)

~.4

Klimahedingtcr Feuchteschut z nach D1N 4IOR-~

4)Sd,e =

sd,e

17 1

Bei nicht belüfteten Dächern mit sd,e:S0,2 mkann auf chemischen Holzschutz verzichtet werden, wenn die Bedingungen nach DIN 68800-2 [27] eingehalten werden.

= Die Summe der Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken aller Schichten, die sich obemeb der Wärmedämmschicht bis zur ersten belüfteten Luftschiebt befinden.

Ru = Wärmedurchlasswiderstand aller Bauteilschichten des Gelachbereiches unterhalb einer raumseitigen diffusionshemmenden Schicht R = Wärmedurchfasswiderstand des gesamten Bauteils Tabelle 3.4.2-7 Anforderungen an belüftete Dächer für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderfich ist

2 1 Kenngröße

Anforderungen

2 Dachneigung < 5°

3 wasserdampfdiffusionsäquivalente Luitschichldicke srf

Sd,/ "2:

Wert derraumseiligen dillusionshemmenden Schicht

100m

Wärmedurchlasswidersland Ru in rrf'KJW 4 der Schichten unterhalb der raumseiligen diffusionshemmenden Schicht

5 Dachneigung "2: 5°

6 5rfWert derSchichten unterhalb derBelüftungsschicht

h

7 Höhe des freien Lüftungsquerschnitt

8 Freier Lüftungsquerschnitt von Zu- und Abluftöffnungen je 9 Meter in cm 2/m

ALl

Traufen

10 11

12

First I Grat

z zcm

"2:l·8, ·0,002

AL2 "2: l · ~ ,0,002 AL1 (A L2) 2=200 cm2/m AL3 "2: ( ' (81 + ~ ) ·0, 0Cl05 AL3 "2: 50cm2/m

172

3 Fe uchteschutz

3.4.3 Ablauf der Nachw eisführung im Glaser-Verfahren Die v erfa hrensweise bei de r Nachweisführung nach dem G laser-Verfa hre n wird nachfolgend schrittweise beschr ieben und in Bild 3.4.3· ) zusammengefasst dargestellt. Konstruktion

I

Nachweisführung nach DIN 4108-3 erforderlich? 1. Einhallung des Mindestwarmeschulzes nach DI N 4108·2 (Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände R von Bauteilen nach Abschnitt 2.4 dieses Buches) und 2. Ausführung der Luttcrchtheitsschicht nach DIN 4108-7 und

3. Einstufung als nicht tauwassergefährdete Konstruktiongemäß

DIN 4108 -3 (siehe Tabellen 3.4.2-1 bis 3.4 .2-7 in Abschnitt 3.4.2)

S 1. Schritt:

l-

Berechnung der Wasserdampfsattigungsdrücke P.

3. Schritt:

Graphische Darstellungdes ps-Verlaufes im Diffusionsdiagramm

~ 5, Schritt:

r

6, Schritt:

ß--{ 7. Schritt:

~

Rechnerischer Nachweis der Tauwasserbildung ist nicht erforde rlich.

Zusammenstellung der maßgebenden Klimarandbedingungen (~und 9) und Ermittlung der zugehörigen Wasserdampfpartialdrücke p,undp.

2. Schritt:

4. Schritt: ~

r-t-r-

L J'

Versuch der graphischen Darstellung des po-Verlaufesals geradlinige Verbindung von p,undp. Q!:!M: die ps-Kurvezu berühren

r-t-rL J'

Konstruktion gemäßSchritt4 mögliCh? Einzeichnen der Wasserdampfpartialdruckkurve als Tangente (Umhüllende) an die Wasserdampfsaltigungsdruckkurve. Die Beruhrungsstellen beiderKurven begrenzen den Ortoder Bereich des Tauwasserausfalls

Bauteil

tauwasserfrei. Der Nachweis ist erbracht.

Berechnung der Tauwassermenge m,., Nachweis: m,n :> zul m,., Berechnung derVerdunstungswassermenge m,." Nachweis: m,.v;::m..,

Bauteil zulassjg. Tauwasser kann inder VerdunstungsperOde vollständig austrocknen, Der Nachweis ist erbracht.

r-r-rnein Bauteil nicht zulässig

r;; Bauteil nicht zulässig

Bild 3.4.3-1 Ablaufdiag ramm zum Nachweisverfahren der Tauwasserbildung im lnnern von Bauteilen (Glaser-Vertahren)

~.4

Klimahedingter Feuchteschut z nach D1N 4IOR-~

17~

1. Schritt - Zusammenstellung der klim atischen Randbedingungen Als Eingangswert e für die Berechnung werden die klimatischen Randbedin gungen zusammengest ellt.

Für nicht klimatisierte Wohn- und Büroräume sowie Räum e vergleichba rer Nutzung gilt Tabelle 3.4.3-1. Für andere Nutzungsbedingungen. z.B. in Schwimmbäd ern , in klimatisiert en bzw. deu tlich ande rs beaufschlagten Räumen oder bei extremem Außcnklima, sind das tatsächliche Raumklima und das Außenklima am Standort des Ge b äud es mit deren zeitlichem Verlauf zu berück sichtigen (sieh e 161, 1361bis 1401). Tabelle 3.4.3-1 Klimarandbedingungen für Tauperiode und Verdunstungsperiode

Bauteil

2

3

4

5

Klima

Temperatur 0lbzw. Oe in -c

relative Luftfeuchte

Zeit Innen

+20

Außen

-10 +12 +12 +12

50 80 70 100 70

Tauperiode tr = 1440 h

2

Wände

Verdunstungsperiode tv ::: 2160 h Tauperiode tr = 1440 h

3

Dächer

Verdunstungsperiode tv = 2160 h

Innen Tauwasserebene Außen

~i bzw. ~e

in %

50 80 70

Dachoberfläche

+20 -10 +12 +20

Außen

+12

70

Innen Außen Innen

Arthand der jeweiligen Temp eraturen werden die Sättigungsda mpfdrücke Ps auf der Raum - und Außen seite nach GI. 3. 1.3-1 bzw. GI. 3. 1.3-2 berechnet oder aus Tab . 3. 1.3-1 abgelesen . Mit der relativen Luftfeuchte 4J lassen sich daraus die Wasserdampfpart ialdrücke p ubleiten. Alle Werte werden im oberen Teil von Bild 3.4.3-2 zusammengefasst niedergel egt.

Anmerk ung: Der Wasserdampfpartialdruck an der Innenoberl1äche des Bauteils entspricht hier dem Wasserdamp fpartialdruck der Innenluft Pi und der an der A ußenoberfIäche dem Wasserdampfpartialdruck der A ußenluft Pe (siehe Abschnitt 3.2.2). 2. Schritt - Berechnu ng der Wasserdampfsättigungsdrücke Als Ausgangssituation wird für das Bauteil eine Diffusionsberechnung unter winte rlichen Randbed ingungen (Taupcriod c) dur chgeführt. Die Bestimmun g der Wasserdam pfsätt igungdrücke erfolgt dann tabellarisch, gemäß unterer Teil von Bild 3.43-2.

3 Feuchteschutz

174 1. Klimatische Randbedingungen (s. DIN 4108, Teil 3) Per iode

Raumk lima

CD

CD

®

Außenklima

®

~

®

(l)

®

®

0;

Ps,;

<1>;

P;=rPs,;

Oe

PS,e

e

Pe=e'PS,e

[0C]

[Pa]

[%]

[Pa]

[OC]

[Pa]

[%]

[Pa]

Winter (Tauper iode) Sommer (Verdunstungsperiodel

2. Berechnung

Nr

CD

CD

®

®

~

Bauteilschicht n

dn

I' n

J.ln

R =~ n

® An

R spR se

s d,n J.ln

·d n

-

-

[mI

[W/(m.K)]

-

-

Wärmeübergang (innen)

-

-

1

-

Wärmeübergang (außen)

-

-

1

-

[m' .KMI]

=

(l)

®

®

,10 =

e

Ps

~ '(8

[m]

)

"

,

-8 ) .U

[K]

0

['Cl

[Pa]

= Si

=Ps;

= S.

= Ps .

1

2

3 4

5

-

RT -

~ U = :T = Bild 3.4.3-2 Tabelienblatt zum Glaser-Verfahren

Erläuterungen zum unteren Teil von Bild 3.4.3-2 Spalten CD bis ® : Spalte CD Teilschichten Das Bauteil wird in Teilschichten (mindestens an den Baustoffgre nzen) unt erteilt. Baut eilschichten mit großem Temperatura bfall (L18 > 10 "C) werden in weitere Teilschichten - üblicherwe ise Drittelun g der Schichten - unterteilt. Die Teilschichten werden von innen na ch außen einschließlich der thermischen Grenzschichten eingetragen. Spalte CI>

Schichtdicke d in m

Spalte ®

Wärm eleitfähigkeit A in W /mK

Spalte ®

Wasserdampf-Diffusionswider stands zahl J.1 Für die Taup eriode sind die ungünstigeren J.1-Werte (siehe Abschnitt 1.4) anzuwenden, d.h für Baut eilschichten von inne n bis zur Tauwassere bene

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3

175

werden die kleineren p-Werte und für Baut eilschichten von der Tauwas serebene bis zur Außenoberfl äche die größeren p-Werte angesetzt (siehe Abschnitt 3.1.15). Spalte ~

Wärmedurchlasswiderstand R in m 2K/W Für die Baut eilschichten wird der Wärmedur chlasswiderstand R bestimmt. Die Wärmeübergangswiderstände für die the rmischen Gr enzschichten werden nach Tabelle 2.1.10-1 angesetzt.

Spalte ®

Wasserd ampfd iffusionsäquivalente Luftschichtd icke sdin m Für auß enseitige Bauteilschichten mit einer wasserdampfdiffusionsäquivalent en Luftschichtdick e Sd< 0,1 mist Sd = 0,1 m anzusetzen.

Spalte CV

Temperaturdifferenzen L18 in "C

Spalte ®

Schichtgrenztemperaturen 8 in "C

Spalte ®

Wasserd ampfsätt igungsdruck Ps in Pa Diese werden nach Tabelle 3.1.3-1 bzw. GI. 3.1.3-1 und GI. 3.1.3-2 für alle Schichten erm ittelt.

3. Schritt - Graphische Darstellung des ps-Verlaufes Die Wasserdampfsättigungsdrücke Ps werden dabei auf der Ordinat e (y-Achse) aufgetrage n. Die wasserd ampfdiffu sionsäquivalent en Luftschichtdicken Sd der Baut eilschichten werden auf der Abzisse (x-Achse) in einem geeigneten und ent spre chenden Sd skalierten Maßstab aufgetragen. Beide Maßst äbe können un abh ängig voneinander festgelegt werden. Die an den Schichtgrenzen entsprechend dem 2. Schritt erm ittelten Wasserdampfsätt igungsdrück e Ps werden linear miteinander verbunden. p in Pa

Tauperiode

2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

o

~-------~~~------S d1

S d3

s.,

Bild 3.4.3-3 Beispiel: Wasserdampfsättigungsdruckverlauf für die Tauperiode

3 Fe uchteschutz

176

4. Schritt - Darstellung des PD-Verlaufes bei tauwasserfreiem Querschnitt Es werden die unter Schritt I berechnete n Wasserdampfpa rtialdrücke p an de n Ob e rflächen lies Bauteils im Diffusionsdiagramm eingetragen. Besteh t nun die Möglichkeit. die wasscrdam pfpa rtiald r ückc Pi und p"gc radl inig mite inande r zu ve rbinde n, ohne die Sättigu ngsda mpfdruckkurve zu berühren, e ntspricht die Neigung der Geraden eine m konstant e m Wasserdampfdiffusionsstrom hzw. einer konstanten Wasserdampfstromdichte g und somit einem tauwasse rfreie m Bauteilque rschnitt (siehe Bild 3.4.3-4). A nsonsten ist gemäß Schritt 5 zu kon struieren, denn de r Wasse rdampfpartialdru ck kann niemals übe r dem maximal mögliche n Wasser dampfsättigungsdruck liegen.

p [Pa]

2400 2200

Tauperiode

p,(6J p, (6. )

2000 1800

p,(6,)

1600 1400 1200 1000

p,

800 600 400

p, (6.)

200

p.

o ............"""\:=t:::::=:::::::::;::=t;;:::t::::::::::::=;==::::::t"~ H I I s, m] s"

s"

s"

s"

Bild 3.4.3-4 Beispiel: Diffusio nsdia gramm für die Tauperiod e bei einem Bauteil ohne Tauwasserausfall (Fall a) siehe Tabelle 3.4.3-3)

5. Schritt - Darstellung des PD-Verlaufes bei Tauwasserausfall im Querschnitt Ist die Konstru ktion de r geradlinige n Verbindung de r Wasse rdampfpart ialdrücke nicht möglich, ohne die Wasse rdampfsätt igungsdru ckkurve zu berühren, so fällt im Bauteil Tauwasser aus. De r tatsächliche Wasse rdampfpa rtiald ruckver lauf wird bestimmt, indem im Diffusionsdiagramm a usgehend von Piund Pe die Tangenten (Umhülle nde) an die Kurve des Sättigungsdruckes gezeichnet werden. Die Berührungsstellen Psw de r Ta nge nten mit de m Kurvenzug des Wasse rdampfsätt igungsdruckes begrenzen de n O rt oder Bereich des Tauwasser ausfalls (sieh e Bild 3.4.3-5). Die Neigung der Wasse rdampfpartiald ruckkurve von der ra umsehige n Bauteilo be rfläche bis zur - ggf. e rste n - Tauwasse rebene (TW) e ntspricht de r Wasse rdampf-Dif-

3.4 Klimabedingte r Feucht eschutz nach D1N 4108-3

177

fusionsstromdichte gi' Die wasse rdampfdiffusionsäquivalente n Luftschichtd icken der Bauteilschichten in diesem Bereich werden zu sdjzusamme ngefasst. Die Ne igung de r w asser dampfpartiald ruckkurve vo n de r - bei Tauwasser ausfall in ein em Be reich ode r me hrere n Ebenen de r äuß er sten - Tauwasse rebene bis zur auß cnsci tigcn Bauteilober fläche entspricht de r Wasser dampf-Diffusio nsstro mdichte gc' Die wasser dampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken de r Bauteilschichten werden zu sde zusammengefasst. Bei Tauwasse ra usfall in e inem Bereich oder in meh rer en Eben en werd en die wasse rdampfdiffusionsäquivale nte n Luftsch ichtd icke n in de m Bere ich bzw. im Bereich zwischen den Ebene n zu einem Gesamtwert sdz zusammengefass t.

p [Pal 2400 2200

Tauperiode

p,( O,)p,(O. )

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800

p

600 400

ps(O.. ---"'::::

200

o ! s~ 5.,

I

r-'

p, (O. )

P. 5.

[mi

Bil d 3.4.3-5 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Tauperiode in einem Bauteil mit Tauwasseraufall in einer Ebene (Fall b) siehe Tabelle 3.4.3-3)

6. Schritt - Berechn ung der Tauwassermenge Die Bestimmung de r ausfall e nde n Tauwasserm enge m W,T im Baute il e rfolgt anhand des Diffu sionsdia grammes. Nach DIN 41 0l~-31 6 1 werden drei mögliche Fälle des Tauwasser ansfalls im Bauteil unter schieden : Fall b) - 11lUwasserausfall in ein er E ben e Diese r Fall kennzeichnet den Tauwasse rausfall zwischen zwei Bauteilschichten . z.B. zwischen de n Bauteilschichten 2 und 3 in Ze ile 3 der Tabelle 3.4.3-3.

(3.4.3- 1)

178

3 Feuchteschutz gi =

ge =

p '-PSW 1

(3.4.3-2)

6

1,5 ·10 , sdi PSW- Pe 6 1,5 ·10 ' sde

(3.4.3-3)

Fall c) - 'llwwasserausfall in zwei Ebenen Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall zwischen zwei Bautei lschichten, Z.B. zwischen den Schichten 1 und 2 sowie zwischen den Schichten 3 und 4 in Zeile 4 der Tabelle 3.4.3-3.

= mW,Tl +mW,T2

mW,T

(3.4.3-4)

mW,Tl

= tr · (gi - s.)

(3.4.3-5)

mW,T2

= tt ·(gz -

(3.4.3-6)

ge)

P '-PSWI

gi

=

gz

= PSWI - (SW2

1

6

1,5·10 ,sdi 1,5 ·10 , sdz

g _ PSW2 -Pe e6 1,5·10 , sde

(3.4.3-7) (3.4.3-8) (3.4.3-9)

Fall d ) - 'llwwasserausfallin einem Bauteilbereich Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall in einer mehr oder weniger breiten Bauteilzone, z.B. in einem Bereich zwischen den beiden Berührungsstellen PSWl und PSW2, Z.B. in Schicht 2 in Zeile 5 der Tabelle 3.4.3-3.

(3.4.3-10) P' -PSWI g1. -_ ---,--,I---,~~ 6 1,5 ·10 , sdi

(3.4.3-11 )

_ PSW2-Pe ge 6 1,5·10 , sde

(3.4.3-12)

In Tabelle 3.4.3-3 werden die Diffusionsdiagramme für die Tau- und Verdunstungsperiode der verschiedenen Fälle zusammengestellt. Die in der Tauperiode tT ausfal lende Tauwassermenge mw,Twird in allen Fällen als Differenz der eindiffundierenden Feuchtigkeitsmenge und der aus dem Bauteil ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3

179

bestimmt. Fall a) beschreibt ein Bauteil ohne Tauwasserausfall siehe Zeile 2 der Tabelle 3.4.3-3. Erläuterungen zu den GI. 3.4.3-1 bis GI. 3.4.3-12 Darin sind : mW,T flächenbezogene Tauwassermenge in kg/m? mW,Tl flächenbezogene Tauwassermenge in der 1. Tauwasserebene in kg/m? mW,T2 = flächenbezogene Tauwassermenge in der 2. Tauwasserebene in kg/m'

tT

gi

= =

ge

gz Pi Pe P SW P SWl PSW2

= = =

Sdi

sde

Sdz

=

Dauer der Tauperiode gemäß Tabelle 3.4.3-1 in h Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kgl(m 2'h) Fal1 b) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fal1 c ) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fal1 d) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zum Anfang des Tauwasserbereiches Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kgl(m 2'h) Fal1 b ) von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fal1 c) von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fal1 d) vom Ende des Tauwasserbereiches bis zur außenseitigen Bau teil oberfläche Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kgl(m 2'h) Fal1 c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa Wasserdampfsättigungsdruck in der 1. Tauwasserebene in Pa Wasserdampfsättigungsdruck in der 2. Tauwasserebene in Pa wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten in m Fal1 b) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche und Tauwasserebene Fal1 c ) zwischen innenseitiger Bauteiloberfl. und 1. Tauwasserebene Fal1 d ) zwischen innenseitiger Bauteiloberfl. und 1. Tauwasserebene wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten in m Fal1 b ) zwischen Tauwasserebene u. außenseitiger Bauteiloberfläche Fal1 c ) zwischen 2. Tauwasserebene u. außenseitiger Bauteiloberfläche Fal1 d ) zwischen dem Ende des Tauwasserbereiches und außenseitigen Bauteiloberfläche wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke schichten in m Fall c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene

der

Baustoff-

3 Feu chteschutz

I SO

Tabelle 3.4.3-2 Diffusionsdiagramme der Fälle a bis d für die Tau- und Verdunslungsperiode

Fall

" ,

2

3

Tauperiode

Verdunslungsperiode

p [Pa]

•~

3

500

!"

• 0

'. '.

s..

~

•

T

"00 P..

", •• •• = s 1;;

2000

,sec

P,

P••

0

w

~

j

!"

.c

,"'"

~ .a

~, • 0

•• =•

po, 2000 P, ,soo

e,

.~

~

~, • "§, ~

••

!"

,:..

;-r:

2000 1500

P.. P.

'000

s.[m]

,

'. '.

,:..

2"'" Po,

2000

,sec

-

Ps;

<,

P,

-

, - - --, 2

::;

P•• P.

s,[m]

~

s,

'. '.

,:..

<,

P,

'· 1

,

,

eoo P.. s.[m]

P.. P. s.(m)

'. '.

,:..

p [Pa1 Tauwasserbere ich (~ 2 500

P.. P.

3

P.

Po.

000

P.~

P.

p [Pa] Tauwasserebenen (~

500

P

Po-

L---7-;-_L!-::-~ s, [mI

2 .00

3

t

P.....

500

p [Pa) Tauwasserbere ich (~

0

;;

3

W

•E

~ ,

:J

s. lrr

IS., I s..

p [Pa1 'rauwassereteoe (~ 2500 _ ._ , -

2000

ü

w

Is.

P.~

!"

5

e,

2

0

.a

SOl

p [Pa) teoweseerebeoen (TW)

.~

P.

s.[m]

pIPa) Tauwas~ebene(~

••• ••

p•.•

P.. P,

s,

&l

~,

::;

P.. P.

~

-Bauteil5Chichten -, 2 --3

2000

=0

4

2eoo

,~

2

3

p IPa]

Baule llsct1 ict11en

1;;

::;

, ~2~ - 3 P..

'<,

P, -

S..I=f I=tl s..

,:..

P•• P. s,[m]

~.4

I"'

Klimahedingtcr Feucht eschutz nach D1 N 4IOR-~

Nachweis zur Vermeidung ext remer Feuchteansammlung Im Sinne einer extremen Feu chteansammlung gilt die Tauwasser bildung im Bauteil als unschädlich, wenn eine zulässige flächenbezogene Tauwasserm enge nicht übcrschr itten wird.

(3.4,3-13)

m w:T , :s zu} m W:T ,

Darin sind: rn W,T zul mW,T

= =

Flächenbezogene Tauwassermenge in kg/m2 zulässige Tauwassermenge gemäß Tabelle 3.4.3-4 in kg/m2

Tab ell e 3.4.3-4 zulässige Tauwassermenge nach DIN 4108·3 [6J

2 Bauteil

zul mw,r in kglrrt

2 Dach- und wanokonsnuktonen allgemein

1,0

Tauwasserausfall an Berührungsflächen mit einer kapillar nicht wasser3 aufnahmefähiger Scncht" (z.B. bei Luftschichten oderFaserdämmstoffen einerseits sowie Dampfsperren oderBeton andererseits)

0,5

neben der Begrenzungnach Zeile 2 oderZeile 3 wird bei Holz und Holzwerkstoffen eine massebezogene Erhöhung des Feuchtegehaltes eingeschränkt: zU1mw,T = a·d· p

a = 10,03 ffi rHolzwer1<sloffe 4

0,05 fOrHolz

d = Dickedes Baustoffs [m) p = Rohdichtedes Baustoffs [kwm3 ] Holzwolle-Leichtbauplatten undMehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN 1101 [3J sind hiervon ausgenommen 1)

FürHolzbauteile gilt nach DIN 68800-2 [27J auch dann eine rechnerische Tauwassermenge mw. r= 1.0 kglnf alszulässig, wenn Tauwasseran Berührungsflächen von kapillar nicht wasseraufnahmefähige Schichten auftritt, sofem die rechnerische Verdunsfungsmenge mW,v mindestens das 5-fachederauftretenden Tauwassermenge beträgt.

7. Schritt - Berechnung der Verdunstungswassermeng e Im Fall der Tauwasserbildung im Irinern eines Bauteiles wird der Nachweis erforde rlich, dass das Tauwasser in der Verdunstungsperiode wieder vollständig ausdiffundiert. Es ist dah er ein weiteres Diffusionsdiagramm (siehe Bild 3.4.3-6) für die Verdunstungspcriode zu erstellen. Durch die in der vcrdunstungspcriodc geltende n Randbed ingungen (na ch Tabelle 3 .4.~- 1 ) ergehen sich innen- und außcnscitig die gleichen Wasserdampf-

3 Fe uchteschutz sättigungsdr ücke Ps und Wasse rdampfpartiald rücke Pa Nur in der Tauwasse rebene (TW) wird eine relative Luftfeu chtigkeit von tP = wo % angenommen . Durch linear e Verbindun g de r Wasserdampfpartialdrücke von den Baut eilob erfl ächen bis zur Tau wasser ebene ergibt sich der Wasse rdampfpartiald ruckverl auf. Die Neigungen de r Gerade n von der Tauwasse rebene bis zu de n Bauteiloberflächen entsprechen de r nach inne n und außen diffundie renden Feu chtigkeit smenge. Eine Ausnahme bilde n Flachdachque rschnitte. bei de ne n in der Ve rdunstungspe riode ungleiche Tem pera tur en außen- und innenseitig vorherrschen. In solchen Fällen kann nac h DI N 4108-3 [6] mit einer erhöhte n Außenoberflächentemperatur (+ 20 QC) gerechne t we rden , was dazu führt, dass auch in de r Ve rdu nstungspe riode die Wasse rdam pfsätt igungsdrüc ke analog Bild 3.4.3-3 ber echnet werden müssen .

Anmerkung: Bei Flachdächern mit dampfdichter äußerer Dachhaut findet 'Isuwssscrausfall in der Thu- und Verdunstungsperiode statt. Eine solche, während der Verduns tungsperiode auftretende Thuwasserbildung wird nach DIN 4108-3 nicht berücksichtigt. In einem solche n Fall verweist die D IN 4108-3 für ge nauere Berechnungen aufdas Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13 788 (33) (siehe A bschnitt 3.5). p [Pa]

Verdunstungsperiode

2400 2200

2
1600 1400

Pp,(U)

.i->

1200

1000

P

p, (O.)

~

800

P.

600

400 200

o

H

I

'·1

'.

m

e;

Bild 3.4.3-6 Beispie l: Diffusionsdiag ramm für die Verdu nstungsperiode bei einem Bauteil mit Tauwasse rbildung in einer Ebene (Fall b) siehe Tabelle 3.4.3-3)

In Tabelle 3.4.3-3 sind die für die Fülle b) bis d) zut reffe nde n Diffusionsdiagramme in der Ve rdunst ungsperiode zusammengeste llt. Die Ve rdunstungsme nge m W, v in der Verdun stungsperiode t v er gibt sich durch Summat ion de r aus dem Bauteil nach innen und außen ausdiffu ndie rend en Fe uchtigkeit sme nge.

3.4 Klimabedingte r Feuchteschutz nach DIN 4108-3

183

Das während der Tauperiode im Innern des Bauteils ausfallende Tauwasser muss vollständig während der Verdunstungsperiode wieder ausdiffundieren können . mW,T:5 mw, y

Dar in sind: mW,T

=

mw,y

=

(3.4 .3-14)

flächenbe zogene Tauwassermenge in kglm 2 flächenbezogene Verdun stungsmenge in kg/m?

Fall b) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einer Ebene

Die Verdun stung erfolgt aus der Ebene des Tauwasserausfalls (TW) zu beiden Oberflächen des Bauteils. Für die flächenbe zogene Verdun stungsmenge mw,y, die während der Verdun stungsperiode aus dem Bauteil abgeführt werden kann, gilt: mw,V = tv ·(gi + ge)

._ g1 -

psw 1,5·10

r

6

piI

, sdi

ge = PSW-Pe 6

1,5 ·10 ,sde

(3.4 .3-15) (3.4 .3-16)

(3.4 .3-17)

Fall c) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in zwei Ebenen

Zu Beginn der Verdunstungsperiode wird zwischen beiden Tauwasserebenen als Wasserdampfpartialdruck der Wasserdampfsättigungsdruck ent sprechend den zugrunde gelegten Temperaturbedingungen angenommen. Die Verdunstung erfolgt zunächst von beiden Tauwasserebenen zur jeweils näher liegenden Oberfläche. Ein Diffusionsstro m zwischen beiden Tauwasserebenen sowie eine erneut auftre tende Tauwasserbildung während der Verdunstungsperiode wird nicht berücksichtigt.

._ g1 -

ge

=

psw

piI

0 1,5·1 6 , sdi

(3.4 .3-18)

PSW-Pe 6

(3.4 .3-19)

r

1,5 ·10 , sde

Wird die Tauwassermenge in einer Baute ilebene (z.B. in der 1. Tauwassereb ene) zu einem Verdunstungszeitpunkt (z.B. t Y I < t y ) vor Ende der Verdunstungsperiod e t y nach Tabelle 3.4.3-1 abgeführt, so wird für die restliche Zeit eine Verdunstung aus der anderen Bauteilebene (z.B. von der 2. Tauwasserebene) zu beiden Obe rflächen hin angenomm en. Die Bestimmung der Verdunstungszeiten t Y I und t Y2 erfolgt mit mW,Tl und mw,n nach GI. 3.4.3-5 bzw. 3.4.3-6.

184

3 Feuchteschutz (3.4.3-20)

_ mW,T2 tV 2 - - -

(3.4.3-21)

ge

Für t Y1 > ty. und tY2~y.gilt: Sind beide Zeitspannen größer als die Länge der Verdunstungsperiode tynach Tabelle 3.4.3-1, gilt für die Verdunstungsmenge mw,y die insgesamt aus dem Bauteil abgeführt werden kann:

(3.4.3-22)

< tybzw. tY2~Y. und t Y1 < t Y2 gilt: Ist mindestens eine Zeitspanne t Y1 und t Y2 kleiner als die Verdunstungszeit t y nach Tabelle 3.4.3-1, gilt für die Bestimmung der Verdunstungsmenge mw.y '

Für t Y1

(3.4.3-23) IYI > t Y2 gilt:

(3.4.3-24) Fall d) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich

Bei diesem Fall wird angenommen, dass die Verdunstung von der Mitte des vom Tauwasserausfall betroffenen Bereiches aus zu beiden Bauteiloberflächen hin erfolgt (siehe Zeile 5 der Tabelle 3.4.3-3). Für die flächenbezogene Verdunstungsmenge mw,y, die während der Verdunstungsperiode aus dem Bauteil abgeführt werden kann, gilt:

. _g1

g _

PSW-p'1

1,5.106 . (sdi +0,5 'Sdz)

PSW-Pe e - 1,5.106 .(0,5 ' Sdz +Sde)

(3.4.3-25)

(3.4.3-26)

(3.4.3-27)

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3

185

Erläuterungen zu den GI. 3.4.3-15 bis GI. 3.4.3-27 Darin sind: mw,y flächenbezogene Verdunstungsmenge in kg/rrr' mW,Ti = flächenbezogene Tauwassermenge in der 1. Tauwasserebene in kg/m' 2 mW,T2 = flächenbezogene Tauwassermenge in der 2. Tauwasserebene in kglm

ty t Yi tY2

= =

gi

=

ge

Pi Pe Psw Sdi

Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kgl(m 2'h) Fal1 b) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fal1 c) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fal1 d) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zum Anfang des Tauwasserbereiches Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kgl(m 2'h) Fal1 b) von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fal1 cl von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fal1 d) vom Ende des Tauwasserbereiches bis zur außenseitigen Bauteiloberfl äche

= =

innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa

=

wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten in m Fal1 b) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche und Tauwasserebene Fal1 c) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche u. 1. Tauwasserebene Fal1 d) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche u. 1. Tauwasserebene wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten in m Fal1 b) zwischen Tauwasserebene und außenseitiger Bauteiloberfläche Fal1 c) zwischen 2. Tauwasserebene u. außenseitiger Bauteiloberfläche Fal1 d) zwischen dem Ende des Tauwasserbereiches und außenseitigen Bauteiloberfläche

Sdc

Sdz

Dauer der Verdunstungseriode gemäß Tabelle 3.4.3-1 in h Verdunstungszeit 1 in h Verdunstungszeit 2 in h

=

wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke schichten in m Fal1 c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene

der Baustoff-

186

3 Feuchteschutz

3.4.4 Bemessung einer erforderlichen Dampfbremse

Um eine Tauwasserbildung im Innern zu verhindern, kann eine sogenannte Dampfbremse bzw. Dampfsperre angeordnet werden. Nach DIN 4108-3 [6] werden Bauteilschichten je nach ihrer wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke Sd als diffusionsoffen (sd:5 0,5 m), diffusionshemmend (0,5 m<sd :51500 m) oder diffusionsdicht (Sd ;:::1500 m) bezeichnet. Die Lage der Dampfbremse bzw. -sperre ergibt sich aus dem Diffusionsdiagramm: Sie wird vor der tauwassergefährdeten Schicht auf der Seite mit dem höheren Potential angeordnet. Bei Tauwasserausfall in zwei Ebenen wird der äußere Taupunkt für die Ermittlung der erforderlichen wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke der Dampfbremse herangezogen. Rechnerisch Rechnerisch ergibt sich der Wert der erforderlichen wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke sd,erf der Dampfbremse, zu:

(3.4.4-1 ) Darin sind:

Pi Pe Psw Sdi

= = =

sde

=

Wasserdampfpartialdruck der Innenraumluft in Pa Wasserdampfpartialdruck der Außenluft in Pa Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicken der Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur raumseitigen Bauteiloberfläche in m wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicken der Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche in m

Graphisch Alternativ zur rechnerischen Ermittlung kann der Wert sd,erf auch graphisch bestimmt werden. Die graphische Bestimmung des Sd -Wertes der erforderlichen Dampfbremse bzw. -sperre eines tauwassergefährdeten Bauteils wird anhand des Bildes 3.4.4-1 erläutert. Im Diffusionsdiagramm wird dazu ein Teil der Wasserdampfpartialdruckkurve PD folgendermaßen verl ängert:

Beginnend von Punkt A (Entspricht dem Punkt des vorhandenen Wasserdampfpartialdruckes der Außenluft Pe) 2. Über den Punkt Z (Entspricht dem Berührpunkt Psw der Wasserdampfsättigungsdruckkurve Ps mit der Wasserdampfpartialdruckkurve PDin der Tauwasserebene) 3. Bis zum Punkt E (Entspricht dem Schnittpunkt mit der horizontalen Verlängerung des Wasserdampfpartialdruckes der Innenraumluft Pi) 1.

~ ..'i

Klimabedingte r Fe uchteschutz nach Dl N EN ISO 137RR

Der e rforderliche Sd-Wert de r Darupfbrcmsc, der Abstand von de r Bauteilobe rfläche bis zum Punkt E, kann dann auf der x-Achsc (Abzisse) abgelesen werden. p in Pa

.. )jk .. E

'

. . . . . .. . . ..

~

, , , , , , Po , , , , , , , , , ,

",(8)

,

Z

Psw

J

e rf. s,

l

,Sdi

I

,~

A

p,

I '''' t

Sd ln m

""

Bild 3.4.4-1 Graphische Bemessung einer Dampfbremse bzw. -sperre (A = Anfangspunkt; Z = Zwischenpunkt; E = Endpunkt , Pi - w asseroa mctce r natoruck der Innenraumluft; Pe = Wasserdamp fpartialdruck der Außenluft ; Psw = Wasserdampfsättigungs· druck in der Teuwasserebene)

3.5 Klimabedingler Feuchl eschulz nach DIN EN ISO 13788 Die in DIN EN ISO 13788 [331 beschrieb ene n Verfahren diene n zum Einen zur Berechnun g der raumsehigen Oberflä chent emperatur von Bauteilen oder Bauelem ent en zur Verm eidung kritischer O be rflächenfe uchte. unterhalb derer bei der gegeben en Raumte mpe ratu r und relativen Luftfeuchte eine Schimmelpilzbildung wahrscheinlich ist (sie he Abschnitt 3.5.3) und zum And eren zur Ber echnung möglicher Tauwasserbi ldung im Bauteilinne re n infolgc von Wasserdampfdiffusion (siehe Abschn itt 3.5.4).

3.5.1 Au ßenseiti ge klimatische Randbedin gun gen Luft temperatur und relative Feu chte Die auß cnscitigcn klimat ischen Randbedingungen müssen für de n Standort des Gebäude s repräsentativ se in und sind entwede r von met eorologische n Dienste n des

3 Feu chteschutz betreffenden Landes zu beziehen oder durch Messungen nach den Bestimmun gen (Anfo rderun gen an meteorologische Geräte und Besrlmmungsvertah rcn ) der World Mctcorologi cal Organisation zu ermitteln. Die Randbedingungen sind für schwere Buutcilc, die an die Außenluft oder ans Erdreich grenzen, und leichte Bauteile folgendermaßen zu ermitt eln: Für Bauteife. di e an die Außenlu!t grenzen. sind. sofern nicht anders angegeben, monatliche Mittelwert e de r außcu scitigcn Lufttempe ratu r Oe und de r relativen Luftfeuchtigkeit ~e zu verwenden. Für Bauteife. die ans Erdreich grenzen, ist der jährliche Mittelwert der außenseifigen

Lufttemperat ur anzuwenden und als relative Feuchtigkeit ist

~e = 100%

anzuneh men.

Für leichte Bauteile ist der jährlich e Mittelwert der außenseitigert Lufttem peratur anzuwenden und als relative Feuchtigkeit ist Ifr = 95% anzune hmen.

Seit 1985 existieren für das Altbu ndesgebiet Testreferenzjahre - abgekür zt als TRY (= Test Rcfcrcncc Yca r] -, die aus Datensätzen ausgewählte r meteorologischer Elemente für jede Stunde eines Jahres für verschied ene Regionen Deutschlands besteh en und den charakteristischen jährlichen witterun gsverlau f für ein Jah r beschreiben. Jeder Region in Deutschland wurde ei ner Klimazone zugeordnet und eine Rep räscntanzstaTabelle 3.5.1-1 Regionen bzw. Klimazonen und entsprechende Repräsenlanzstationen

Region

2

3

Zone

Pepräsentanzstafion Bremerhaven, Teil von Cuxhaven

2 Nordseeküste 3 Ostseeküste

2

Rostock-Wamemünde

4 Nordwestdeutsches Tiefland

3

Hamburg-Fuhlsbüttel

5 Nordostdeutsches Tiefland

4

Potsdam

6 Niederrheinisch-westfäliche Bucht und Emsland

5

Essen

7 Nördliche und westliche Mittelgebirge, Randgebiete

6

Bad Marienberg

8 Nördliche und westliche Mittelgebirge, zentrale Bereiche

7

Kassel

9 Oberharz und Schwarzwald (mittlere Lagen)

8

Braunlage

10 Thüringer Becken und Sächsisches Hügelland

9

ChemnilZ

11 Südöstliches Mittelgebirge bis 1000 m

10

Hof

12 Erzgebirge, Böhmer- und Schwarzwald oberhalb 1000 m

11

Fichtelberg

13 Oberrheingraben undunteres Neckartal

12

Mannheim

14 Schwäbisch-fränkisches Stufenlandund Alpenvorland

13

Passau

15 Schwäbische Alb und Baar

14

Stöllen

16 Alpenrand und-täler

15

Gannisch-Partenkirchen

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach Dl N EN ISO 137RR tion bestimmt . Die Klimazonen und die ent sprechenden Repräsentanzstationen kön nen der Zonenkarte (siehe Bild 3.5.1-1) bzw. Tabelle 3.5.1-1 entnommen werde n. DieKlimarandbedingungen der Außenluft - Lufttempe ratur 8" und relative Luftfeuchtigkeit tPc - der Rep räsentanzstation können der Tabelle 3.5.1-2 ent nommen werden.

•

o Referenzstädte

Bild 3.5.1· 1 Klimazonen 1 bis 15 nach DIN 4710 [15) für 15 Städte der Bundes republik

Deutschland

3 Feuchteschu tz

' 90

Tabelle 3.5.1-2 Monatliche und jäh rliche Klima te (Temperatur der Außenluft 8eund relative Feuchtig keit ~e) der Repräsentanzstationen

2

:~~;~:~~ 2 3 4

Bremerhaven

7

8

9

10

11

12 13 14

15

Klimale1) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr 8einOC

1,5

4

7,4 12,1 15,2 16,7 16,8 14,2 10,3 5,6 2,4

9 M

M

ro

Aoslock-

8ein "C

0,2 0,7

3,1

6,3 1' ,3 14,9 16,7 16,7 13,9 9,9

5,2 1,9 8,4

Warnemünde

f e in %

95

85

82

88

90

93

3,6 7,1 1' ,9 15,2 16,5 16,5 13.5 9,6

5

1,7 8,5

90

94

86

6

Hamburg·

Fuhlsbüttel

Essen

7

Bad Marienberg

B

Kassel

9

Braunlage Chemnitz Hof

12

Fichtelberg

13

Mannheim

14

Passau

15

Stötten

1) Die

6

91

6

16

5

94

Potsdam

11

4

foin %

5

10

3

Germsen-

91

~

78

n 80

81

81

ro 81

~

83

~

91

94

°8 in "C

0,3 0,9

f e in %

949082767273nn

8ein "C

-2 -0,4 33,3 4,6

6,3

8,2 8,9

8,8 7,8 6,2 4,4 3,4

fe in %

93

65

66

70

87

74

67

67

83

78

87

84

88

91

8ein "C 2,7

2,8 5,2 7,3 11,1 13,9 15,3 15,6 13,6 10,5 5,8 3,6

' ein %

83

80

0ein"C

-1 ,6 -0,9 2,2 5,8 10,5 13,4 15,2 15

' e in %

93

86

80

0ein oC

0,1

1,1

4,2 8,1 12,7 15,8 17,3 17,1 13,9 9,5 4,4

88

82

75

'e 'e

77 71

71

81

73

82 81 73

69

74

8,1

83

83

85

12

7,9

2,6 -0,3 6,8

79

84

89

84

91

90 84

1,4 8,8

82

85

87

81

-2,3 -1,8 0,8 4,6 9,5 12,7 14,2 14,2 11 ,1

7,3

2

-1 ,1

6

81

86

88

81

83

78

69

77

81

77

89 0ein oC

76

90

73

-1 ,2 -0,6 3,5 6,5

70

69

72

71

70

72

79

12 14,6 16,3 16,5 13,1

9,4 3,6

83

83

79

75

-3

-2

1,4 5,5 10,4 13,6 15,3 14,9 11 ,8 7,3 1,8 -1,6 6,3

in

93

88

80

% %

72

66 70

70

71

69 70

69 71

75

77

75

82

7,9

0ein oC

in

70

68

90

83

4,5 -0,9 -3,9

3

73

80

82

86

0ein"C

-5,1 -4,8 -2,4

1,3 6,3 9,5 112 11 ,2 82

~~ %

85

~

~

n

0ein oC

1,1

2,5

6

9,9 14,3 17,4 19,3 18,8 15,4 10,4 5,2

~~%

~

81

n

~

71

~

71

~

ro ~

71

w

76

n

79

M

79

V

82

2,2 102 V

80

0ein oC

-2,6 -0,5 3,4

8

12,7 15,6 17,3 16.8 13,5 8,4 2,7 -1,1

7,9

'ein%

93

83

76

69

69

90

83

0ein"C

-2.2 -1 ,1

2,1

5,9 10,3 13,4 15,6 15,3 12,5 7,9 2,3

-1

6,8

'ein %

89

75

69

73

78

81

85

80

0ein"C

-2,9 -1,1 2,3 6,4 10,9 13,9 15,9 15,4 12,7

8

2

-2,4 6,8

86

77

80

88

Partenkirchen 'e in%

83 79

70

67

69 67

72

71 70

71

68 70

74

70 73

79

75

83

88

relative Feuchtigkeit derAußenluft wurde nachden Angaben derDIN 4710 [15) berechnet.

81

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

191

Wasserdampfpartialdruck

Pe =
(3.5.1-1)

mit:

Psat ( 8e ) --

17,26·90 237 6105 . e ,3+ge

'

{

gilt für 8e

~

0 "C

21, 87.9e

610,5.e 265,5+8c

(3.5.1-2) gilt für 8e < 0 "C

Darin sind: Pe = monatlicher außenseitiger Wasserd ampfp arti aldruck in Pa Psat = mon atlicher Wasserdampfsätt igungsdru ck der Auße nluft in Pa cfJe monatl iche relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft 8e = monatlicher Außenlufttemp eratur in "C 3.5.2 Raumseitige klimatische Randbedingungen Lufttemperatur und relative Feuchte

Die raumseitigen klimatischen Randb edingungen - relative Luftfeucht igkeit rPj und Lufttemperatur 8j - sind entsprechend der zu erwarteten Gebäudenutzung als mon atliche Wert e anzusetzen.

Für konditionierte Innenraumluft gilt Die relative Luftfeuchtig keit der Innenr aumluft rPj ist dabei nur dann mon atlich als konst ant anzusetzen, wenn diese durch Z.B. Klimatisierung des Gebäudes sichergestellt werden kann . Für nutzungsbedingte Innenraumluft gilt: Die mon atliche relative Luftfeuchtigkeit wird durch eine anzunehmende oder bekannte Feuchtebelastung der Innenraumluft des Gebäudes festgelegt. Dies erfolgt durch die Ermittlung eines nutzun gsbedingten Wasserdampfp arti aldruckgefälles ,1P, das die Feuchtebel astung der Innenraumluft dur ch folgende Ansätze berücksichtigt: vereinfachend anhand von Luftfeu chtekl assen (Fall 1) bei bekannter Feuchtezufuhr und konstante r Luftwechselrate (Fall 2) bei bekannter Feuchtezufuhr und variabler Luftwechselrate (Fall 3)

Falll) - Raumseitige Luftfeuchteklassen Bei unbek annter Feuchtebelastung wird ein Grenzwert für ,1P anhand von Luftfeu chteklassen angesetzt. Die Luftfeu chte wird in Abh ängigkeit der Nutzung des Gebäudes in fünf Luftfeuchteklassen unt erteilt, wodurch eine Einteilung von geringer (z.B. Lager) bis extremer Feuchtebeanspruchung (z.B. Schwimmbäder) vorgenommen wurde.

192

3 Feuchteschutz

Tabelle 3.5.2-1 Anhaltswe rte zur Wahl der raumseitigen Luftfeuchteklasse nach DIN EN ISO

13 788 [33J

2 1

Gebäude

Luftfeuchleklassen

2

Lager

1

3

Büros, Geschäfte

2

4

Wohnhäuser mit geringer Belegung

3

5

Wohnhäuser mit hoher Belegung, Sporthallen, Küchen, Kanlinen, Gebäude mit Gasöfen ohne Schomsleinanschluss

4

6

Besondere Gebäude, zB . Wäschereien, Brauereien, Schwimmbäder

5

In Bild 3.5.2-1 wird für jed e Klasse der Gren zwer t des wassc rdampfpartialdruckgc fiilles.dp (e ntspr ech e nd da s Gefälle de r Wassc rdampfkun zcn tration ..1c) ab hän gig von der mitt leren monatlichen Au ßc nluftt cmperatur (Je an gegeben. Die Luftfeu ch teklasse 5 wird nach 00(;0 hin nicht begr enzt und ist daher für dieses Verfahren nicht an zuwc nden. Für d ie Erm ittlung de r Fe ucht ebelastung des Innen raumes sollte für jede Luftfeu chtekl asse der obe re Grenzwert an gewen det werden, es sei denn, es wird nach gewiesen , dass die Bedin gungen weniger ungünstig sind.

•

"E

n,

'"

.5

~

~

.5 0

-e

0,009 0 ,008

1200 1080 1000

0,007 0 ,006

810

0,005

0,004

540

0,0 01

0

700 600 486 500

400

0 ,003 0,002

5

900

2

270 200 100 0

1 -5

o

5

8 10

15

Monatliche mittlere auße nseitige Lufttem peratur

20

8e

inoC

Bild 3.5.2-1 Grenzwerte der Wasserdampfpartialdruckdifferenz Ap (als auch Ac) für die gewählte l uftfeuchteklasse nach Tabelle 3.5.2-1 in Abhängigkeit der mttüeren Außenlufttem-

peratur Be' (Beis piel: Für ein Wohnha us in Lu ftfeuchtekfasse 3 erg ibt sich bei von 486 Pa.)

ge = BOC ein.1p

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

193

Fall 2) - bekannte Feuchtezufuhr und konstante Luftwechselrate Die Berechnung des Wasserd ampfp artialdruckgefälles .1p erfolgt bei raumseitiger bekannt er Feuchtezufuhr und einer monatlichen konstant anzusetzenden Luftwechselrate n nach: G n ·V

(3.5.2-1)

~=-- ·Rf) ·T

Darin sind:

.1p = nutzung sbedingter Wasserdampfp artialdruckgefälle in Pa G

Feuchtebelastung des Innenraumes in kg/h

n Luftwechselrate in h' V = Geb äudevolumen in m3

R D = spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg'K) (R D = 461,5 J/kg'K) T = thermodynamische Temperatur in K

Fall 3) - bekannte Feuchtezufuhr und variable Luftwechselrate Die Berechnung des Wasserdampfpartialdruckgefälles .1perfolgt sinngemäß wie in Fall 2) nach GI. 3.5.2-1, nur unt er Ansatz einer monatl ich veränderlichen Luftwechselrate n, die nach folgendem Ansatz bestimmt wird : (3.5.2-2)

n = 0,2+0,04 · Se Darin sind: Luftwechselrate in h' Be = mon atliche Auße nluftte mperatur in "C

n

Wasserdampfpartialdruck a ) Konditionierte

Innenraumluftmit ifJi =konstan t (3.5.2-3)

mit: 17,26·0j 237 61.0,5.e ,3+0i

. _

Psat(B 1)

-

f

21, 87-0.I

6105 , ·e 265,5+0i

°"C gilt für Be < °"C

gilt für Be ;:::

(3.5.2-4)

Dar in sind:

Pi = raumseitiger Wasserd ampfpart ialdru ck in Pa = Wasserdampfsättigun gsdruck der Raumluft gemäß GI. 3.5.3-2 in Pa tPi = konstant anzusetzende relative Luftfeu chtigkeit der Raumluft Bi = Raumlufttemp eratur in "C

P sat

3 Feuchteschutz

194

b) Nutzungsbedingte Innenraumluft

Pi = 1,1· b.p + Pe

(3.5.2-5)

Darin ist: Pi = raumseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa L!p nutzungsbedingtes Wasserdampfpartialdruckgefälle nach Abschnitt 3.5.2 entsprechend Fälle 1) bis 3) in Pa Pe = außenseitiger Wasserdampfpartialdruck nach GI. 3.5.1-1 in Pa

3.5.3 Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kri-

tischer Oberflächenfeuchte Das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [33] zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte basiert zunächst auf der Ermittlung einer monatlichen zulässigen raumseitigen Bauteiloberfl ächentemperatur unter Berücksichtigung der Feuchtebelastung des betrachteten Raumes und der äußeren Klimarandbedingungen. Daraus folgend wird ein monatlicher Mindest-Temperaturfaktor der raumseitgen Bauteiloberfläche ermittelt und zur Beurteilung des Bauteils der kritische Monat mit maximalem Wert herangezogen. Struktur des Nachweisverfahren bei schwerer Bauweise Klimatische Randbedingungen Als Eingangswerte für die Berechnung sind die außenseitigen klimatischen Randbedingungen Lufttemperatur 8und relative Luftfeuchtigkeit rPfestzulegen. Die außenseitigen klimatischen Randbedingungen sind für den Standort des Geb äudes nach Abschnitt 3.5.1 und die raumseitigen nach Abschnitt 3.5.2 festzulegen.

Wasserdampfpartialdruck Die Berechnung des monatlichen außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes Pe erfolgt gemäß GI. 3.5.1-1 (siehe Abschnitt 3.5.1). Hierbei ist der monatliche Wasserdampfsättigungsdruck Psat der Außenluft entsprechend der empirischen Gleichung GI. 3.5.1-2 bzw. alternativ nach Tab. 3.1.3-1 anzusetzen. Die Bestimmung des monatlichen raumseitigen Wasserdampfpartialdruck Pi erfolgt entsprechend konditionierter nach GI. 3.5.2-3 bzw. nutzungsbedingter nach GI. 3.5.2-5 Randbedingungen. Niedrigste zulässige Innenoberflächentemperatur 8si,min Die Berechnung der niedrigsten monatlich zulässigen raumseitigen Oberflächentemperatur 8simin(Psat) erfolgt nach GI. 3.5.3-1. Hierbei ist der kritische Wasserdampfsättigungsdruck Psat an der raumseitigen Bauteiloberfläche in der Regel mit dem 80%-Luftfeuchtigkeits-Kriterium (rPsi~ 80%) zu bestimmen, um einem Schimmelpilzbefall an der Bauteilinnenoberfl äche vorzubeugen. Falls erforderlich können auch andere Kriterien, z.B. (rPsi ~ 60%) zur Vermeidung von Korrosion, angewendet werden.

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

2373 'ln( ,

Psat )

610,5

17 269-ln(

gilt für r .;> 610,5 Pa

Psat )

,

610,5

(3.5.3-1)

()si,min =

2655.ln( ,

Psat )

610,5

21875-ln( ,

195

gilt für

P sat

< 610,5 Pa

Psat)

610,5

mit :

(3.5.3-2) Darin sind: (Jsi,min = niedrigste zulässige Innenoberflächentemperatur in "C Psat kritischer Wasserdampfsättigungsdruck an der raumseitigen Bauteiloberfläche nach GI. 3.5.2-4 in Pa Pi = raumseitiger Wasserdampfpartialdruck nach GI. 3.5.2-3 bzw. GI. 3.5.2-5 in Pa Berechnung des monatlichen Mindest-Temperaturfaktors

fRsi,min

Ssi min -Se !Rsi,min =

e.-Se

(3.5.3-3)

I

Darin ist: fRsi,min (Jsi,min

= =

monatlicher Mindesttemperaturfaktor monatliche niedrigste zulässige Innenoberflächentemperatur nach GI. 3.5.3-1 in oe monatlicher Außenlufttemperatur in "C monatliche Raumlufttemperatur in "C

Zur Beurteilung der raumseitigen Bauteiloberflächentemperatur hinsichtlich einer Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte eines Bauteiles wird aus allen monatlich ermittelten Mindest-Temperaturfaktoren fRsi,min der Monat mit dem maximalen Wert nach GI. 3.5.3-3 herangezogen: !Rsi,max = max!Rsi,min

Darin ist: fRsi,max fRsi,min

(Jan., Febr., März, April, ...)

= Maximalwert der monatlichen Mindesttemperaturfaktoren = monatliche Mindesttemperaturfaktoren

(3.5.3-4)

196

3 Feuchteschutz

Nachweis Das Bauteil ist dann so zu bemessen, dass der tatsächliche fRsrWert der Bauteilkonstruktion den fRsi,max-Wert auf der ungestörten Fläche und an den ungünstigsten Stellen im Bereich von Wärmebrücken überschritten wird. fRsi

> fRsi,max

(3.5.3-5)

Darin ist:

fRsi = Temperaturfaktor des Bauteils fRsi,max = Maximalwert der monatlichen Mindesttemperaturfaktoren nach GI. 3.5.3-4

a) Temperaturfaktor fRsi bei eindimensionalem Wärmestrom

Für homogene ebene Bauteile (eindimensionale Fälle, z.B. für die Bewertung des Regelaufbaus einer Außenwand) gilt: I'

_

l Rsi.LD -

U-i-RSI· ir!

(3 .5.3-6)

Darin ist: U = Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils in W/(m2"K) Wärmeübergangswiderstand gemäß DIN 4108-2 in (m 2"K)/W (R si = 0,25 (m 2K)/W, siehe auch Tabelle 2.1.10-1)

u;

b) 'Iemperaturfaktor fRsi bei mehrdimensionalem Wärmestrom

Die rechnerische Ermittlung des Temperaturfaktors von zwei- bzw. dreidimensionalen Wärmebrücken kann nach DIN EN ISO 10211-1 [31] und zusätzlich für linienförmige Wärmebrücken nach DIN EN ISO 10211-2 [32] erfolgen.

1

f Rsi,3D =----"-----.,,..--------=-----::-1

(3.5.3-7)

Darin sind:

f Rsi,3D

=

f Rsi,2Dx fRsi,2Dy

=

f Rsi,2Dz

=

fRsi,lD

Temperaturfaktor bei mehrdimensionalen Wärmestrom längs der x-Achse Minimaler Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der x-Achse Minimaler Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der y-Achse Minimaler Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der z-Achse arithmetischer Mittelwert der Temperaturfaktoren der wärmetechnisch homogenen Teile neben der linienförmigen Wärmebrücke

3.5 Klimahedingtcr Feuchteschurz nach DlN EN ISO 1378R

197

Ermittlung der Mittelwerte der Außentempe ratur 9. und der relativen Luftfeuchte der Außenluft 4>. für den Standort des Gebä udes sowie der Raumte mperatur 9, Schwe res Bauteil grenzt an Erdreich: Jahreswerte für e. be! $.= 100%

Außen luft: Monatswerte für 9.und
Berechnung des außensei tigen Wasse rdamp fpartialdrucks P.

mit: Psst

Pe =
1. (.) -

17.26'. 6105 ·e 237•3+e.

e -

21,67 . 9~_

610,5 . e 265,5+e.

für 9.

~

O'C

für 9. e O'C

(alternativ kann P.. auch aus Tab. 3.1.3-1 entnommen werden) Berechnung des raumseitigen Wasserdampfpartialdruckes P, Variante 1: Variante 2: Ermittlung anhand des nutzungsbedingten Ermittlung durch Vorgabe einer Wasserd ampfpartialdruckgefälles konstanten Innenraumfeuchte 4>" z.B. wenn diese durch Klimatis ierung a )l'ip anhand von Luftfeuch teklasse n sichergestellt wird l'ip -Jo Bild 3.5.2-1

eo

P... (9,) --t z.B. aus Tab. 3.1.3-1

b) l'ip bei bekann ter Feuchtezufuhr und

(Die Innenraumfeuchte wird um 0,05 erhöht angenommen)

G · RD · T n ·V

Op=-

c) l'ip bei bekannter Feuchtezufuhr und variabler Luflw echselrate l'ip ==

G (0,2 + 0,4 'ge}V

· RD· T Pi - ((li + 0,05)· Psat (9i )

Pi - Pe+ 1,1· Ap

Berechnung der niedrigsten zuläss igen Innenoberflächenlemperatur 9.._ mit: Psat (9Si )= ~

(falls erforderlich 0,6 für Korrosion) 237 3 . In( .Psat _) , 610,5

{lsi,min (Psat}=

fürPsat 2: 610 ,5 Pa

17 269 - In( J!sse ) ' 610,5 265 5 ' In( ..E.saL) , 610,5 2 1,875 - ln(

psac )

für Psal < 6 10,5 Pa

610,5

.,

Berechnung des Mindest-Temperatu rfaktors f_

t.

Rsi,min =

9si,min - Be

e,

Bild 3.5.3-1 Struktur des Nachweisverfahrens bei schwerer Bauweise

198

3 Feuchteschutz

Struktur des Nachweisverfahren für Fenster und bei leichter Bauweise Außenseitige klimatische Randbedingungen Bei leicht en Baut eilen , die weniger als einen Tag benötigen, um auf Temp eraturschwankungen zu reagier en (hier sind insbesondere Fenste r und Türen angespro chen), wird ein jährlich er Ansatz gewählt , d.h. es ist als Eingangswert für die Berechnung der jährliche Mittelwert der Auß enlufttemperatur (Je für den Standort des Gebä udes gem äß Abschnitt 3.5.1 festzulegen. Als auß enseitige relative Luftfeuchtigkeit wird l/Je =95 % angenommen .

Berechnung des außen seitigen Wasserdampfpartialdruckes Pe Pe =

0,95 · P sa,c8e)

(3.5.3-8)

Darin ist: = mon atlicher außenseitiger Wasserd ampfpartialdruck in Pa P sat = mon atlich er Wasserd ampfsätti gungsdruck der Auß enluft nach GI. 3.5.1-2 in Pa Pe

Berechnung der jährlichen niedrigsten zulässigen Innenoberfl ächentemperatur (Jsi,min Die jährlich e niedrigste zulässige raumseitige Oberflächent emp eratur (Jsi,min wird nach GI. 3.5.3-1 ermitte lt. Hierb ei ist der kritische Wasserdampfsätt igungsdruck P sat der raumseitigen Baut eiloberfläche mit 100 %-Luftfeuchtigkeits-Krite rium «(Jsi = 100 %) und Pi nach Abschnitt 3.5.2 zu ermitte ln. P sa,c8si)

_ Pi -10 ,

(3.5 .3-9)

D arin ist: P sat = mon atlicher Wasserd ampfsättigungsdru ck der Raumluft in Pa Pi = mon atlicher raumseitiger Wasserdampfpartialdruck nach GI. 3.5.2-5 in Pa Berechnung des jährlichen Mindest-Temperaturfaktors fR si,min Die Ber echnung des Mindest-Temp eraturfaktors fR si,min erfolgt nach GI. 3.5.3-3 mit der niedrigsten Oberflächen temperatur (Jsi,min(Psat) nach GI. 3.5.3-1 mit einer angenommenen ra umseitigen Lufttemperatur (Ji und dem jährli chen Mittelwert der Außenluftt emp eratur (Je' Zur Beurteilung der raumseitigen Baut eiloberflächent ernper atu r zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte ein es Bauteiles wird aus allen jährlich ermittelten Minde st-Temperaturfaktoren fR si,min nach GI. 3.5.3-3 der maximale Wert herangezogen.

fRsi,max = maxfRsi,min(z.B.Jahr1996, ...,Jahr2006) Darin ist: fR si,max fR si,min

=

Maximalwert der jährliche n Mindesttemperaturfakt oren = jährl iche Mindesttemperaturfaktoren nach GI. 3.5.3-3

(3.5.3-10)

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

199

Das Bauteil ist so zu bemessen, dass der tatsächliche fRsiWert der Bauteilkonstruktion (Bemessungstemperaturfaktor) den fRsi,max-Wert an den ungünstigsten Stellen im Bereich von Wärmebrücken überschreitet. Hierbei ist der Bemessungstemperaturfaktor, insbesondere bei Fensterrahmen infolge der komplexen Form und Vielfalt der für Fensterrahmen verwendeten Stoffe und der Wechselwirkungen zwischen dem Glas, dem Fensterrahmen und der Wand, in der sich das Fenster befindet, durch mehrdimensionale Berechnungsverfahren zu ermitteln. 3.5.4 Tauwasserbildung im Bauteilinnern Das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [33] basiert auf der Ermittlung einer jährlichen Feuchtebilanz zur Berechnung der Höchstmenge an angesammelter Feuchte infolge Tauwasserbildung im Bauteilinneren und baut auf der Berechnungsmethode nach dem Glaser-Verfahren nach DIN 4108-3 [6] auf (siehe Abschnitt 3.4). Es können sich jedoch im Vergleich zum Nachweisverfahren nach DIN 4108-3 durch die monatlich wechselnden anzusetzenden klimatischen Randbedingungen (Temperatur und relative Feuchte) sowohl Kondensations- als auch Verdunstungszonen in verschiedenen Ebenen des Bauteils gleichzeitig bilden, was hier berücksichtigt wird . Eine Beurteilung des Bauteils hinsichtlich einer zulässigen bzw. unzulässigen Tauwassermenge ist jedoch nicht vorgesehen. Das Bauteil wird nur hinsichtlich einer vollständigen Austrocknung des Querschnitts beurteilt. Struktur des Berechnungsverfahrens Die jährliche Feuchtebilanzrechnung - beginnend mit dem ersten Monat, in dem Tauwasserbildung auftritt (~ Anfangsmonat) - erfolgt mit den klimatischen Randbedingungen nach Abschnitt 3.5.1 und 3.5.2. Es wird für diesen Anfangsmonat entsprechend dem Glaser-Verfahren (siehe Abschnitt 3.4.5) ein Diffusionsdiagramm erstellt (siehe Schritt 2) und die ausfallende Tauwassermenge m c im Bauteil anhand der ein- und ausdiffundierenden Feuchtemengen bestimmt (siehe Schritt 3). Für die darauffolgenden Monate wird dieser Prozess wiederholt und aus den Tauwassermengen m c an jedem Monatsende ein kumulierter Wert M; ermittelt (siehe Schritt 4). Wenn sich im Jahresverlauf die klimatischen Randbedingungen derart ändern, dass kein weiteres Tauwasser anfällt, beginnt der Austrocknungsvorgang. Der Nachweis ist erbracht, sobald am Ende eines Monats das ausgefallene Tauwasser wieder komplett verdunstet ist. Ermittlung des Anfangsmonats Als Ausgangssituation wird für das Bauteil eine Diffusionsberechnung für einen beliebigen Monat mj (Probemonat) gemäß Schritt 1, 2 und 3 durchgeführt und festgestellt, ob Tauwasser ausfällt. Der Anfangsmonat ist dann folgendermaßen zu bestimmen:

Fall a) In Monat mj fällt 'llwwasseraus Wird für den Probemonat mj (z.B. April) eine Tauwasserbildung ermittelt, so ist die Berechnung für das Bauteil mit den vorangegangenen Monaten mj _(1...n) (im Beispiel

März, Februar, Januar...) wiederholt durchzuführen, bis der erste Monat (z.B. Dezember) ohne Tauwasserbildung ermittelt werden kann. Der Anfangsmonat ist dann der

200

3 Feuchteschutz

darauf folgende Monat (Januar) und entspricht somit dem ersten Monat mit auftretender Tauwasserbildung. Wird jedoch kein Monat ohne Tauwasserbildung gefunden, so dass für das Bauteil eine Tauwasserbildung für alle zwölf Monate ermittelt wird, ist der Anfangsmonat beliebig zu wählen.

Fall b) In Monat mj fällt kein Thuwasser aus Wird für den Probemonat mj (z.B. April) keine Tauwasserbildung ermittelt, so ist die Diffusionsberechnung für das Bauteil mit den darauf folgenden Monaten mj +(1...n) (im Beispiel Mai, Juni, Juli...) wiederholt durchzuführe, bis der erste Monat (z.B. August) mit Tauwasserbildung gefunden wird. Dieser entspricht dann dem Anfangsmonat (August). Wird jedoch kein Monat mit Tauwasserbildung gefunden, so wird das Bauteil als frei von Tauwasser bezeichnet. 1. Schritt - Zusammenstellung der klimatischen Randbedingungen Als Eingangswerte für die Berechnung werden die monatlichen klimatischen Randbedingungen zusammengestellt.

Außenseitigen Randbedingungen Die Temperatur Oe und relative Luftfeuchtigkeit ifJe der Außenluft sind nach Abschnitt 3.5.1 festzulegen. Die Berechnung des außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes Pe,M erfolgt nach GI. 3.5.3-1. Raumseitigen Randbedingungen Die Raumlufttemperatur 0i und die relative Luftfeuchtigkeit ifJi sind gemäß Abschnitt 3.5.2 festzulegen. Die Berechnung des raumseitigen Wasserdampfpartialdruckes Pi,M erfolgt bei Räumen mit: a) konditionierter Innenraumluft: Pi M nach GI. 3.5.2-3 b) nutzungsbedingten Innenraumluft: Pi M nach GI. 3.5.2-5 2. Schritt - Erstellung der Diffusionsdiagramme Für das Bauteil wird eine Diffusionsberechnung für den Anfangsmonat nach dem Glaser-Verfahren (siehe Abschnitt 3.4) durchgeführt und festgestellt, ob Tauwasser ausfällt.

Berechnung der Wasserdampfsättigungsdrücke Das Bauteil wird in Teilschichten unterteilt, wobei Bauteile mit hohem Wärmedurchlasswiderstand (z.B. Wärmedämmstoffe) in Bauteilschichten mit einem Wärmedurchlasswiderstand von maximal 0,25 (m2'K)/W unterteilt werden sollen .

Anmerkung: Dies führt zu einem zeichnerischen Aufwand, welcher insbesondere bei Wärmedämmstoffen, wie z.B. Mineralwolle mit J.1= 1, einiges Geschick dabei erfordert, die wasserdampfdiffusionsäquivaJenten Luftschichtdicken Sd aller Bauteilschichten graphisch darstellen zu können. Die Teilschichten werden von außen nach innen einschließlich der thermischen Grenzschichten sowie der zugehörigen Kenngrößen (dies sind: die Schichtdicke d, die Wär-

3.5 Klimahedingter Feuchteschut z nach DlN EN ISO 1378R

20 1

mcleit fäbigkeir A und die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl p ) im Tabellenblatt im unte ren Teil von Bild 3.4.3-2 in den Spalten Q) bis ® eingetragen . Für dampfdichte Materialien mit großem u-wert ist p= 100000 anzunehmen. Für die Bauteilschichten wird der wärmedu rchlasswiderstand R bestimmt. Die wärmeüb ergangswiderstände für die thermischen G renzschichten werden nach Tabelle 3.5.4-1 angesetzt. In Spalte @ werden die wasserdampfdiffusionsäquiva1enlen Luftschichtdicken sddnget ragen (siehe Abschnitt 3.1.16). Nachfolgend werd en die in den Schichten auftre tende n Temp eraturdifferenzen .19 berechnet und in Spa lte notiert. Abschließend werde n die Schichtgrenztem pera turen 9 (Spa lte ® ) und der von den Temp erat uren abhängige Wasserd ampfsätt igungsdruck P s.tf (Spalte ®) (nach Tabelle 3.1.3-1 bzw. GI. 3.1.3-1 und GI. 3.1.3-2) für alle Schichten ermittelt. Tabelle 3.5.4-1 Wärmedurchlassw ide rstände an den Oberflächen von Bauteilen

2 Oberfläche

2 3

raumseitig

3

Wärmedurchlasswiderstand Rsi , Rse in ffilKJW

anVerglasung und Rahmen

0,13

alle anderen Oberflächen

0,25

4

außenseitig an Außenluft

0,04

5

außenseitig anErdreich

0,00

202

3 Feuchteschutz

1. Klimatische Randbedingungen nach D1N EN ISO 13788 Monat

Außenklima

CD

@

@

8 e,M

Psat,e,M

in "C

in Pa

®

Raumklima

®

~e , M Pe ,M in %

®

(J)

®

8 i,M

Psat,i,M

~i,M

in "C

in Pa

in %

=~e,M . Psat,e,M in Pa

®

Pi ,M

=(~i,M ·O ,0 5 ) ·P sat,i in Pa oder

Ll.P i,M

Pi ,M

=Pe,M + 1, 1 ·Ll.Pi,M in Pa

in Pa

2. Berechnung für Monat

.

CD Nr

®

Bauteilschicht n

~n

® R

n

=~ An

sd,n 11

r n

in m _

R ~ ,Rse in m' ·KJW

in W/(m'K

Wärmeübergang (außen)

•

=

L18 =

®

®

e

Psat

in oe

in Pa

dn 3c.(6 I.." ,- 6•),U

in m

in K

- eeM

- Psate M

2

3

4 5 _

Wärmeübergang (innen)

RT -

Bild 3.5.4-1 Tabellenblatt zum Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [33]

- P satiM

3.5 Klimabedingte r Fe uchteschutz nach Dl N EN ISO 137RR

203

Da rstellu ng des ps -Verl au fes Die ber echn eten w asserdampfsättigungsdr ücke des gewählten Mon ats werden graphisch in einem Diffusionsdiagramm entspreche nd dem Schritt 3 des G laser -Verfa hre ns nach Abschnitt 3.4.3 dargestellt. Da rstellung des PD-Verl aufes Bei de r Da rstellung des tatsächlichen Wasse rdampfpart ialdru ckve rlaufes sind folgend e Fälle zu unterschieden : Fall I) Fall 2) Fa1l 3) Fa1l 4)

Bauteil oh ne Tauwasser ausfall Bauteil mit Tauwasse rbildung an eine r oder me hre re n Bauteilebe ne n Bauteil mit Verdunstun g an einer oder mehreren Bauteilebenen Bauteil mit Tauwasse rausfall und Verdunstung an Bauteileb enen

Im Fall 1) wird de r Ver lauf des Wassenlampfpart iald ruckes PD entspreche nd dem Schritt 4 des Glaser-Ver fahre ns nach Abschnitt 3.4.3 erstellt. Diese r Fall ist nur möglich, we nn zum eine n kein akkumu liertes Tauwasser vom Vormona t vor handen ist und zum and eren die raum- und außcnscitigcn Wasse rdampfpar tiald rücke Piu nd p~ ger ad l ini g miteinande r verbunden werden könn en, ohn e die Wasserdam pfsätt igungsdr uckkurve zu ber ühren. Die Neigung der Gerade n e ntspricht einem konstant em Wasserdam pfdiffusionsstrom bzw. einer konstanten Wasse rdampfstro mdichte und somit einem ta uwasserfreien Bauteilque rschnitt (siehe Bild 3.5.4-2). p [Pa] Ba ule ilsch ic hte n

25002000 1500 1000500-

.... ----- -- -- -

Ps.. P,-

r-. 1

2

3

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--------- ---- ::::::::: Ps.

P.

5"

,

5"

5"

5,

[mi

S" _T

Bild 3.5.4-2 Bauteil ohne Tauwasserausfall

Im Fall 2) wird der Ver lauf des Wasserdampfpartialdruckes PD entspreche nd dem Schritt 5 des G laser-Verfahre ns nach Abschn itt 3.4.3 e rste llt. Die Konstruktion de r geradlinige n Ve rbindun g de r raum- und außcnscitigcn Wasserdampfpartialdrücke Piu nd

204

3 Feu chteschutz

Pr: ist nicht möglich, ohn e die Wasserda mpfsiittigungsdruckkurve zu berühren: es fällt Tauwasser aus. De r tat sächliche Wasserdampfpartia ldru ckverl auf wird dann bestimmt, indem im Diffusionsdiagramm ausge hend von p.und Pr: die Tangen ten (Umhüllende ) an die Kurve des Sätt igungsdr uckes gezeichnet we rden. Die Ber ührungsstellen Pe de r Tangenten mit dem Kurvenzu g des Wasse rda mpfsättigun gsdru ckes begrenzen den Ort des Tauwasserausfalls. z.B. zwischen den Bauteilschichten 2 und 3 in Bild 3.5.4-3. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil ohn e bzw. mit Tauwasse rbildung im vora ngegangenen Monat. D.h. es verändern sich die klimatischen Randbedingungen dera rt, dass im aktuellen Monat die Tauwasserbildung an Ebenen des Bauteils erstmalig auftritt bzw. sich fortse tzt. p [Pa] Tauwasserebene (TW)

2500 2000

-----

Ps.

r

----

2

p, -

1500

p,

1000

- --

500

Ps.. - p.

I :J

s. Jml

S ·•.T

Bild 3.5.4-3 Tauwasserausfall in einer Bauteilebene

Bedingt durch die wechselnd en monatlichen klimatische n Randbedingungen kann in einem Baut eil Tauwasser an ein e r Ebene, abe r auch an me hrere n Ebenen ausfallen, wobei sich die unter schiedlichen Ebene n in verschiede nen Mon aten bilden könn en . In Bild 3.5.4-4 wird ein Baut eil dar gestellt, in dem Tauwasser an zwei Ebenen , gekennzeichnet durch die Be rührungsstellen Pd bzw. Pc2 der Tangent en mit dem Kurvenzug des Wasserdampfsätt igungsdru ckes, ausfällt. Der Tauwasserausfall ist gesonde rt für bcidc Eben en nach Schritt 3 zu bet rachten.

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach Dl N EN ISO 137RR

205

P [Pal

2500 2000

Tauwasserebene (lW) r - - -- - - -- -- 3 P, . 1 2 t

\ p,

1500 1000 50ö-

Bild

P, -

-~

Ps.. - P.

t>----:J

3.5.4-4 Tauwasserauslall in zwei Bauteilebenen

1m Fall 3) liegen klimatische Randbedingungen derart vor, dass das im Bauteil akkumulierte Tauwasser wieder verdunsten kann. Die Konstru ktion des Wasserdampfpart ialdruckverlaufes ist zunächs t entsprechend Fall I) möglich. D.h. die raum- und außcnscitigen Wasserdampfpartialdrücke Pi und Pe könn en geradlinig miteinander verbunden werden, ohne die WasserdampfsäUigungsdru ckkurve zu berühren. Jedoch ist in diesem Fall an den Ebenen mit vorangegangenem Tauwasserausfall eine relative Luftfeuchtigkeit von ,p = 100 % anzunehmen, so dass an diesen Grenzflächen mit Verdunstung der Wasserdampfpartialdruck gleich dem wa sserdampfsättigungsdruck anzunehm en ist. Der Ver lauf des Wasserdampfpartialdru ckes PDwird daher in der Art bestimmt, dass Verbindungsgeraden zwische n dem raumseitigert Wasserdampfpart ialdruck Pi und dem w asserdampfsättigungsdruck an Ebenen mit Verdun stung sowie dem außcnscitigcn was scrdampfpar tialdruck Pe erstellt werden (sieh e Bild 3.5.4-5 bzw. Bild 3.5.4-6). Hierbei dar f die Wasserdampfpartialdruckkurve an keiner weiteren Ebene die Wasserdampfsättigungsdru ckkurve berüh ren . ansonsten ist nach Fall 4) zu verfahren. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil mit vor angegange ner Tauwasserbildung bzw. bei fortgesetzter monatlicher Verdunstung.

206

3 Feuchteschutz

p [Pa] auwasserebenen (

250 0 200 0

r------- ---P, . P,

1500

1

-1\

2

3t

4

Pa

""::::: y "

1000

-

500

--

Ps_ P.

-

sdlm]

Bild 3.5.4-5 Verdunstung in einer Bauteilebene

P [Pa ] Tauwasserebenen (TW)

2500 2000

r------- ----

P,. 1 2 3t 4

""~ ~. \p"

1500 1000 500

/

P-

""

~

Ps_ - P. So [m]

Bild 3.5.4-6 Verdunstung in zwei Bauteilebenen

Im FaJl 4) ist ebenfalls an de n Gr e nzflächen mit Ver dunst ung de r Wasserdampfpartialdr uck gleich dem Wasserdampfsätt igungsdru ck anzunehme n (siehe Bild 3.5.4-7). Aus diese r Bedingung res ultiere nd zeigt sich nun jedoch, dass die Wasse rdam pfparti ald ruckkurve PD (Verbi ndun gsgeraden zwischen dem raumscit igcn Wasserdampfpartialdruck Pi mit dem Wasserdampfsättigungsdru ck an Ebenen mit Verdunst ung PeV und dem außenseitigert Wasserdampfpartialdr uck Pe) die Kurve des Wasse rdampfsätti gungsdruckes a n einer weiteren Ebene berüh rt bzw. über steigen würde. In diesem Fall sind a n die Ebene Pd Tangent en an die Sättig ungsdampfdruckkurve zu konstruier en (Bild 3.5.4-7). Som it bilden sich in diesem Fall Tau- und Ve rdun stungsebene n gleich-

3.5 Klimabedingter Fe uchteschutz nach Dl N EN ISO 137RR

207

zeitig. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil mit vorangegangene r Tauwasserbildun g bzw. bei fortgeset zter monatlicher Verdunstung. p [Pa]

Tauwasserebenen (TW)

----

2500 2000 1500 1000

2

Ps.

P -

4

3t

P..

/

P"

"

50

--I s •.

I T

s '",,~

Ps... - P. s. [m]

I

S ·' .T

Bild 3.5.4-7 Gleichzeitige Tauwasserbildung und Verdunstung in unterschiedlichen Bauteilebenen

3. Schritt - Berechnung der Tauwasser- und Verdun slungsmengen Die ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge im Bauteil an einer oder mehreren Ebenen wird an hand des Diffusionsdiagrammes bestimmt (siehe Tabelle 3.5.4-8). Es werden folgend e geometrische Fäll e der Tauwasser bildu ng und der Verdunstung an einer od er mehreren Grenzflächen unterschieden: Fall a) • ohne Tauwasserau sfall Dieser Fall kennzeichnet den unbeh inderten Wasserdampf-Diffusionsstrom durch das Bauteil (siehe Zeile 2 der Tabelle 3.5.4-8). Die w asserdampfmenge. die in den Stunden tM eines Monats hindurchdiffundicrt, kann nach GI. 3.5.4-1 ermittelt werde n.

Pi- P, ) ( ssr

m = IM , ü,00072 · - ,-Darin ist: m Im = =

=

Pi P,

Sd.T=

=

(35 .4-1)

Wasserdampfdifusionsmenge in kglm2 Stunden des Monats in h monatlich raumscitigcr Wasserdampfpartialdruck in Pa siehe Abschnitt 3.5.1 monatlich aussenseifiger Wasserdampfpartiald ruck in Pa siehe Abschnitt 3.5.2 Summe der wasse rd am pfd i ffusi on s~ qui v a l enten Luftschichtdicken des Bauteils in m

3 Feuchteschutz

208

Fall b) • Tauwasserausfall bzw. Verdunstung in einer Ebene Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall bzw. Verdunstung zwischen zwei Bauteilschichten, z.B. zwischen den Bauteilschichten 2 und 3 in Zeile 3 der Tabelle 3.5.4-8. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge m e wird nach GI. 3.5.4-2 ermittelt. Ein positiven Ergebnis der Gleichung kennzeichnet Tauwasserbildung, ein negatives Ergebnis Verdunstung. mc =tM .0, 00072.( "Pi-Pe

sar -sd,e

_pe-pe] , sd,e

(3.5.4-2)

Darin ist: m e = flächenbezogene Tauwasser bzw. Verdunstungsmenge in kglm2 tm = Stunden des Monats in h Pi = monatlicher raumseitiger Wasserdampfpartialdruck siehe Abschnitt 3.5.1 in Pa Pe = monatlicher aussenseitiger Wasserdampfpartialdruck siehe Abschnitt 3.5.2 in Pa Pe = Wasserdampfpsättigungsdruck in Tauwasserebene siehe Bild 3.5.4-3 bzw. Bild 3.5.4-5 in Pa s'd,T = Summe der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken des Bauteils in m S'd,e = wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten zwischen aussenseitiger Bauteiloberfläche und Tauwasserebene in m Fall c) - Tauwasserausfall bzw. Verdunstung in zwei Ebenen Die Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge wird für jede Ebene mit Tauwasserbildung, d.h. bei zwei Ebenen mit Tauwasserbildung, z.B. zwischen den Schichten 1 und 2 sowie zwischen den Schichten 3 und 4 in Zeile 4 der Tabelle 3.5.4-8, ermittelt. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge m c1 bzw. m e2 wird nach den GI. 3.5.4-3 bzw. GI. 3.5.4-4 ermittelt. Ein positiven Ergebnis der Gleichung kennzeichnet Tauwasserbildung, ein negatives Ergebnis Verdunstung.

me2 = tM .0, 00072.( "Pi - Pe2

Sd,T - Sd,e2

mcl = tM .0, 00072.( "Pe2 - Pcl

Sd,e2 - Sd,cl

-

Pe2 - Pcl ] , , Sd,e2 - Sd,cl

(3.5.4-3)

Pe~ - Pe ]

(3.5.4-4)

Sd,cl

Darin sind: = flächenbezogene Tauwasser bzw. Verdunstungsmengen in den Tauwasser, ebenen 1 bzw. 2 in kglm2 tm = Stunden des Monats in h Pi = monatlicher raums eitiger Wasserdampfpartialdruck siehe Abschnitt 3.5.1 in Pa

m c1 2

209

3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

Pe

= monatlicher aussenseitiger Wasserdampfpartialdruck siehe

Pc1,2 s d,T

= Wasserdampfpsättigungsdruck in Tauwasserebenen 1 bzw. 2 in Pa

= Summe der wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicken des

S'd,c1

= wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der

Abschnitt 3.5.2 in Pa

Bauteils in m

s'd,e2

Baustoffschichten zwischen aussenseitiger Bauteiloberfläche und 1. Tauwasserebene in m = wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten zwischen aussenseitiger Bauteiloberfläche und 2. Tauwasserebene in m

Fall d) - Tauwasserausfall und Verdunstung in Bauteilebenen

Die Tauwassermenge wird für die Ebene mit Tauwasserbildung Z.B. zwischen den Schichten 1 und 2 und die Verdunstungsmenge wird für die Ebene mit Verdunstung, z.B. zwischen den Schichten 3 und 4 in Zeile 4 der Tabelle 3.5.4-8, bestimmt. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwassermenge m e und die Verdunstungsmenge meV wird nach den GI. 3.5.4-5 bzw. GI. 3.5.4-6 ermittelt.

m eV = tM ' 0, 00072 ' ( "Pi - PeV

,PeV - Pcl , ]

sar -sd,c2 sa,c2 <sa,cl

m c = tM .0, 00072 .( PeV - Pcl "

sd,c2 - sd,cl

Pc~ -pe]

(3.5.4-5)

(3.5.4-6)

sd,cl

Darin sind: m e = flächenbezogene Tauwassermenge in der Tauwasserebenen in kglm 2 m v = flächenbezogene Verdunstungsmenge in der Tauwasserebenen mit Verdunstung in kglm 2 tm = Stunden des Monats in h Pi = monatlich raumseitiger Wasserdampfpartialdruck siehe Abschnitt 3.5.1 in Pa Pe = monatlicher aussenseitiger Wasserdampfpartialdruck siehe Abschnitt 3.5.2 in Pa Pe1 = Wasserdampfpsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa Pev = Wasserdampfpsättigungsdruck in der Tauwasserebene mit Verdunstung in Pa S'd,T = Summe der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken des Bauteils in m s'd,e1 = wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten zwischen aussenseitiger Bauteiloberfläche und 1. Tauwasserebene mm s'd,e2 = wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoffschichten zwischen aussenseitiger Bauteiloberfläche und 2. Tauwasserebene in m

3 Feu chteschutz

2 10

Tabelle 3.5.4-2 Diffusionsdiagramme der Fälle abis d für Tauwasserausfall und Ve rdunstung

3

2 Fall

Tauwasserausfall

",

••

1;;

ascc accc rsoc

~

,~

2

Verdunstung p! P~ ]

!"

I~

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eoe

0

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3

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3.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788

211

4. Schritt - Ergebnis der Jahresbilanzberechnung Die Tauwassermengen m c nach Schritt 3 und die akkumulierende Tauwassermenge M, werden berechnet und in einem Tabellenblatt zusammengestellt (siehe Bild 3.5.4-9). Wenn sich im Jahresverlauf die Temperaturen ändern, so dass kein weiteres Tauwasser anfällt, beginnt der Austrocknungsvorgang. Dieser ist an den negativen Werten für mc zu erkennen und hält an, bis das akkumulierte Tauwasser verdunstet ist. Wird für die Tauwassermenge M; in einer Grenzfläche am Monatsende ein negativer Wert ermittelt, dann ist sie als Null anzugeben. Folgende Kriterien werden zur Beurteilung des zu untersuchenden Bauteils nach DIN EN ISO 13788 [33] herangezogen:

a) Es fällt für keinen Monat an keiner Ebene des Bauteils Tauwasser aus. In diesem Fall darf angegeben werden, dass das Bauwerk frei von Tauwasserbildung im Bauteilinneren ist. b) Es fällt an einer oder mehreren Ebenen des Bauteils 'Isuwesset aus, das jedoch wieder in den wärmeren Monaten vollständig verdunsten kann. In diesem Fall ist die maximale Tauwassermenge, die an jeder Ebene auftritt, sowie der Monat, in dem der Höchstwert vorkam, anzugeben. Ferner sind gesetzliche Bestimmungen und weitere Hinweise in Produktnormen hinsichtlich der Gefahr der Verschlechterung des Zustandes von Baustoffen sowie der Verminderung der Wärmedämmung als Folge der berechneten maximalen Tauwassermenge zu berücksichtigen. c) Das Tsuwesser, das sich an einer oder mehreren Grenzflächen gebildet hat, verdunstet unvollständig in den wärmeren Monaten. In diesem Fall ist anzugeben, dass das Bauwerk die Beurteilung nicht bestanden hat. Die Höchstmenge der Feuchte, die sich an jeder Ebene bildet, sowie die Feuchtemenge, die nach 12 Monaten an jeder Ebene verbleibt, sind anzugeben. Das Bauteil kann dann ggf. mit einem genaueren numerischen Verfahren nachgewiesen werden, so dass die Konstruktion die Anforderungen erfüllt.

d) Es fällt an einer oder mehreren Ebenen des Bauteils in jedem Monat Tsuwesser aus. In diesem Fall ist anzugeben, dass das Bauwerk die Beurteilung nicht bestanden hat . Das Bauteil kann dann ggf. mit einem genaueren numerischen Verfahren nachgewiesen werden, so dass die Konstruktion die Anforderungen erfüllt.

3 Feuchteschutz

212

3. Jahresbilanzrechnung nach D1N EN ISO 13788 Monat

Zeit

Q)



@

®

(i)

®

tM

me

Ma

me

Ma

in h

in g/m2

in g/m2

ing/m2

in g/m2

November

720

Dezember

744

Januar

744

Februar

672

März

744

April

720

Mai

744

Juni

720

Juli

744

August

744

September

720

Oktober

744

Grenzfläche 1

Grenzfläche 2

Bild 3.5.4-8 Tabellenblatt zur Jahresbilanzrechnung nach DIN EN ISO 13788 [33]

213

4 Schallausbreitung 4.1 Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung 4.1.1 Schallschwingung

Allgemein versteht man unte r dem Begriff des Schalls die mechan ische Schwingung eines elastischen Mediums, das sich in einem beliebigen Aggregatzustand (fest, flüssig, gasförmig) befinden kann . Eine mechanische Schwingung wiederum ist definiert als eine zeitlich periodische Zustandsänderung, die auftritt , wenn bei der Störung des mechanischen Gleichgewichtes Kräfte wirksam werden, die dieses Gleichgewicht wiederherzustellen versuchen. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Teilchen des elastischen Mediums um ihren Ruhepunkt bewegen, wird als Schall schnelle v in m/s bezeichnet. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Teilchenschwingungen im Medium ausbreiten (durch elastische Kopplung der einzelnen Teilchen werden diese in Form einer Kett enreaktion mit einer entsprechenden zeitlichen Verzögerung ebenfalls in Schwingungen versetzt), wird als Schallgeschwindigkeit ein m/s bezeichnet. Bild 4.1.1-1 zeigt in einer Prinzipskizze den zeitlichen Verlauf einer harmonischen Schwingung im Medium Luft mit Kennzeichnung der zentralen Begriffe. Amp litude des Schalldrucks pe

p in kN/m

2

p(t) = pa.m+ po sin (wt) 0

~~---+--peff---f ti;s

I-

Periode T

t

-I

Bild 4.1.1-1 Darstellung der zeitabhängigen Überlagerung von atmosphärischem Druck (Patm = 1,013 102 kN/m 2 ) und Schalldruck pet) mit Angabe der Periodendauer T, der Schalldruckamplitude Po und dem effektiven Schalldruck Peff 0

effektiver Schalldruck T

Peff= ;-j[po oSin(m ot)]2dt

mit

o Darin sind:

Peff= effektiver Schalldruck in dB

T = Periodendaue r in s Po = Schalldruckamplitude in Pa (i)

f t

=

Kreisfrequenz in rad/s Frequenz in Hz Zeit in s

m=2 n o/ 0

(4.1.1-1)

4 Schallaushrc ilun g

2 14 Frequenz

1 T

f:-

(4 .1.1-2)

Da rin sind: f = Frequenz in Hz T = Peri ode in s Ein reiner Ton wird durc h eine einzige Freq uenz beschrieben, vgl. Bild 4.1.1-2 ob en. In der Nat ur komm t ein rei ner TIm jedoch kaum vor.

p.

p

-1' ---'\--- -/-- --\,- -

t

f,

p

p.

p

p. f

Bild 4,1.1-2 Darstellung des Schalld ruckes p als Funktion der Zeit tUeweils links) und der entsprechenden Frequenzanalyse qewene rechts) für einen reinen Ton (oben , Frequenz '1l, einen Klang (mi ttig, Frequenz en ' 1' f2 und ';J> sowie ein Geräusch (un ten, Frequenzband, aufgeteilt in Frequenzbereiche mit den Eckfrequenzen '0 und 'u sowie der entsprechenden Mittenfrequenz Im)

4.1 Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung

215

Ein Klang entsteht aus der Überlagerung unt erschiedlicher Frequenzen (bzw. Töne). Durch eine Fourier-Ana lyse lässt sich ein Klang in eben diese zerlegen (Bild 4.1.1-2 mittig). Ein Geräu sch wiederum besteht aus einer beliebigen Überlagerung einer Vielzahl von Tönen und weist in der Regel ein kont inuierliches Frequenzspektrum auf. Zur Fre quenzanalyse wird das Frequenzspektrum in Okt aven oder häufiger noch in Terzen zerlegt, die dur ch ihre jeweiligen Mittenfrequenzen f m sowie durch untere und ober e Eckfrequenzen f u und fobeschrieben werden (Bild 4.1.1-2 unten). Die Begriffe Resonanzfrequenz und Eigenfrequenz werden in Abschnitt 5.1.13 beschrieben. Wellenlänge

A=~

f

(4.1.1-3)

Darin sind: A Wellenlänge in m c = Schallgeschwindigkeit in m/s f Frequenz in Hz

Frequenzspektrum

Das Frequenzspektrum wird in unt erschiedliche Bereiche eingeteilt. Für die Bauakustik (= baulicher Schallschutz) wird der sogenannte "bauakustisch relevante Bereich" als Frequenzinterva ll von 100 bis 3150 Hz definiert, für die Raum akustik liegt das Frequenzintervall im Bereich von 63 bis 8000 Hz.

Infraschall Erschütterungen

1 10

Ultraschall

Hörbereich des menschlichen Ohres

I~

1 16

I

63 11001

Raumakustik Bauakusti k Sprache

I~ I

300

I

1000

:1

;b

1 8000

I

16000

•

Frequenz f in Hz

Bild 4.1.1-3 Darstellung und Benennung unterschiedlicher Bereiche des Frequenzbandes

Tabelle 4.1.1-1 stellt die Okt av- und Terzmittenfrequenzen mit ihren jeweiligen oberen und unt eren Eckfrequenzen zusammen und gibt - Luftschall vorausgesetzt - beispielhaft für die Terzmittenfrequenzen die Wellenlängen an.

4 Schallausbreitung

2 16

Tabelle 4.1.1-1 Zusammenstellung von Oktav- und Terzmillenfrequenzen mit ihren jeweiligen oberen und unteren Eckfrequenzen sowie Wellenlängen fürdie Terzmillenfrequenzen (luftschall vorausgesetzt)

2

3

4

Oktavband

5

6

Terzband

7 Wellenlänge von 'm

I,

I,

I,

I,

A

inHz

in Hz

in Hz

in Hz

inHz

inHz

inm

31 ,5

22,5

45

31,5

28

35,5

10,7

4

40

35,5

45

8,5

5

50

45

56

6,8

63

56

71

5,4

7

80

71

90

4,3

8

100

90

11 2

3,4

125

11 2

140

2,7

10

160

140

180

2,1

11

200

180

224

1,7

250

224

280

1,4

13

315

280

355

1,1

14

400

355

450

0,85

500

450

560

0,68

16

630

560

710

0,61

17

800

710

890

0,42

1000

890

11 20

0,34

19

1250

11 20

1410

0,27

20

1600

1410

1800

0,21

2000

1800

2240

0,17

22

2500

2240

2800

0,14

23

3150

2800

3550

0,11

4000

3550

4500

0,085

25

5000

4500

5600

0,068

26

6300

5600

7100

0,061

8000

7100

9000

0,042

10000

9000

11200

0,034

2 3

6

9

12

15

18

21

24

27 28

'm

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

45

90

180

355

710

1400

2880

5600

90

180

355

710

1400

2880

5600

11200

'm

4. 1 Phvsikalische Gr undlagen de r Scha l1aushreitung

2 17

4.1.2 Schallgeschwind igkeit en Die Schallgeschwind igkeit ist dieje nige Ge schwindigkeit , mit der sich mechanische Schwingungen in einem elastischen Medi um for tpflanze n; sie ist in den unt erschied lichen Medien von verschiedenen Par ametern abhängig. Tabelle 4.1 .2-1 Exemplarische Zusammenstellung der Schallgeschwindigkeilen in unterschiedlichen elastischen Medien Medium

2

3

4

Schallgeschwindigkeit c in mls

Medium

Schallgeschwindigkeit c inmls

2

Lutt

344

Ziegel

3600

3

Kork

500

Granit

3850

4

Wasser

1460

Eichenholz

4100

5

Polystyrol

1800

Stahl

5050

6

Beton

3100

Aluminium

5200

7

Kiefernholz

3600

Quarzglas

5400

4.1.3 Def inition unterschi edl icher Schallpegel Schalldruckpegel Als Schalldruck P wird die Amplitude einer Scha llschwingung bezeichnet . Die GröHe de r Amplitud e beginn t bei der Hörschwelle mit 20 p.Pa, die Schmerzgrenze ist bei 20 Pa erre icht. Eine Obergre nze ist nicht vorg egeben, sie hängt allein von der eingesetzte n schallerzeugende n Ene rgie ab . Zum Vergleich: de r atmosphärische D ruck. dem der Schalldruck überla ger t wird, beträgt rund tl,1 MPa. Der Schalldruckpegel Lp errec hnet sich wie folgt:

p2

L p "" 1O·log -",,20 · log-

pa

P

(4. 1.3- 1)

Po

Dari n sind: Lp '" Schalldru ckpegel in dB P "" Schalldru ck in Pa Po "" Bezugswert (Hörs chwelle mit Po "" 20 ).IPa) Der Minimalwert des Schaltd ruckpegels liegt dami t bei der H örschwelte mit () dß , die Schme rzgrenze bei 120 dß. Tabelle 4.1.3-1 giht zur Veranschaulichung dieses logarithmischen We rtes einige Beispiele.

""

4 Schall au sbrcilung

Tabelle 4.1.3-1 Beispiele tür Schalldruckpegel

2 Geräusch

Schalldruckpegel Lp in dB

o

2

Hörschwelle

3

Leises Blätterrauschen

15 bis 20

4

Ruhige Wohnlage

30bis 40

5

Leise Unterhaltung, ruhiges Büro

40bis SO

6

Normale Unterhaltung

50bis 60

7

StarkerStraßenverkehr

70 bis 80

8

Rufen , Schreien

80bis 85

9

Lkw in Vorbeifahrt

80bis 90

10 Druckerei, Preßlufthammer in 10MeIerEntfernung

90 bis 100

11 Schnellzug in Vorbeifahrt

100bis 110

12

Kesselschmiede

110 bis 120

13 Propellerflugzeug in3 Meter Entfernung

120bis 130

Addition und Subtraktion von Sch all peg eln Addition n unterschiedlicher Schalldru ckpcgcl:

"

Lp,ges ;;; 10' )og2,. IOo,lL pJ

(4.1.3-2)

j =1

Add ition n gleiche r Schalldruckpegel.

(4 .1.3-3)

Lp,ges = Lp,i + IO· logn Subtraktion vo n Scha llpegeln:

Lp,J = W O'Og [lOO,Hp./F -

"tlOOJLp;] 1= 2

Darin sind: Lp,ge.~

= Gcsamtschalldruckpcgcl in d B

L pJ n

= =

Schalldruckpe ge l de r Ein zelger äusche in d B ganze Zahl = Schaltdruckp egel in dB = Schalldru ckpcgcl e ines Einzelgeräusches in dB

(4.1.3-4)

4. 1 Phvsikalische Grundlagen der Scha l1aushreilung

2 19

In Tabelle 4.1.3-2 sind Angab en zu r Bewertung von Schalld ruckpcgcldiffc rcnzen .1Lp (od er auch Schalldruckpcgeländ erungen ) zusammen gestellt . Tabelle 4.1 .3-2 Bewertung von SchalidruckpegeldiHerenzen ALp

2

3

Schatldruckpegeldifferenz L1Lp in dB

Faktor derErhöhung bzw. Reduzierung Schallenergie

subjektive Einschätzung

2

±1

1,25 bzw. O,75

Grenze derakustischen Differenzierungsfähigkeit = Änderung gerade wahrnehmbar

3

±3

2,0bzw. 0,5

deutlich wahrnehmbar

4

± 10

10,0 bzw. 0,10

doppelte bzw. halbierte Lautstärke

Mittelung zeitlich veränderlicher Scha llpege l Die nachfol genden Gleichu ngen gelten gleiche rmaße n für die unt er sch iedlich en , vorsteh e nd beschriebe nen Schatlpcgc l: nach D1N 45641 PI sind zur Ke nnze ichn ung des jeweilige n Pegels e ntspreche nde lndizic rungcn vo rzunehmen (Beispiel : p für Schalldruck, v für Schallschn elle ).

4q = 1O .10g [

~ . JlOo.fLln d

(4 .1.3-5)

l]

Da rin sind: äq uivalen ten Dauer schaltp egel in d B Mittelungsdaucr in s L(t)= zeitlich veränderlich er Sch allpegel in d B

L eq = T =

Besteh t de r zeitlich verä nderliche Schallpegel aus e inzelne n abschn itt sweise konstante n äqui vale nten (Dauer-)Scha llpcgeln Leq,i (..Stufcnvcrlau f"), so be rech net man:

[

Leq = 10· log

1

" 1i ' lO T'~ 1;1

0,1·

,

~,

]

mit T =

L" 1i ;=1

Da rin sind: L eq = äqu ivalente n Daue rsch allp egel in dB T = Mittelengsdau e r in s Ti = Teild au e r in s n = gan ze Zah l Leq,i = ein zelne ab schnittswe ise Schallpegel in d B

(4 .1.3-6)

4 Schallausbreitung

220

Ist jede Teildauer Tj gleich lang, so vereinfacht sich die Berechnung:

(4.1.3-7) Darin sind: L m = Mittelungspegel in dB n = Anzahl der Schallpegelwerte Li = einzelne Schallpegel in dB Mittelung örtlicher veränderlicher Schallpegel

Die Mittelung örtlich veränderlicher Schallpegel L(V), L(S) oder L(Z) zu einem Mittelungspegel V erfolgt:

L' = lO'lOg[:.[lOO,J.L(V)dV]

(4.1.3-8)

(4.1.3-9)

(4.1.3-10)

Darin sind: V Mitt elungspegel in dB V = Volumen in m3 S = Fläche in m 2 Z Strecke in m

Anmerkung: Ist die Fläche Seine Hüllfläche um eine Schallquelle oder ein 'Ieil von ihr, wird L 'pals Me ssflächen-Schalldruckpegel bezeichnet. Der Mittelungspegel von n Mittelun gspegeln Li (mit i = 1 bis n) für einzelne Teilvolumin a, Teilflächen oder Teillinien wird entsprechend den Vorgaben der 0 1. 4.1.3-6 berechnet. Ist jede Teilfläche Sj gleich groß , so vereinfacht sich die Ermittlung des äquivalenten Dau erschallp egels zu einem Mittelung spegel L m aus den n Schallpegelwerten Li ent sprechend 01 .4.1.3-7.

4.1 Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung

221

4.1.4 Lautstärkeempfinden und Frequenzbewertung Das Laut stärk eempfinden des Menschen ist subjektiv geprägt sowie sta rk fre quenzabhängig: Töne tiefer Fre quenzen werden bei konst antem Schalldruckpegel erheblich leiser empfunden als höhe re .

....J e.

Qj Cl Q)

a. o

.>< :::l

:Q

"iii o

.s::: Cf)

-10

1 I 1II

20

50

100

-r'

1 1

200

I 1

5k

10k

Frequenz f [Hz]

Bild 4.1.4-1 Zusammenhang von subjektiv empfundenem Lautstärkepegel LNund dem objektiv messbaren Schalldruckpegel Lp. Eine Übereinstimmung von LN und Lp besteht nur bei der Frequenz f = 1000 Hz.

Zur Berücksichtigung dieser subjektiven Beurte ilung werden messte chnisch ermittelte Schalldruckpegel dur ch sogenannte Schallpegelkorrekturwerte L1L mod ifiziert. Nach DIN 60651 [9] differenziert man nach drei unte rschiedlichen Kurven : A (für niedrige Schallpegel mit LN "" 40 phon), B (mittlere Schallpegel mit LN"" 80 phon) und C (für hohe Schallpegel mit LN "" 100 phon), wobei jedo ch meist eine Korr ektur nach Kurve A erfolgt. Die Ar t de r Bewertung wird in der Einheit als dB(A), dB(B) oder dB(C) ver mer kt. 20

lD ~

10

....J


c: ~

0

:::l

~

~

<5 .>< Qj

Cl Q)

c.

-10

-/

v

-20

s: 0

-30

/

~

',~

,

/p,

V

"iii Cf)

--,.

"e /8'" - 1/V

1/

-40 31,5 63

125 250 500 1k

2k

4k

Bk

16k

Frequenz f [Hz]

Bild 4.1.4-2 Schalldruckpegelkorrektur t1L nach DIN 60651 für die Bewertungen A, Bund C

222

4 Schallausbrcilung

Tab ell e 4.1.4-1 Schalldruckpegelkorreklurwerte LiL nach OIN 60651 [9) für die Bewertungen

A,BundC

2

3

4

5

Schalldruckpegelkorrekturwert .1L in dB

Frequenz in Hz

2

A-Bewertung

B-Bewertung

C-Bewertung

3

16

-57,6

·28,5

·8,5

4

20

·50,5

-24,2

·6,2

5

25

·44,7

·20,4

-4,4

6

31 .5

-39,4

-17,1

·3,0

7

40

·34,6

-14,2

·2,0

8

50

·30,2

·11 ,6

·1,3

9

63

·26,2

·9,3

.0,8

10

80

·22,5

·7,4

·0,5

11

100

·19,1

·5,6

.0,3

12

125

·16,1

-4,2

-0,2

13

160

·13,3

·3,0

·0,1

14

200

·10,9

·2,0

0

15

250

·8,6

-1,3

0

16

315

·6,6

·0,8

0

17

400

18

500

19

630

20

800

21

1000

22

1250

23

1;

.ii E ~

~

-4,8

-0,5

0

m

·3,2

·0,3

0

~

·1,9

·0,1

.0,8

0

°

0,6

°

° °

0

0

1600

1,0

0

-0,1

24

2000

1,2

.0,1

·0,2

25

2500

1,3

·0,2

·0,3

26

3150

1,2

-0,4

-0,5

27

4000

1,0

.0,7

·0,8

28

5000

0,5

·1,2

·1,3

29

6300

-0,1

-1 ,9

·2,0

e; ~ 1jS ~ ~

ro ~

J!i

(Fortsetzungnächste Seile)

0

4.1 Phvsikalischc Grundlagen der Schallaushreitung

223

Tabell e 4.1.4-1 Schalldruckpegelkorrekturwerte LiL nach DIN 60651 [9) für die Bewertungen A. Bund C (Fortsetzung )

2

4

3

5

Schalklruckpegelkorrekturwert ..1L indB

Frequenz in Hz A-Bewertung

B-Bewertung

C-Bewertung

30

8000

-1,1

-2,9

-3,0

31

10000

-2,5

-4,3

-4,4

32

12500

-4,3

-6,1

-6,2

33

16000

-6,6

-8,5

-8,5

34

20000

-9,3

-11 ,2

-11 ,2

4.1.5 Schallausbreitung Punktsch allquell en

Unter idealen Randbedingungen (keine Abschirmungen, Reflexionen oder Absorption etc.) wird sich der Schall. der von einer Punktschallquelle abgestrahlt wird, in konzentrischen Kugelschalen ausbreiten.

Bil d 4.1.5-1 Schallausbreitung einer Punktschallquelle mit dem Schall-leistungspegel LW unter idealen Aandbed ingungen. Dabei stetten sich in den Abständen'l und '2 von der Schallquetle die Schalldruckpeg el Lp l und Lp2 ein.

Die Abnahme des Schaltdruckpegels von 'I nach ' 2 1ässl sich wie folgt bestimmen:

.1 Lp = 20 ' IOg(;~) Darin sind: = Abnahme des Schalldruckp egels in dB ' I = Abstand 1 in m '2 = Abstand 2 in m

.1Lp

(4, 1.5- 1)

224

4 Schallaushrci lun g

Für e ine kugelförm ig abstrahlen de Punktschallquelle gilt: (4.1.5-2)

L p = L w - 1l- 20 ·1ogr Dar in Lp = Lw= r =

sind: Schalldruckpc gcl in dB Schall-Leistungspegel in dB Abst and von der Mitte in m

Im Abstand r = 28 cm entspricht dann de r Schalldruckpege l L p dem Schall- Lcistungspcgcl LwFür ein e haJbku ~JfÖrmig abstrahle nde Punktschallq uelle (Schallquell e z.B. direk t über dem Bode n) gilt:

L p = Lw - 8- 20 .108'

(4 .1.5-3 )

Dar in sind: L p = Schalldruckpcgcl in dB L w = Schall-Lcistun gspcgcl in dB r = Abst and von der Mitte in m Im Ab stan d r = 40 cm entspricht dann der Schalldruckpcgcl L p dem Schall-Lcistungs-

pegel Lw-

Linienschallquellen Unt e r ide alen Randbedingungen (keine Abschirmungen , kein e Reflexio nen, keine Absorption e tc.) wird sich der Schall, der vo n ein er sehr langen llnicnfö rmigen Scha flquellc n abgestrahlt wird, in konzentrischer Zylinde rschalen ausbreiten.

-

- .,..--

~ ----

Bild 4.1.5-2 Schallausbrei lung einer sehr langen linienförmigen Schallquelle mit dem Schalll eistungspegel Lw unter idealen Aandbedingungen. Dabei stetlen sich in den Aost änoen r , und '2 von der Scha llquelle die Schalldruckpegel Lp t und Lp2 ein.

Die Abna hme des Scha lldr uckpegels von Tl nach T2lässt sich unt er Vernachlässigung der Zylinderk appen wie folgt bestimme n:

4.2 Immissionsgrenzwerte bei Schallausbreitung im Freien

225 (4.1.5-4)

Darin sind:

L!Lp = Abnahme des Schalldruckpegels in dB rl

r2

=

Abstand 1 in m Abstand 2 in m

Für eine z;ylinderförmig abstrahlende linienförmige Schallquelle gilt:

L p = Lw -8-10 ·logr

(4.1.5-5)

Darin sind: L p = Schalldruckpegel in dB Lw = Schall-Leistungspegel in dB r = Abstand von der Mitte in m Im Abstand r pegel Lw.

= 16 cm entspricht dann der Schalldruckpegel Lp dem Schall-Leistungs-

Für eine halbz;ylinderförmig abstrahlende linienförmige Schallquelle (Schallquelle z.B. direkt über dem Boden) gilt:

L p = Lw - 5 -10 . log r

(4.1.5-6)

Darin sind: = Schalldruckpegel in dB Lw = Schall-Leistungspegel in dB r Abstand von der Mitte in m

Lp

Im Abstand r pegel Lw.

= 32 cm entspricht dann der Schalldruckpegel L p dem Schall-Leistungs-

4.2 Immissionsgrenzwerte bei Schallausbreitung im Freien 4.2.1 Anforderungen und Orientierungswerte Anforderungen nach TA Lärm

Die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm - TA Lärm [11] dient sowohl dem Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Geräusche als auch der entsprechenden Vorsorge (schädliche Umwelteinwirkungen sind hier Geräuschimmissionen, die nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind, Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen herbei führen) . Sie gilt für Anlagen, die als genehmigungsbedürftige oder nicht genehmigungsbedürftige Anlagen den Anforderungen des zweiten Teiles des BImSchG [10] entsprechen.

4 Schallausbr eitung

226

Sie gilt nicht für : Sportanlagen. die der Sportanlagen lärm sehutzverordnung unt er liege n, son stige nicht ge ne hmigungsbed ürftige Freizeitanlagen sowie Freiluftgastst ätten . nicht ge ne hmigungsbedü rftige landw irtschaftl iche Anl age n, Schießplätze, auf de ne n mit Waffen ab Kaliber 20 gesc hossen wird , Tagebaue und die zum Betrieb ein es Tagehaus e rforde rliche n Anlage n, Baustellen, Seehafenumschla gsanl agen. Anlagen für soz iale Zwecke. De r maß geblich e Immissio nsor t ist de rjeni ge Ort im Einwirkungshe re ich de r An lage, an dem eine Übe rsch reitung der Immissionsrichtwe rte nach Tabelle 4.2.1-1 am eheste n zu erwarten ist . Wenn im Einwirkungso rt de r Anlage aufgrund der Vorbel astung (das ist d ie bereits besteh en de Bela stung eines Ortes mit Ge räu schimmission en von allen Anla gen im Sinn e der TA Lärm, jedoch ohne den Immissio nsbeitrag der zu beurteilende n An lage ) zu e rwa rte n ist, das s die Immissionsrichtwerte an e inem and er en Ort übe rsch ritt en werden, so ist zusätzlich auch derjenig e Ort, an dem die Ge samtbelastung (d as ist die Belastung eines Ortes mit Gcr äusch lmmissioncn, die von allen An lagen im Sinn e der TA Lärm hervorgerufen wird ) den maßg ebli chen lrnmissionsrichtwcrt am höch sten über steigt , als zusätzliche r ma ßgeblicher Immissionso rt festzule gen . Tabell e 4.2.1· 1 Immissionsrichtwerte für Immissionsorte außerha lb von Gebäuden nach (11)

2 Immissionsort

Immissionsrichtwerte der Beurteilunqspeqel' ) L, in dB(A) tags nachts 6.00bis22.00 Uhr 22.00 bis 6.00 Uhr

2

70

3

in Industriegebieten

4

inGewerbegebieten

65

5<)

5

in Kem-, Dorf- und Mischgebieten

60

45

6

in allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten

552)

7

in reinen Wohngebieten

50')

8

in Kurgebieten, fürKrankenhäuser und P1fegeanstalten

1) Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichtwerte am Tage um maximal 30 dB{A) und in der Nacht maximal um20 dB(A) überschreiten. 2) Der ermittelte Beurteilungspegel istwegen der erhöhten StölWir'lung der Geräusche an Werktagen zwischen 6.00 und 7.00 Uhr sowie zwischen 20.00 und 22.00 Uhr ebenso wie an Sonn- und Feiertagen zwischen 6.00 und 9.00 Uhr, 13.00 und 15.00 Uhr sowie zwischen 20.00 und 22.00 Uhr um 6 dB(A) zu erhöhen. Von der Berücksichtigung dieses Zuschlages kann abgesehen werden, soweit dies wegen der besonderen örtlichen Vertlältnisse unter Berücksichtigung des SChutzes vor schädlichen Umwelteinwirkungen erforderfich ist.

227

4.2 Immissionsgren zwer te bei Schalluushreitung im Freie n

Ist wege n vorausschbarcr Besonde rheite n beim Betrie b einer Anlage zu e rwa rte n, dass in selten en Fällen od er über eine begren zte Zeit dau er, abe r nicht an mehr als zehn Tagen ode r Nächten eines Kalende rjahres und nicht an mehr als an jeweils zwei aufeinander folgend en Wochenend en , die Immissionsrichtwerte nach Tab. 4.2.1 1 auch bei Einhaltung des Stande s de r Technik zur Lä rmminde rung nicht einge halt en werden könn en, so kann eine Überschrei tun g im Rahmen des Genehmigungsver fahrens zugclassen we rden. Dann gelte n die Immissionsrichtwerte be i diese n seltenen Ereignissen nach Tab. 4.2.1-2. 4

Tabelle 4.2.1-2 Immissionsrichlwerte für Immissionsorte außerhalb von Gebäuden für seltene Ereignisse nach (11)

2 Immissionsort

Immissionsrichtwerte der Beurteilungspegel i ; in dB(A) tags nachts 6.00 bis 22.00 Uhr 22.00 bis 6.00 Uhr

2 3

in Industriegebieten

55

4

in Gewerbegebieten

551)

5

in Kem-, Dorf- und Mischgebieten

55')

6

in allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten

7

in reinen Wohngebieten

8

in Kurgebielen, für Krankenhäuser und Pflegeanstalten

552)3)

1) Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichlwerte am Tage um maximal 25dB{A} und in derNacht maximal um 15 dB(A) überschreiten. 2) Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürfen die Immissionsrichlwerte am Tage um maximal 20dB(A) und in derNacht maximal um 10 dB(A) öterscbrenen. 3l Der ermittelte Beurteilungspegel ist wegen dererhöhten Störwirkung der Geräusche an Werktagen zwischen 6.00 und 7.00 Uhr sowiezwischen 20.00 und 22.00 Uhr ebenso wie an Sonn- und Feiertagen zwischen 6.00und 9.00 Uhr, 13.00 und 15.00Uhr sowie zwischen 20.00 und 22.00 Uhr um 6 dB(A) zu erhöhen. Von derBelÜCksichtigung dieses Zuschlages kann abgesehen werden, soweit dies wegen der besonderen örtlichen Verhältnisse unter BelÜcksichtigung des Schutzes vor schädlichen Umwelleinwirkungen erforderlich ist.

Die TA Lärm erhebt zusätzlich Anforde runge n an die Begrenzung von G er äusch übertragu ng (Luftschall, Körpcrschall) inne rhalb des G ebäu des gegenüber bctric bsfrc mden , schutzbedürftigen Räume n.

22"

4 Schallausbrcilung

Tabelle 4.2.1-3lmmissionsrichlwerte für Immissionsorte innerhalb von Gebäuden

2 Immissionsort: betriebsfremder schUlzbedürftiger Raum nach DIN 4109 (211)

Immissionsrichtwerte der Beurteilungspegel2)

L,

indB(A)

tags

nachts 6.00bis 22.00 Uhr 22.00 bis 6.00 Uhr

2 3

in Industriegebieten

4

in Gewerbegebieten

5

in Kem-, 0011- und Mischgebieten

6

in allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten

7

in reinen Wohngebielen

8

in Kurgebielen, fürKrankenhäuser und Pltegeanslallen

1} Vgl.

auch Abschni1l 5

2) Vgl. auch AbschnittS 3) Einzelne kurzzeitigeGeräuschspilzen dürfen dieImmissionsrichtwerfe um maximal 10 dB(A) überschreiten.

Anforderungen nach Sportanlagenlärmschutzverordnung Die 18. Verordnung zur Durchführung des Bundcs-Immissionsschu tzgesetzes ( IR BImSchV), kurz: Sportanlagen lärm schut zveronlnung 111, gilt für die Errichtu ng, die Beschaffenheit und den Bet rieb von Sportanlage n, sofe rn sie eine r Ge nehmi gung nach 1* 4 des BImSchG 1101nicht bedürfen. Zur Sport anlage zählen auch Einrichtungen , die mit de r Spo rtanlage in einem engen räuml ichen Zusammenhang ste he n. Zur Nutzun gsda uer de r Sportanlage gelten auch die Zeite n des An- und Abfahrve rkehrs sowie des Zu- und Abgangs. Spor ta nlagen sind so zu errichten und zu betr eiben , dass die in Tabelle 4.2.1-4 genannten Immissionsrichtwerte unte r Anrechnun g der Geräu schimmissionen and erer Sportanlagen nicht übe rschritt en werden.

Dabei ist zu beachte n, da ss weite rgehe nde Vorschri ften, vor allem zum Schutz de r Sonn- und Feicrtags-, Mitt ags- und Nachtruhe oder zum Schutz besonders em pfin dlicher Gebiete, davon unbe rührt bleiben . Gegebenenfalls sind Nebe nbest immungen und Anordnungen im Einzelfall e ntspreche nd §5 de r 18. B1mSchV [I I projektbezogen zu überprüfen.

229

4.2 Immissionsgren zwerte bei Schallaushreitung im Freien Tabelle 4.2.1-4 lmmissionsrichlwerte nach der Sportanlagenlärmschutzverordnung (1 )

2

3

4

5

Immissionsrichtwerte derBeurteilungspegel 1) L, in dB(A)

Immissionsort

2

an Werktagen

3

tags 6.00 bis 22.00 Uhr

4

Ruhezeit hl . nac s 6.00bis 8.00Uhr 2 " ' Uh . U 2.00 ras 6.00 r 20.00 bis 22.00 hr

5

an Sonn- und Feiertagen

6

Ruhezeir ) tags 7.00 bis 9.00 Uhr nachts 7.00 bis 22.00 Uhr 13.00 bis 15.00 Uhr 22.00 bis 7.00 Uhr 20.00 bis 22.00 Uhr

65

60

50

60

55

45

55

50

40

50

45

35

m

45

45

35

in Aufenthallsräumen von Wohnungen, diebaulich 12 aber nicht betrieblich mit der Sportanlage verbunden ~ sind .S;

35

7

in Gewerbegebieten

8

in Kem-, Dort- und Mischgebieten

9

in allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten

10 in reinen Wohngebieten tt

in Kurgebieten, für Kranken-häuser und Pflegeanstalten

c

w

~ ~

'm D

w

'"~

...t D

w

~ ~

25

1) Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen dürten die Immissionsrichtwerte außerhalb des Gebl1udes am Tage ummaximal 30 dB{A) und inder Nacht maximal um20 dB(A) und innerhalb des GebIJudes um maximal 10 dB(A) überschreiten. 2} Die Ruhezeit von 13.00 bis 15.00 Uhr ist nur zu berücksichtigen, wenn die Nulzungsdauer der Sportanlage oder der Sportanlagen in der Zeit von 9.00 bis20.00 Uhr mindestens vier Stunden beträgt.

An ford eru ngen nach der Ver kehr sl ärm schutzverordnung Die 16. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes ( 16. BlmSchV), kurz: Verkehrslännschutzvcrordnun g 11 2), gilt für den Bau od er die wesentlich e Änderung von öffent lichen Straße n sowie von Schienenwegen der Eisenbahn und Straßenbahn en (im Folgenden mit Stra ßen- und Schienenwegen abgekürzt).

4 Schallausbreilung

230

Tabelle 4.2.1-5 Immissionsrichtwerte nach der Verkehrslärmschutzverordnung [12]

2 Immissionsort1)

Immissionsrichtwerte der Beurteilungspegel 2)

L, in dB(A)

tags

2

nachts

6.00 bis 22.00 Uhr 22.00 bis 6.00 Uhr

3

an Krankenhäusern, Schulen, Kurheimen und Altenheimen

57

47

4

in reinen und allgemeinen Wohn- und Kleinsiedlungsgebieten

59

49

5

in Kem-, Dorf- und Mischgebieten

64

54

6

in Gewerbegebieten

69

59

1) Die Art der bezeichnetenAnlagen undGebieteergibt sich aus den Festsetzungen in den Bebauungsplanen Sonstige in den Bebauungsplänen festgesetzte und nicht festgesetzte Flächen lürAnlagen und Gebiete sind als bauliche Anlagen imAußenbereich (Zeilen 3. 5 und 6) entsprechend ihrer Schutzbe· dürftigkeit zubeurteilen. 2) Wird diezu schützende Nutzung nur am Tag oder nur in der Nacht ausgeübt. soist nur der lnmssonsgrenzwert für diesen Zeitraum anzuwenden.

Orientierungswerte nach DIN 18005-1 Sbl. 1

In Beiblatt I zu D1N 18005-1 [6] werden für die städtebauliche Planung (nicht für die Z ulassung von Einzelvorhaben . wie z.B. nach TA Lärm) Orienti erun gswert e der Immissions-Beurteilungspegel angegeben. Es handelt sieh dabei nicht um norm ative Fcstlcgungcn sonde rn um zusätzliche Informationen. Diese Ori entie rungswerte haben dabei vorrangig Bedeutun g für die Planung von Neubaugebieten mit schutzbedürftigen Nutzungen und für die Neuplanung von Flächen , von denen Schallemissionen ausgehen und auf vorhande ne oder geplante schutzbedürftige Nutzungen einwirken könn en . Da die O rient ieru ngswerte allgemein, d.h. sowohl für Gro ßstädte als auch für ländliche Gemeind en gelten, können örtliche Gegebenheiten in bestimmten Fällen eine Variation dieser Werte erfo rderlich machen. Die Orientierungswerte nach D1N iH005-1 Bb!. 1161sind in Tabel le 4.2.1-6 zusammengestellt.

4.3 Ermitt lung von Schallimmissionen nach TA Lärm

23 1

Tabelle 4.2.1-6 Schalftechnische Orientierungswerte für die städtebauliche Planung nach(6)

1 Immissioosort1)

2

4

3

Orientierungswerte der Beurteilungspegel2)

L, indB(A) taqs 6.00 bis 22.00 Uhr

2

3

nachts 22.00 bis 6.00 Uhr Emissioosart 13) Emissionsart 23)

4

reine Wohngebiete, Wochenendhausgebiete , Ferienhausgebiete

50

5

allgemeine Wohn-, Kleinsiedfungsund Campingplatzgebiete

55

6

Friedhöfe, Kleingarten- und Parkanlagen

7

besondereWohngebiete

60

40

45

8

Dort- undMischgebiete

60

45

50

9

Kern- und Gewerbegebiete

65

50

55

sonstige Sondergebiete, sofern 10 sie schutzbedürftig sind, je nach Nulzungsart

45 bis 65

35

40 45

55

35 bis 65

1) Als Immissioosort gellen die maßgebenden Ränder der Baufläcl1e oder der überbaubaren Grundstücksfläche oder Flächen sonstiger Nutzung. 2} Die Beurteilungspegel der Geräusche verschiedener Arten von SChallquellen (Verkehr. Industrie und Gewerbe, Freizeitlärm) sollen wegen der unlerschiedlictlen Einstellung der Betroffenen zu verschiedenen Arten vonGeräuschquajen jeweils fürsich allein mit den Orientierungswerten verglichen und nicht addiert werden. 3lEmissionsart 1: Industrie-, Gewerbe- und Freizeitlärm sowie Geräusche von vergleichbaren öffentlichen Betrieben. Emissionsart 2: alle anderen tänrqoejen

4.3 Ermittlung von Schallimm ission en nach TA Lärm 4.3.1 Allgemeines Nach der Technischen Anleitun gzum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) [ 11 1setz t sich der maßgebli che Beurteilungspegel Lr,G am maßgebend en Immissionsort zusam men aus einer Vorbe last ung Lr, vund der Zusa tzbelast ung Lr,Z' Dabei verste ht man un ter der Vorbelastun g die Belastung eines O rtes mit Geräuschimmissionen von allen Anlagen im Sinne der TA Lärm ohne den Immissionsbeitrag der zu beurteilenden Anlage, jedoch unte r Einbeziehung der Verkehrsgeräusche auf öffentlichen Verkehrsfl ächen.

232

4 Schallausbreitung

Unter der Zusatzbelastung versteht man denjenigen Immissionsbeitrag, der durch die zu beurteilende Anlage einschließlich ihrer internen Verkehrsgeräusche hervorgerufen wird. Die Ermittlung der einzelnen Einflüsse erfolgt in einer Kombination von Mess- und Rechenverfahren. Der maßgebliche Beurteilungspegel wird für den maßgeblichen Immissionsort bestimmt. Dieser liegt - bei bebauten Flächen 0,5 m außerhalb vor der Mitte des geöffneten Fensters des vom Geräusch am stärksten betroffenen Raumes nach DIN 4109 [2], - bei unbebauten Flächen oder bebauten Flächen, die keine Gebäude mit schutzbedürftigen Räumen enthalten, an dem am stärksten betroffenen Rand der Fläche, wo nach dem Bau- und Planungsrecht Gebäude mit schutzbedürftigen Räumen erstellt werden dürfen, - bei mit der zu beurteilenden Anlage baulich verbundenen schutzbedürftigen Räumen, bei Körperschallübertragung sowie bei der Einwirkung tieffrequenter Geräusche in dem am stärksten betroffenen schutzbedürftigen Raum. Die TA Lärm sieht nach Nummer A 1.2 für die Ermittlung der Geräuschimmissionen im Regelfall folgende Vorgehensweise vor: - Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Vorbelastung durch Messung und - Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Zusatzbelastung durch überschlägige oder detaillierte Prognose. Grundsätzlich hängt die Genauigkeit der Immissionsprognosen wesentlich von der Zuverlässigkeit der Eingangsparameter ab, die mit entsprechender Sorgfältigkeit zu ermitteln sind. Die Vorgehensweisen zur Prognostizierung von Geräuschimmissionen sind im Folgenden in zusammengefasster Form dargestellt. 4.3.2 Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Vorbelastung durch Messung

Die Geräuschimmissionen sind an den maßgeblichen Immissionsorten zu ermitteln. Ist dieses nicht möglich (z.B. bei Fremdgeräuscheinwirkung oder bei Seltenheit von Mitwindwetterlagen), lassen sich die Immissionen unter Umständen auch durch Messungen an Ersatzimmissionsorten in Verbindung mit Schallausbreitungsberechnungen substituieren. LV ,r

1

OlL. ]

n =10·log ;;'~10' [

r,l

(4.3.2-1 )

1=1

(4.3.2-2)

43 Erm ittlung von Schallimmissionen nach TA Lärm

2.l '

(4.3.2-3)

(4.3.2-4)

K r,j = LAITeq,j - L Aeq,j

Die Zusammen stellung aller Parameier sowie ihre Beschreibungen , Einhei ten und Er mitt lungsvorgaben erfolgt in Tabelle 4.3.2*1. Tabelle 4.3.2-1 Zusammenstellung aller Parameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben (A~bewert et e Größen mit der Zeitbewertung F nach DIN EN 6065 1 (9]) zur Ermittlung der Geräuschimmission aus Vorbelastung

Parameter 1)

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

dBIA)

GI. 4.3.2·1

maßgeblicher Beurteilungspegel der Vorbelastung

2

Lv, r

3

n

Anzahl dergemessenen Beurteilungspegel

4

Lr,i

Beurteilungspegel derMessung i

5

T

Teilzeit, die Summe aller Teilzeiten muss am Tage 16 h und inderNacht 1 h betragen

6

N

Anzahl dergewählten Teilzeiten

7

C".,

meteorologische Korrektur

dBIA)

B

LA.,

A-bewerteter Millelungspegel zur Beurteilung derGeräuschimmissionen

dBIA)

9

L AF_

A·bewerteter Maximalpegel desSchaUdruckpegels zur Beurteilung von Geräuschspitzen

dBIA)

10

Kr

Zuschlag fürTon- und/oder Informationshaltigkeit von Geräuschspitzen

dBIA)

nach Auffälligkeit: 0, 3 oder 6 dBIA)

11

LAFT(I)

A-bewerteter Taktmaximalpegel mitTaktlänge von 5 s

dBIA)

Messungnach DIN 45645·1 [BI

12

LAFTeq

A-bewerteter Taklmaximal-Millelungspegelzur Ermittlung des Zuschlags fürImpulshaltigkeit des zu beurteilenden Geräusches

dBIA)

GI. 4.3.2-3 aus den l AFT(t)21

13

k

Anzahl der Takte (Taktlänge 5 Sekunden)

14

K,

Zuschlag fürImpulshaltigkeit

Messung

dBIAI h

GI. 4.3.2-2 Messung

DIN ISO 6913·2 [41 Messungnach DIN 45645·1 [BI

Messung

dBIA)

GI. 4.3.2·4

1} Zur Kennzeichnung von Zeitintervallen wird der Index j angehängt, wobei j die Nummer desjeweiligen Intervalls bezeichnet. 2) Diese Formel gilt nur bei gleichen Taktzeiten (hier: 5 Sekunden). Fürungleiche Taklintervalle wirdauf DIN 45641 [8)Abschnitt 3 verwiesen.

234

4 Schallausbreitung

4.3.3 Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Zusatzbelastung mit der überschlägigen Prognose Die überschlägige Prognose der Geräuschimmission ist für die Vorpl anung und in denjenigen Fällen ausreichend, in denen die nach ihr berechn eten Beurteilungspegel zu keiner Über schreitung der Immissionsrichtwerte führen. Bei der überschlägigen Progno se werden die Mitt elungspegel am maßgeblichen Immissionsort mit Hilfe der A-bewerteten Schall-Leistungsp egel, der Einwirkzeiten und der Richtungskorrekturen der Schallquellen sowie einer vereinfachten Schallausbreitungsberechnun g ermittelt, bei der eine schallausbreitun gsbegünstig end e Wett erlag e zugrundegelegt und nur die geom etrische Schallausbreitungsdämpfung berücksichtigt wird.

(4.3.3-1 )

(4.3.3-2)

L (TE k ..10'°

Aeq .k'] .)

(4.3.3-3)

LAeq,k ,j = L WAeq +DI +Ko -20 ·log(sm)-1l

(4.3.3-4)

-R'w-4+10.log~

(4.3.3-5)

LA

. = 10 ·log -1 .

eq,J

L WAeq = LI

[T. ]

k

' ,J

lL

So

LAFmax = 1O .log LlO°,lLAFmax,k

(4.3.3-6)

k

Die Zus ammenst ellung aller Berechnungsparameter sowie ihre Beschreibungen, Einheiten und Ermittlungsvorgaben erfolgt in Tabelle 4.3.3-1.

4.3 Ermittlung von Schallimmissionen nach TA Lärm

235

Tabelle 4.3.3-1 Zusammenstellung allerBerechnungsparameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben (A-bewertete Größen) zur Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Zusatzbelastung für den maßgeblichen Immissionsort mit der überschlägigen Prognose

Parameter

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

dB(A)

GI. 4.3.3-1

2

LG.r

maßgeblicher Beurteilungspegel der Gesamtbelastung, dersich nach Inbetriebnahme der Anlage einstellt

3

Lv,r

maßgeblicher Beurteilungspegel der Vorbelastung

dB(A)

Tabelle 4.3,2-1

4

Lz.r

maßgeblicher Beurteilungspegel der ZusalZbelastung aus allen Teilzeiten Tj

dB(A)

GI. 4.3.3-2

5

T

h

Messung

6

C"",

meteorologische Korrektur

dB(A)

DIN ISO 6913-2 [4]

7

Kr

Zuschlag fürTon- und/oder Informationshaltigkeit von Geräuschspitzen

dB(A)

nach Auffälligkeit: 0, 3 oder 6 dB(A)

B

K,

Zuschlag für Impulshaltigkeit

dB(A)

nach Störwirkung: 0, 3 oder 6 dB(A)

dB(A)

GI. 4.3.3-3

Tenzeit; die Summe TrailerTeilzeiten muss am Tage 16 h und inder Nacht 1 h betragen

9

LAeqJ

Beurteilungspegel für jeden maßgeblichen Immissionsort der Anlage fürdie Teilzeit j, berechnet aus den Pegeln und Einwirkzeiten aller Schallquellen k

10

LAeq.kJ

Mittlerer A-bewerteter Schall-Leistungspegel derSchallquelle k in der Teilzeit j

dB(A)

GI. 4.3.3-4

11

LWAeq

von Teilflächen der Außenhaul einesGebäudes abgestrahlter mittlerer Schall·LeistungspegeI1)

dB(A)

VDI2571 [13] bzw. GI. 4.3.3-5

12

T;

13

Teilzeitj

h

TE,kJ

Einwirkzeitder Schailquelle k inderTeilzeit j

h

Messung und Planungsunterl.

14

LI

MittlererA·bewerteter Schalldruckpegel im Innem des Gebäudes

dB(A)

VDI2571 [16]

15

R'

bewertetes Luftschalldämm-Maß

dB(A)

DIN 4109 [2)

16

S

m'

Planungsunterl.

17

So

In'

VDI2571 [13]

•

Fläche des schallübertragenden Bauteils

Bezugsfläche (So = 1,0 ni) (Fortsetzung nächste Seite)

4 Schallau sbrcilung

236

Tabelle 4.3.3-1 Zusammenstellung aller Berechnungsparameier sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben (A-bewertete Größen) zur Ermill!ung der Geräuschimmissionen aus Zusatzbelastung für den maßgeblichen Immissionsort mit der überschlägigen Prognose (Fortsetzung)

Parameter

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

DIN ISO9613 [4[ bzw. VDl271 4 [14J

18

0,

Richtwirkungsmaß bei Eigenabschirmung des Gebäudes

dSIA)

19

Ko

Raumwinkelmaß 2j

dSIA)

20

Sm

Abstand desImmissionsortes vom Emissionsort (Schallquelle)3)

m

Planungs· unterlagen

r,Ttf,kj

Beurteilungspegel derVerkehrsvorgänge auf dem Teil k des Betriebsgrundstückes (= SchalIquelle k) fürdie Teilzeit j

dSlA)

DIN 1S005-1 [5J

[ AF_

A-bewerteter maximaler Schafl-Leistungspegel Pegel kurzzeitiger Geräuschspillen5} der Anlage

dSIA)

GI. 4.3.3-6

A-bewerteter maximaler Schall-Leistungspegel Pegel kurzzeitiger Geräuschspitzen der Schatlquelte k

dSIA)

Messung oder Planungsunterl.

21

22

23

[

4)

LAFmax,k

1} Bei Räumen, indenen der Innenpegel durch Schall mit starken tieffrequenten Komponenten bestimtwird (Beispiele: langsam laufende Siebe oder Mühlen, Kolbenkompressoren, Auspacktrommein, Motorenprüfstände. Brenner in Verbindung mit Feuerungsanlagen, langsam laufende Ventilatoren), ergeben sich nach[13Jzu niedrige SChall·Leistungspegel. Hier mussdann fürdie irrs Freieabgestrahlte Schall· Leistung ein Sicherheitszuschlag von +5 dB(A) berücksichtigt werden. 2} Reflexionen, dienicht Im Raumwinkelmaß enthalten sind, sind durch die Annahme von Spiegelschallquellen zu berücksichtigen. 3} Wenn der Abstand des Immissionsortes vom Mitelpunkt der Anlage mehr als das Zweifache ihrer größten Ausdehnung beträgt, kann füralle Senallquellen einheitlich statt sm der Abstand des Immissionsortes vom Mittelpunkt der Anlage eingeselzt werden. 4) Einführung desIndex' Ttf für Traffic( Vwie Verkehr könnte zuVerwechslungen mil der Vorbelastung V führen). 5} DieserPegel ist nur zuermitteln, wenn zu erwarten ist, dass kurzzeitige Geräuschspitzen von der Anlage die entsprechenden zulässigen Höchstwerte nach TALärm überschreiten. In diesem Fall sind diebeschriebenen Schalfausbreitungsberechnungen stattmit den mittleren SchallLeistungspegeln aller Schallquellen mit den maximalen Schall-Leistungspegeln der Schallquellen mit kurzzeitigen Geräuschspitzen zuwiederholen.

237

4.4 Ermitt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2

4.4 Ermittlung von 5challimmissionen nach D1N ISO 9613-2 4.4.1 Anwendungsbereich Te il 2 der D1 N ISO 96 13 [4Jlegt ein Verfahre n der Ge nau igkeit sklasse 2 zur Ber echnun g der Dämpfung des Schalls bei Ausb reitung im Freien fest, mit dem sich die Pegel vo n Geräuschimmissionen in einem Absta nd von verschi edenen Schallquellen vorausberechnen lasse n. Dieses Verfah re n best e hr speziell aus Oktavhand-Algor ithmen [Bundmittenfrequ enzen von 63 bis 1'000 Hz) zur Be rechnung der Dämpfung von Schall , der vo n einer ode r mehre re n punktförmige n Schallquellen ausge ht, wobei die se Scha llquellen beweglieb ode r festste he nd sein kö nne n. Sind jedoch für die Schaltq uellen nur ihre Abcwerte ten Schall-Leistungspegel bekan nt, so können die D ämpfungswerte bei J OO Hz verwendet werden. Tabelle 4.4.1-1 Zusamm enstellung verschiedener praxisrelevanter Schallquellen und ihre Beurteilung hinsichtlich der Anwendbarkeit der DIN [SO 9613-2 [4]

2 Schallquelle

2

Anwendbarkeit von DIN ISO 9613-2 gegeben

3

Straßen- oder Schienenverkehr

x

4

lnoustrielärm

x

5 Bautätigkeiten

x

Druckwellen infolge von Sprengungen, militärischer

x

7 oder ähnlicher Aktivitäten

andere bodennahe Schallquellen

nicht gegeben

x

6 Fluglärm

8

3

in der Regel

Mit dem Ve rfahren nach D IN ISO 9613-2 lassen sich gru ndsätzlich drei verschiedene Immissionswe rte berechne n (siehe Tab. 4.4. 1-2).

4 Schallausbreilung

238

Tabelle 4.4.1-2 Zusammenstellung und Vergleich der nach OIN ISO 9613-2 ermittelbaren Immissionswerte

2 Bezeichnung

2 äquivalenter Oktavband3 Dauerschalldruckpegel bei MitvJind

4

äquivalenter A-bewerteter

Dauerschaücruckpeqet

3

4

5

KurzAngabe des Pegels Einheit zeichen fürOktavband- A-bewertete mittenEinzahlangabe frequenzen

LnfDW)

Einwirk· zeitraum

dB

Kurzzeit1)

x

dB(A)

Kurzzeit1)

x

dB(A)

l angzeir )

x

LAJiDW)

6

bei Milwind 5 A-bewerteter LangzeitMittelungspegel

1) Die Dauerdes Beurteilungszertraumes wird dadurch bestimmt, dass in diesem Zeitraum die für die Schallausbreitung (von der Schallquelle zum Immissionsort} möglichst günstigen Witlerungsbedingung vorherrschen. 2) Zeitraum von mehreren Monaten biszu einem Jahr. In diesem Zeitraum treten im Regelfall eine Vielzahl unterschiedlicher Witlerungsbedingungen (sowohl für die Schallausbreitung günstige als auch ungünslige) ein.

4.4.2 Randbedi ngungen Die im Nachfolgenden beschriebenen Algorithmen enthalten spezielle Terme zur Berücksichtigung der folgenden physikalischen Effekte: geometrische Ausbreit ung Luftabsorption Bodeneffekte

allgemeine Bebauung einschließlich Industriegelände Bewuchs Reflexion an Flächen Abschirmun g dur ch Hindernisse Für die hier beschrieb ene Rechenverfahren gelten Mitwindaushreit ungshedingungcn, die wie folgt definiert werd en: Windrichtung innerhalb eines Winkels von ±45° von der Gera den, die den Mittelpun kt der maßgeblichen Schallquelle mit dem Mittelpunkt des festgelegten Immissionsgebietes verbindet, wobei der Wind von der Schallquelle zum Immissionsgebiet weht und Windgeschwindigkeiten zwischen etwa I nvs und 5 m/s, gemessen in einer Höhe von 3 m bis 11 m über dem Boden .

4.4 Ermittlung von Schallimmissionen nach DIN ISO 9613-2

239

Anmerkung Die angegebenen Algorithmen gelten in gleicher Weise auch für die Schallausbreitung in einer gut entwickelten, leichten Bodeninversion, wie sie üblicherweise in klaren, windstillen Nächten auftritt. Grundsätzlich gelten die nachfolgend beschriebenen Gleichungen für die Dämpfung des Schalls, der von Punktschallquellen emittiert wird. Ausgedehnte Schallquellen (Beispiele: Straßen- oder Schienenverkehr, Industriegelände aus einer oder mehreren Einzelanlagen mit oder ohne innerbetrieblichem Verkehr) sind daher in eine Vielzahl von Punktschallquellen zu zerlegen, wobei jede dieser einzelnen Punktschallquellen dann eine bestimmte Schall-Leistung und eine bestimmte Schallausbreitungscharakteristik aufweist. Eine Linienschallquelle wird somit in einzelne Linienabschnitte, eine Flächenschallquelle in einzelne Teilflächen unterteilt, die unter dem Gesichtspunkt der Schallemission dann durch eine einzelne Punktschallquelle repräsentiert wird. Eine Gruppe von Punktschallquellen kann jedoch wiederum auch durch eine sogenannte äquivalente Punktschallquelle in der Mitte dieser Gruppe beschrieben werden, wenn alle folgende Bedingungen gelten: 1. Die Schallquellen weisen näherungsweise die gleichen Schall-Leistungspegel sowie

Höhen über dem Boden auf. 2. Zwischen den Schallquellen und dem Immissionsort liegen dieselben Ausbreitungsbedingungen vor. 3. Der Abstand d von der einzelnen äquivalenten Punktschallquelle zum Immissionsort ist mehr als doppelt so groß wie die größte Abmessung H max der Schallquellen.

0

0

0

0

0

0

Einzelschallquelle • äquivalente Punktschallquelle Immissionsort

o

o I-- 0

0

0

0

0

0

I·

I--

- - - - - - - - - - - ----0

d>2H

Ma<

- - - - - - ------0-1

Bild 4.4.2-1 Skizze zum Verhältnis des Abstandes d (Emissionsort zu äquivalenter PunktschalIqueIle) zur größten Abmessung H Max von Schallquellen

Zusätzlich zu den realen Schallquellen werden ggf. Spiegelschallquellen eingeführt, um Reflexionen an Wänden und Decken (nicht jedoch am Boden) zu berücksichtigen.

240

4 Schallausbrcilung

4.4.3 Rechenvorgaben Äquivale nt er Oktavband-Dauer schalldruc kp egel bei Mitwind

(4.4.3- 1)

LfT(DW) = Lw + DC- A

Tabelle 4.4.3-1 Zusammenstellung allerBerechnungsparameier sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben zur Ermittlung des äquivalenten Oktavband-Dauerschattdruckpegels bei Mitwind LrriDW)

1

2

3

4

Parameter

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

2

LrrfOW)

äquivalenter Oktavband-Dauerschalldruckpegel bei Mitwind

dB

GI. 4.4.3-1

3

Lw

Oktavband-Scha!l-leistungspegel, bezogen auf eine Bezuqsschaü-teisnnq von 1 pW

dB

Messung

4

Richtwirkungskorrektur

dB

GI. 4.4.3-4

5

Oe O[

Richtwirkungsmaß derPunktschallquelle 1)

dB

Bild 4.4.3-5

6

0"

Richtwirkungsmaß2) zurBerücksichtigung einer Schallausbreilung in Raumwinkeln Q ~ 4rr

dB

GI. 4.4.3-5 bzw. Tabelle 4.4.3-4

7

a

Raumwinkel

s~1

Planungsunterlagen

8

A

Oktavbanddämpfung

dB

GI. 4.4.3-6

9

Ao'iv

Dämpfung aufgrund geometrischer Ausbreitung

dB

GI. 4.4.3-7

10

A, ,,,

Dämpfung aufgrund von l uftabsorption

dB

GI. 4.4.3-8

11

A"

Dämpfung aufgrund des Bodeneffektes

dB

GI. 4.4.3-9 bzw. 4.4.3-14

12

A",

Dämpfung aufgrund von Abschirmung

dB

GI. 4.4.3-17

13

A

~~::~~)g aufgrund verschiedener anderer

dB

Tabelle 4.4.3-12

misc

1) Das Richt.....,rkungsmaß 0lwird nach VDI 2714[141 Abschnitt 5.1 auch mt 01 (directivilY index) bzw. nach VDI 2571 [131 Abschnitt 3.4.1 auch mit.1Lzbezeichnet 2} Das Richtwirkungsmaß On wird nach VDI 2714 [14] Abschnitt 5.2 ermittelt, wobei dort der Begriff Raumwinkelmaß Koverwendet.....,rd. 3) Die Einheit des Raumwinkels ist Sterad (Kurzzeichen: sr) 4) Unler den verschiedenen anderen Effekten werden hier die Effekte infolge von Bebauung, Industriegelände oder Bewuchs verstanden.

241

4.4 Ermi tt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2 Äquivalenter A-bewert eter Dauersch all druckpegel bei Mitwind

(4.4.3-2)

Tabelle 4.4.3-2 Zusammenstellung aller Berechnungsparameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben zur Ermilllung des äquivalenten Abcwerteten üauerscnauorucko egels bei Mitwind LAn DW) Parameter 2

LArl°l\?

3

Ln/g)

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

dBIA)

GI. 4.4.3-2

dB

Ergebnisse aus Gleichung 4.4.3-1

äquivalenter A-bewerteter Dauerschalldruckpegel bei Mitwind äquivalenter Oktavband-Dauerschalldruckpegel bei Mitwind Index zur Indentifizierung der Schaflquel1e i mit Ausbreitungsweg i

4

5

)

Index zur Angabe derbetrach teten Oktavbandmittenfrequenz von 63 bis 8000 Hz

6

n

Anzahl der Schallquellen mit Ausbreilungswegen

7

A/j)

Planungsunterlagen

Planungsunterlagen

Korrekturwerte für die genormteA-Bewertung

dB

Tabelle 4.4.3-3

Tabelle 4.4.3-3 Korrekturwerte At für die A-Bewertung für ein Oktavspektrum

2

3

4

5

6

Parameter

Einheit

2

Oktavmittenlrequenz

Hz

63

125

250

500

3

Korrekturwert At

dB

- 26

- 16

-9

-3

7

8

10

9

1000 2000 4000

8000

+1

-1

0

+1

Äqu ivalenter A-bewert eter Lang zeit-Mih elun g spegel

L AT(LT) = L AT(DW) - Cmet

(4.4.3-3)

Da rin sind: LAnLT) = äquivalenter Abcwertetor L angzclt -Mlnclungspcgcl in dB(A) LAn D W) = äquivalenter Abcw. Daucrschalldruckpcgcl bei M itwind in dB(A ) Cmct = meteorologische Korrektur in dB(A) gemäßGI. 4.4.3-29 u. -30

242

4 Schallaushrc ilun g

Richtwirkungskorrektur

(4.4 .3-4)

Dc = D[+DQ Dar in Dc = DI = Da =

sind: Richtwirkungskor rck tu r in dB Richtwirkungsmaß de r Punktschallquelle in dB Ra umwinkelmaß in dB gemäß GI. 4.4.3-5

Das Richtwirkungsmaß der Punktsch allquelle D j gibt an, um wieviel Dezibel der Schalldruckpegel der Schallq uelle in de r betrachtet en Ausbreitun gsrichtung höhe r oder niedriger ist als der e iner urige richtet en Schallqu e lle gleicher Schall-Le istung im gle ichen Ab stand. Für das Richtwirkungsmaß schalla bstr ahlende r Geb äudeflächen (Eigcn ahschirmu ng von Gebä ude n) können die An gaben aus Bild 4.4.3-1 ve rwend et werden. O[ " - 5d B

0 1= -5d B

/

/ D1=-5dB

D1= - 20 dB

Wand

D[=- 10 dB

D

abstrahlende Flä che

Bild 4.4.3-1 Näherungswerte für die Richtwirkungsmaße DJ(bzw. 0 1nach VDJ 2714 [141 od er ..1LznaCh VDJ257 1 [13» von schal1abstrahlenden Ge bäudeflächen (Dach, Wand, Fen ster etc.) bei mittleren Frequenzen nach 114]. Die für DJangegebenen Wert e gell en jew eils für die in P1eilrichtung befindl ichen Immissionsorte (Aufpunkte)

A nm erkung: Dabei ist z u beachten, dass das R ichtwirkungsm aß prinzipiell frequenzabhängig ist, die Angaben nach Bild 4.4.3-1 jedoch für Berechn ungen m it A ·Schalldruckpegeln vörgcsehen sind. Für cine exakte frcqu enzabhängigc Darstellung von D [ wird auf Anhang A der VD1 2714 venviesen , wobei hier jedoch eine genaue Kenntnis der R ict ucnerek teristik der j ewe iligen Qu elle [z.B, Schornstein) vorausgesetz t wird. Den Einfluß d urch Reflexione n an schallharten Flächen, die sich in unmittelb are r Näh e von de r Schallquelle befinden, berücksichtigt das Richtwirkungsmaß Da- Es kan n fü r bel iebige Ra umwinkel ber echnet od er für einfache Randbedingunge n Tabell e 4.4.3-4 entno mmen we rden.

(4 .4.3-5)

4.4 Ermitt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2

243

Da rin sind: Da = R ichtwirkungsmaß in dB Q = Ra umwinkel in sr Tabelle 4.4.3-4 Raumwinkel n und Raumwinkelmaß Da entsprechend der lage der Schallquelle in unmittelbarer Nähevon reflektierenden Flächen nach VOl2714 [141

2 lage der Schallquelle

3

Schallabstrahlung in

4

Raumwinkel Q Raumwinkelmaß Da in sr in dB

2

frei imRaum, hoch über dem Boden

Ganzraum

4,

0

3

in oderunmittelbar vor (über) einer stark reüesnererden Fläche (z.B. über Boden)

Halbraum

2,

+3

4

vor zwei aufeinander senkrecht stehenden Rächen (z.B. über Boden und vorWand)

Viertelraum

5

vordrei aufeinander senkrecht stehenden Flächen (z.B. über Boden und vorWandinnenecke)

Achtelraum

+6

,/2

+9

Anmerkun~

Gru ndsätzlich kann der Einfluss r eflektierender F1ächen nahe der Schallqu eJ1e auch entspre chcnd VDI 2714 {14] A bschnitt 7 durch dic Anordnung von SpiegclschaJ1qucl· len berücksichtig t werden. I n Abschnitt 5.2 der VDI 2714 wird j edoch emp fo hlen, hierauf zu vcrziducn, wenn die reflektierende F1äche schaJ1hart ist und fü r den A bstand s entsprcchend Bild 4.4.3-2 gilt: s > S-aQ ·cos8. Q'

@

/////////////////////////// I aa i

.L

Q

)y

• A

Bild 4.4.3-2 Reflektierende Fläche mit: Schallquelle Q. Spiegelschallquelle Q', Abstand von SChallquelle zur reflektierender Fläche a Q Abstand von Immissionsort zur reflektierenden Fläche aA' Strecke s und Winkel .9

244

4 Schallausbreitung

Dämpfung - Oktavbanddämpfung

Der Oktavbanddämpfungsterm A setzt sich aus den in Tabelle 4.4.3-1 genannten Dämpfungseinflüssen zusammen. Die Ermittlung der einzelnen Dämpfungsterme erfolgt in den nachfolgenden Abschnitten. (4.4.3-6)

Dämpfung - Geometrische Ausbreitung A div Die geometrische Dämpfung berücksichtigt die kugelförmige Schallausbreitung einer Punktschallquelle im Freifeld . d

A div = 20 ·log-+11 do

(4.4.3-7)

Darin sind:

=

A d iv

d dO

Dämpfungsterm für die geometrische Ausbreitung in dB Abstand zwischen Schallquelle und Immissionsort in m Bezugsabstand (d O = 1,0 m)

Dämpfung - Luftabsorption A atm Die Luftabsorption ist abhängig von der Entfernung zwischen Schallquelle und Emissionsort sowie vom Absorptionskoeffizienten der Luft. Dieser ist wiederum abhängig von der Frequenz des Schalls, der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchte, weniger jedoch vom Umgebungsdruck. Bei der Berechnung von Immissionen sollte der Absorptionskoeffizient auf Mittelwerten basieren, die sich aus dem ortsüblichen Schwankungsbereich der Witterungsbedingungen ergeben.

A

a·d ---

atm -

1000

Darin sind: A atm Dämpfungsterm der Luftabsorption in dB a = Absorptionskoeffizient der Luft für Oktavbänder in dB/km gemäß Tab. 4.4.3-5 d = Abstand zwischen Schallquelle und Immissionsort in m

(4.4.3-8)

4.4 Ermittlung von Schallimmissionen nach DIN ISO <,)6 13-2

245

Tabelle 4.4.3-5 Absorptionskoeffizienten der l uft a für Oktavbänder nach DIN ISO 9613-2 [4)

2 Zustandder Luft' ) 2 3

Temperatur rel. Feuchte in in %

oe

3

4

5

6

7

8

9

10

Absorpnonskoeffzient der Luft a für Oktavbandmittenfrequenzen indBIkm 63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

0,1

0,4

1,0

1,9

3,7

9,7

32,8

117,0

2,8

5,0

9,0

22,9

76,6

10

70

4

20

70

0,1

0,3

1,1

5

30

70

0,1

0,3

1,0

3,1

7,4

12,7

23,1

59,3

6

15

20

0,3

0,6

1,2

2,7

8,2

28,2

88,8

202,0

7

15

50

0,1

0,5

1,2

2,2

4,2

10,8

36,2

129,0

8

15

80

0,1

0,3

1,1

2,4

4,1

8,3

23,7

82,8

1) Für abweichende Witterungsbedingungen siehe DIN 9613-1[3J

Däm pfung - Bod eneffe kt Agr

30hr

Millelbereich

"I

Empfangerbereich

t

Bild 4.4.3-3 Definition der drei Bereiche zur Bestimmung der Bodendämpfung. Darin ist d der Abstand zwischen Schallquelle und Immissionsort, hs die Höhe der Schaltquelle und ~r die Höhe des Immissionsortes über dem Boden

Die Bodendämpfung resultiert primär aus der Übe rlage rung des sich direkt ausbreite nde n Schalles mit dem am Boden reflektierten Schall. Bei Mitwindbedingunge n stellt sich ein abwärts ge krümmter Ausbreitungsweg ein, der sicherstellt, dass die Dämpfung in erste r Linie durch die Bodenoberfläche n in der Nähe der Schallquelle und des Immissio nso rtes bestimmt wird. Im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens, das nur für nähe rungsweise ebene Unte rgrunde (also be i waage rechten ode r konstant geneigten Flächen) anwendbar ist, wird unterschieden zwischen (siehe Bild 4.4.3-3):

Q uellbereich [schallqucllcnnahcr Bereich). Mittelbe reich (de r e ntfällt, we nn sich Quell- und Empfängerbere ich überlappen) und Empfängerbereich.

4 Schallausbr cilung

246

Die Rechenvo rgaben zur Ermittlung des Däm pfungsterms für den Bod eneffekt A gr sind nachfol gend zusamm engestell t. (4.4.3-9)

Tabelle 4.4.3-6 Zusammenstellung aller Parameter sowie ihrer Besch reibungen und Ermittlungsvorgaben zur Berechnung des Dampf ungs terms des Bodeneffektes Agr

1

2

3

4

Parameter

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach GI. 4.4.3·9

Dämpfungsterm des Bodeneffektes

dB

3

A" A,

Dämpfungstenn für den Quellbereich

dB

4

A,

Dämpfungslerm für den Empfängerbereich

dB

5

Am

Dämpfungsterm fürden Mittelbereich

dB

6

G(s,r,m)

Boden/aktor für die drei 0.9. Bereiche

7

-;

Höhe derSchallquelle (Index s}bzw. des Immissionsortes (Index "

m

8

dp

Auf die Bodenebene projizierter Abstand zwischen Schallqueue undImmissionsort

m

2

10

.'

11

c'

12

d'

13

q

9

b'

Tabelle 4.4.3-7

Tabelle 4.4,3·8 Planunqs-

untenaqen Panurqs-

uotenaqen

Funktionen, die den Einfluss des Abstandes zwischen Schalqueue und Immissioosort sowie derOuell- bzw. Empfängerhöhe aufdie Bodendämpfung angeben

dB

Bild 4.4.3-4 oder GI. 4.4.3-10 bis GI. 4.4.3-13

Zwischenwert für den Mittelbereich

dB

Tabelle 4.4.3·9

a '(h) ::< 1,5 + 3 ,0 ·e--Q,11-(h- 5)2 . (1- e--Q,02-dP ) 2 +5 ,7 ' e--Q,09·h .(l-e_2,8.1O . .f> .d;

)

2 b '(h) "" 1,5 + 8,6 . e--Q,fJ9 ·h . (1- e-{),Ol.dp

)

(4.4.3-10)

(4.4.3-11) (4 .4.3- 12) (4.4.3-13)

247

4.4 Ermitt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2 Tabelle 4.4.3-7 Zusammenstellung der ertorderlichen Rechenalgorithmen für die Dämp-

lungsterme nach GI. 4.4.3-9 in Oktavbändern

3

2

2

Oktavbandmttenrrequenzen in Hz

3

4

Dämpfungsterme indB Quellbereich

Millelbereich

Empfängerbereich

A,

Am

A,

63

-1,5

.3q

-1,5

4

125

-1,5 + Gs . a'(hsl

-1,5 + Gr · a'(hrl

5

250

·1,5 + Gs ' b'(hsl

·1 .5+ Gr · b'(hrl

6

500

-1,5 + Gs . c'(hs)

·1,5 + Gr · C'(hr)

7

1000

-1,5 + Gs ' d'(hsl

8

2000

9

4000

10

8000

.3q · l l·Gm)

-1.5 + Gr · d'(hrl ·1,5 · (1-Gr)

·l, H l ·GJ

Tabelle 4.4.3-8 Bodenfaktor G

Kategorie

2

Harter Boden

3

Poröser Boden

4

Mischboden

2

3

Beispiele

Bodenfaktor G

Straßenpflaster, Wasser, Eis, Beton , festgestampfter Boden, jede andere Oberfläche geringer Porosität

o

mit Gras. Bäumen oderanderem Bewuchs bedeckte Böden sowie jede für Pllanzenwachstum geeignete Oberfläche, wie z.B. Ackertand Obis 11)

Mischung aus hartem und porösem Baden

1} Gentspricht hier dem Prozentsatz

des Anteils porösen Bodens

Tabelle 4.4.3-9 Ermilllung der Zwischenwerte q

2 Bedingung

Zwischenwertq in dB

2

dp $30 · (hs+ hr)

o

3

dp >30 . (hs+hr)

248

4 Schallausbreitung

a) 125 Hz

a) 250 Hz h = 1,5 m

8

8

h = 2,0 m

h = 1,5 m al

""C

6

.E

ca

4

h = 3,0 m

al

h = 6,0 m

:c

""C

h = 2,5 m

6

h = 3,0 m

.E

h = 3,5 m h =4,0 m

4

h = 7,5 m 2

20

50

125 250 500 1000 2000 Abstand dp in m

20

c) 500 Hz

""C

h = l ,5m

6

h =l ,75m

125 250 500 1000 2000 Abstand dp in m

fg 6 .E

'0

4

h = 2,0 m

4

2

h = 2,5 m h ~ 3,0 m

2

20

50

8

.E 'e

h z 10,0 m

d) 1000 Hz

8 al

h = 5,0 m

2

h ~ 10,0 m

50

125 250 500 1000 2000 Abstand dp in m

20

h = 1,5 m h ~ 3,0 m 50

125 250 500 1000 2000 Abstand dp in m

Bild 4.4.3-4Graphische Ermittlung der Funktionen a', b', c' und d' auf Basis der GI. 4.4.3-10 bis 4.4.3-13 nach DIN ISO 9613-2 [4]

Dämpfung - Vereinfachtes Verfahren für den Bodeneffekt Agr

Der Bodeneffekt lässt sich für beliebig geformte Bodenoberflächen mit einem vereinfachten Verfahren ermi tteln, wenn die drei folgende n Bedingungen gelten: - Es ist nur der A-bewertete Schalldruck pege l von Interesse, - der Schall breitet sich über porösen Böden oder gemischten Böde n mit einem überwiegenden Anteil an porösen Böden aus und - der Schall ist kein reiner Ton. Wird das hier vorgestellte verei nfach te Verfahren angewendet, muss die Richtwirkungskorrekt ur D C nach GI. 4.4.3-4 ein korrigiertes Richtwirkungsmaß DQ enthalte n, vgI. Angaben in Tabelle 4.4.3-10. Die Rechenvorgaben zur verei nfachten Er mittlung des Dämpfungsterms für den Bodeneffekt A gr sind nachfo lgend zusammengestellt.

4.4 Erm ittlung von Schallimmissione n nach D1N ISO 9613-2

249

3(0)>0

].km ( Agr = 48 -, d- · 17+- d

(4.4 .3-14)

h",J

(4.4 .3-15)

d

(4.4 .3- 16)

Tabelle 4.4.3·10 Zusammenstellung allerParameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben zur vereinfachten Berechnung des Dämpfungsterms des Bodeneffektes Agr

1

2

3

4

Parameter

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

2

A"

Dämpfungsterm desBodeneffektes

dB

GI. 4.4.3-14

3

hm

mittlere Höhe des Schallausbreilungsweges über dem Boden

m

GI. 4.4.3-15

4

F

Fläche

m'

Bild 4.4.3-5

5

h,

Höhe der Schallquelle über dem Boden

m

6

h,

Höhe des Empfängers über dem Boden

m

7

d

Abstand von Schallquelle zu Empfänger

m

8

d,

aufdieBodenebene projizierter Abstand von Schallquelle zu Empfänger

m

9

0"

fürdas vereinfachte Vertahren korrigiertes Richtwirkungsmaß

dB

Em pfänger

d F Q uelle

Bild 4.4.3-5 Skizze zur Definition der Fläche F

Planungsunterlagen

GI. 4.4.3-16

250

4 Schallaushre ilun g

Dämpfung - Absch irmung A bar

Die Schallausbreit ung von der Schallquelle (E missionsort ) zum Empfänger ( Immissionsort] kan n durch abschir mende Hinderni sse (z.B. Schallschutzwände. Ge bäude, Wälle, Böschungen) behindert werden, wobei das Hindernis im Allgeme inen als Schallschirm bezeichnet wird. In den eine n Teil des Bereiches hinter diesem Seha llsehirm gelangt der Schall nicht direkt, sonde rn nur du rch Be ugung an den Schirmkanten sowie durch Reflexionen und Strcuungcn . Eine abschir mende Wirkung stellt sich bei Schallschirmen jedoch nur ein, wenn die f lächenbezogene Masse des Schallschir mcs mindesten s 10 kg/m- be trägt, der Scha llschirm eine geschlossene Oberfl äche ohne Spalte, Risse und Lücken aufweist und die Horizontalabmessungen des Schallschirmes (er + 4) senkrecht zur Verbind ungslinie zwischen Schallquelle und Empfänger größe r ist als die Wellenl änge .t des Schallsignals bei der entspreche nd betrachteten Oktavhand -Mittenfrequenz (vgl. Bild 4.4.3-6).

s

•

s

•

Bild 4.4.3-6 Draufsicht auf zwei unterschiedliche Schallschirme (oben: Wand, unten: Ge bäu-

de, Wall o.ä.) mit Angabe von P, und f/ (senkrechle Horizontalabweichungen von der Verbindungslinie zwischen Schallquelle S und Empfänger Rj zur Überprüfung der Abschirmwirkunq

Die Beugung eines Schallsigna ls erfolgt an einem Schallschirm sowohl an der Schirmoberkante als auch an seinen senkrechte n seitlichen Begrenzungskanten . Bild 4.4.3-7 zeigt die entsprechenden Schallausbreitungswege an der Prinzipskizze eines sehr kurzen Schallschirmes [bei langen Schallschirmen mit ausreichend en hori zontalen Schirmüberständ en ist die seitliche Schallbeugung ohne prakt ische Auswirkung auf den Empfänger). Erfüllt der betreffend e Scha llschirm diese Anforderungen, ist er für die nachfolgenden Berechn ungen als Rechteckelement mit senkrechte n Kanten da rzustellen, vgl. auch Bild 4.4.3-8), wobei die Schirmoberkante jedoch schräg ansteigend ode r abfallend sein kann.

404 Ermittlung von Schallimmissionen nach D1N ISO 9613-2

251

Bild 4.4.3-7 Mögliche Scha ltausbreitungswege infotge Beugungseffekten an einem setrauschirm (Prinzips kille eines sehr kurzen scbansctarmes) mit Schallquelle S und Empfänger R

Die Rechen vorgaben zur Ermittlung des D ämpfungsterms für die Absc hirmu ng A bar (in Anle hnung an die Ausfüh rung en de r VDI 2720 (151 auc h Einfügungsdä mpfungsmaß ge nannt) sind nachfolgend zusammengestellt.

Aoor = Dz- Agr> O

(4.4.3- 17)

Abar =DZ >O

(4.4.3- 18)

m it:

1[3

DZ = 10 · og

+

C2'C3 0Z oKmet ]

(4 .4.3-19)

..t

(4.4.3-20)

z '" [ (d ss +dsr +e)2 +0 2JO" - d

bei einfacher Beugung

(4.4.3-21)

bei Doppelbeugung

(4.4.3-22)

J d,..d" .d ( -1).

K met '" e

] ·z

]()()()

(4 .4.3-23)

4 Schallausbrcilung

252

Tabelle 4.4.3-11 Zusammenstellung allerParameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermiltlungsvorgaben zur Berechnung des Dämpfungsterms der Abschirmung A bar

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

Dämpfungsterm derAbschirmung um die Oberkante des Schallschirm

dB

GI. 4.4.3-17

Dämpfungsterm derAbschirmung umdie seitliche Begrenzungskante des Schaltschirm

dB

GI. 4.4.3-18

Abschirmmaß fürjedes Oktavband 1)

dB

GI. 4.4,3-19

Parame ter

2

A", 3 4

Dz

5

C2

6

C,

Faktor zur Beugungsdifferenzierung3}

7

J.

Wellenlänge des Schalls bei derjeweils betrachleten Oktavband-Mitlenfrequenz

m

Planungsunterlagen

Weglängenunlerschied des gebeugten und des direkten Schalls bei Einfachbeugung 4)

m

GI. 4.4.3-21

Weglängenunlerschied des gebeugten und des direkten Schalls bei Doppelbeugung4}

m

GI. 4.4_3-22

m

8

z 9

Proportionalilälsfaktor für den Schirmwert:

C2=2O'1

Abstand von Schallquelle zur(ersten)

GI. 4.4.3-20

10

d"

11

d"

Abstand von (zweiter) Beugungskanle zu Empfänger (Aufpunkt)

m

Bilder 4.4.3-8 bzw.4.4.3-9 und Planungsunterlagen

12

a

Abstand zwischen Schallquelte und Empfänger parallel zum Schallschirm

m

Bild 4.4.3-10

13

Kmet

Korrekturfaklor fürmeteorologische Einflüsse5j

Beuqunqskante

GI. 4.4.3-23

1) Zur Berechnung des Abschirmmaßes wird angenommen, dass nur ein maßgeblicher Schallausbrei· tungs'Neg von der Schallquelle zum Empfänger existiert. Trifft diese Annahme nicht zu, sind fürdie anderen maßgeblichen Ausbreitungswege separate Berechnungen durchzuführen. Die sich dann ergebenden Einzelergebnisse sind fürden Immissionsort (Aufpunktj anschließend energetisch zu addieren. 2) Dieser Wert schließl Bodenreflexionen mit ein. Werden diese jedoch inSonderfällen durch Spiegelschanqueüen berücksichtigt, erhöht sich der Faktor C2auf 40, 3) Die inGI. 4.4.1-20 angegebene Rechenvorschrift gilt für Doppelbeugungen (in VD12740 [151auch allgemein fürMehrlachbeugungen). Bei Einfachbeugung (e = 0) gilt C3 = 1. 4) Verläuft die Sichtlinie zwischen Schallquelle und Empfänger oberhalb der Schirmoberkante (Jrele Sichr) so erhält z ein negatives Vorzeichen. 5) Für e « 0 und seitliche Beugung um Schallschirme gilt Kmet = 1.

4.4 Ermittlung von Schallimmissione n nach D1N ISO 9613-2

253

7R Bild 4.4.3-8 Definition der geometrischen Größen Einlachbeugung

zur Bestimmung des Schirmwertes

z be i

~'\

s

>R "---l-~-;d--tr-j ~

Bild 4.4.3-9 Definition der geometrisc hen Größen

zur Bestimmung des Schirmwertes

z be i

Doppelbeugung

I~ - ' - l

I

'>.

Bild 4.4.3-10 Definition des Abstand es a zwischen Schallquelle (8) und Empfäng er (R) parallelzum Scha llschirm

254

4 Schall ausbreitung

A nm erkun g Das A bschirmmaß D Z sollte unabhängig vom betrachteten Oktavband im Falle einer Einfachbe ugung einen Wert von 20 dB und im Falle einer M ehrfachbeugu ng einen Wert von 25 dB nicht überschreite n.

Dämpfu ng - Zusätzl iche Dämpfu ngsart en Am /sc Der Term A misc umfass t die Dämpfung von Schall auf seinem Ausbreit ungsweg infolge von Bewuchs (A ro/)' I ndustriegelände (A site) und Bebauung (Aholls) ' Vorausgesetzt wird hier zur Berechnung der einzelnen D ämpfungseffekte eine gekrümmt e M itwindsituation , die näherungsweise durch einen Krei sbogen mit einem Radius von r 5000 m dargestell t wird.

=

Di e Rechenvorgaben zur Ermittlung des D ämpfungsterms für die zusätzlichen D ämpfungsart cn A misc sind nachfolgend zusammengestellt. Tabelle 4.4.3-12Zusammenstellung allerParameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermittlungsvorgaben zur Berechnung des Dämpfungsterms für zusätzliche Dämpfungsarten A mis c 2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

Dämpfungsterm fürBewuchs1}2)

dB

Tabelle 4.4.3-13

Parameter 2

A,.

3

d,

Durch den Bewuchs verlaufendeWeglänge

m

GI. 4.4.3-24

4

d,

Teilweglänge im Bereich derSchallquelle

m

5

d2

Teilweglänge im Bereich des Empfängers

m

Bild 4.4.3-12 in Verbindung mit Planungsunterl.

6

A""

Dämpfungsterm für Industriegetände3)

dB

Tabelle 4.4.3-14

Durch dieInstallationen eines Industriegebietes verlaufende Weglänge

m

Bild 4.4.3-13 in Verbindung mit Planungsunterl.

Dämpfungsterm für Bebauung4)

dB(A)

GI. 4.4.3-25

Partial-Dämpfungsterm 1

dB(A)

GI. 4.4.3-26

7

d,

8 9

A_ A_ ,

10

db

Durch die Bebauung verlaufende Wegfänge

m

GI. 4.4.3-27

11

8

Bebauungsdichte5) entlangdes Weges db

%

Planungsunterl.

dB(A)

GI. 4.4.3-28

%

Planungsunterl.

12

A-.z

13

P

Partial-Dämpfungsterm 26) Fassadendichte7}

(Fortsetzungnächste Seite)

4.4 Ermitt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2

255

1) Voraussetzung füreinen Dämpfungsbeitrag durch Bewuchs mit Bäumen und Sträuchern ist, dass der Be'NUChs sodicht ist, dass er die Sicht des Ausbfeitungswegs vollständig blockiert. 2)

Der Dämplungsterrn A'oI sollte 24 dBnicht überschreiten.

3) Der Dämpfungsterm Asile istauf 10 dBbegrenzt. 4) Der Dämpfungsterm Ahous sollte 10 dB(A) nicht überschreiten.

5) Die Bebauungsdichte ist deünert als derQuotient aus Gesamtgrundlläche derHäuser und gesamter

Baugrundfläche (also einschließlich dervon Häusem bedecktenFläche). 6)

Dieser Term kann dann angesetztwerden, wenn es eineausgeprägte Gebäudereihe inderNähe einer Straße, Eisenbahnstrecke oder ähnlichen Korridors gibt. Voraussetzung istdabei, dass dieser Term kleinerals das Einfügungsmaß eines Schallschirmes Abaranderselben Stelle mit der minieren Höhe der Gebäude ist.

7) Die Fassadendichte istdefiniertals der Quotient ausLänge

derFassaden und derGesamtlänge der Straße, Eisenbahnstrecke oder ähnlichen Korridors. Dieser Wert istbegrenzt auf max. 90%.

Bewuchs A IoI

(4.4.3-24)

df=dJ + d 2

Tabelle 4.4.3-13 Därnpfungsterrn Afol eines Oktavbandgeräusches aufgrund von Schallausbreitung über eine durch dichten Bewuchs verlaufende Weglänge df

2

3 Dämpfungsterm A,oI in dB

Bandrnitlenfrequenz in Hz

Weglänge: 10 ::; d,::; 20

2

° °

Weglänge: 20 < d,::; 2001)

3

63

4

125

5

250

0,04 . df

6

500

0,05 · df

7

1~

o~ · ~

8

~

O~ · ~

9

~

2

O~ · ~

10

8000

2

0,12 · df

0,02 · df 0,03 · df

1) Bei Weglängen über 200 m solltedas Dämpfungsmaß für 200 mverwendet werden.

256

4 Schallaushrcilung

Bild 4.4.3-11 Definition der Teilstrec ken d 1 und d2 für einen gek rümmten Schal1ausbreitungsradius von , = 5000 m durch einen dicht en Bewuchs. Die Skizze gilt sinngemäß auch für eine entsprechende Bebauung.

Industriegelände

A s fte

-- -

Bil d 4.4.3-12 Definition der Wegl änge ds für einen gekrümmten Schallausbreilungsradius von , = 5000 m durc h die Installat ionen einer Indus trieanlage

Tabelle 4.4.3-14 Dämpfungsterm Asite eines Oktavbandqeräuscbes aufgrund von Schauaus breitung über eine durch Installationen in Industrieanlagen verlaufende Weglänge d s

2 Bandmillenlrequenz

DämpfungsIerrn Asife1)

in Hz

in dB

3

63

0,02 · ds

4

125

0,03 · ds

5

250

0,04 · o,

6

500

0,05 · ds

7

1000

0,06 · ds

8

2000

0,08 · ds

9

4000

0,09 · o,

10

8000

0,12 ·ds

1) Der Dämpfungsterrn Asite iSIauf 10 dB begrenzt.

4.4 Ermitt lung von Schallimmissionen nach D1N ISO %13-2

257

Bebauu ng Ahouse

(4.4.3-25) (4.4.3-26) (4 .4.3-27)

Ahous,2 = -IO . log[1- l~]

(4.4 .3-2H)

( Beschreib ungen siehe Tab. 4.4.3-12) Meteorolog ische Korrektur Cmet De m Abcwe rtete n La ngzcir-Mirtclu ngspcgcl LA1(LT) liegt ein Ze itin tervall zugrunde. das meh rer e Monate ode r auch ein J ahr bet rägt. Ein solcher Zeitraum bei nhaltet im Regelfall eine Vielzah l unte rschiedl icher Witterungsbedingunge n. die eine Schallausbre itung begün stigen oder auch behinde rn. Zur Erfassung dieses Langze itve rhaltens wird die meteorologische Kor rektur Cmet eingef ührt. Die Rechenvorgaben zur Ermittlung der meteorologisch en Korrektur Cmet sind zusammen mit Angabe aller andere n e rfor de rliche n Paramete r und Beschreibunge n sowie Ermittlun gsvorgabe n nachfolgend zusammengestel lt.

gilt:

Cmel = 0

(4.4 .3-29)

(4.4 .3-30)

Tabelle 4.4.3-15Abschätzungen für Co

2 Beschreibung des Betrachtungsbereiches

2

Für SchaJlausbreitung günstige Wrllerungsbedingungen währendder Hälftedes betrachteten Zeitraumes und während der anderen Hälfte Dämpfungen - gegenüber den günstigen Willerungsbedingungen - um mindestens 10 dB erhöht

3

Beschränkung des Bereiches der Erfahrungswerte

4

Aegelfall

Co

in dB

+3

Obis +5

:::; +2

4 Schallau sbrcilung

258

Tabelle 4.4.3-16 Zusammenstellung allerParameter sowie ihrer Beschreibungen und Ermiltlungsvorgaben zur Berechnung der meteorologischen Korrektur Cmet

Parameter

2

C"",

2

3

4

Beschreibung

Einheit

Ermittlung nach

dB

GI. 4.4.3-29 und GI. 4.4.3-30

Meteorologische Korrektur

lokale Wetter-

3

Co

Faktor zurBerücksichtigung statistischer Daten für Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperaturgradienten

4

h,

Höhe der Schallquelle über dem Boden

m

5

h,

Höhe des Empfängers über dem Boden

m

6

d,

aufdie Bodenebene projizierter Abstand von Schallquetle zu Empfänger

m

stanonen , dB

Abschätzungen nach Tabelle 4.4.3-15

Planungsunterlagen

259

5 Bauakuslik 5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 5.1.1 Schalltransmi ssi onsgrad .(f) =p,(f) p,(f)

(5.1.1-1)

Darin sind: = frequenzabh ängiger Schalltra nsmissionsgrad T(f) p,rff) = transmitt ierte (die auf der Rückseite de s Bauteils abgest rahlte) frequenzabhängig e Schall-Leistun g in W Pe(/) = auftreffende fr equenzabhängige Schall-Leistung in W

/

/

/

"'---+ P,IQ

Pe(f)

Bild 5.1.1-1 Aufteilung der Schatteistung eines auf eine Wand auftreffenden Schallsignals mit

Pe(f) = auftreffende Schall-Leistung, pofl} = drsstpierte (in Wärme umgewandelte) Schall-leistung. pif) = reflektierte Schall-leistung und pl'} = auf der Rückseite der Wand abgestrahlte Schall-Leistung

Spricht man von der absorbierten Schall-Leistung Pa(f), so wird da runter die Summe aus dissipiertcr und transmittierter Schall-Leistung verstanden. In der Praxis ergibt sich für den Schalltransmissionsgrad T(f) ein Wertebereich von ( (r l bis 10-8, wobei kleine Werte ein günstiges und große Werte ein weniger günstiges schallschutztechnisches Verhalten der Bauteile beschreibe n.

5.1.2 Schallpegeldifferenz Die Schallpegcldifferenz zwischen zwei Räumen ergibt sich zu:

(5.1.2- 1) Da rin sind: D(f) = frequenzahhängige Schallpcgcld ifferen z in dB L p1(f) = frequenzabh ängiger mittlerer Schalldruckpcgcl im Senderaum in dB Lp](f) = Irequcnzabh. mittlerer Schalldruckpcgcl im Em pfangsrau m in dB

260

5 Bauakustik

5.1.3 Norm-Schallpegeldifferenz

Da jedoch die raum akustische Ausgestaltun g des Empfangsraumes in Form beliebiger unterschiedlicher schallabsorbierender Oberflächen Einfluss auf die Größenordnung der Schallpegeldifferenz eine s trennenden Bauteils hat, wird die frequenzabhängige Norm-Schallp egeldifferenz eingeführt.

o;( f ) = D( f) -10 .log A(f ) Ao

(5.1.3-1)

Darin sind: Dn{f} frequenzabhängige Norm-Schallpegeldifferenz in dB D(i) frequenzabhängige Schallpegeldifferenz in dB A(i) = frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche im Empfangsraum in m2 Aa Bezugs-Absorpt ionsfläche (allgemein: A a = 10 m' , bei Klassenzimmern in Schulen : A a = 25 m2) Die Norm-Schallpegeldifferenz Dn(f) kennzeichnet damit die Luftschalldämmung zwischen zwei Räumen , wobei beliebige Schallübertragungswege vorliegen können. 5.1.4 Standard-Schallpegeldifferenz

Alternativ kann die Luftschalldämmung zwischen zwei Räumen durch die frequenzabhängige Stand ard-Schallpegeldifferenz Dny(i) beschrieben werden:

DnT ( f) = D( f)+ 10·log T( f) Ta

(5.1.4-1)

Darin sind: Dny(i) = frequenzabhängige Standard-Schallpegeldifferenz in dB D(i) = frequenzabhän gige Schallpegeldifferenz in dB T(i) = frequenzabhängige Nachh allzeit im Empfangsraum in s Ta Bezugs-Nachhallzeit (Wohnräume allgemein: Ta = 0,5 s) Die Ermittlung sowohl der Norm-Schallpegeldifferenz D n als auch der Stand ardSchallpegeld ifferenz DnT erfolgt nach DIN EN ISO 140-4 [2]. 5.1.5 Schalldämm-Maß

1 R(f)= 10·logr(f) Darin sind: R(i) = frequenzabhängiges Schalldämm-M aß in dB r(i) = frequenzabhängige Schalltransmissionsgrad

(5.1.5-1)

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes

261

Im Wert ebereich des Schalltransmissionsgrades r(i) von 1O- lbis 10-8 ergeben sich dam it Schalldämm-M aße zwischen 10 und 80 dB. S A(f)

R( f) = D( f ) + 10 .log-

(5.1.5-2)

Darin sind:

R(i) D(i) A(i)

=

S

=

frequenzabhängiges Luftschalldämm-Maß in dB frequenzabhängige Schalldruckpegeldifferenz in dB frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche im Empfangsraum in m? Fläche des trennenden Bauteils in m-

5.1.6 Schachtpegeldifferenz Für den Fall, dass die Schallübertragung zwischen zwei Räumen primär über einen Schacht oder Kanal erfolgt , wird die frequenzabhängige Schachtp egeldifferen z DK(f) eingeführt. (5.1.6-1) Darin sind: DK(i) = frequenzabhängige Schachtpegeldifferenz in dB L K 1(i) = frequ enzabhängige mittle re Schallpegel in der Nähe der Schachtbzw. Kanalöffnung im Sender aum in dB L K2 (i) frequenzabhängige mittlere Schallpegel in der Nähe der Schachtbzw. Kanalöffnung im Empfangsraum in dB

/.

////

////

V

/

/

/ /

Empfangsraum LK2

/

/ / / /

/ / /

/////////////

Senderaum

Y<1

/ /

/ / /

/

/ /

/

~€

Schacht

""'<:i

1

/ /

/

A

~

1

/////////////

/ /

V V

1/

7'

/ /

1/ 1/ V

.>1/ ~

V V V

/ /

1/

V

1/

V V

~

V V

1/ V V

7'

/

1/

/

V V

/ /

1/ 1/

/

////// //

Bild 5.1.6-1 Beispiel tür eine Schachtanordnung

v

Schallüb ertragungsweg

262

5 Bauakustik

5.1.7 Schallübertragungswege Die Schallübertragung zwischen zwei Räumen erfolgt in ausgeführt en Gebäuden nicht grundsätzlich nur über das trennende Bauteil , sondern auch über flankierende Bauteile sowie optional über Rohrleitungen, Undichtigkeiten, Lüftungs anlagen etc. Vor diesem Hintergrund unt erscheidet man zwischen folgenden Begriffen: - Nebenwegübertragung. Darunter wird jede Form der Luftschallübertragung zwischen zwei aneinandergrenzenden Räumen, die nicht über die trennenden Bauteile (Trenndecke, Trennwand) erfolgt, verstanden. Dies schließt die o.g. Übertragungen durch Undichtigkeiten, Lüftungsanlagen, Rohrl eitung en und ähnliches ein. - Flankenübertragung. Diese ist der Teil der Nebenwegübe rtr agung, der ausschließlich über Bauteile, d. h. unt er Ausschluss der Übertragung durch Undichtigkeiten, Lüftung sanlagen, Rohrleitungen und ähnlichem, erfolgt. Bild 5.1.7-1 zeigt die entsprechende Flankenwege für eine biegeweiche sowie eine biegesteife Anbindung des trenn enden Bauteils (hier: Trennwand) an die flankierend en Bauteile (hier: flankierend e Wände). trennendes Bauteil

\

trennendes Bauteil

I

aJ))) ---+1---[....> Dd

Fd

Ff

---ft-il> Dd

Df biegeweiche Anbindung

biegesteife Anbindung

Bild 5.1.7-1 Angabe der unterschiedlichen Flankenwege für eine biegewe iche (kein kraftschlüssiger Verbund, beispielsweise bei Einlage weicher Zwischenlage) sowie eine biegesteife (beispielsweise bei Mörtelfuge oder einbindender Vermauerung) Anbindung des trennenden Bauteils (hier : Trennwand) an die flankierenden Bauteile (hier: flankierende Wände). Der Großbuchstabe bezeichnet dabei das schall aufnehmende (D: trennendes Bauteil , F: flankierendes Bauteil) und der Kleinbuchstabe das schallabstrahlende Bauteil (d: trennendes Bauteil, f: flankierendes Bauteil).

Bei der Ermittlung des frequenzabhängigen Schalldämm-M aßes R(f) dur ch Messung ist zu differenzieren zwischen : R(f) R'(f)

Schalldämm-M aß ohne Berücksichtigung eine r Schallübertragung über flankierende Bauteile (= Labor-Schalldämm-Maß) und Schalldämm-Maß mit Berücksichtigung einer Schallübertragung über flankierende Bauteile (= Bau-Schalldämm-Maß)

5.1.8 Bewertung des Schalldämm-Maßes Das frequenzabhängige Schalldämm-Maß R(f) bzw. R'(f) ist für viele Anwendungsfälle des Bauwesens zu unhandlich, weswegen es - ggf. unter Ermitt-

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes

263

lung vo n Spe ktru m-Anpass ungswer te n (siehe unt en) - e ntspreche nd D IN EN ISO 717-1 [6) in e ine Einzahlangabe umge rec hnet wird. Dieses geschieht du rch Ver schieben der Bezugskurve e ntspreche nd Tabelle 5. 1.8-1 in ganzza hllgc n dü -Schntrcn. wobei in den Terzmittenfreq uenzen die Summ e der Unterschre irungen der Bezugskurve du rch die Mcsskurve einen Wert von 32 d B nicht übe rschr eiten darf (wobei die Summe de r Unte rschreirun gen nat ürlich dem Gr en zwert von 32 dB möglichst nahe komm en soll). Dieser We rt entspricht bei 16 Terzmitt enfreq uen zen e ine r mitt ler en Unre rschrcit ung von 2 dB. Das bewerte te Labor -Sehalldämm-Maß R w bzw. das bewe rtete Ba u-Schalldämm-Maß R 'wen tsprich t dann dem ents prec hende n Schalldäm m-Maß der verschobe ne n Bezugskurve bei [ = 5(MJ Hz. Die Verschiebung de r Bezugskurve nach oben e ntspricht einer gegenüber dem Referen zbauteil (Vollziegelwand mit d = 25 cm, R w bzw. R'w = 52 dB ) ve rbesse rte n Ko nstru ktion, die Verschiebung nach unten eine verschlechterte Konstru ktion. Bild 5.1.8-1 gibt e in Beispiel. Tabelle 5.1.8-1 Bezugswerte de r Terzbänder und de r Oklavbänder für die l uftschalldämmung nach DIN EN ISO 717- 1 [6]

2

3 Bezugswert indS

Frequenz

2

Terzbänder

3

100

33

4

125

36

5

160

39

6

200

42

7

250

45

8

315

48

9

400

51

10

500

52

11

630

53

12

800

54

13

1000

55

14

1250

56

15

1600

56

16

2000

56

17

2500

56

18

3150

56

Oktavbänder

36

45

52

55

56

5 Bau akustik

264 70

r--r-----,------r-----.,.-----r------,

Messkurve Ri(f)

60 Bezugskurve R Bezug

ungünsti

50 -

40

I I I I I I I I I I I

33 30 L-J---+--+-----'---+-----,----L---+-----,---'-----+------,-'------c-----' 250 100 125 15001 1000 2000 3150 TerzmiUelfrequenzen

fm in Hz

Bild 5.1.8-1 Beispiel für die Ermittlung des bewerteten Luftschalldämm-Maßes Rw bzw. R'w' Im Beispiel wird die Bezugskurve um + 6 dB verschoben. Es ergibt sich mithin ein bewertetes Luftschalld ämm-Maß von Rw bzw. R'w =58 dB.

5.1.9 Spektrum-Anpassung Bei der Ermittlung des bewertet en Luftsch alld ämm-Maßes können zwangsläufig nicht alle in der Realität auftretende n Emissionspektren als Scha llsignal zugrun dege legt wer den . In DIN EN ISO 717-1 [6] wurden daher soge nannte Spektru m-An pass ungswer te C un d Ctr eingeführt, um diese Eigenarten unterschiedlicher Geräuschs pek tren zu berücksichtigen (wie zum Beispiel zwischen dem Rosa R auschen und Straßenlärm) und um außerdem Schalldä mmkurven mit einem sehr niedrigen Wert in einem einzelne n Frequenzband zu erfasse n. Die Anwendung der Spek trums-An pa ssungswerte ist von der Ar t der Geräuschque lle abhängig, vgl. Tabe lle 5.1.9-1. Die Spektr um-Anpassungswer te wer de n nicht mit in die Einzahlangabe der Schalldämm -Maße oder Norm-Schallpegeldifferenzen aufgenommen, sondern als separate Anga ben ergänzt (Beispiel: R'w (e; Ctr) = 53 (-1; -4) dB) . Hin tergru nd dieser Vorgehensweise ist, zum einen die Kontinu ität mit dem Bezugskurven-System zu siche rn und zum anderen die Gefahr einer Verwechslung von versc hiedenen Einza hlangaben in etwa der gleichen Grö ßenor dnung zu vermei de n. Zudem haben Vergleichsmessun gen gezeigt, dass die Vergleichb ark eit der Einzahlangaben auf der Basis der Bezugskurven etwa s besser ist.

5.1 Grundl agen des Luftsch allschutzes

265

Binza hlanga ben (R'W' C; C rr) we rd en nu r au s 'Ic rzband-Mcsscrgcbnis scn be rec hne t. Die Bezugswerte in O ktavbändern dü rfen nu r zu m Ve rgleic h mit Ergebnissen von Messungen in O ktavbändern verw endet wer den. Tabelle 5.1.9-1 Relevante Spektrum-Anpass ungswerte C und Crr'ür unterschiedlichen Ge räuschquellen nach DIN EN ISO 717-1 [6J

2 Geräuschquelle

2

Rosa Rauschen WQhnaktivitäten (Reden, Musik, Radio, Fernsehgerät) Kinderspielen Schienenverkehr mit mittlerer undhoher Geschwindigkeit1) Autobahnverkehr mit v > 80krn/h Düsenflugzeuge inkleinem Abstand Betriebe, die überwiegend mittel- und hochfrequenten Lärm abstrahlen1)

3

Städtischer Straßenverkehr Schienenverkehr mit geringer Geschwindigkeit1) Propellerflugzeug Düsenflugzeug in großem Abstand Discomusik Betriebe, die überwiegend tief- und mittelfrequenten Lärm abstrahlen

Relevanter Spektnm-Anpassunpswert

C (Spektrum 1)

CI'

(Spektrum2)

l l ln mehreren europäischen Ländernbestehen Pechenvertanren fürStraßen- und Schienenverkehrsgeräusche, welche Oktavbandschallpegel festlegen; diese köonen zum Vergleich mit den Spektren 1und 2herangezogen werden.

Die An gab e von Anforderungen kann sowohl mit den Einzahl an gabe n (z.B. er! R 'w ode r er! DnT,w) ode r aber a uch a ls Summe dieses Wertes und des zut reffe nde n Spc krrurn -Anpa ssungswe rtcs e rfolgen:

(5.1.9-1) (5.1.9-2) Da rin sind: XA, I XA, 2

Xw

C Cl,

=

Einzahlangab e Luftschalld ämm-Maß (Spektrum 1) in dB Ei nzahlangab e Luftschalldämm -Maß (Spe ktrum 2) in d B steht für die Einzahlangabe des e rfor de rlichen Labo r- (er!. R w )' Bau-Sch alldämm-Maßes (er! R 'w), Norm -Schallpegeldifferen z (er! Dn,w) oder der Standard-Schallpegeldiffere nz (cr! DnT,w) = Spektrum-Anpassun gswe rt (Spe ktrum I) = Spe kt rum-Anpas sungswert (Spe ktru m 2) = =

266

5 Bauakustik

Tabelle 5.1.9-2 Schaltpegel des Spektrums 1 zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte C (Standardbereich und erweiterter Frequenzbereich)

2

2

Frequenz i in Hz

3

,

5

6

Schaltpegel Lij (Spektrum 1) in dB Standardbereich

sobis 3150 Hz

(Ci

"""sol

50bzw. 100 bis 5000 Hz

(C5().5000 bzw. Cf(X}-sooO

(C

Oktav

Terz

,

50

-40

5

63

-36

6

80

-33

-34

7

100

-29

-29

-30

8

125

-26

9

160

-23

-23

-2'

10

200

-21

-21

-22

11

250

-19

12

315

-17

-17

-18

13

400

-15

-15

-16

14

500

-13

15

630

-12

-1 2

-13

16

800

-11

-11

-12

17

1000

-10

18

1250

-9

-9

-10

19

1500

-9

-9

-10

20

2000

-9

21

2500

-9

-9

-10

22

3150

-9

-9

-10

23

4000

-10

2'

5000

-10

Terz

3

7

Oktav

-21

-14

-8

-5

-,

Terz

-26

-19

-13

-10

-9

Oktav

-41

-31

-21

-14

-8

-5

-,

-37

-27

-20

-14

-11

-10

-32

-22

-15

-9

-6

-5

-5

Wenn Messungen für einen erweite rten Frequenzbere ich durchgefüh rt we rden , könncn zusätzliche Spekt rum-An pass ungswerte für diesen Frequenzbereich berechn et und angegeben we rden. Der entsprechende Freque nzbereich ist dann im Index vo n Codcr e lf anzugehen (Beispie l: R 'w (c; C1r c..i D--SCXXP C tr,5o.-5(X){)) = 53 (- 1; -4; 0; -5) dB.

5.1 Grundl agen des Luftschallschutzes

267

Die entsprechenden Schallpegelspektre n zur Berechnung der Spektrum-A npassungswerte sind für den bauakustisch üblichen sowie für erweiterte Frequenzbereiche in den Tabellen 5. 1.9-2 ( Spektrum 1) und 5. 1.9-3 (Spektrum 2) zusammengestellt. Tabelle 5.1.9-3 Schaltpegel des Spektrums 2 zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte Cf' (Standardbereich und beliebiger Frequenzbereich)

2

3

4

5

Schallpegel Lq (Spektrum 2) indB

2

Frequenz i in Hz

Standardbereich

beliebiger Bereich

( C~

(Cu".,,)

Terz

3

Oktav

Terz

4

50

-25

5

63

-23

6

80

-2 1

7

100

-20

8

125

-20

9

180

-1 8

-1 8

10

200

-16

-16

11

250

-15

12

315

-14

-14

13

400

-1 3

-13

14

500

-12

15

630

-11

-11

16

800

-9

-9

17

1000

-8

18

1250

-9

-9

19

1800

-1 0

-1 0

20

2DOO

-11

21

2500

-13

-13

22

3150

-15

-15

23

4000

-16

24

5000

-18

Oktav

-1 8

-20 -14

-10

-7

-4

-6

-20

-15

-1 2

-8

-11

-14

-10

-7

-4

-6

-11

268

5 Bauakustik

Die Ermittlung der Spektrum-Anpassungswerte Cund Ctr berechnet sich wie folgt: C j =XAj-Xw

(5.1.9-3)

(5.1.9-4) Darin sind: q = Spektrum-Anpassungswert = Index für die Schallspektren 1 (j = t) und 2 U= tr) j 1 Index für die Terz- oder Oktavbänder Xw = Einzahlangabe des bewerteten Labor- (R w) oder Bau-Schalldämm-Maßes (R'w), der Norm-Schallpegeldifferenz (D n,w) oder der Standard-Schallpegeldifferenz (DnT,w) A-bewertete Schalldruckpegeldifferenzen für das Spektrum j in dB(A) Schallpegel nach Tabelle 5.1.9-2 bzw. 5.1.9-3 bei der Frequenz i für das Spektrumj Xi = frequenzabhängiges Labor- (R) oder Bau-Schalldämm-Maß (R'), NormSchallpegeldifferenz (Dn ) oder Standard-Schallpegeldifferenz (D nT ) 5.1.10 Schalldämmung zusammengesetzter Flächen Der Rechenwert des resultierenden bewerteten Luftschalldämm-Maßes eines sich aus verscheidenen Einzelbauteilen zusammensetzenden Außenbauteils unter Berücksichtigung von Nebenwegübertragungen (Bau-Randbedingungen) wird nach GI. 5.1.10-1 berechnet, wobei in Abhängigkeit der einzelnen vorliegenden Messergebnisse auch der Rechenwert des Laborschalldämm-Maßes R w,R (ohne Nebenwegübertragung, Z.B. für Fenster, Türen, Rolladenkästen) angesetzt werden kann. Die erforderlichen Rechenwerte sind den Ausführungen des Abschnittes 5.5 oder den Produktbeschreibungen (bzw. den dazugehörigen Prüfzeugnissen) der einzelnen Elementanbieter zu entnehmen. 1 ~ 50 ·10-{),l.R'.~Ri R 'w, R ,res = -10'[000 ' , n I S . .L..i [ ges i=l

Darin sind: R'w,R,res Si Sges

R'w,R,i n

= = =

J

(5.1.10-1)

resultierendes bewertetes Luftschalldämm-Maß in dB Einzelfläche in rn? Gesamtfläche in m- (Summe aller Einzelflächen) bewertetes Luftschalldämm-Maß des Einzelbauteils in dB Anzahl der Einzelbauteile

5.1 Grundlagen des Luft schallschut zes

269

5.1.11 Schalldämmung eines Bauelements Ist zur Kenn zeichnung der Luftschalld ämmung eines Bauelem ent es (z.B. bei Rolladen kästen) die aus Messungen im Prüfstand sich ergebende bewertete Norm-Schallpegeldifferenz bekannt, läßt sich dar aus der Re chenwert de s bewerteten Schalld ämm-M aßes berechn en.

R w R = Dn w P -lO·log ,

, ,

Ao

Spr

-2dB

(5.1.11-1)

D arin sind: Rw,R

D n w.P A a"

=

SPrü

- 2dB

Rechenwert des bewerteten Luftschalld ämm-Maßes in dB bewertet e Norm-Sch allpegeldiffer enz in dB Bezugsabsorptionfläche = 10 mPr üffläche in mVorhaltemaß

Die bewertet e Norm-Schallpegeldiffer enz Dn,w,p ändert sich mit Ver änd erung der geomet rischen Abmessungen (z.B. bewirkt die Verdopplung der Länge eines Rolladen kasten s die Verminderung von D n,w,P um 3 dB) . Zur prinzipiellen Beschreibung unterschiedlicher Konstruktionen oder Systeme ist dieser Wert dah er nicht geeignet. 5.1.12 BERG ERsches Massegesetz Das BERGERsche Massege setz beschreibt die Abh ängigkeit des Schalldämm-Maße s von der Flächenmasse und der Frequenz:

R = lO 'lOg[l

+(7('PLf ,cL ·m ' .cos tJ) 2]

m'=p ·d

(5.1.12-1)

(5.1.12-2)

D arin sind: R = Schalldämm-Maß in dB f Freque nz in Hz m ' = flächenbezogene Masse in kg/m? PL Rohdichte der Luft (PL = 1,25 kg/rrr')
5 Bauakustik

270

- Eine Erhöhung der Frequ enz um eine Okt ave (dies entspricht einer Verdoppelung der Frequenz) erhöht das Schalldämm-Maß R um + 6 dB. - Bei streifendem Schalleinfall (~90° bedeut et cos.9-.+0) sinkt das SchalldämmMaß R stark ab. - Bei senkrechtem Schalleinfall (~OO bedeutet coss-» 1) erreicht das SchalldämmMaß R seinen Maximalwert . 60

i

m 50 u .~

a

l:l::: ~

co 2,

co

s:

b

30

-

CI) (/)

Q)

Q)

,

,c

o

Q) t

a'

40

E E :co

::!2

I

I

20

?:'Q):

.0

10

1

2345678910

20

30 4050

70 100

flächenbezogene Masse m' in kg/m

2

200 300

500 700

- .

Bild 5.1.12-1 Abhängigkeit des bewerteten Schalldämm-Maßes R'w von der flächenbezogenen Masse m'. Die dargestellten Kurven gelten für massive Bauteile aus Mauerwerk/Beton mit flankierenden Bauteilen einer flächenbezogenen Masse von etwa 400 kg/m 2 (Kurve a), für Rechenwerte nach DIN 4109 Bbl, 1 [17) mit flankierenden Bauteilen einer flächenbezogenen Masse von etwa 300 kg/m 2 (Kurve a'), für Bauteile aus Holzwerkstoffen (Kurve b), für biegeweiche Platten aus Bleiblech , Gummi oder Stahl bis 2 mm Dicke (Kurve c)

Unter üblichen baupraktischen Randbedingungen wird sich jedoch ein meh r oder weniger diffuses Schallfeld ausbilden, bei dem aufgrund der geometrischen Gegebenheiten der betrachteten Räum e (deutliche Beschränkun gen der Raum abmessungen) der streifende Schalleinfall von untergeordneter Bedeutung sein wird. Damit läßt sich das Bergersehe Massegesetz vereinfachend reduzieren:

R = 20 ·log(f·m?-47 Darin sind: R Schalldämm-Maß in dB f Frequenz in Hz m ' = flächenb ezogene Masse in kg/m?

(5.1.12-3)

5.] Grundlagen des Luftschallschutzes

27 1

5.1.13 Einschalige Bauteile Unter cinschaligcn Bauteilen werd en diejenigen Bauteile verstanden , die "als Ganzes" schwingen. Sie bestehen aus einem einheitlichen Material oder aus mehreren Schichten unterschiedliche r, jed och bezüglich ihre schalltechnischen Eigen schaften verwandter Materialien, die fest miteinander verbunden sind (z.B. Mauerwerk mit Putzschichtcn].

Verbesserung

e: ur

o

'"wm

-

__ -- --

_ Steigung m = 6 dB / Oktave nach Berge r

f in Hz Bild 5.1.13-1 Charakte ristischer Verlauf des Luftschalldämm-Maßes Reines eioscnanqen Baute ils als Funktion der Frequenz im Bereich des bauakustisch relevanten Bereiches mit 'g als Koinzidenzgrenzfrequnz

Koinzidenzfrequenz Im Bereich sogenannte r Koinzidenz- oder auch Spuranpassungsfrequenzen tr itt eine Verschlechte rung gegenüber den Rechenwerten nach dem Bergcrsehen Massegesetz ein. Als Koinziden z- od er auch Spuranpassungsfrequenzen werde n diejenigen Frequenzen bezeichnet, bei der die Wellenlänge der Spur der einwirkenden Welle AL' (die Spur eine r Welle ist ihre Projektion auf eine Projektionsebene) einer schräg auf eine Platt e tr effende Schallwelle (Wellenlänge Ad mit der Wellenlänge der freien Biegewalle dieser Platt e AR übereinstimmt, v~l . dazu Bild 5.1.13 2. 4

/

!'"

/

/

"

/

§ "~I

e.

_, /

Spurdereinwirkende Sch3Hwellj:;,...

:~::uons-1s-- l::1cjoo~:&t:

--~ /

-- -

I

--

/

Ausgangslage

~~,~\-

/

Bild 5.1.13-2 Prinzipdars lellung de s Koinzidenz- oder auch Spuranpassungseffektes (Bezeichnungen siehe weiter unten)

272

5 Bauakustik

Bei dieser Spuranpassung überlagern sich die Wellen maximal, d.h. die Platte schwingt mit höchster Amplitude, was zu einer deutlichen Erhöhung der Schalldurchgängigkeit in diesem Frequenzbereich und damit zu einer Verschlechterung der Schalldämmeigenschaften der Platte führt ("Dämmloch"). Oberhalb dieser Frequenz tritt eine Verbesserung der Schalldämmeigenschaften gegenüber BERGER ein . Aus diesem Grunde sollte die Koinzidenzgrenzfrequenz fg unterhalb der Untergrenze des bauakustisch relevanten Bereiches (also unterhalb von 100 Hz) liegen. Diese Koinzidenz- oder auch Spuranpassungsfrequenzen lassen sich für ein Bauteil in Abhängigkeit seiner Bauteileigenschaften und des Schalleinfallswinkels ermitteln: 2

cL

I): =

B'=

2·,. ·sin 2 tJ

~'

(5.1.13-1)

. -

B'

EDy ·d 3 n

(5.1.13-2)

12·(1-Jl 2 )

Darin sind : fK = Koinzidenz- oder Spuranpassungsfrequenz in Hz cL = Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) /} = Schalleinfallswinkels in m' = flächen bezogene Masse in kg/m' B' = Biegesteifigkeit einer Platte bezogen auf ihre Breite in MNm (= kg·m2/s2) d = Plattendicke in m EDyn = dynamischer Elastizitätsmodul in MN/m 2 J.l = Poissonsche Querkonstraktionszahl 0

Koinzidenzgrenzfrequenz Die niedrigste Frequenz, bei der dieser Effekt auftritt, wird als Koinzidenzgrenzfrequenz (oder auch Grenzfrequenz oder Spuranpassungsgrenzfrequenz) bezeichnet, sie tritt auf bei streifendem Schalleinfall (~90° ergibt sin2~ 1).

fg =

c2

{m'

2~" ·VW

Darin fg = cL = m' B' =

(5.1.13-3)

sind: Koinzidenzgrenz- oder Spuranpassungsgrenzfrequenz in Hz Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) flächenbezogene Masse in kg/m' Biegesteifigkeit einer Platte bezogen auf ihre Breite in MNm (=kg·m2/s2)

Für die in der Praxis verwendeten Baustoffe kann vereinfachend die Poissonsche Querkontraktionszahl zu f.l=0,35 angesetzt werden. Zusammen mit cL = 340 m/s ergibt sich dann ein vereinfachter Berechnungsansatz:

273

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes

(5 .1.13-4) Darin sind: fg d p EDyn

= = = =

Koin zidenzgrenz- oder Spuranpassungsgrcn zfrcqucnz in Hz Dicke in m Rohdichte in kg/rn' dynamischer Elastizitätsmodul in MN/rnl (1 MN/ml = I N/mml = Hf Pa)

Die Differenzierung zwischen biegeweichen und blegestelfen Bauteilen erfolgt anhand der Koinzidenzgrenzfrequenz fg : biegeweich = Bauteile mit fg > 200n Hz biegesteif Bauteile mit fg '5. 2000 Hz ~

Tabelle 5.1.13-1 Dynamischer Elastizitätsmodul verschiedener Baustoffe (36], [37]

Baustoff

2

3

Rohdichte P in kg/m3

Elastizitätsmodul in MN/ni (= N/mni)

E..

2

Stahl

7800

200000

3

Beton

2300

25000

4

Gasbeton

500·1000

500-4000

5

Gipskarton

950

3300

6

Glas

2500

60000·70000

7

Holzspanplatte

650

4500

8

Holzwotleleichtbauplatten

600·700

100-200

9

Mineralfaserplatlen

80-130

0,15-0,4

60-80

0,13-0,16

130·160

1300·1600

15-20

2·4

10 Mineralfaserfilze 11

Schaumglas

12 Poystyrol-Hartschaum 13 gewalkter PS-Hartschaum

0,6·0,8

14 Gummi hart

11 00

2300

15 Gummi Sh A40(Naturkautschuk)

1000

5

230·280

15·25

16 Naturkork

274

5 Bauakustik

Eigenfrequenz Im Rahmen der in der Praxis relevanten Raumabmessungen tr eten unt erhalb des bauakustisch relevante n Bereiches (d.h. im Bereich L« 100 Hz) zusätzliche Effekte auf, die das Schalld ämmverhalten einschaliger Baut eile verschlechte rn. Es handelt sich dabei um Eigenschwingungen von plattenförm igen einschaligen Baut eile (Trenn wänd e, ggf. auch Trenndecken). Die se Eigenfrequenzen lassen sich für ebene, an den Rändern linienförm ig gelagerte Platt en wie folgt ber echn en :

(5.1.13-5) D arin fn m' B' = a = b

sind: Eigenfrequenzen in Hz flächenbezogene Masse in kg/m? Biegesteifigkeit eine r Platte bezogen auf ihre Breite in MNm (=kg·m2j s2) Abmessung a der Platte in m Abm essung b der Platte in m nx natürl iche ganze Zahl en ny = natürliche ganze Z ahlen

Die stärkste Redu zierung de r Luftschalldämmung eines trennenden Baut eils tritt dann bei n x = ny = 1, d. h. bei der er sten Eigenfrequenz f1,1 (Grundfrequ enz) auf. 5.1.14 Mehrschalige Bauteile

Unt er mehrschaligen Baut eile verste ht man Baut eile, die aus mehrer en Schalen, die nicht starr, sondern durch geeignete Dämmstoffe (hierunter fallen hier auch Luftschichten) federnd mitein ander verbunden sind.

H a

Bild 5.1.14-1 Schwingungssystem eines zweischaligen Bauteils , bestehend aus Massen m', und m2 der zwei Schalen im Abstand a und einer Feder mit der dynamische Steifigkeit e'

Den char akt eristischen Verlauf des Luftschalldämm-M aßes R eines meh rschaligen Bauteils als Funktion der Frequenz im Bereich des bauakustische relevanten Bere iches (100 Hz :::; f:::; 3150 Hz) zeigt Bild 5.1.14-2. Die da rgestellte Kurve weist deutl iche Abweichungen vom theoretischen Verh alten nach Berger auf: -

Verschlecht erungen tr eten im Bereich der Eigenfrequenz f(} bei den Koinzidenzgrenzfrequenzen f gl der einzelnen Schalen sowie optional durch die Ausbildung ste hender Wellen im Schalenzwischenraum (Hohlraumresonanzen) auf.

5.1 Grundlagen des Luft schallschutzes

275

Verbesserungen mit einem L1R = 12 dB/Oktave (Steigung der fre quenzabhängigen Schalldä mmkurve m = 18 dß/Oktave) treten im Bereich zwischen Re sonan zfrequenz und Koinzidenzgrenzfrequenz der erste n Schale auf.

-

Cl

rn

-...

C :J

"0

.E: Cl:::

Q)

0

s: c o 0 ~ > ~ o Q) (/),2)

0:::

UJ C)

0:::

<Einbrüche infolge von fg\ fg2 , fsw1

Verbesserung

~

I I I I I I

(j).E

UJ

>

m

.E:

1....... :_Steigung m=6 dB/Oktave I nach Berger I I I I I I I I I I I I

'I

f in Hz Bild 5.1.14-2 Frequenzabhängiger Verlauf des Luftschalldämm-Maßes R bzw. R' für schalltechn isch zwe ischalige Bauteile. Der entsprechende Anst ieg (Ste igung der gestrichelten ist die Resonanzfrequenz des mehrschaligen Linie) beträgt nach Be~er 6 dB je Oktave, und 2 sind die Koinzidenzgrenzfrequenzen der Schalen 1 und 2, Systems (Bauteils), 1 fsw ist die Frequenz bei Ausbildung der ersten stehenden Welle einer nichtbedämpften Luftzwischenschicht der Dicke a (Hohlraumresonanzfrequenzen)

'o

'a

to

Dynamische Steifigkeit Die Re son anzeigenschaften mehrschaliger Systeme werden im Baubereich im Wesentlichen von der Feders te ifigkeit des Scheibenzwischenraum s (dynamische Steifigkeit) bestimmt. Un günst ig wirken sich steife Mater ialen (hoher dynam ischer E-Modul und/ oder geringe Schalen abstände) aus.

s '= EDyn

(5.1.14-1)

d

Darin sind: = dynamische Steifigkeit in MN /m 3 s' EDyn = dynamische r Elastizitätsmodul in MN/m 2 d Dicke der Dämmsch icht in m Auch Schalenzwischenräume ohne Füllma terial (also mit einer Luftschicht als Feder) wirken ungün stig (nicht nur aus Gründen der Re sonanz); hier sollte eine lose einzubringen de Hohlraum bed ämpfung mit r z 5 kN 's/m 4 vorgesehen werden. Für diesen Fall errechne t sich die dynamische Steifigkeit der hohlraumbed ämpften Luftschicht übers chlägig:

(5.1.14-2) Dicke der Luftzwischenraumes in cm

5 Bauakustik

276

Reson anzfrequenz Die Resona nzfreq uenz ein es zwcis ch aligc n Systems b erechnet sic h wie fo lgt:

1000

10 = -

(5. 1.14-3)

'

2·,

Dar in sind: Fa = Eigenfrequenz in Hz = dynam ische Steifig keit in MN/m-' m/ = flächenbezogen e Masse de r Schale 2 in kg/mmi = flächenbezogen e Masse de r Schale I in kg/m'

s

Tabell e 5.1.14-1 Resonanzf requenz '" zweischalige r Konstr uktionen n. DIN 4109 Sbl. 2 120)

Ausfüllung des

Zwischenraums

2

3

Doppelwand aus zwei gleich schweren biegeweichen Schalen

leichte biegeweiche Vorsatzschale vor schwerem Bauteil

m'

!~ ~

2

I

3

Luftschicht mit schallschluckender Einlage (r z 5 kN·s!m 4 )

Dämmschichimit 4

beiden Schalen vollflächig verbunden

111'

m'

o

I

85

10 = - "Jm~ a

g

10 = 225· -

m'

60 10 = - -

.Jm '·Q

g

10 =160 · -

m'

Stehende Welle n Wird der Hoh lraum zwischen den Schalen nicht bcd ämpft (also mit einer Luftschicht als Fed e r), so bild en sich ste he nde wellen aus. Unter stehe nden Wellen ve rste ht man Wellen , de ren Schwingungsm axime au f den Schalenobe rfläc hen liegen. Das bed eute t, da ss in diesem Fall de r Schalenabstand e ine m ganzza hligen Vielfachen de r Wellen länge A. des übe rtrage ne n Sch allsignals e ntspr icht. Die Freque nzen diese r ste he nde n Wellen (Ilohlra umres on.anzrreq uenzell) lassen sich wie folgt berechnen:

,n "'n .

ssw

CL

2 .d

(5.1.14-4)

Da rin sind:

f::V

n cL

d

'"

Freq uenz der ste he nde n Welle (Hoh fraumrcsonanztrcqucnzcn) in Hz = natürliche ganze Zahl = Schallgeschwind igkeit in Luft ( CL = 340 rn/s) = Schalen abstand in m

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes

277

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes 5.2.1 Schallübertragungswege

Die Schallübert ragung zwischen zwei Räumen erfolgt in ausgeführt en Gebäuden nicht nur über das trenn ende Bauteil , sondern auch über flankierend e Bauteile sowie über Rohrl eitung en, Und ichtigkeiten , Lüftungsanlagen etc. Die Nebenweg-Übert ragung bei Trittschallanregung längs der angrenzenden, flankierend en Bauteile (Flank enüb ertragung) tritt gegenüber der direkten Schallabstrahlung insbesondere bei De cken mit untergehängter, biegeweicher Schale in Er scheinung. Bild 5.2.1-1 zeigt beispielhaft mögliche Wege des Körp erschalls in einem Gebäude nach Trittschallanregung einer Trenndecke.

Df

<J-T7t--i> Df Df

Bild 5.2.1-1 Beispielhafte Darstellung möglicher Wege des Körperschalls in einem Gebäude nach Triltschallanregung einer Trenndecke

5.2.2 Trittschallpegel

Der frequenzabhängige Trittschallpegel als mittlerer Schalldruckpegel in einem Terzband im Empfangsraum bei Anre gung der geprüften Decke von einem Norm-Hammerwerk wird auf der Basis von mindestens vier Messergebnissen ermitte lt: (5.2.2-1) Darin sind: Lj(f) = frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsra um in dB n natürl iche ganze Zahl j 1 bis n (Meßstellen) L/f) = Messwert des frequenzabhängigen Trittschallpegels am Ort j in dB 5.2.3 Norm-Trittschallpegel

Da jedoch auch die raumakustische Ausgestaltung des Empfangsraumes in Form beliebiger unte rschiedlicher schallabsorbierender Oberfl ächen Einfluss auf die Größen ordnung des Trittschallpegels eines trenn enden Bauteils hat (eine Änderung der Schall-

278

5 Bauakustik

absorptionsfläche im Empfangsraum verändert den dort ermitte lten Trittschallpegel und damit scheinbar die Schallschutzqualität des trennenden Bauteil s, ohne dass dieses selbst verändert wird), wird der frequenzabhänige Norm-Trittschallpegel eingeführt:

L ~(f) = Li(f) +lO ·Zog A!fo)

(5.2 .3-1)

Darin sind: L'n(f) = frequenzabhäniger Norm-Trittschallpegel in dB L/f) frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum, wenn die trennende De cke von einem Norm-Hammerwe rk angeregt wird, in dB A(f) = frequ enzabhängige äquivalente Absorptionsfläche im Empfangsraum in m2 Aa = Bezugsabsorptionfläche (für Wohn- und Arbeitsräume : A a = 10 m-) 5.2.4 Standard-Trittschallpegel

Altern ativ kann die Trittschalldämmung eines Trennelementes (in der Regel Trenndecke oder -treppe) zwischen zwei Räumen durch den frequenzabhängigen Stand ardTrittschallpegel beschrieben werden:

, T(f) L nT(f) = Ldf)-lO ·Zog-Ta

(5.2.4-1)

Darin sind: L'nr(f) = frequenzabhäniger Standard-Trittschallpegel in dB L/f) frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum, wenn die trenn ende De cke von einem Norm-Hammerwe rk angeregt wird, in dB T(f) = frequ enzabhängige Nachhallzeit im Empfangsraum in s Ta Bezugs-Nachhallzeit (für Wohn- und Arbeitsräume: Ta = 0,5 s) Die Ermittlung sowohl des Norm-Trittschallpegels L'n als auch des Standa rd-Trittschallpegels L'n T erfolgt in Gebäud en nach DIN EN ISO 140-7 [4]. 5.2.5 Trittschallminderung

Die frequenzabhängige Trittschallminderung (Verbesserun g des Trittschallschutzes eines trennenden Baut eils durch Anordnung einer Deckenauflage) wird mit den NormTrittschallpegeln vor und nach der Maßnahme ermittelt.

t1L '( f) = L ~O( f )-L ~ 1( f)

(5.2.5-1)

Darin sind: AL'(f) frequenzabhängige Trittschallmind erung in dB L'na(f) frequenzabhängiger Norm-Trittschallpegel im Empfangsraum, gemessen ohne Deckenauflage in dB L'nl(f) frequenzabhängiger Norm-Trittschallpegel im Empfangsraum, gemessen mit Deckenauflage in dB

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes

279

5.2.6 Bewertung des Norm-Trittschallpegels

Der frequenzabhängige Norm-Trittschallpegel L'n(f) ist für viele Anwendun gsfälle des Bauwesens zu unhandlich, weswegen er - ggf. unter Ermittlung von Spektrum-Anpassungswerten (siehe unten) - entsprechend DIN EN ISO 717-2 [7] in eine Einzahlangabe umgerechnet wird. Dieses geschieht durch Verschieben der Bezugskurve entsprechend Tabelle 5.2.6-1 in ganzzahligen dB-Schritten, wobei in den Terzmittenfrequenzen die Summe der Überschreitungen der Bezugskurve durch die Messkurve einen Wert von 32 dB nicht überschreitet darf (wobei die Summe der Übe rschreitung natürl ich dem Grenzwert von 32 dB möglichst nahekommen soll). Dieser Wert entspricht bei 16 Terzmittenfrequ enzen einer mittleren Überschreitung von 2 dB. Der bewert ete NormTrittschallpegel L'n,w entspricht dann dem entspre chenden Norm-Trittschallpegel der verschobenen Bezugskurve bei f = 500 Hz. Die Verschiebung der Bezugskurve nach unten entspricht einer gegenüb er dem Referen zbauteil verbesserten Konstruktion, die Verschiebung nach oben mithin dem Gegenteil. Bild 5.2.6-1 gibt ein Beispiel. 70 r - l - ----,----,-----,--------,----,

rn

60

"0

.s e

-J

;: N

.c

e

-J

50

Gi

Cl Q)

.Q.

rn s:

o ~

40

~

E 0

z

30

20 '--'------1--t----'---+--+---'--+--+---'--+--+--'--+__' 100 125 250 Terzbandmitten-Frequenzen

fm in Hz

Bild 5.2.6-1 Beispiel für die Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels L'n IV" Im Beispiel wird die Bezugskurve um -10 dB verschoben. Es ergibt sich mithin ein bewerteter Norm-Trittschallpegel L'n,w =50 dB.

2XO

5 Bauakustik

Tabelle 5.2.6-1 Bezugswerte der Terzbänder und der Oktavbänder für die Trittschalldämmung nach DIN EN ISO 717-2 (7)

2 Frequenz

3 Bezugswert indB

2

in Hz

Terzbänder

3

100

62

4

125

62

5

160

62

6

200

62

7

250

62

8

315

62

9

400

61

10

500

60

11

630

59

12

800

58

13

1000

57

14

1260

54

15

1600

51

16

2000

48

17

2500

45

18

31 50

42

Oktavbänder

67

67

65

62

49

5.2.7 Spektrum-Anpassung

Der Spektru m-Anpassungswert ist so festgelegt, dass sich für massive Decken mit wirkungsvollen Deckenauflagen ein Wert von Cr= 0 dB erg ibt. Für Holzbalkendecken mit den typischen tieffrequenten Spitzen nimmt er positive Werte an, für Betondecken mit weniger wirkungsvollen Deckenaufl agen (oder ggf. auch ganz ohn e Dcckcnaufl agcn) liegt er im Bereich -15 =::; s 0 dB.

er

Um die o.g. Einflüsse bei besonderen An forderungen berü cksichtigen zu können. können diese als Summe (L'n,w + Cl) angegeben werden. Der Spcktrum-Anpassungswert Cl erre chnet sich wie folgt:

(5.2.7- 1) (5.2.7-2)

5.3 Anforderungen an den Schallschut z k L' = 10·[ ~ 100,J.L ~.i n.sum og ~

281

(5.2.7-3)

i= l

L' T

n ,sum

k = 10 '/00 ~ 100,J.L~T,i 0 ~

(5.2.7-4)

i=l

Darin sind: Cl Spektrum-Anpassungswert in dB L' n,w = bewerteter Norm-Trittschallpegel in dB L'nT,w bewertet er Standard-Trittschallp egel in dB k k Mittenfrequ enzen L'n,sum = energeti sche Add ition für k Frequenzbände r L'nT,sum= energetische Addition für k Frequenzbänder L'n,i Norm-Trittschallpegel in dB L'nT,i = Stand ard-Trittsch allpegel in dB Der Spektrum-Anpassungswert wird auf eine Stelle hinter dem Komm a berechn et und dann wie folgt auf ganze De zibel gerundet: aus +xy,5 wird gerundet xy+ 1, aus -xy,5 wird gerundet -xy. Berechnungen des Spektrum-Anpassungswertes können auch zusätzlich für einen erweiterten Frequenzbereich (einschließlich 50 Hz - 63 Hz - 80 Hz) durchg eführt werden. In diesem Fall ist der Wert dann durch Angabe des betrachteten Bereiches entspre chend zu kenn zeichnen, z.B. als Q,50-250(}

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 5.3.1 Allgemeines Um spätere Auseinandersetzungen über den geschuldeten Schallschut z zu vermeiden, ist es äußerst rat sam, die gewünscht e Schallschutzstufe expressis verbis zu vereinbaren, vgl. auch [11]. Vor diesem Hintergrund ist auch zu bed enken, dass eine Beschreibung des Bauobj ektes (z.B. in der Präambel von Baub eschreibungen) als "gehobene" , "zeitgem äße" oder ähnliche Bauweise bereits die Schuldung eines erhöhte n Schallschutz beinhalten. Besondere Bedeutung erfährt die Festlegung der Anforderung weite r durch die aktuell mehrschichtig vorliegend en Regelwerke , vgl. Tab. 5.3.1-1. Insbesondere hinsichtlich der Verwendung der DIN E 4109-1 [15] ist eine besond ere Anwendungsvereinbarung erforde rlich, da dieser Norm -Entwurf aktu ell der Öffentl ichkeit zur Prüfung und Stellungn ahme vorliegt und die be absichtigte Norm daher von der vorliegenden Entwurfsfassung abweichen kann.

2"2

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.1-1 Überblick über die Normenwerke , die schalltechnische Anfo rderungswerte enthalten

2 1

2

Norm-Vorschriften

3

siehe Kapitel Nr.

Titel

3

DlN 4109

5.3.2

Anforderungen und Nachweise nach DIN 4109 (11.89)

4

Sb!. 2 zu DIN 4109

5.3.3

Empfehlungen nach Beiblatl2 derDIN 4109 (11.89)

5

VDl4100

5.3.4

Anforderungen nach V0141 00

6

Entwurf DIN4109 ·10

7

Entwurf DIN4109 ·'

Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz in Wohnungen Anforderungen nach DIN 4109-' -Entwurt- (10.06)

5.3.5

Auf die Anford erun gen des Entwurfes der Dl N 4109- 10 1211soll hier nicht weite r ein gegangen we rden, da dieser Entwu rf mit einige r Wahrscheinlichkeit zurückgezogen werde n wird . Tabelle 5.3.1-2 Wahrnehmung üblicher Geräusche aus Nachbarwohnungen und Zuordnung

zu den drei Schallschutzslufen (SSt) I bis III nach VOI 4100[11J, Tab. 1

2 Art der

2 Geräuschemission

3

4

Wahmehmung derImmission aus derNachbarwohnung

551 1

551 11

1)

551111

3

laute Sprache

verstehbar

imAllgemeinen verstehbar

imAllgemeinen nicht verstehbar

4

Sprache mit anqebobener Sprechweise

im Allgemeinen verstehbar

in Allgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

5

Sprache mit normaler Sprechweise

imAllgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

nicht hörbar

6

Gehgeräusche

im Allgemeinen störend

im Allgemeinen nicht mehr störend

nicht störend

7

Geräuscheaus haustechnischen Anlagen

unzumutbare Belästigungen werden im Allg. vermieden

gelegentlich störend

nicht oder nur seilen störend

8

Hausmusik, laut einqe-steüe Rundfunk- und Femsehgeräte,

deutlich hörbar

imAllgemeinen hörbar

Partes

1) Annahme: abendlicher Grundgeräuschpegelvon 20 dB(A) und übliche große Aufenthaltsräume.

5.3 Anforderungen an den Schallschurz

21U

5.3.2 Anforderungen nach OIN 4109 (11 .89) Schallschutz gegen Außenlärm Die Anforde rungen an das bewert ete, result ierend e Luftschalld ämm-Maß ett: R 'W,TCS werden erhoben an entsprechende Fassaden, Dächer von a usgeba uten Dachr äum en und Decken von Aufenthaltsräumen . die zugleich den oberen Gebäudeabschluss bilden . Bei Decken unter nicht ausge bauten Dachräumen und bei Kriechböd en sind die Anforderungen du rch Dach und Decke gemeinsam zu erfüllen. Tab elle 5.3.2-1 Anforderungen an das erforderl iche bewertete, resultierende Luftschalldämmmaß erf R'w,res von Außenbauteilen nach DIN 4 109 114], Tab. 8

2

3

5

4 Raumarten Aulenthaltsräume in Wohnungen,

Maß·

2 Lärmpegelbereich

peblcher

Betlenräume in

Übernachtungs-

Außenlärm-

Krankenanstalten

räume in Seher-

pegel

und Sanatorien

bergungsstänen,

Süroräume1) und ähnliches

Unterrichlsräume in dB(A)

und ähnliches

erf R'w.ros des Außenbauteils

3

in dB

4

$ 55

35

30

5

11

56 bis 60

35

30

30

6

111

61 bis 65

40

35

30

7

IV

66 bis 70

45

40

35

8

V

71 bis 75

50

45

40

9

VI

75 bis 80

.2}

50

45

10

VII

> BQ

.2}

.2)

50

1) An Außenbauteile von Räumen, bei denen der eindringende AußenlälTll aufgrund der in den Räumen ausgeübten Tätigkeiten nureinen untergeordneten Beitrag zum Innenraumpegell eistel, werden keine Anforderungen gesteill. 2) Die Anforderungen sind hier aufgrund der önlichen Gegebenheiten festzu legen.

Tab elle 5.3.2· 2 Korrekturwert für da s erforderliche bewertete , resultierende luftsch alldämmmaß erf R'w res von Außenbauteilen nach Tab. 5.2.1-1 und -3 in Abhängigke it des verhäitnisses von gesamter Außenwandfläche S(W+F) zu Grundfläche SG de s betrachteten Aufenthaltsrau mes nach DIN 4 109 114], Tab. 9

2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

S(WH'J ! SG

2,5

2,0

1,6

1,3

1,0

0,8

0,6

0,5

0,4

Korreklurwert

+5

+4

+3

+2

+1

°

-1

-2

-3

2X4

5 Bauakustik

Luft- und Trinschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus fremden Wohn- oder Arbeitsbereich Tab elle 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich nach DIN 4109 (14], Tab . 3

2

3

4

5

Anforderungen Bauleile

erf. R'w erf. L ~, w in dB in dB

Bemerkungen

Geschoßhäuser mitWohnungen und Arbeitsräumen

2

Decken unter allg. nutzbaren Dachräumen, z.B. Trockenböden, Abstellräumen u. ihren Zugängen

Wohnungstrenndecken (auch -treppen) und Decken zwischen fremden Arbeitsräumen bzw. vergleichbaren Nutzeinheiten

53

54

53

53

3

4

Decken über Kellern, Hausfluren, Treppenräumen unter Aufenthallsräumen

52

53

5

Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sanmetgaragen und ähnlichem unter Aufentha1tsräumen

55

53

(Fortsetzung nächsteSeite)

Bei Gebäuden mit nicht mehr als zwei Wohnungen betragen die Anforderungen er!. R'w = 52 dB und erf. L~,w= 63 dB. Wohnungstrenndecken sind Bauteile. die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen. Bei Gebäuden mit nicht mehr als 2 Wohnungen betragen die Anforderungen erf. R'w = 52 dB. Weichfedemde Bodenbeläge dürlen bei dem Nachweis der Anforderungen an den Trittschallschutz nicht angerechnet werden ; in Gebäuden mit nicht mehr als 2 Wohnungen dürlen weichteeemde Bodenbeläge, z.B. nach Beiblatt 1zuDIN4109/11 .89Tab. 18, berücksichtigt werden, wenn die Beläge auf dem Produkt oder auf der Verpackung mit dem entsprechenden t..lw gekennzeichnet sind und miteiner Werksbescheinigung nach DIN 50049 [321 ausgeliefert werden. Die Anforderung an die Tnnschafdämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger od. senkrechter (nach oben) Richtung erlolgt. Weichfedemde Bodenbeläge dürlen bei dem Nachweis der Anforderungen an den Trittschallschutz nicht angerechnet werden.

53 Anforde rungen an den Schallschutz

21'5

Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Ar1:leitsbereich nach DIN 4 109 (14], Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

erf. R'w erf. L~, w indB in dB

Bemerkungen

Geschoßhäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

46

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche MaßnahmenzurKörperschalldämmung erforderlich werden.

7

Decken unterTerrassen und Loggien über Aufentllaltsräumen

53

Bezüglich der Luitschalldämmung gegen Außen!ärm siehe Abschnitt .Schaflschutz gegen Außenlärm"

8

Decken unter l aubengängen

53

9

Decken und Treppen innerhalb von Wohnungen, diesich über zwei Geschosse erstrecken

53

6

Decken unter I über S~el- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

Decken unter Bad und WC mitl ohne BodenentNässerung

10

(Fortsetzung nächste Seite)

55

54

53

Die Anforderung an die Trittschafdämmung gilt nur für die Tritlschallübertragung in fremde Aufenltlalts· räume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger 00. senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Die Anforderung an die Trütschajdämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger od. senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. welchtedemde Bodenbeläge dürfen bei dem Nachweisder Anforderungen an den Trittschatlschutz nicht angerechnet werden. Die Prüfung der Anforderungen an den bewerteten Norm- Trittschallpegel erfolgt bei einer gegebenfalls vor· handenen Bodenentwässerung nicht in einem Umkreis von r = 60 cm. Bei Gebäuden mit nicht mehr als zwei Wohnungen beträgt die Anforderung erf R'w = 52 dB und erfL'n,w= 63 dB.

2"6

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn - und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (14]. Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

erf. R'w er!. L~,w in dB in dB

Bemerkungen

Geschoßhäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

53

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt nur für die Trittschatlübertragung

Decken unter Hausfluren

11

c

12

1l ~

!!

Treppenläufe und

13

58

-pooeste Wohnungstrennwände und Wände zwischen fremden Arbeitsräumen

in

fremde

Aufent-

haltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Weichfedemde Bodenbeläge dürfen bei dem Nachweis der Anforderungen an den TrittschaII· schutz nicht angerechnet werden.

53

Keine Anforderungen anTreppenläufe in Gebäuden mit Aufzug und an Treppen in Gebäuden mit nicht mehr als zwei Wohnungen. Wohnungstrennwände sind Bauteile, die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen. Für Wände mitTüren gilt:

Treppenraumwände 14

und Wände neben ~ ,~

s:

52

Hausfluren

15

Wände neben Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen o.ä.

55

16

Wände von Spieloder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

55

(Fortsetzung nächste Seile)

erf. R'vJ,Wand) = erf. R.JTür) + 15dB, vgl. Zeilen 17und 18.Wandabschnitte mit einerBreita-c 30cmbleiben dabei unberücksichtigt.

'"7

5.3 Anford erungen an den Schallschurz

Tabell e 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (1 4], Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

e;

erf. indB

erf. L'n,w indB

Bemerkungen

Geschoßhäuser mitWohnungen und Arbeitsräumen

17

Türen, dievon Hausfluren oder Treppenräumen in Flure und Dielen von Wohnungen und Wohnheimen oder von Arbeitsräumen führen

27

18

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen unmittelbar in Aufenthaltsräume - außer Flure und Dielen - von Wohnungen führen

37

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf erf. Rw

19 Einfamilien-Doppelhäuser und Einfamilien-Reihenhäuser

20

21

Decken

Treppenläufe und -pooeste und Decken unter Fluren

22 Wände Haustrennwände (Fortsetzung nächste Seite)

57

48

Die Anforderung an die Trittschalldämmung giltnur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume. ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt.

53

Bei einschaligen Haustrennwanden gilt: Wegen der Austauschbarkeit von weichfedernden Bodenbelägen nach Beiblatt 1 zu DIN 4109 [17] Tab. 18,diesowohl dem Verschleiß als auch besonderen Wünschen der Bewohner unterliegen, dürfen diese beim Nachweis nicht angerechnet werden.

2""

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die l uft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn - und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (14]. Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

et. R'w

elf. L ~. w

[in dB

indB

54

53

Bemerkungen

23 Beherbergungsslätten

24

Decken

25

Decken unter I über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaflsräumen zumSchutz gegenüber Schlalräumen

26

27

28

55

Treppenläufe und -podeste

Decken unter Fluren

Decken unterBad und WC ohne I mit

BodenentNässerung

(Fortsetzung nächste Seite)

54

46

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zurKörperschalldämmung erforderlich sein.

58

Keine Anforderungen an Treppenläufe in Gebäuden mitAufzug. Die Anforderungen gilt nicht für Decken, die zu "besonders lauten" Räumen liegen und an die entsprechende Anforderungen gestellt werden.

53

Die Anf. an die Tritlschalldämmung giltnur für dieTrittschallübertragung in fremde Aufenthallsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt.

53

Die Anforderung an die Tritlschalldämmung gilt nur für die Trittschatlübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Die Prüfung der Anforderungen an den bewerteten Norm- Tritlschaltpegel erfolgt bei einer gegebenfalls vorhandenen Bodenenlwässerung nicht in einem Umkreis von (= 60cm.

53 Anforderungen an den Schallschutz Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (14], Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

er1. R'w

en. L~,w

indB

indB

Bemerkungen

23 Beherbergungsstätten

29

Wände zwischen Übernachtungsräumen sowie zwischen Fluren und Übemachtungsräumen

47

30

Türen zwischen Fluren und Übemachtungsräumen

32

Bei Türen beziehen sich Anforderungen auf et. Rw

die

31 Krankenanstalten, Sanatorien

32

Decken

33

Decken unter/über Schwimmbädem, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen zum Schutz gegenüber Schlafräumen

34

35

54

55

Decken unter Fluren

Decken unter Bad und WC ohne I mit BodenennNässerung

(Fortsetzungnächste Seite)

54

53

46

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein.

53

Die An!. an die Trittschalldämmung gilt nur fürdieTrittschaUübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt.

53

Die Anf. an die Trittschalldämmung gilt nur fürdieTrittschallübertragung in fremde Aufenlhallsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Die Prüfung derAnforderungen an den bewerteten Norm- Trittschallpegel erfolgt bei einer gegebenfalls vorhandenen Bodenentwässerung nicht in einem Umkreis von (= 60cm.

290

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn - und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (14]. Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

et. R'w erf. L ~,w in dB

Bemerkungen

in dß

24 Krankenanstalten, Sanatorien c

36

~

8:

'"

~

37

~

u

c

,~

;:

Treppenläufe und

Wände zwischen - Krankenräumen • Fluren und Krankenräumen - Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern • Fluren und Untersuchungsbzw. Sprechzimmern • Krankenräumen und Arbeitsund Pflegeräumen

47

Wände zwischen

• Operations- bzw. Behandlungsräumen • Fluren und Operations- bzw. Behandlungsräumen

38

58

-ooceste

42

39

Wände zwischen • Räumen derIntensivpflege - Fluren und Räumen der Intensivpflege

40

Türen zwischen - Untersuchungs- bzw. Sprechzimmem - Fluren und Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern

37

Türen zwischen - Fluren und Krankenräumen - Operations- bzw. Behandlungsr. - Fluren und Operations- bzw. Behandlungsräumen

32

c

~

'J

f-

41

Keine Anforderungen an Treppenläufe in Gebäuden mitAufzug.

(Fortsetzungnächste Seite)

37 Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf er! Rw

5.3 Anford erung en an den Schallschurz

29 1

Tabelle 5.3.2-3 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Ar1:leitsbereich nach DIN 4109 (14]. Tab. 3 (Fortsetzung)

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

etf. R'w erl. indB

L~, w

Bemerkungen

indB

42 Schulen und vergleichbare Unternentebauten Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen

43

44

• tl a• 0

55

Decken unter Ruren

53

45

Decken zwischen Unterrichtsräumen und ähnlichen Räumen und .jesonoers lauten" Räumen (wie z.B. Spornallen. Musikräume, Werkräume)

55

46

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen

47

47

Wände ZW. Unterrichtsräumen o. ähnlichen Räumen und Fluren

47

Wände ZW. Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Treppenhäusem

52

Wände ZW. Unterrichtsräumen und ähnlichen Räumen und .jesonoers lauten" Räumen (wie z.B. Sporthallen , Musikräume, Werkräume)

55

48

49

'. •

~

0

;:

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder 50 Türen ähnlichen Räumen und Fluren

53

32

46

Die Anf. an die Trittschalldämmung giltnurfürdie Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter. schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschatldämmung erforderlich sein.

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf erlRw

292

5 Bauakustik

Anforderungen bei "besonders lauten " Räumen Tabelle 5.3.2-4 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen "besonders lauten" und . jschutzbed ürttlqen" Räumen nach D IN 4109 [141Tab. 5 unte r Berücksichtigung von Flanken- und sonstigen Nebe nwegübertragu ngen

2

Artder .besonders lauten" Räume

2

4

3

bewertetes Luftschatldämm-Maß von Decken und Wänden erf R'w indB Schalldruckpegel 75 s LAF :$ 80 in dB(A)

Schalldruckpegel 81 :$ LAF :$ 85 in dB(A)

bewerteter NormTrittschallpegel von Fußböden ertL'

3

Räume mit "besonders lauten" haustechnischen Anlagen oder Anlagenteilen

57

62

4

Betriebsräume von Handwerksund Gewerbebetrieben; Verkaufsstätten

57

62

5

Küchenräume derKüchenanlagen von Beherbergungsslätten , Krankenhäusem, Sanatorien, Gaststätten, Imbissstuben u. dgl.

6

Küchenräume wie vor, jedoch auch nach 22.00 Uhr in Betrieb

7

Gasträume, nurbis 22.00Uhrin Betrieb

8

Gaslräume mit Betrieb auch nach 22.00Uhr mitmaximalem Schalldruckpegel LAF ~ 85dB(A)

62

33

Räume von Kegelbahnen

- Keglerslube Bahn

67

33 15

Gaslräume mit max. Schalldruck10 pegel 85 s: LAF s: 95dB(A), z.ä. mitelektroakustischen Anlagen

72

28

9

1)2)

",' in dB

43

55

43

51'1

33

43

1) Jeweils in Richtung der Lännausbreitung 2} Die für Maschinen erforderliche Körperschalldämmung ist mitdiesem Wert nicht erlasst; hierfür sind ggf. weitere Maßnahmen erforderlich. Ebensokann je nach Art des Betriebes ein niedrigerer bewerteter

Normriltschal1pegel notwendig sein; dies istimEinzelfall zu prüfen. 3) Nicht erfOfder1ich, wenn geräuscherzeugende Anlagen ausreichend körperschallgedämmt aufgestellt werden; eventuelle Anforderungen nach Tabelle 5.3.2-3bleibendavon unbenJhrt.

4~ HandeR es sich um Großköchen und danJber1iegende Wohnungen als schutzbedürf!ige Räume, gilt erfR'w= 62 dB.

293

53 Anford erun gen an den Schallsch utz

Sch all schutz vor Geräusche n aus haustechni schen Anl agen und Geweb ebetrieben Die in Tabelle 5.3.2-5 zusa mmengestel lten Anforderungen an den zulässigen Schal ldruckpegel gelten für scburzbbc dfürftigc Räume Schutzbe dürftige Räume sind Wohnräu me, einschließlic h Wohndiele n. Schlafr äume. einschließlich Übernac ht ungsrä ume in Bchc rbcrgungssrättcn und Krankenhäuse rn. Unt e rrichtsrä ume und Büror äume. Praxisräume und ähnliche Arbeitsrä ume. Nurze rge räusc he. wie z.B. das Aufstellen e ines Za hnputzbechers a uf eine Abstellplat te. hartes Schließ en des WC-Deckcls, Rutschen in de r Badewanne. unt erliegen nicht de n nachfolgend aufgefüh rte n Anforderunge n. Tabelle 5.3.2-5 Werte für die zulässigen Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen von Geräuschen aus haustechnischen Anlagen und Gewerbebetrieben nach DIN 4109 (14]

3

2 Art der schutzbedürftigen Räume

2

Geräuschquelle

3

4

Wohn-und Schlafräume

Unterrichts- und Arbeitsraume

kennzeichnender Schalldruckpegel indB(A) Wasserinstallationen (Wasserversorgungs· und Abwasseranlagen gemeinsam)

5

Sonstige haustechnische Anlagen

6

Betriebe: tags 6.00bis 22.00 Uhr

7

Betriebe: nachts 22.00bis 06.00Uhr

:;; 302)

:;; 35 2)3)

1) Einzelne. kurzzeitige Spitzen, die beim Betätigen der Armaturen und Geräte ( ÖHnen. Schließen, Umstellen, Unterbrechen etc.) entstehen, sind zur Zeit nicht zu berücksichtigen. 2) Bei lüftungstechnischen Anlagen sind um 5 dB(A) höhere Werte zulässig, sofem es sich umDauergeräusche ohne auffällige Einzeltöne handelt. 3) Einzelne kurzzeitige Spitzenwerte des Schalldruckpegels dürlen die angegebenen Werte um nicht mehr als 10 dB überschreiten.

294

5 Bauakustik

Für Armaturen und G eräte de r Wassersinstallation sind Armaturengruppen festgele gt, in die sie aufgru nd des gemessene n Armaturengeräuschpe gels eingestuft werden: Tabe lle 5.3.2-6 Armatureng ruppen nach OIN 4109 [14J Tab. 6

2

3

4

Armaturen-

geräuschpegel Lap Armaturen und Geräte der Wasserinslallalion

2

Auslaufarmaluren

3

Geräleanschluss-Armaluren

4

Druckspüler

5

Spulkästen

6

Durchflusswassererwärmer

7

Durchgangsarmaturen (z. B. Absperr- oder Eckvenlile, Rückflussvertmderer)

8

Drosselarmaturen (z. B. Vordrosseln oder Eckvenäe)

9

Druckminderer

für kennzeichnenden Fließdruck oder Durchfluss1) in dB(A)

Armaturengruppe

s 20

:::; 30

"

10 Brausen ' 1 Auslaufvorrichtungen, die direktan die Auslaufarmatur angeschlossen werden (z.B. Slrahlregler, Durchflussbegrenzer, Kugelgelenke, Bohrtelütter. 12 Pücküussvertmderer)

::; 15

s 25

11

1) Dieser Wert darf bei den in DIN 5221 8 [331 für die einzelnen Annaluren genannten oberen Grenzen der Fließdrücke oder Durchflüsse umbis zu 5 dB(A) überschritten werden.

29.5

.53 Anforde run gen an den Schallsch utz

5.3.3 Empfehlungen nach Beiblatt 2 der DIN 4109 (11.89) Schallübertragung aus f remden Wohn- und Arbeitsbereich Tabelle 5.3.J.l Empfehlungen für einen erhöhten Schallschutz an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich nach Beiblatt z zu DIN 4109 (20], Tab. 2

3

2

Bauteile

4

Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz

erf. R'w indB

erf. L~,w indB

5

Bemerkungen

Geschoßhäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

2

Decken unter allgemein nutzbaren Dachräumen , z.B. Trockenböden, Abstellräumen und ihren Zugängen

3

Wohnungstrenndecken (auch -treppen), Decken zwischen fremden Arbeitsräumen bzw. vergleichb. Nutzeinheiten

;:: 55

:S: 46

4

Decken über Keltern, Hausfluren, Treppenräume unter Aufenthaltsräumen

;:: 55

:S: 46

5

Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen und ähnlichem unter Aufenthaltsräumen

6

Decken unter Terrassen und Loggien über Aufenthaltsräumen

7

Decken unter Laubengängen

(Fortsetzungnächste Seite)

~

55

:S: 46

Weichfedemde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Trittschallschutzes angerechnet werden .

Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Trittschalldämmung gilt nurfür die TrillschaJlüber· tragung infremde Aufenthallsräume, ganz gleich. ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt.

Der Vorschlag für den erhöhten Schauschutz an die Trittschalldämmung giltnur für dieTriltschaflüber· tragung infremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, obsie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt.

296

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.3-1 Empfehlungen für einen erhöhten Schallschutz an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich nach Beiblatt 2 zu DIN 4109 [20j, Tab. 2 (Fortsetzung)

2

Bauteile

3

4

Vorschläge für einen erhöhten Schalischutz

e;

erf. indB

er!. L ~.w indB

5

Bemerkungen

Geschoßhäusermit Wohnungen und Arbeitsräumen Decken und Treppen innerhalb von Wohnungen , die sich über zwei Geschosse erstrecken

8

9

$

Decken Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenentwässerung

46

=::; 46

10

Decken unter Hausfluren

=::; 46

11 Treppen

Treppenläufe und -podeste

$ 46

12

Wohnungstrennwände und Wände zw. fremden Arbeitsräumen

' 55

Wände 13

Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren

14 Türen

Türen, dievon Hausfluren oder Treppenräumen in Flure und Dielen von Wohnungen und Wohnheimen oder von Arbeitsräumen führen

(Fortsetzungnächste Seite)

Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Tnttschaüoämmung gilt nur für die Trillschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung ertolqt. Weichfedernde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Trillschallschutzes angerechnet werden. Bei Sanitärobiesten in Bad und WC ist für eine ausreichende Körperschalldämmung zu sorgen.

' 55

Für WändemitTüren gilt : er!. R'wlWand ) = erf. RwlTür) +15 dB, vgl. Zeile 14. Wandabschnille mit einer Breite e 30 cm bleiben dabei unberücksichtigt. Bei Türen beziehen sich Anforderungen auf Rw

en

~ 37

die

297

5.3 Anforderungen an den Schallschurz

Tabell e 5.3.3-1 Empfehlungen für einen erhöhten Schallschutz an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich nach Beiblatt 2 zu DIN 4109 [20j, Tab. 2 (Fortsetzung)

2 Bautei!e

3

4

Vorschläge füreinen erhöhten Schallschutz

er!. R'w indB

er!. L~,w indB

5 Bemerkungen

15 Einfamilien-Doppelhäuser und Einfamilien-Reihenhäuser

16

38

Decken

$

17

Treppenläufe und -podeste und Decken unterFluren

s 46

18 Wände

Haustrennwände

Decken

Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Tnt tschaüoämmung giltnurfürdieTrrttschaflübertragung infremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erlolgl. Weichfedernde Bodenbeläge oürfen für den Nachweis des Trittschallchutzes angerechnet werden.

~ 67

19 Beherbergungsslätten, Krankenanstalten, Sanatorien Decken

20

21 Decken

22

Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenentwässerung

Decken unter Fluren

Treppenläufe und 23 Treppen -pod es1e (Fortsetzungnächste Seite)

~

55

$

46

$ 46

$ 46

$ 46

Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Trittschalldämmung giltnur fürdieTrittschallüber· tragung infremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob siein waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erlolgl. Weichfedernde Bodenbeläge oürfen fürden Nachweis des Trütschaäschutzes angerechnet werden. Bei Sanitärobjekten in Bad und WC ist für eine ausreichende Körperschalldämmung zu sorgen. Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Trittschalldämmung giltnur für dieTrittschaJlüber· tragung infremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erlolgl.

29"

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.3-1 Empfehlungen für einen erhöh ten Schallschutz an die Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübert ragung aus einem fremden Wohn - und Arbeitsbereich nach Beiblall2 zu DIN 4109 [20j, Tab. 2 (Fortsetzung)

2 Bauteile

3

4

Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz

er!. R'w in dB

erf. L ~ w in dB

5 Bemerkungen

19 Beherbergungsstätten, Krankenanstalten, Sanatorien Wände zwischen Übernachtungs- bzw. Krankenräumen

~ 52

Wände Wände zwischen Fluren und 25 Übernachtungs- bzw. Krankenräumen

~ 52

24

Türen zwischen Fluren und Krankenräumen

26 Türen

27

Türen zwischen Fluren und Übernachtungsräumen

Das erf. R'wgi1t für die Wand allein.

;:: 37

;::: 37

Bei Türen giltnach DIN 4109111.89, Tab. 1, ett. s;

299

53 Anforde rungen an den Schallschutz Scha llübertragung aus eigenem Wo hn- und Arbeitsbereich

Tabell e 5.3.3-2 Empfehlungen für normalen und erhöhten Schallschutz; Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus dem eigenen Wohn- und Arbeitsbereich nach aeibtatt z zu DIN 4109 [20], Tab. 3

2

Bauteile

3

Empfehlungen für normalen Schallschutz

4

5

Empfehlungen für erhöhten Schallschutz

6

Bemerkungen

erl. R'w erl. L~. w erf. R'w erf. L~, w in dB

indB

indB

indB

Wohngebäude Decken in Einfamilienhäusern, ausgenommen 2 Kellerdecken u. Decken unter nichtausgebauten Dachräumen

50

56

Treppen und 3 Treppenpodeste in Einfamilienhäusem

(Fortsetzungnächste Seite)

$ 46

$ 53

4 Decken von Fluren in Einfamilienhäusem

Wände ohne Türen zwischen Jauten' und Jeisen' Räumen 5 unterschiedlicher Nutzung, z.B. zw. Wohn- und Kinderschlafzimmer

;:: 55

56

40

$ 46

Bei Decken zw. Wasch- und Aborträumen nur als Schutz gegen Trillschaltübertragung in Aufenthaltsräumen. Weichfedernde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Triltschal1schutzes angerechnet werden. Der Vorschlag für den erhöhten Schallschutz an die Triltschalldämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Weichfedernde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Trittschaltchutzes angerechnet werden.

5 Bauakustik

3fH)

Tabelle 5.3.3-2 Empfehlungen für normalen und erhöhten Schallschutz; Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus dem eigenen Wohn- und Arbeitsbereich nach Beiblatt 2 zu DIN 4109[20j, Tab. 3 (Fortsetzung)

2

Bauteile

3

Empfehlungen für normalen Schallschutz

4

5

Empfehlungen für erhöhten Schallschutz

6

Bemer1<:ungen

et. R'w erl. L~.w erf. R'w et. L~, w in dB

indB

indB

indB

6 Büro- und Verwaltungsgebäude Decken, Treppen, Decken von 7 Fluren und Treppenraumwände

52

53

2: 55

Wände zwischen 8 Räumen mitüblicher Bürotätigkeit

37

2: 42

Wände zw. Fluren und Räumen mit üblicher Bürotätigkeit

37

2: 42

Wände von Räumen fürkonzentrierte geistige Tätigkeit 10 oder zur Behandlung vertraulicher Angelegenheiten

45

2: 52

Wände zwischen 11 Fluren und Räumen nach Zeile 10

45

2: 52

12

Türen in Wänden nach Zeilen 8+9

27

2: 32

13

Türen inWänden nach Zeile 10+1 1

37

9

:S 46

Weichfedemde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Tnttscnaüscbutzes angerechnet werden. Es ist darauf zu achten, dass diese Werte nicht durch Nebenwegübertragung über Flur undTüren verschlechtert werden.

Bei Türen gelten die Werte für die Schalldämmung bei alleiniger Übertragung durch die Tür.

53 Anforde rungen an den Schallschutz

301

5.3.4 Anforderungen nach VDI4100 Schall schutz gegen Außenl ärm

Tabelle 5.3.4-1 Anforderungen an das er toroerncte bewertete, resultierende Luftschalldämmmaß erf R 'w,res von Außenbauteilen nach VDI 4100 [11J Tab. 2, 3 und 4 bzw. entsprechende Empfehlungen nach DIN E 4109-10 [21] Tab. 1,2 und 3 1ür Schallschutzstufe (5St) 111 und den eigenen Wohnbereich (EW) speziell luftschalldämmung

2

3

5

4

Aaumarten

Lärmpeqelbereich

Maßgeblicher Außenlärm·

pegel

Banenräume in Krankenanstalten und Sanatorien

in dB(A)

Aufenthaltsräume in Wohnungen. Übernachtungs. räume in äeherbergungsstätlen, Unterrichtsräume und ähnliches

Büroräume 1) und ähnliches

elf R'w.res desAußenbauteifs in dB

s 55

40

35

2

11

56bis 60

40

35

35

3

11 1

61 bis 65

45

40

35

4

IV

66bis70

50

45

40

5

V

71 bis75

50

45

6

VI

75bis 80

55 .'}

55

50

7

VII

> 80

_2}

_2)

55

1} An Außenbauteile von Räumen, bei denen dereindringende Außenlärm auigrund der in den Räumen ausgeübten Tätigkeiten nur einen untergeordneten Beitrag zum Innenraumpegel leistet, werden keine Anforderungen gestellt. 2) Die Anlorderungen sind hier aufgrund derörtlichen Gegebenheiten festzulegen.

5 Bauakustik

302 Luttschallschutz

Tabelle 5.3.4-2Anforderungen an das bewertete Bau-Schalldämm-Maß A'w von trennenden Bauteilen nach VDI 4100 (11 )

2

3

4

SStl

SSt ll

SSt ll

Bauleite

erf R'w indB

Wohnungen in Mehrfamilienhäusem

2

Horizontale Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

3

Vertikale Bauleite zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

56

59

[14J

57

60

nach DIN 4109

63

68

48

48

55

55

nach DIN 4109

4 Doppel- und Reihenhäuser Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden 5 Räumen

[14J

6 Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung) 7 Horizontale Sauteile zwischen Aufenthallsräumen 8

Vertikale Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen (Wände ohne Türen)

nach DIN 41 09 Sbl. 2

[20J

53 Anforderungen an den Schallschutz

303

Trittschallschutz Tabelle 5.3.4-3 Anforderungen an den bewerteten Norm-rnttscnanoeoet L'n,w von trennenden Bauteilen nach VDI4100 (1 1)

SStl

Bauteile

3

4

SSt ll

SSt ll

5 Bemerkungen

erfL ~, w

indB

Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

2

Bauteile zwischen Aufenltlaltsräumen und fremden Räumen

Bauteile zwischen Aufenthalts3 räumen und fremden Treppenhäusern Empfehlung: Bauteile zwischen Aufentllalls4 räumen und fremden Treppenhäusern

Anforderung nach DIN 4109 [14]

46

39

53

46

53

46

39

nach DIN 4109 [14]

41

34

Empfehlung für einen langfristig anzustrebenden Schallschutz nach VDI4100 [11] Tab. 10

4 Doppel- und Reihenhäuser Horizontal oder diagonal angeordnete Bauteile 5 zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen Horizontal oder diagonal angeordnete Bauteile zwischen 6 Aufenthaftsräumen und fremden Treppenläufen oder -podesten 6 Eigener Bereich (selbstgenutztes Haus oder Wohnung) Horizontal, vertikal oder diagonal angeordnete Bauteile zwischen Aufenlhaltsräumen 7 oder zwischen Aufenthaltsräumen und Erschließungs- bzw. Gemeinschaftsräumen

nach DIN 4109 Bbl. 2 [20]

41

46

Giltauch zwischen Aufenlhaltsräumen und Treppen bzw. Treppenpodesten

304

5 Bauakustik

5.3.5 Anforderungen nach OIN 4109-1 -Entw urf - (10.06) Raumgruppen für den Luftschallschutz Tabelle 5.3.5-1 Raumgruppen für den Luftschallschutz in Gebäuden, die ganz oder teilweise Wohnzwecken dienen nach DIN E 4109-1 (1 5]

2

3

4

5

Charakteristiken derRäume Raumgruppe

Raumbeispiele

GeräuschGeräusch- Vertraulichempfindlichentwicklung keit keit

WL 1

alte Räuem innerhalbabgeschlossener Wohnungen, Büros, Pra xen uä., einschließlich Küchen, Bäder, WC's, Flure und Nebenräumen

hoch

2

WL2

wie lNl 1, aber mit unmittelbarem Zugang zu Treppenräumen u.ä (z.B. Lofts)

hoch

3

WL3

Eingangsbereiche von Wohnungen, Büros und Praxen (Flure, Dielen)

mittel

4

WL4

Gemeinschaft- und nicht gewerbliche Sporträume , Fitnessräume u.ä.

gering

hoch

gering

5

WL5

ruhige Speisegaststätten bis 22 Uhr und Einzelhandelsgeschäfte mit geringer Geräuschentwicklung

mittel

gering

gering

6

WL6

Gaststätten, Imbissstuben, Geschäftemit erhöhter Geräuschentwicklung

mittel

7 WL7' ),2} laute Gaststätten mit livemusik und Tanz

gering

sehr hoch

keine

8 WL8 ' ),2) Diskotheken, Kegelbahnen

gering

sehr hoch

keine

9

WL9

10 WL 10 11

WLll

12 WL 12 1}

zeitweilig

hoch zeitweilig

hoch zeitweilig

hoch

zeitweilig

hoch

sehr hoch

hoch

gering

Treppenräume, Erschließungsflächen und Flure

keine

Sammelgaragen einschließlich der Durch- und Einfahrten

keine

hoch

keine

Räume für technische Anlagen (Aufzüge, Heizung, Lüftung, Entsorgung ecl.)

keine

hoch

keine

Gewerbebetriebe, sofern nicht vorstehend erwähnt

zeitweilig

sehr hoch

hoch

keine

von der Art des Betriebes abhängig

In Gebäuden mit Wohnungen störungsfrei nichtmöglich

2) Räume dieser Raumgruppen sollten nichtan Räume der Raumgruppe WL 1grenzen.

.53 Anforderungen an den Schallschutz

30.5

Tabelle 5.3.5-2 Raumgruppen für den Luftschallschutz in Hotels und Beherbergungsstätten nach DIN E 4109-1 [15)

1

2

3

4

5

Charakteristiken derRäume Raumgruppe

Raumbeispiele

HL 1

Gästezimmer, Appartements und Suiten hohen Standards einschließlich BadJWC

hoch

mittel

sehr hoch

2

HL2

Gästezimmer mittleren Standards einschließlich BadJWC

hoch

mittel

hoch

3

HL3

Gästezimmer einfachen Standards einschließlich BadJWC, z.B . in Pensionen und Gästehäusern

mittel

mittel

mittel

4

HL4

Flure zu Gästezimmern, Konferenz- und Besprechungsräumen

gering

zeitweilig

zeitweilig

hoch

hoch

HL5

Räume für Besprechungen, Seminare, Schulungen u.ä., bei normalem Schajschutzanspnch und ohne elektroakustische Beschallungsanlagen

mittel

mittel

5

6

7

GeräuschGeräusch- vertraulcnempfindlichentwicklung keit keit

mittel bis

hoch

HL6

Konferenz- und Tagungsräume mit elektroakustischen Beschallungsanlagen und/oder hohem Schafschutzenspruch

hoch

hoch

hoch

HL yll

Küchen- und Servicebereiche. Wetlness- und Fitnesseinrichlungen, Technikzentrafen u.ä., Ballsäle und DiskoltJeken, Treppenräume, Erschließungsflächen und -üure

gering

zeitweilig sehr hoch

keine

1} Räume dieser Raumgruppen sollten nicht an Räume der Raumgruppe HL 1, HL 2 und HL 3grenzen.

306

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.5-3 Raumgruppen für den Luftschallschutz in Krankenhäusern und Sanatorien nach DIN E 4109-1 [15)

1

2

3

4

5

Charakterisbken derRäume Baum-

qruppe

Raumbeispiele

GeräuschGeräusch- Vertraulichempfindlich· entwicklung keit keit

Kl1

Beltenzimmer derNonnalpflege, Arzt- und äereltschaftsräume: normale Untersuchungs- und Behandlungsräume; ruhebedürflige Einzeibüros sowie Büro- und Besprechungsräume, in denen Vorgänge besprochen werden, diein Nachbarräumen gelegentlich auch verstanden werden dürfen

miltel

mäßig

gering

2

KL2

Beltenzimmer in Sanatorien und in Stationen fürbesonders ruhebedürftige Patienten, Räume fürUntersuchungen, Behandlungen und Beratungen, in denen vertrauliche Vorgänge besprochen werden, die in Nachbarräumen nicht verstanden werden dürfen. z.B. fürArzt-/Patientengespräche, Psychotherapie, Seelsorge, Andacht. Sozielfürsorge u.ä.

hoch

gering

hoch

3

KL 3

Beltenzimmer und Untersuchenos- bzw. Behandlungszimmer in der Psychiatrie

hoch

sehr hoch

4

KL 4

Operationsräume einschließlich der zugehörigen vorbereitcnqs- sowie Einund Ausleitungsbereiche; Räume der Intensivpflege

nute!

mäßig

5

KL 5

interne Flure und WartezOllen vorden Raumgruppen KL1 bis KL 4

gering

6

KL 6

Öffentlich zugängliche Erschließungsbareiche und Treppen; Büros mit hoher Betriebsamkeit, z.B. mit Publikumsverkehr, Personal- und Patientenaufenthaltsräume; Räume fürPhysiotherapie; xantnen. Speiseräume. Cafeterien u.ä.

gering

7

Kl7

Audiornetrieräume

8

KL 8

KlinischeSonderräume (z.B. Kernspintomographie), Technüzennalen, Großküchen etc.

sehr hoch

zeitweise

hoch

zeitweise

hoch

zeitweise

hoch

gering bis

hoch gering

gering

gering

gering

abhängig von Anlage und Betrieb

53 Anforderungen an den Schallschutz

307

Tabelle 5.3.5-4 Raumgruppen für den Luftschallschutz in Schulen. Hochschulen und vergleichbaren Einrichtungen nach OIN E 4109-1 (15)

2

3

4

5

Charalderistiken derRäume Raumgruppe

Raumbeispiele

SL1

übliche Unterrichtsräume inSchulen und vergleichbaren Einrichtungen

mäßig

mittel

gering

2

SL2

Seminar- und Vorlesungsräume sowie Hörsäle ohne elektroakustische Anlagen, Ruheräume, z.B. in Kindertagesstätten

hoch

gering

gering

3

SL3

Hörsäle mit eleknoakustschen Anlagen

hoch

4

SL4

Räume fur PrUfungen und vertrauliche Besprechungen

hoch

gering

hoch

5

SL5

Musikübungsräume

hoch

hoch bis sehr hoch

gering

6

SL6

Flure vor den Räumen derRaumgruppen SL 1bisSL5

gering

7

SL7

Erschließungsbereiche und Treppenräume. Pausenteretehe. Büros mit hoher Betriebsamkeit, Speiseräume. Cafeterien

gering

8

SL8

Turnhallen, Lehrwerkstätten u.ä.

gering

zeitweise sehr hoch

gering

9

SL9

Technikzentralen, Großküchen etc.

keine

individuell zu bestimmen

keine

GeräuschGeräusch- vertraulcnempfindlichentwicklung keit keit

zeitweise

hoch

gering bis

hoch zeitweise

hoch

gering

gering

gering

5 Bauakustik

30X

Raumgruppen für den Trittsch all schutz Tabelle 5.3.5-5 Raumgruppen für den Trittschallschutz in Gebäuden, die ganz oder teilweise Wohnzwecken dienen und in denen Trillschatl (oder Körperschall am Boden) wechselnder Stärke und Häufigkeit erzeugt werden kann unddie hinsichtlich der Einwirkung von Trittschall unterschiedlich empfindlich sindnach DIN E 4109-1 (15)

2

4

3

Charakteristiken derRäume Raumgruppe

2

3

Raumbeispiele

Empfindlichkeit gegen Trittschall

Trittschallentwicklung

WT1

Wohnräume, Praxen, Gäste- und Krankenzimmer, übliche Büros u.ä. einschließlich Flure, Bäder und WC's

hoch

mittel

WT2

Durchfahrten, Durchgänge, Loggien , Terrassen und Laubengänge

mittel bis keine

zeitweise hoch

Gemeinschafts- und nichtgewerbliche 1 WT3 ) Spomäume. Fitnessräume u.ä, Gaststätten mit Musik und/oderTanz, einschließlich Küchen

gering

zeitweise sehr hoch

4

WT4

Treppenräume, Erschließungsflächen, Gaststätten ohne Tanz, EinzeJhandelsgeschäfte

keine

zeitweise hoch

5

WTS

Kegel- und Bowlingbahnen2)

keine

hoch

1) Räume dieser Raumgruppesollten nichtan Räume der Raumgruppen wr 1angrenzen. 2) In Gebäuden mit Wohnungen störungsfrei nicht möglich.

5.3 Anforderungen an den Schallschurz

309

Tabelle 5.3.5-6 Raumgruppen für den Trittschalfschutz in Zweckbauten, in denen Trittschall (oder Körperschall am Boden) wechselnder Stärke und Häufigkeit erzeugt werden kann und die hinsichtlich der Einwirkung von Trittschan unterschiedlich empfindlich sind nach DIN E4109-1 [1 5J

1

2

3

4

Charakteristiken derRäume Raumgruppe

Raumbeispiele

Empfindlichkeit gegen Trittschall

Trittschallentwicklung

KT 1

ruhebedürftige Aufenthaltsräume in Krankenhäusem, Sanatorien, Hotels, Ausbildungsstätten und Bürogebäuden; Hörsäle, Tagungsräume u.ä

hoch

mittel

KT2

Flure ohne Durchgangsverkehr und Bäder sowie WC's zuRäumen der Gruppe KT 1

mittel

mittel

3

KT3

größere Büro-, Arbeits-, Aufenthalts-, Behandlungs- und Operationsräume mit erhöhtem Eigengeräuschpegel (z.B. durchLüftungs-, EDV-, Laborund medizintechnische Anlagen der Intensivpflege u.ä.

gering

mittel

4

KT 4

Lese- und Buher äume: Räume für Seelsorge, Andacht und vertrauliche Besprechungen

hoch

gering

5

KTS

gering

hoch

gering

sehr hoch

2

6

KT6

Treppenräcme, Erschließungsflächen und Flure mit Publikumsverkehr Turn-, Sport- und Gymnastikhallen, Fitnessräume, Werkstätten, Diskotheken, Räume mit Tanzflächen u.ä., Kegel- und Bowlingbahnen, Gaststätten mit/ohne Tanz

5 Bauakustik

310

Anforderungswerte für Gebäude mit

wenn- und Arbeitsbereichen

Tabelle 5.3.5-7 Anforderungen an den Luftschallschutz zwischen den Raumgruppen in Gebäuden, die ganz oderteilweise Wohnzwecken dienen nach DIN E 4109-1 [15)

2 Raumgruppe

3

4

5

6

ert DnT. w1) in dB

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-1

zwischen den Raumgruppen

WL 1

alle Räume innerhalb abgeschlossener WL 12).3) Wohnungen, Büros, Praxen u.ä., einschließlich Küchen, Bäder, we's , Flure und Nebenräumen

WL2

WL3

WL4

53

2

WL2

wie WL 1, aber mit unmittelbarem Zugang zu Treppenräumen u.ä. (z.B. Lofts)

53

53

3

WL3

Eingangsbereiche VOll Wohnungen, Büros und Praxen (Flure, Dielen)

53

53

53

4

WL4

Gemeinschaft- und nicht gewerbliche Sporträume. Fitnessräume u.ä.

58

58

58

55

55

55

55

55

übliche Gaststätten , Imbissstuben, Verkaufs6 Wl6 4)

62

62

62

55

7 WL 7'1 laute Gaststätten mitMusik und Tanz

72

72

72

65

8 WLS2) Diskotheken, Kegelbahnen

85

85

85

85

Treppenräume. Erschließungsflächen und -flure

53

40

30

40

Sammelgaragen einschließlich derDurchund Einfahrten

55

55

55

55

ruhige Speisegaststätten bis 22 Uhr und

5 WL54) Einzelhandelsgeschäfte mitgeringer Geräuschentwicklung

stätten miterhöhter Geräuschentwicklung

9

Wl9 2)

10 WL10 11 WL 11

Räume fürtechnische Anlagen (Aufzüge, Heizung, Lüftung, Entsorgung ect.)

12 WL 12 Gewerbebetriebe, sofern nicht vorstehend erwähnt

Die Werte derTabelle 3.5.3-15 sind einzuhalten

1)

Bei Räumen mit Abmessungen senkrecht zur Wohnungstrennwand < 3 mistder Nachweis über R'wmit dem fürDnT.wgeforderten Wert zu führen.

2)

Diskotheken und Keqelbahnen dürfen nicht an Räume der Gruppen WL 1bis Wl5 grenzen, weil Störungen trotz des hohen bautechnischen Aufwands fürden SChallschutz nicht ausgeschlossen werden können.

3)

Bei Einfamilienh. mit 2 WE beträgt ert DnT. w nach Zeile 1bei vertikaler Schallübertragung 51 dB.

4)

Zusätzlich sind die Anforderungen nach Ta'belle 3.5.3-15, Zeilen 3 und 4 einzuhalten.

53 Anforderungen an den Schallschutz

3 11

Tabelle 5.3.5-8 Anforderungen an den Trittschallschutz zwischen den Raumgruppen in Gebäuden, die ganzoder teilweise Wohnzwecken dienen, gÜltig für die Trittschallübertragung in fremde Nutzungseinheiten, unabhängig von der Ausbreitungsrichtung nach DIN E 4 109-1 (15]

2

Raumgruppe

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-5

4

3

zu.I L'nT,w 3) in dB derBaukonstruktion zwischen den Raumgruppen

WT1

WT2

Wohnräume, Praxen, Gäste- und wr 1 Krankenzimmer, übliche Büros u.ä einschließlich Flure, Bäder und WC's

60

WT2

ebenerdige Durchfahrten, Durchgänge, Loggien, Terrassen und Laubengänge, Balkone> 8 m"

55

3

WT3

Gemeinschafts- und nicht gewerbliche Sporträume, Fitnessräume u.ä., Gaststätten mit Musik und/oder Tanz, einschließlich Küchen

35

4

WT4

Treppenräume. Erschließungsflächen, Gaststätten ohne Tanz, Einzelhandelsgeschäfte

45

5

wr 5

Kegel- und Bowlingbahnen

2

1) Für Bäurre c 22 ffiI gilt zul. L~T.w·2 dB. 2)

3)

Anlagen von Kegel- und Bowlin~bahnen in Zweckbauten erfordern besondere schallschulztechnische Maßnahmen. Wegen der Austauschbarkeit werden weichfedemde Bodenbeläge nicht angerechnet. Bei Einfamilienhäusern mit 2 WE sind sie enrecheoter.

Tabell e 5.3.5-9 Anforderungen an den luft- und Trittschallschutz zwischen Eintamilienreihenund Doppelhäusern nach E DIN 4109 -1 [15]

2 Luftschallschutz

Trillschallschutz

ert DnT,w indB

zul. L~T,w indB

57

48

5 Bauakustik

312

Tabe lle 5.3.5-10Anforderungen an den LuftschaJlschutz zwischen den Raumgruppen in

Hotels und Beher1:lergungsstätten nach DIN E 4109-1 [15)

Raumgruppe

2

3

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-2

erf.DnT,w in dB zwischen den Raumgruppen

HL3 HL31) Übemachlungsräume

2

HL4

47

Flure zu Üte machtunqsräurnen usw.

35

1) Diskotheken und Kegelbahnen sollten nicht anRäume derRaumgruppe HL 3 grenzen. Tabelle 5.3.5-11 Anforderungen an den Luftschallschutz zwischen den Raumgruppen in Schulen und vergleichbaren Einrichtungen nach DIN E 4109-1 [15J

2

Raumgruppe

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-4

3

4

erf. DnT,w in dB zwischen den Raumgruppen

SL1

SL2

SL 1

übliche Unterrichtsräume

50/45 1)

2

SL 2

Vorlesungsräume u.ä. ohne elektroakustische Beschallungsanlagen

50/45 1)

SOf45 1)

3

SL 6

Flure vorSL 1 bisSL5

50/40 1)

5Of40 1)

4

SL7

Erschließungsbereiche, Treppen, lautere Büros, Speiseräume usw.

55

55

5

SL 8

Turnhallen, Lehrwerkstätten usw.

60

60

1) Gilt fürWände mit Türen

5.3 Anford erungen an den Schallschurz

3 13

Tabelle 5.3.5-12 Anforderungen an den LuftschaJlschutz zwischen den Raumgruppen in Krankenhäusern undSanatorien nach E DIN 4109 -1 (15)

2 Raum-

9"'ppe

1)

3

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-3

4

erf. DnT, w in dB zwischen den Raumgruppen

KL 1

KL 1

Betlenzimmer, Normafpflege usw.

2

KL 4

Operationsräume, Intensivpflege usw.

3

KL 5

Flure, Wartezonen usw.

KL2

47/42 1)

47 47/351)

Gill für Wände mit Türen

Tabelle 5.3.5-13 Anforderungen an den Trittschallschutz zwischen den Raumgruppen in Zweckbauten (Hotels und Beherberqunqsstätten , Schulen undvergleichbare Einrichtungen), gÜltig für alleAusbreitungsrichtungen nach DIN E 4 109-1 (15)

Raumgruppe

2

3

Raumgruppen nach Tabelle 5.3.5-6

zuI. L ~T, w indB derBaukonstruktioo zwischen den Raumgruppen

KT 1 KT 1

ruhebedürftige Aufenthaltsräume in Krankenhäusem, Sanatorien, Hotels, Ausbildungsstätlen und Bürogebäuden; Hörsäle, Tagungsräume u.ä.

55

KT2

Flure ohne Durchgangsverkehr und Bäder sowie we 's zu Räumen derGruppe KT 1

55

3

KT3

größere Büro-, Arbeits-, Aufenthalts-, Behandlungs- und Operalionsräume miterhöhtem Eigengeräuschpegel (I.B. durch Lüttunqs-, EDV-, Labor- undmedizin-technische Anlagen der Intensivpflege u.ä.)

55

4

KT4

Lese- und Ruheräume; Räume fürSeelsorge, Andacht und vertrauliche Besprechungen

55

5

KTS

Treppenräume . Erschließungsflächen und -flure mit Publikumsverkehr

45

6

KT 6

Tum-, Sport- und Gymnastikhalfen. Fitnessräume. Werkstätten, Diskotheken, Räume mitTanzflächen u.ä. Kegel- undBowlingbahnen 1)

15

2

1)

Anlagen von Kegel- und Bowlingbahnen in Wohngebäuden erfordembesondere schallschutztechnische Maßnahmen.

5 Bauakustik

314

Anforderungswerte für den Luftschallschutz gege n Au ßen lär m Tabelle 5.3.5-14 Anforderungen an den Luftschallschutz zwischen Außenbereich und Innenräumen nach DIN E 4109-1 (1 5]

2

Pegelcereich

Maßgeblicher Außengeräuschpegel1)

3

4

5

ertouerlicne Standard-Schallpegeldifferenz erf. DnT,w in dB Aaumarten

LMAP

in dB(A)

Bettenrä ume in Krankenanstalten und Sanatorien

Wohn- und Schlafräume

Unterrichts- und Arbeitsräume

bis 55

35

30

30

2

11

56 bis 60

35

30

30

3

111

61 bis 65

40

35

30

4

IV

66 bis 70

45

40

35

5

V

71 bis 75

50

45

40

6

VI

76 bis 80

2)

50

45

7

VII

, BO

2)

2)

50

1} Siehe Anhang Cder EDIN4109-1 (10.06). 2) Die Anforderungen sind hier auf Grund der örllichen Gegebenheiten festzulegen.

.53 Anforderungen an den Schallschutz

3 1.5

Schallschutz vor Geräuschen aus haustechn ischen Anlagen Tabelle 5.3.5-15 Maximal zulässige Schaltdruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen, erzeugt von haustechnischen Anlagen undbaulich mit dem Gebäude ver1:lundenen Betrieben nach OIN E 4109-1 [15]

2

3

Maximal zulässige Schalldruckpegel in dB(A) Geräuschquellen

Raumarten Unterrichts- und Arbeitsräume

Wohn- und Schlafräume Wasserinstallationen (Wasserversorgungs- und Abwasseranlagen gemeinsam) sonstige hauslnteme. fest installierte 2 technische Schallquellen dertechnischen Ausrüstung, Ver- und EntsOI'gung sowie Garagenanlagen tags,

3 Gaststätten einschließlich B bis 22 Uhr Küchen; Verkaufsstätlen, 4 Betriebe u.ä.

nachts, 22bis6 Uhr

L

< 30 1),2)

AFmax,nT -

LAFmaxnT

L,

s:

LAFmax

(I.B.

wärmeerzeuper.

30 3)

35

s 45

L, s 25 LAFmax s 35

sonstige fest installierte technische Schallquellen (ohne Wasserinstallationen) im eigenen Wohnbereich 5

s:

LAFmax,nT

s

L

< 35 1),2)

AFmax,nT -

LAFmax,nT

s:

35

3)

L, s: 35

Lr s 35 LAFmax s: 45

30 2),3)

l üflungseinrichtungen, Ausnahme: Schallquellen, die von Hand betätigt werden - Rollladen) 1) Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Betätigen der Armaturen und Geräte nach Tabelle 5.3.5·16(Öffnen, SChließen, Umstellen, Unterbrechen) entstehen, sind zurzeit nicht zu berücksichtigen. 2) Werkvertragliche Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Schalldruckpegels: Die Ausführungsunlerlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d.h. zu den Bauteilen müssen die enoroeräcten Schallschutznachweise vorfiegen. Außerdemmuss die verantwortlicheBauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Bekleiden der Installation hinzugezogen werden. Weitergehende Erläuterungen enthäi! das ZVSHK-Merkblatl .Schalischulz", Ausgabe 2003-03. 1) Bei lüflungstechnischen Anlagen sind um 5 dB(A) höhere Werte zulässig, sofernes sich um Dauerceräusche ohne Auffällige Einzeltänehandelt.

5 Bauakustik

316

Für Armaturen und G eräte de r Wassersinstallation sind Armaturengruppen festgelegt, in die sie aufgru nd des gemessene n Armaturengeräuschpe gels eingestuft werden: Tabelle 5.3.5-16 Anforderungen an Armaturen und Geräte der Wassefinstallation nach DIN E

4109-1 [151

2

3

Armaturengeräuschpegel

L", Armaturen und Geräte derWasserinstallation

fürkennzeichnenden Fließdruck oder Durchfluss 1) in dB(A)

Armaturengruppe

Auslaufarmaturen

3

Anschluss-Armaturen • Geräte-Anschlussarmaturen - Magnetventile für elektron. gesteuerte Armaturen Druckspüler

4

Spülkästen

5

Durchflusswassererwärmer

6

Durchgangsarmaluren, wie • Absperrvenli1e • Eckventile • Rückflussverhinderer

7

Drosselarmaturen, wie - Vordrosseln - Eckventile

a

Druckminderer

9

Brausen

2

Auslauivorrich tungen, die direkt an die 10 Auslaufarmatur angeschlossen werden, wie - Strahlregler - Durchflussbegrenzer • Kugelgelenke 11 - Rohrbelüfter - ROCkflussverhinderer

11

:::; 15

:::; 25

11

1} Dieser Wert darf bei dem in D!NEN ISO 3822-lbisDIN ENISO 3822-4 [101 fürdie einzelnen Annaturen genannten oberen Fließdruck von 0.5 MPa oder Durchfluss 01 um biszu 5 dB(A) überschritten werden. 1} Geräuschspitzen, die beim betätigen der Armaturen entstehen (Öffnen SChließen, Umstellen, umerbrechen u.ä.) werden bei der Prüfung nach DINEN ISO3822·1 bis DINEN ISO3822·4 [10) imAllgemeinen nicht erfasst. Der A-bewertete Schallpegel dieser Geräusche, gemessen mit der zeitbewertung.Fasr wird erst dann zur Bewertung herangezogen, wenn es die Messverfahren nach einer nationalen oder europäischen Norm zulassen.

5.3 Anforderungen an den Schallschu rz

3 17

Tabelle 5.3.5-17 Durchflussklassen für Auslaufarmaturen, caran anzuschließende Auslaufvorrichtungen und Eckventile nach DIN E 4109-1 [15)

2 maximaler Durchfluss 0

Ourchflu5skla5se

in '/5

(bei 0,3MPa Rießdruck)

z

0,15

2

A

0,25

3

s

0,33

4

B

0,42

5

c

0,50

6

o

0,63

318

5 Bauakustik

5.4 Nachweisverfahren 5.4.1 Außenlärrn nach Sbl. 1 zu DIN 4109 (11.89) Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels

Zur Bestimmung des maßgeblichen Außenlärmp egels und bei Vorliegen verschiedener Lärmquellen des resultierend en maßgeblichen Außenlärmpegels La,res werden die unt erschiedlichen Lärmimmissionen in der Regel berechn et. n

0 ,1-La ,i ) L a.res --10/oa""(10 0 "'-'

(5.4 .1-1)

i=l

Darin sind: La,res L a,i

n

=

resultie render maßgeblicher Außenl ärmpegel in dB(A) maßgeblicher Außenlärmpegel einer Lärmquelle in dB(A) Anzahl der Lärmqu ellen

Sind Lärmschutzwände oder -wälle vorhanden, darf der maßgebliche Außenlärmp egel entsprechend den Vorgaben der DIN 18005-1 [22] abgemindert werden, vgl. dazu auch Abschnitt 4 "Schallausbreitung". Für die von der maßgeblichen Lärmquelle abgewandte Geb äude seite darf der maßgebliche Außenlärmpegel ohne besonderen Nachweis um - 5 dB(A) bei offener Bebauung und um - 10 dB(A) bei geschlossener Bebauung bzw. bei Innenh öfen abgemind ert werden. Straßenverkehr

Sofern für die Einstufung in Lärmp egelbereiche keine ander en Festlegungen, wie Z.B. gesetzliche Vorschriften, Bebauungspläne oder Lärmk arten maßgebend sind, ist aus den Nomogramm in Bild 5.4.1-1 ermitte lte Mittelungspegel zugunde zu legen. Nachweisführung

Der Nachweis wird erbra cht, wenn: vorhR ~,R,res ~ eifR ~,R ,res

(5.4 .1-2)

5.4 Nachwei sverfahren

319

~5 t==!=l=t=l=!=l==tl=l~~~~tE~t::l~li=i=~

1

11

6

4

2

,

" /

4 I

/

/

/

/

11

r

/

/ / / 1/ /

/

/

,

f

/1/

/

1// /

rt"

/

1/

v/( / IV / /, I

B

I

Autobahnen und Autobahnzubringer ( 25 % LKW-Anteil 1

Bundes-, Landes-. Kreis-, Gemeindeverbindungsstraßen außerhalb des Ortsbereices; Straßen

0

•

I

LO LO

0 LO

( 20 % LKIN-Anteil )

C

I

0 LO

in Industrie- und Gewerbegebieten

/

J //

Außen lärm LA in dB(A) A

,,

"

ri rr rv r v r

I

0 CO

LO LO

I

LO CO

0 CO

I

0 r-;

LO CO

LO r-;

0 r-,

LO r-,

Gemeinde-(Stadt-) stra ßen ; Hauptverkehrs-

sfraßen I 2 bis6-s treifig, 10 % LKW-Anteil )

Gemeinde-(Stadt-) straßen; V\klhn- und W:lhnsammelstraßen ( 5 % LKVV-Anteil )

LO

0 LO

'=t

0

LO LO

0 CO

LO CO

0

"-

'=t

'=t

LO

0 LO

LO LO

0 CO

LO CO

I

I

I

I

I

I

Zu den Mittelungspegeln sind gegebenenfalls folgende Zuschläge zu addieren:

+ 3 dB (A), wenn der Immissionsort an einer Straße mit beidseitig geschlossener Bebauung liegt, + 2 dB (A), wenn die Straße eine Längsneigung von mehr als 5 % hat, + 2 dB(A) , wenn der Immissionsort wenleer als 100m von der nächsten lichtsionalcereuelten Kreuzune

Bild 5.4.1-1 Nomogramm zur Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels vor Hausfassaden für typische Straßenverkehrssituationen nach DIN 4109 auf der Basis straßentypischer Verkehrssituationen nach DIN 18005-1 (05.87) [22) Abschnitt 6 unter Berücks ichtigung eines Zuschlages von +3 dB(A) gegenüber einer Freifeldausbreitung des Schalles

320

5 Bauakustik

5.4.2 Luftschallschutz im Gebäude nach Sbl. 1 zu DIN 4109 (11.89) - für Gebäude in Massivbauweise Kennwerte für die Luftschalldämmung (Re chenwerte für bewertete SchalldämmMaße) sind den Tabellen in Abschnitt 5.5 zu entnehmen. Flankierende Bauteile - Vorausgesetzte Randbedingungen

Die in Abschn itt 5.5 aufgeführten Tabellen setzen die folgenden Randbedingungen bezüglich de r flankierenden Bauteil e voraus: -

Mittlere flächenb ezogene Masse m'L,mitteJ der biegesteifen flankierend en Baut eile von rund 300 kg/m -, Öffnungen, wie z. B. für Türen oder Fenste r, werden bei der Ermittlung verna chlässigt. - Biegesteife Anbindung der flankierenden Bauteile an das trennende Bauteil , sofern dessen flächenb ez. Masse mehr als 150 kg/m? beträgt. (Ausnahme: mehrschalige Bauteile aus biegeweichen Schalen: leichte Trennwände und Holzbalkend ecken) - von einem zum anderen Raum dur chlaufende flankierend e Baut eile - dichte Anschlüsse des trennenden Baut eils an die flankierenden Baut eile

Weicht die mittlere flächenb ezogene Masse der flankierend en Bauteile vom angesetzten Wert 300 kg/m? ab, so sind die in Abschnitt 5.5 angegebenen Werte der bewerteten Luftschalldämm-M aße mitt els eines Korrektu rwertes KL ,l anzup assen. Für diesen Korrekturwert wird vorausgesetzt, dass die flankie renden Baut eile zu beiden Seiten eines trenn end en Bauteils liegen (vgl. F 1 und F 2 in Bild 5.4.2-1a). Ist dieses nicht der Fall (vgl. F'l und F'2 in Bild 5.4.2-1b), ist für die Berechnung anzunehmen, dass das leichtere flankierende Bauteil auch im Nachbarr aum vorh anden ist (vgl. F"2 in Bild 5.4.2-1b). a)

I

I /

/

/

/

/ //

/

/

/

I

i i

~ !

}

! /

/

I

! /

/

v // / I

/

/

/

/

/

/

/

i i

i i F'/ 1

!

!

/

i i i

/

I

I

/

I

!

b)

/

~

: ~F"

I

!

/

11 /

/

i i i

2 /

!

I

Bild 5.4.2-1 Anordnungen flankierender Bauteile: a) Nicht versetzt angeordnete flankierende Wände (Normalfall) b) versetzt angeordnete flankierende Wände mit für die Berechnung anzusetzender fiktiver Wand F'':2 (Ausnahme)

Flankierende Bauteile - Korrekturwerte KL,1 bei biegesteifen trennenden Bauteilen

Für biegesteife trenn end e Baut eile mit oder ohn e biegeweiche Vorsatzschale wird als mittlere flächenbezogene Masse m'L,mitteJ der flankierenden Bauteile das arithmetische Mittel der einzelnen massiven Baut eile ermitte lt. Mit diesem Wert wird dann nach Tabelle 5.4.2-1 der Korrekturwert KL,l entspre chend DIN 4109 Bbl.1 bestimmt .

5.4 Nachweisverfahr en

321

"

, 1 .... , m L,miltel "";; L m L,i

(5.4.2-1)

i =1

Darin sind: m'L,mirtcl m'L,i

n

"" mini ere flächenb ezogene Masse in kg/rn' "" flächenbezogen e Masse des i-tcn nicht verkleideten , massiven flankierend en Bauteils (i e 1 bis n) in kglm2 = Anzahl der nicht verkleidete n, massiven flankierend en Bauteile

Tabelle 5.4.2-1 Korrekturwert KL,1 für das bewertete Schalldämm-Maß R'w,R von biegesteifen trennenden Bauteile n (Wände und Decken)

2

Art des trennenden Bauteils 2 Einschalige, biegesteife Wände und Decken

4

Einschalige, biegesteife Wände mit biegeweichen Vorsatzschalen

5

Massivdecken mitschwimmendem Estrich oder Holzfußboden

6

Massivdecken mit Unterdecke

7

Massivdecken mitschwimmendem Estrich und Unterdecke

4

5

6

7

8

Korrekturwert KL, 1 in dB für eine flächenbezogene Masse m~mitteJ in kg/m 2

400

3

3

o

+2

350 300 250

200

150

100

0

0

0

·1

·1

.,

+1

o

-1

-2

-3

-4

Flankierend e Bauteile - Korrekturwerte KL 1 bei biegeweichen trennenden Bauteilen • Für meh rschalige biegeweiche trennende Bauteile (zwcischalige w ände aus biegewei-

chen Schalen sowie Holzbalkcndcckcn) errec hnet sich die wirksame mittlere flächen bezoge ne Masse der flankierend en Bauteile nach GI. 5.4.2·2. Mit diesem Wert wird dann nach Tabelle 5.4.2-2 der Korrekt urwert K L,l bestimmt .

, J n ,-25 m L ,Mittel = ;; ~ (m L, j) , [

]-<)"

(5.4.2-2)

1=1

Dari n sind:

n

= mittlere flächenbezoge ne Masse in kglm 1 = flächenb ezogen e Masse des i-ten nicht verkleidete n, massiven flankierend en Ba uteils (i = 1 bis n) in kg/m2 = Anzahl der nicht verkleidete n, massiven flankterend en Bauteile

322

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.2-2 Korrekturwerte K L, 1 für das bewertete Schalldämm-Maß R'w,R von zweischaligen Wänden aus biegeweichen Schalen sowie für Holzbalkendecken als trennende Bauteile bei flankierenden Bauteilen mit einer mittleren flächenbezogenen Masse m'L, Mittel

2 R'II( Rdes trennenden Bauteils (Wand oder 2 , Decke) für m't.,MitleI "" 300 kglm indB

2

3

4

5

6

7

8

Korrekturwert KL,1 in dB für eine flächenbezogene Masse m'L,mitteI in kglni

45
400

350

300 250 200 150

3

50

+4

+3

+3

0

·2

·4

·7

4

49

+2

+2

+1

0

-2

-3

-6

5

47

+1

+1

+1

0

-2

·3

-6

6

45

+1

+1

+1

0

-1

-2

-5

7

43

0

0

0

0

·1

·2

-4

8

41

0

0

0

0

-1

-1

-3

Flankierende Bauteile - Korrekturwert KL,2 bei Vorsatzschalen und biegeweiehen flank ierenden Bauteilen Das Schalldämm-Maß R'w,R mehrs chalicer tre nnender Baut eile (Wände od er Decken ) wird um den Faktor KU nach Tabelle 5.4.2-3 e rhö ht, wenn die e inzelnen flank ierenden Baut eile eine der folgende n Randhed ingunge n e rfüllen:

Sie sind in beiden Räumen (Sende- und Empfangsraum ) raumseitig mit je e ine r biegeweichen Vorsatzschal e oder mit ein em schwimme nde n Estri ch od er mit eine m schwimme nde n Holzfußbod en verse hen, die im Be re ich des trenn enden Bauteils unt erb roc hen sind. Sie bestehen a us biegeweichen Schal en, die im Bereich des trennenden Bauteil s unterbrochen sind. Unte r meh rseha ligen tre nnenden Bauteilen werde n biegesteife Wänd e mit biegeweicher vorsatzschale . biegesteife Decken mit schwimmende m Estrich ode r Holzfußbod cn. Holzbalkendecken sowie Wänd e a us biegeweic hen Schalen ver standen . Tabelle 5.4.2-3 Korrekturwerte KL 2'ür das bewertete Schalldämm-Maß R'w R mehrschaliger

trennender Bauteile

'

,

2 Anzahl der flankierenden beqeweichen Bauteileoder flankierenden Bauleife mit biegeweicher Vorsatzschale

Korrekturwert KU in dB

+1

2 3

2

+3

4

3

+6

5.4 Nachweisverfahren

323

Nachweisführung Der Nachweis wird erbracht, wenn: (5.4.2-3)

5.4.3 Luftschallschutz im Gebäude nach Sbl. 1 zu DIN 4109 (11.89) - tür Gebäude in Skelett- oder Holzbauweise Voraussetzungen Bei den im Folgenden besch rieben en Nachweisverfahr en für Gebäud e in Skelett- od er Holzb auweise werden folgend e Randbedingungen vorausgesetzt: - Alle an der Schallübertragung beteiligten Bauteile und Anordnungen (auch Lüftung skan äle und Ähnl iches) werden erfasst. - Die Schall-Längsd ämm-Ma ße der flank ier end en Baut eile werden durch die Art des trennenden Bauteils nicht oder nur unwesentl ich beeinflusst. - Die dem Nachweis zugrund eliegenden Re chenwerte werden unt er Berücksichtigung der Anschlüsse an Wänd e und Decken sowie des Einflusses von Einbauleuchten , Steckdosen etc. ermitte lt. - Der Aufb au wird sorgfältig ausgeführt und überwacht. Alle Undichtigkeit en werden vermieden, sofern sie nicht in den Kon struktionsdetails, die den Rechenwerten zugrundeliegen , mit erfasst sind. - Die flankierenden Bauteil e werden in beiden Räumen (Sende- und Empfangsra um) jeweils konstruktiv gleich ausgefüh rt. - Das verwendete Dichtungsmaterial ist dauerelastisch (Anmerkung: poröse Dichtstre ifen wirken nur in star k verdichtetem Zustand , d.h. unt er kontinuierlich hohem Anpressdruck) Ermittlung der Rechenwerte - Trennendes Bauteil Rw,R = Rw,p -2dB

(5.4.3-1) (5.4.3-2)

D arin sind: Rw,R Rechenwert des bewertet en Schalld ämm-Maßes ohn e Flankenübertragung in dB Rw,p = Prüfstandswert des bewerteten Schalldämm-Maße s ohn e Flankenübertragung in dB R'w,p Prüfstands wert des bewertet en Schalld ämm-M aßes mit Flankenübertragung in dB Z = Zuschlag für die Umrechnung gemäß Tab. 5.4.3-1

324

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.3-1 Zuschläge Z für die Umrechnung von R'w,p in Rw,R

2

2

3

4

5

6

49

51

53

54

2

3

4

R'w,p

in dB

48

Z

in dB

0

Ermittlung der Rechenwerte - Flank ierende Bauteile Der Rechen wert de s bewerteten Lab or-Schall-Längsd ämm-Maßes de s i-tcn flankierenden Bau teils ohne Berücksichtigung von Scha llübertragun g üb er da s trennende Baute il e rgibt sich in der Re gel aus in Prü fständen gemessene n Werten mi t Um rec hnung nach GI. 5.4.3-3 bzw. mit Re chenvor gab en nach DI N 4 109 Bb l. 1 [171 . De r Rechen wert de s bewe rteten Lab or-Schall-Uingsdämm-Maßes des l-tc n flanki e re nd en Bauteils am Bau R'L,w.R.i ergibt sich nac h GI. 5.4.3-4. R L,w,R,i "" RL ,w,P,i - 2dB

R 'L

_ JO./og !.L ,w, R ,I' = R L ,w,R,I. + JO./ogST SO to

(5.4.3-3) (5.4.3-4)

Dari n sind: R L,w,R,i

R L,w,P'i

R' L,w,R,i

Sr So I; 10

Rechenwe rt des bewerte ten Labo r-Sch aud ämm- Maßes de s i-Ien flankkrenden Bauteils o hne Berücksichtigung vo n Schallübertragun g üb e r das tre nnende Bauteil in d B Pr üfstan dswen des bew ert et en Schalldämm-Maßes des i-te n flank ierenden Bauteils oh ne Berücksich tigung vo n Schallü berIragung üb er das trennende Bau teil in d B = Re chen we rt des bewe rte te n Schall-Längsdämm-Maßes e ines flanki erenden Baut eils am Bau in d B Fl äche des trennenden Baute ils in m' = Bezugsfläche (für Wänd e So = 10 m') gemeinsam e Kant e nlän ge zwische n trennendem un d flank ierendem Baute il in m Bezugsl änge (Wände [ 0 = 2.8 m, Böd en ( 0 = 4,5 m) ~

~

~

~

~

Sofe rn kein e gemei nsame n Kantenlängen ( j vo rliege n (was b eispielswe ise be i Kab elka nälen od er Lüftungsanlag cn der Fall ist) . entfällt de r ents preche nde längenbezogene Ausdruck in GI. 5.4.3-4. Für Räume mit einer Rau mh öhe von e twa 2.5 bis 3,0 m und e ine r Rau mtie fe von e twa 4.0 bis 5,0 m entfä llt sowo hl de r flächenbezogen e als au ch de r län genbezogen e Ausdruck in GI. 5.4.3-4.

5.4 Nachweisverfahren

325

Vereinfachte Nachweisführung Der vereinfachte Nachweis erfolgt für das tr ennende Baute il nach GI. 5.4.3-5 und für das flankierende Bauteil nach GI. 5.4.3-6. vorhRw,R

~

(5.4.3-5)

elf R~,R+5dB

(5.4.3-6)

vorhRL ,w ,R,i ~ elf R~,R+5dB

Genaue Nachweisführung Der genaue Nachweis führt im Allgemeinen zu wirtschaftlichere n Ergebnissen als der vereinfachte Nachweis. n

R~,R = _1O·/og(10-o,1·R,.,R + L10-o,1.Ri.,w,R,i)

(5.4 .3-7)

i= l

Darin sind: R'w,R

= R' L,w,R,i

n

=

Rechenwert des resultierenden bewert eten Schalldämm-M aßes des trennenden Bauteils in dB Rechenwert des bewerteten Schalldämm-M aßes des trennenden Bauteils ohne Längsleitung über flankierend e Bauteile in dB Rechenwert des bewerteten Bau-Schall-Längsdämm-M aßes des i-ten flankierenden Bauteils am Bau in dB Anzahl der flankierenden Bauteile (im Regelfall n = 4)

Der Nachweis wird dann erfüllt , wenn: vorhR~R , ~elfR~R ,

(5.4 .3-8)

5.4.4 Trittschallschulz im Gebäude nach Sbl. 1 zu DIN 4109 (11.89) - für Gebäude in Massivbaubauweise Voraussetzungen Der bewertete Normtrittschallpegel von De cken setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen. Im Allgemeinen (so Z. B. bei Massivdecken) differenziert man nach

- dem äquivalenten bewert eten Normtrittschallpegel Ln,eq,w,R (Rechenwert) zur Beschreibung der Trittschalleigenschaften der Rohdecke (wobei eine ggf. vorhandene Unterdecke hier ebenfalls mit berücksichtigt wird) und - dem Trittsch allverbesserungsmaß t1Lw,R der Deckenauflage Anordnung der Räume Der Einfluss unt erschiedlicher räumlicher Zuordnungen von Sende- und Empfangsraum wird dur ch den Korrekturwert KTn ach Tabelle 5.4.4-1 erfasst.

326

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.4-1 Zusammenstellung der Korrekturwerte KT- Der Senderaum (Emissionsort)

wird dabei durch einen Hammer (Symbol für das Normhammerwerk) undder Empfangsraum (Immissionsort) durch ein Mikrophon bezeichnet.

2

3

Lage des Empfangsraums (Immissionsort) zum Senderaum (Emissionsort)

2

---

Erläuterung

Skizze

'-' D I"~210T..

I

3

unmittelbar unter dem Senderaum

4

neben oder schräg unter dem Senderaum

5

neben oder schräg unter dem Senderaum mit einem dazwischenliegenden Raum

Kr

indB ,

~

0

oI

"-. ~ .'

. ..

... .

.'

0

..

. .

. /' 0 , ~

1rlf1F .. .

+5

· 0

.

'

+10

.-

o 6

über dem Senderaum bei Gebäuden mittragenden Wänden

+10

~

o 7

über dem Senderaum bei Gebäuden in Skelettbauweise

» Ja

L Q

8

über einem Kellerraum

+20

)'

. ~

..

{

L 'lI ,w,R --

63 -AL",R - 15dB

'////////.//

9

neben oder schräg unterdem Senderaum, jedoch durch eine Haustrennfuge mit einer Breite dF 2: 50 mm getrennt

~~

+15

5.4 Nachweisverfahren

327

Ermittlung der Rechenwerte für Massivdecken Der bewertete Normtrittschallpegel von Massivdecken berechnet sich unt er Berück sichtigung der Lage von Sende- zu Empfangsraum nach GI. 5.4.4-2. L ~,w,R = Ln,w,eq,R - .1L w,R - K T

(5.4.4-1 )

Dar in sind:

L'n,w,R L n,w,eq,R .1L w,R

KT

= =

bewert eter Normtrittschallp egel von Decken in dB äquival. bewerteter Trittschallpegel der Massivdecke in dB Trittschallverbesserung smaß der Deckenauflage in dB Korrektu rwert zur Berücksichtigung der Ausbreitungsverhältnisse gemäß Tab. 5.4.4-1 in dB

Die erforderlichen Rechenwerte für die Decken sind dem Abschnitt 5.5 oder entspre chenden He rstellerangaben zu entnehmen. Wird ein weichfedernder Bodenbelag auf einem schwimmenden Boden angeordnet, dann ist als Trittsch allverb esserungsmaß .1L w,R nur der höhere Wert - entweder der des schwimmenden Bodens oder der des weichdernden Bodenbelags - zu berücksichtigen . Ermittlung der Rechenwerte für Holzbalkendecken Währ end für Massivdecken sich die entsprech enden äquivalenten bewerteten Normtrittschallpegel in Abhängigkeit der flächenbezogenen Masse erm itteln lassen und für die Trittschallverb esserungsmaße Tabellenwerte angegeben werden, sind für andere als in der DIN 4109 Bbl. 1 [17] Tab. 34 aufgeführte Holzbalkendecken grund sätzlich Eignungsprüfungen dur chzuführen. Nachweis De r Nachweis des erforderlichen Normtrittschallpegels ist erfbracht , wenn: vorhL ~,w,R + 2dB s elf L ~,w,R

(5.4.4-2)

5.4.5 Trittschallschutz im Gebäude nach Sbl. 1 zu DIN 4109 (11.89) - für Gebäude in Skelett- und Holzbaubauweise Ermittlung der Rechenwerte Der Rechenwert des bewerteten Normtrittschallpegels L'n,w,R massiver Decken in Gebäuden in Skelett- und Holzbauart wird für unte rhalb einer De cke liegende Räume nach Abschnitt 5.4.4 (KT = 0) ermittelt. Rechenvorgaben für versetzt angeordnete Räum e in Gebäuden in Skelett- und Holzbauart sind in DIN 4109 Bbl. 1 [17] nicht angebenen. Die Rechenwerte des bewerteten Normtrittschallpegels L'n,w,R von Holzbalkendecken sind DIN 4109 Bbl. 1 [17] Tab. 34 zu entnehmen oder durch Eignungsprüfungen zu ermitte ln, Beispiele sind in Abschnitt 5.5.4 zusammen gestellt.

3lX

5 Bauakustik

Nachweis De r Nachweis des e rforderlichen Normt rittscheüpegcls ist e rbracht, we nn:

vom L ~ ,w ,R + 2dB:::;; er! L ~,w,R

(5.4.5- 1)

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 5.5.1 Bewertetes Luftschalldämm-Maß massiver Bauteile Rechenwerte der Rohdichten nach Bbl.1 zu DIN 4109 (11.89) Für die Berechnung der flächenbezogenen Masse n sind nicht die Nennwe rte sonde rn die Rechenwe rte der eingesetzten Mate rialien zu verwe nden. Tabelle 5.5.1-1 Aechenwerte der Wandrohdichten für einschaliges Mauerwerk für alle Formate der in DIN 1053-1 [8] und DIN 4 103-1 [12] für die Herstellung von Wänden aufgeführten Steine und Platten

3

2

Rechenwertder Wandrohdichte Pw 1)

Nennwert der Stein- oder Planenrohdichte PN in kglm 3

Normalmärtel

Leichtmörtel (p < 1000kglm')

3

2200

2080

1940

4

2000

1900

1770

5

1800

1720

1600

6

1800

1540

1420

7

1400

1360

1260

8

1200

1180

1090

9

1000

1000

950

10

900

910

860

11

800

820

770

12

700

730

680

13

800

640

590

14

500

550

500

15

400

460

410

2

in kglm3

1} Werden Hohlblocksteine nach DIN 106-1[5J. DIN 18151[23] oder DIN 18153 [24J vermauertund die Hohlräume satt mit Sand oder mit Normalmörtel gefüllt. so sind die Rechenwerte der Wandrohdichle um 400 kglffil zuerhöhen.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Tritt schallschutz

329

Tabelle 5.5.1-2 Aechenwerte der Rohdichten für Betone

Beton

2

fugenloser Normalbeton (unbewehrtoder bewehrt)

3

fugenloser Leicht- oder Porenbe ton

4

im Dünnbetlverlegte Plansteine oder-platten aus Leicht- oder Porenbeton

2

3

Nennwert der Betonrohdichte PN in kglm 3

Rechenwert der Betonrohdichte Pw in kglm 3

2300 '1 000

PN-l 00 PN "SO

:S 1000

Tabelle 5.5.1--3 Flächenbezogene Massen für Putzschichten

2

3 Flächenbezogene Masse m' in kglm 2

Putzdicke inmm

Kalkgipsputz, Gipsputz

Kalkputz, Kalkzementputz, Zememputz

3

10

10

18

4

15

15

25

5

20

2

30

Einschalige, biegesleife Wand Die Rechenwerte der bewert et en Luftschalld ämm-Maße R'w,R für cinschaftge Wände aus unterschiedlichen Materialienergeben sich in Abhängigkeit ihrer ü ächcnbczogcncn Masse gem äß Tab. 5.5.1-4. Tabelle 5.5.1-4 Zusammenstellung der Aechenwerte der bewerteten Luttschalidamm-Maße

R'w R (Bau-Schalldämm-Maß) für einschalige Wände aus unterschiedlichen Materialien in Abhängigkeit ihrer flächenbezogenen Masse m'. gültig für flankierende Bauteile mit einer mittleren flächenbezogenen Masse m'L,Mittel '" 300 kg/m2 nach DIN 4109 Sbl. 1, Tab. 1 [17]

1

2

3

Rechenwert des bewerteten Schalldämm-Maßes R'w.R in dB allgemein 2

3

R~

=

28 · 1og m ~20

(5.5."')

verputzte Wände aus dampfgehärtetem Porenbeton und l eichtbeton mit Blähtonzuschlag (PN :S 800 kglm3)

Wände aus GipsWandbauplallen nach DlN 4103-2 [13],am Rand ringsum mitBitumenfilzstreifen (2 :S d s 4 mm) eingebaut

R ~ = 28 · 1og m '- 1 8

(5.5.1·2)

5 Bauakustik

330

Zweisch alige Haustrennwände Bild 5.5.1-1 zeigt die pr inzipielle Ausführung zwciscbaliger Haustrennwände aus zwei schweren , biegesteifen Schalen mit durchgeh ender Trennfuge schematisch in Ver tikalund Horizontalschnitt. Der Rechenwert des bewerteten Luftschalldamm-Maßes R 'wist dann Tabelle 5.5.1-5 zu entnehmen.

Bil d 5.5.1-1 Schematische Darstellung der prinzipiellen Ausbildung zweischaliger Haustrennwände in Vertikal- und Horizontalschnitt

Tab elle 5.5.1-5 Ermittlung des Rechenwertes des bewerteten Luttecnencämm-Maaee R'w R (Bau-Schalldämm-Maß) für zwerscbanae Haustrennwände mit durchgehender Trennfuge in Abhängigkeit ihrer flächenbezogene n Masse, gültig für flankierende Bauteile mit einer mittle ren flächenbezogenen Masse mt,Mittel'" 300 kg/m2 nach DIN 4109 Sbl. 1 [17]

2 Rechenwert des bewerteten Schaüoämm-Maßes

R'w.R in dB verputzte Wände aus dampfgehärtetem

2

Porenbeton und l eichtbeton mit allgemein

Blähtonzuschlag

IUN < 800 kg/rn') 3

R ~,R = 28 .logm~s-8 (5.5.1·3)

R ~,R = 28 .logm~ -6 (5.5.1-4)

Mehrschali ge massi ve Wände mit biegesteife Vorsatzschale Der Rechenwert des bewerteten Luttschatld ämm-Maßcs R 'wist Tabelle 5.5.1-6 zu entnehmen.

5.5 Kennwe rte für den Luft- lind Trittschallschutz

33 1

Tabelle 5.5.1-6 Ermittlung des Aechenwertes des bewerteten Luftschalldämm-Maßes R'w,R (Bau-SchaI1dämm-Maß) mehrschaliger massiver Wände mit mindestens einer biegesteifen SChale in Abhängigkeit ihrer flächenbezogenen Masse, gültig für flankierende Sauteile mit einer mittlerenflächenbezogenen Masse m'L Mine' '''' 300 kg/m2 nach DIN 4109 Sbl. 1 [17]. Abschnitt 10 .

2

3

Aechenwert desbewerteten SchaHdämm-Maßes R'w,R in dB Zweischaliges Mauerwerk mit Luftschicht1j

2

h--

I-'"

3

t:

4

'//-0-

Mauerwerk mit hinterfüfleter Bekleidung nach DIN 18515 [3O[

,

irlrle rl

oo~

~/:::::

m'=

m'=

m'=

flächenbezogene Masse beider Mauerwerkschalen

flächenbezogene Masse beider Betonschalen

flächenbezogene Masse der inneren Mauerwerkschale

R~

5

;7/;:;

Beton-Sandwichelement mit Dämmschicht aus Hartschaumstoff nach DIN 16164-1 [25]

= 2S ·/og m'- 15 (5.5.1-5)

R~

= 2S·1og m '-22

R :V = 2S ·1og m '-20

(5.5.1 -6)

(5.5.1 -7)

1) Wenn

die flächenbezogene Masse der aul die Innenschale der Außenwand anschließenden Trennwände großer als 50% derflächenbezogenen Masse derinneren Schale derAußenwand beträgt, darf das Schalldämm-Maß um 3 dB erhöht werden.

Tabelle 5.5.1-7 Ermittlung der flächenbezogenen Masse m ' für Konstruktionen mit Hohlräu-

men, unbewehrten Beton, Aufbeton und Estriche

2 Deckentyp

Ennittlung der flächenbezogenen Masse m'

2

Massivdecke mit Hohlräumen

Berechnung mitden Aechenwerten nach DIN 1055-1 [9] abzüglich 15% oder Berechnung mitdemvorhandenen Querschnitt mit p = 2300 k9o'm3

3

Stahlbeton-Aippendecke ohne Füllkörper. Estrich und Unterdecke

nurDeckenplatle

4

Aufbeton, unbewehrfer Beton aus Nonnatbeton

p=2100kglm 3

5

Verbundestrich und Estrich auf Trennschicht

Berechnung mitden Rechenwerten nach DIN 1055-1 [9] abzüglich 10%

5 B auak ustik

332

Tabelle 5.5.1-8 Ermittlung des Aechenwertes des bewerteten Luftschalldämm-Maßes R'w,R (Bau-Schalldämm-Maß) von Massivdecken mit flankierenden Bauteilen mit einer mittle ren lIächenbezoqenen Masse m'L,Mittel = 300 ± 25 kg/m2 (Zwische nw. sind linear zu interpolieren)

2

3

4

5

Massivdecke mit

R'w,R flächenbezogene Masse m~ )

2 in kg/ni

in dB Einschalige Massivdecke,

Einschalige Massivdecke mit

Massivdecke mit Unterdecke 3},

Estrich und Gehbelag unmittelbar

schwimmendem Estrich2)

Gehbelag und Estrich unmittelbar

aufgebracht

schwimmendem Estrich und Unterdecke3)

aufgebracht

3

150

41

49

49

52

4

200

44

51

51

54

5

250

47

53

53

56

6

300

49

55

55

58

7

350

51

56

56

59

8

400

53

57

57

60

9

450

54

56

56

61

10

500

55

59

59

62

1) Die Massen vonaufgebrachtenVerbundestrichenooer Estrichen aufTrennschicht undvon untersei-

tigern Putz sind zu berücksichtigen. 2) undanderen schwimmend verlegten Deckenauflagen (z.B. schwimmend verlegte Holzfußböden), sofern sieein t rntschanvertesseruncsmaü !!.L w<:: 24 dB haben. 3) biegeweiche Unterdecken oderakustisch gleichwertig.

Außen wände mit Wärmedämmverbundsys tem (WDV S) Wärmed ämmverbundsystem e könn en den Schallschu tz von Außenwän d en sowohl ver bessern als auch versch lecht ern, maßgehend ist dabei vor all em di e Reso nanzf req uenz des zwc ischaligcn Systems. D er R echenwer t des bewertet en L uft schall damm-M aßes

R 'w,R ( Bau-Sc hall däm m-M aß) ergib t sich m it H i lfe eines Verb esserungsmaßes .dRW' di eses ist entwe de r d er entsp rechenden A llgemeinen B auauf sichtli ch en Zulassun g des WDVS zu ent nehme n od er nac h (38 ) zu ber echnen .

5.5.3 Schalld ämm-M aß von Fenstern, Türen, Toren und Rollladenkästen Nachfolgend sind in den Tabelle 5.5.2- 1 und -2 di e bewertet en L uf tsch all d äm m-M aße von Fenstern, T üren, Toren und Rollladen käst en au f der Ba si s der D IN 4109 BbL I

1171

und der V DI -R ichtlinie 257 1 [351 zusammengestellt. Weit ere Werte sind den

Prod uktbeschreib ungen. hzw . den dazugehörigen Pr üfzeugn issen d er ei nzel nen Produktanbi ct cr

zu en tnehm en.

5.5 Kennwert e fü r den Luft - und Tri tt schallschutz

3.l'

Tabelle 5.5.2-1 Ausführungsbeispiele für einflüglige Dreh-, Kipp- und Drehkippfenster bzw. -t üren (oderauch für mehrflüglige Fenster /Türen mit festem Mittelstück) mit Aechenwerten

der bewerteten tutt scnano ämm-Maae Rw R zwischen 25 und 45 dB bis zu einer etasräcbe von 3 m2 (größte Einzelscheibe). Bei größeren Glasflächen sind die Werte um 2 dB abzumindem.

2

3

5

4

6

Anforderungen an die Ausführung der Konstruktionen unterschiedlicher Fensterarten Verbundfenster 1)

Rw.R in dB

2

Einfachfenster1) mit rsoserverglasung2) Konstruktionsmerkmale

25

Verglasung: Gesamtglasdicke Scheibenzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertoroert Falzdichtung:

30

Verglasung: Gesamtglasdicke Scheibenzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertoroert Falzdichtung: Verglasung: Gesamtglasdicke

3

32

Scheibenzwischenraum Rw,RderVerglasung ertordert Falzdichtung: Verglasung: Gesamtgfasdicke

4

35

mitzwei Einfachscheiben

~ ~ e mm z Brnm ~ 27 dB ö

rnlt einer Einfach- und einer Isolierglasscheibe

i

~

Kastenfensler1)3) mit zwei Einfach- bzw. mit einer Einfach· und einer lsolierglasscheibe

~

e s nm

z emrn

z enm

~ 1 2 mm

::: 30mm

z Sü n m

(j)

(j)

(j)

z Bmrn

z nm

z amm

zt z mm

~ 30 mm

z Sü nm

(j)

(j)

(j)

e fü rrsn

e Bnm

z smm

z ts mm ~ 35 dB

;:,.; 4Q mm

z aü nm

(j)

(j)

(j)

~ 30 d B

ä

+ 4/12/4

;:,.; 32 dB (j)

+ 4/12/4

Scheibenzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertordert Falzdichtung:

(Fortsetzung nächste Seile)

(j)

5 Bauakustik

334

Tabelle 5.5.2-1 Ausführungsbeispiele für einflüglige Dreh-, Kipp- und Drehkippfenster bzw. -türen (oderauch für mehrtlüglige Fenster/Türen mit festem Mittelstück) mit Aechenwerten der bewerteten tuttscnano ämm-Mane Rw,R zwischen 25 und 45 dB bis zu einerarastäche von 3 m2 (größte Einzefscheibe). Bei größeren Glasflächen sind die Werte um 2 dB abzumindem. (Fortsetzung) 1 2 3 4 5 6 Verbundfenster1)

Rw,R Konslruklionsmerkmale in dB

Einfachlenster1} mit lsolierverglasung 2)

Verglasung: Gesamtglasdicke

mitzwei Einfachscheiten

miteiner Einfach- und einer Isolierglasscheibe

mitzwei Einfachbzw. mit einer Einfach- und einer lsolierglasscheibe

:<: 10mm

z smm

z Bmmbzw. ;:: 4 mm

+611214 5

37

Scheibenzwischenraum Rw,R der Verglasung erfordert. Falzdichtung:

7

8

9

40

42

45

Scheibenzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertoroert Falzdichtung: Verglasung: Gesamtglasdicke

Scheibsnzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertorderl. Falzdichtung: Verglasung: Gesamtglasdicke

Scheibenzwischenraum Rw,Rder Verglasung ertordert . Falzdichtung:

2: 48

(Fortsetzungnächste Seite)

+4/1214

;:: 40mm

z aü nm

;:: l 00 mm

Q)

Q)

Q)

:<: 14mm

z smm

;:: 37 dB Q)

Verglasung: Gesamtglasdicke 6

Kastenfensler1)3)

2': 42 dB CD + (%)4)

Q)

+ <1) 4)

z Brnrn bzw. ~ 6 mm

+4/1214

;:: 50mm

z aü nm

;:: l 00 mm

CD + (%)4)

CD + <1)4)

Q)

e Brnm

16mm

+ <1)4)

:<: 50mm

z Sünm

2': 10mm bzw. ;:: 8mm + 4/1 214 2': l 00 mm


CD + (%)4)

CD + (%)4)

;:: 18mm

2: 8 mm

2: 12mmbzw. 2: 8mm

e öümm

z öü mm

CD + (%)4)

G)

~

;:: 45 dB

+6/12144)

+8/12144)

+8/12144)

+ <1)4)

+6/1214 2: 100 mm Q)

+ <1)4)

Allgemein gültige Angabe sind nicht möglich. Hier erlolgl derNachweis nur über eine Eignungsprüfung

5.5 Kennwer te für den Luft- und Tritt schallschutz 1) Sämtliche Flügel müssen bei Holzfenstem mindestensDoppelfalze, bei Metall- und Kunststoff-Fenstem mindestens zwei wirksame Anschläge haben. Erforderliche Falzdichtungen müssen umlaufend und ohne Unterbrechung angebracht sein. Sie müssen weichfedemd, dauerelastisch, alterungsbeständig und leicht auswechselbar sein. 2) Das lsolierglas muß mit einer dauerhaften, im eingebauten Zustand erkennbaren Kennzeichnung versehen sein, aus der das bewertete Schalldämm-Maß Rw. R und das Herstellwerk zu entnehmen sind.Jeder Lieferung muß eine Werksbescheinigung nach DIN 50049 [321 beigefügt sein, der ein Zeugnis über die Prüfung zugrunde liegt, das nicht älter als fünf Jahre sein darf. 3) Eine schallabsorbierende Laibung ist sinnvoll.dasie durch Alterung der Falzdichtung entstehende Fugenundichtigkeiten teilweise ausgleichen kann. 4) Die Werte gelten nur, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen zur Belüftung des Scheibenzwischenraums getroffen wurden.

Tabelle 5.5.2-2 Bewertetes Luftschalfdämm-Maß weiterer Verglasungen aus Messungen

nach VOt2571 [35].

Verglasung

4

2

3

Dicke d inmm

flächenbezogene Masse m' inkglrrr

2 3 6 12

5 7 15 30

27 29 33 36

4

6

5 7

26 29

R w.p

bzw. R 'w,p in dS

2

Einscheiben-Festverglasung

3

Einscheiben-Festverglasungaus ACRYL

4

Verbundfenste( aus zwei Einfachscheiben aus ACRYL miteinem Scheibenzwischenraum VOll 30 mm

2 '10

12

32

5

Glasbausteinwand

50 80

60 80

27 45

Die Rechenwerte der bewerteten Schalldäm m-Maße R 'w,R für R Ql1adcnkästcn liegen in Abhängigke it ihrer konstruktiven Ausführung nach DIN 4 109 Bbl. I [ 171im Bereich von 25 bis 40 dB. Als Anhaltswert für das bewertete Schalldämm-Maße R'w üblicher Industrietore bzw. Rolltore giht die VD I 2571135) 20 dB hzw. 10 bis 15 dB an .

5 Bauakustik

336

5.5.3 Bewerteter Normtrittschallpegel massiver Bauteile Massive Trennd ecken Tabelle 5.5.3-1 Rechenwerte des bewerteten Normtrittschal1pegels Ln,w,eq,Rvon Massivdecken ohne und mit biegeweicher Unterdecke nach DIN 4109 Sbl. 1 [17], Zwischenwerte sind linear zu interpolieren

2 flächenbezogene Massel ) der Deckenart

Decke ohne Auflage

m'

2

in kglrrr'

3

4

Rechenwert des bewerteten Normtriltschallpegels Ln,w,eq,R in dS ohne Unterdecke

mit Unterdecke2)

3

135

86

75

4

160

85

74

5

190

84

74

225

82

73

270

79

73

8

320

77

72

9

380

74

71

10

450

71

69

11

530

69

67

6 7

Massivdecken nachTabelle 11 aus Sbl. 1 zu DIN 4109 [17]

1) Errechnet sich einschließlich eines etwaigen Verbundeslrichs oder Estrichs auf Trennschicht (Trittschal1dämmschichten sind sind keine Trennschichlen)sowie unmittelbar aufgebrachter Putzschichten 2) Bei Verwendung von schwimmenden Estrichen mit mineralischen BindemilIeIn sind die Tabellenwerte für Ln,w,eq,Rum 2 dB zu erhöhen

5.5 Kennwerte fü r den Luft- und Tri tt schallschutz

337

Tabelle 5.5.3-2 Aechenwerte der Trittschaliverbesserungsmaße J1L w,R von schwimmenden Estrichen und schwimmend verlegten Holzfußböden auf Massivdecken

2

Deckenauflage in Formschwimmender Böden

3

Rechenwertdes Trittschaliverbesserungsmaßes t1L w,R indB harter Bodenbelag

weichfedernder Bodenbelag' ) mit t1L w,R 2: 20dB

Schwimmende Estriche GuBasphaltestriche nach DIN 18560-2[31]miteiner flächenbezogenen Masse m'2: 45 kglw aufDämmschichten nach DIN 181 64-2 [26] bzw. DI N 18165-2 [28] mit einer dynamischen Steifigkeit 5' von höchstens 50 MN/m" 2 40 MNlm3 30 MNlm3 20 Mr-vm3 15 MN/lW 10 MNlm3

20 22 2' 26 27 29

Estriche nach DIN 18560-2 [31]miteiner flächenbezogenen Masse m' 2: 70 kglw auf Dämmschichten nach DIN 18164-2 [26]bzw. DIN 18165-2 [28] mil einer dynamischen Steifigkeit s' von höchstens 3 50 MN/m3 40 MN/m3 30 MN/m" 20 MNlm3

22 2' 26 28 29

30 33

30

34

,

15 MNlrn' 10 MN/lW Schwimmende Holzfußböden

Unterböden aus Holzspanplatten nach DIN 68771 [34] auf Lagerhölzem mit Dämmstreifenunterlagen aus Dämmstofen nach DIN 18165·2 [28]mit s'::; 20MN/m3, 5 b 2: 100mm und d 2: 10 mm nach Einbau. Dämmstoffe zwischen den Lagerhölzern nach DIN 18165-1 [27]mit dN 2: 30mm und t 2: 5 kN·s!rrr

2'

Unterböden aus Holzspanplatten (d 2: 22mm) nach 6 DlN 68771 [34] vollflächig verlegt aufDämmstoffen nach DIN 18165-2 [29] mit 5'::; 10 MNfffil

25

(Forsetzung nächste seite)

20

22 2' 26 29 32

23 25 27

338

5 Bauakustik

1) Wegen dermöglichen Austauschbarkeit von weichfedernden Bodenbelägen, die sowohl dem Ver-

schleissalsauch besonderenWünschen derBewohner unterliegen, dürfendiese bei dem Nachweis derAnforderungen nach DIN 4109 [14] nicht angerechnet werden. Dieses giltnicht grundsätzlich fürdie erhöhten Anforderungen nach DIN 4109 Bbl.2 [20] sowie fürdie Anforderungen nach VDI 41 00[11].

Massive Treppen (Läufe und Podeste)

Bild 5.5.3-1 zeigt in einem Grun driß schematisch eine Möglichkeit, Treppen läufe und -podeste schalltechnisch günstig auzuführe n. Die Treppenläufen sind dabei von den Treppenraumwänden getre nnt und auf den Treppen podesten elastisch aufgelagert; die Podeste binden in die Treppenraumwände als Durchl aufplatt e ein (in der Regel gemeinsam mit den Trenndecken als Mehrfeldpl att ensystem) und sind mit einem schwimmen den Estrich ausgesta ttet. Die Bilder 5.5.3-2 und -3 zeigen die entspre chen den De tails in Vertika lschnitte n.

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1

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-

Bild 5.5.3-1 Grundriß einer Treppenkonstruktion mit elastisch aufgelagerten, von den Treppenhauswänden getrennten Läufen und einbindenden Podesten mit schwimmendem Estrich

elastische Auflag erung des Trepp enlaufs

Bild 5.5.3-2 Schnitt B-B (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.3-1: Elastische Auflagerung der Treppenläufeauf dem Treppenpodest mit schwimmendem Estrich

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz elastische Randfuge

339

Belag Treppenhaus

__I

Bild 5.5.3-3 Schnitt A-A (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.3-1: Durchlaufende Decke des Treppenpodestes mit schw immendem Estrich

Bild 5.5.3-4 zeigt in einem Gr undriß schematisch eine weitere Möglichkeit, Treppenläufe und -podeste schalltechnisch günstig auszuführ en. Die Treppenläufen sind dabei von den Treppenraumwänden getrennt und binden in die Trepp enp odesten ein; die Podeste ihrerseits sind auf Konsolen elastisch aufgelagert und mit einem schwimmenden Estrich ausgestatt et. Bild 5.5.3-5 zeigt das entsprechende Detail als Vertikalschnitt.

-

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-

-

Bild 5.5.3-4 Grundriß einer Treppenkonstruktion mit in die Podeste einbindenden, von den Treppenhauswänden getrennten Läufen und elastisch aufgelagerten Podesten mit schw immendem Estrich elastisc he Randfuge

Belag Treppenhaus

__I

elastisc he Auflageru ng des Treppenlaufes

Bild 5.5.3-5 Schnitt A-A (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.3-4: Auf Konsolen aufgelagertes Trep penpodest mit schw immendem Estrich

340

5 Bauakustik

Die Rechenwe rte des äquivalenten bewe rtet en Norm-Trittsehallpegcls sowie des bewerteten Norm-Trittschallpegcls sind für ve rschiedene Trepp e nkonstruktionen in Tabelle 5.5.3-6 zusamme ngefußt. Bezüglich der Reche nwe rte für das Ve rbesserungsmaß schwimme nder Estriche entsprechende r Podestkonstruktio nen wird auf Tabelle 5.5.3-4 verwiesen. Tabelle 5.5.3-3 Aechenwerte der äquivalenten bewerteten Norm-Trittschallpegel Ln,w,eq,R und der bewerteten Norm-Trittschallpegel L'n,w,R ve rschiedener Treppenkonslruktionen aus Stahlbeton mit einer Mindestdicke von 120 mm Ausbildung von Treppen aus Stahlbeton (d

~

120 mm) und Treppenraumwand

2

3

Ll1, w,eq,R in dB

L'l1, w,R in dB

66

70

2

Treppenpodest, fest verbunden miteinschaliger biegesteifer Treppenraumwand (m' ~ 380 kglni)

3

Treppenpodest, fest verbunden mit Treppenraumwand, durchgehende Geäudetrennfuge

$ 53

$ 50

4

Treppenlaul, fest verbunden mit einschaliger biegesteifer Treppenraumwand (m' ;:: 380 kglrW)

61

65

5

Treppenlauf, abgesetzt von einschaliger, biegesteifer Treppenraumwand

58

58

6

Treppenlauf, abgesetzt von Treppenraumwand, durchgehende Gebäudetrennfuge

s 46

$ 43

7

Treppenlauf, abgesetzt von Treppenraumwand, durchgehende Gebäudetrennfuge , auf Treppenpodest elastisch aufgelagert

38

42

5.5.4 Schall dämm-Maß und Normtrittschallp egel von Holzbalkendecken Bei den Rechenwe rten der bewe rteten Schalldamm-M aße und Normtrittschallpcgcl für Holzbalkendecke n muß hinsicht lich ihre r Anwe ndung (Ge bäude in Massivbauweise oder Gebäude in Skelett- ode r Hclzbauweise ) differenziert we rden : Tabelle 5,5.4- 1 gibt Rechenwerte des nach D1N 4 109 Bbl. I [171 für Gebäude in Massivbauweise an, wenn die mittlere flüchenbezogene Masse der cinscbaligcn . biogcste ifcn Bauteile m 'L, mi tteJ'" 3(Xl kglm2 betr ägt. Tabelle 5.5.4-2 gibt Rechenwerte für Gebäude in Skelett- oder Holzbauweise nach D1N 4109 BbL 1 [171 an, wenn die flankierend en Wände als Montagewände ausgeführt und in de r Deckenebene unterbroche n we rde n.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Tri tt schallschutz

341

Tabelle 5.5.4-1 Aechenwerte des bewerteten Schalldämm-Maßes und bewerteten NormTriUschal1pegels von Holzbalken in Gebäuden in Massivbauweise nach DIN 4109Bot. 1 (1 7]

2

3

bew. Schalldämmmaß R'. ,R2)indB

bew. NormTrittschallpegel L'n,w,R3l in dB

2

50

56

3

50

53

50

51

Deckenausbildung - Vertikalschnitt (Maße inmm)

~

!

4

..,

'25 ~

• 50

' &_25 • 'tlC

Beschreibung: Bodenbelag, oonone Spanpatte. gespundet oder Nut-Feder-Verbindung, schwimmend verlegt ® Trittschalldämmung 2) nach DIN 18165-2 [281. Typ T od. TK mit s :s 15 MN/mJ Spanplatte mechanisch am Deckenbalken befestigt 5 ® Holzbalken ® HotIlraumbedämpfung1) nach DIN 18165-1 [27] mit re 5 kN ·s/m4 CD Lattung, Achsabstand e ~ 400mm ® Anschluss der Latten an den Balken überFederbügel oder Federschienen ® Gipskartooplatten (d = 12,5 oder 15mm), Spanplatte oderverputzte HWl-Platte @ Zementestrich. schwimmend verlegt

CD

o o

1) Bei einer Dämmschichtdicke von mind. 100 mm istein seäiches Hochführen nicht erforderlich. 2) gültig fürflankierende Bauteife mit einer mitlleren flächenbezogenen Masse mi. Mitt8/ '" 300 kglrri 3) Bei zusätzlicher Verwendung eines weichfedemden Bodenbelags dürfen in Abh'ängigkeit vom Tritlschallverbesserungsmaß des Belags M .,lIfolgende Zuschläge gemacht werden: tiL•.R 2: 20 dB -> t:.L = +2 dB; AL•.1I 2: 25 dB -> AL= +6 dB

342

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.4-2 Aechenwerte des bewerteten Schalldämm-Maßes und bewerteten NormTritlschal1pegels von Holzbalken in Gebäuden in Skelett- oder Holzbauweise nach (17]

2

Deckenausbildung 1)2)

2

3

bewertetes Schalldämm-Maß Rw,R

R 'w,R

in dS

indS

5

4

bewerteter NonnTrittschallpegel

L'n,w,R in dB Bodenbelag 3)

Vertikalschnitt (Maße in mm)

ohne

mit

3

53

50

64

56

4

57

54

56

49

5

62

57

53

46

6

65

57

51

44

3) weichfedemder Bodenbelag mit.to.L wR ~ 26 dS (Fortsetzung nächste Seite)

5.5 Kennwerte fü r den Luft- und Tritt schallsch utz

343

Tabelle 5.5.4-2 Rechenwert des bewerteten Norm-Trillschallpegels von Holzbalken in Gebäuden in Skelett - oder Holzbauweise nach OIN 4109 Bbl. 1 [17) (Fortsetzung)

2

bewertetes Schalldämm-Maß

Deckenausbildung 1)2)

R 'w, R

in dS

indS

7

1

8

...

, ,,

e

a ta .'

§;:

~.

I

'

" lf

.: . ' // ' /

"

.-

---+

I

L'n,w, R in dB

" l~,~'

ohne

mit

65

57

51

44

60

54

56

49

63

55

53

46

l'

;> "

bewerteter NormTrillschallpegel

Bodenbelag 4)

Vertikalschnitt (Maße in nm)

2

9

R w, R

//

/

~ I

't :" ,

j

60

eaeo

1) Bei einerDicke dereingelegten Dammschicht von mindestens 100mm istein seitliches Hochziehen nicht erforderlich. 2) Diefürdie Tritlschalldämmung angegebenen Dicken gelten unter Belastung. 3) weichfedemder Bodenbelag mit !'.Lw R<:: 26dS (Fortsetzung nächste Seite)

5

4

3

5 Bauakustik

344

Tabelle 5.5.4-2 Rechenwert des bewerteten Norm-Tritlschallpegels von Holzbalken in Gebäuden in Skelett- oder Holzbauweise nach OIN 4109Bbl. 1 [17) (Fortsetzung)

Beschreibung: Bodenbelag Spanplatte, gespundet oder Nut-Fader-Verbindung, schwimmend verlegt ® Trittschalldämmung 2) nach OIN 18165·2 [28], Typ T od. TK mit S s 15 MNlrnJ Spanplatte, gespundet oder Nut-Feder-Verbindung, mechanisch am Deckenbalken befestigt ® Holzbalken ® Hohlraumbedämpfung' } nach DIN 18165-1 [271 mit ' ~ 5 kN·slm' (]) Lattung, Achsabstand 8 ~ 400 mm ® Anschluss der Latten an den Balken über Federbügeloder Federschienen ® Gipskartonplatten (d: 12,5 oder 15mm), Spanplatte (10 :5 ae 13mm) oder verputzte H\oVl-Platte (d2 25mm) @ trockener Sand @ Lagerholz (40 mm x 60mm) @ ZementesIrich, schwimmend verlegt @ Betonplatten oder -steine, Kantenlänge s 400 mm, nt ~ 140 kglm2, offene Fugen zwischen den Platten, in Kaltbitumen vertegt

CD

o o

1) Bei einer Dicke der eingelegten Dämmschicht von mindestens 100 mm istein seitliches Hochziehen nicht ertordetlich. 2} Die für die Trittschalldämmung angegebenen Dicken gelten unter Belastung. 3lweichfedemder Bodenbelag mit !J.LwR ~ 26 dB

Von besond er em Inte resse ist die Ausführung der Federb ügel bzw. Federschie ne nach Bild 5.5.4-1: Ein feste r Kontakt zwischen Balken und Lattung ist a uszuschließe n, wobei ein weichfede rnde r Faserdämmstreifen als Zwischenlage eingeführt werd en darf. An dere Unte rkon struk tion en dürfen unte r Beibehaltung de r Rechenwe rte nach Tabelle 5.5.4-1 ve rwen det werden, wenn nachgewiesen ist, dass sie sich schallschutztec hnisch mindestens so gut wie die dargestellte n Lösungen ve rhalte n.

-Ft-

\1 ~ I~i~ I"":

X"-tM--t'"

R3 60

I.

Bild 5.5.4-1 Federbügel (links) und Federschiene (rechts) nach OIN 4109Bbl. 1

27m

345

6 Raumakustik 6.1 Grundlagen der Raumakustik 6.1.1 Ziele der Raumakustik Im Gegensatz zur Schallausbreitung im Freien, bei denen eine Beziehung zwische n Schalldru ckpegel am Immi ssionsort und Entfernung zum Emissionsort (Schallquelle) besteht, entsteht in geschlossenen Räum en ein diffuses Schallfeld aus direktem Schall und reflektier tem Schall. Die Ziele de r Raum akustik liegen damit in: - der Sicherst ellung der Verständlichkeit und - der Redu zierung von Schalldruckpegeln durch ein e gezielte Regelung von Absorpti ons- und Reflexionsvorgängen . De r akust isch relevant e Frequ enzber eich liegt dab ei in der Regel zwischen 63 Hz und 8 kHz.

6.1.2 Hörsamkeit Unt er Hörsamk eit verste ht man die Eignung eines Raumes für bestimmte Schalldarbietungen, insbe sondere für gute sprachliche Kommunikation und musikalische Darbietungen. Die Hörsamke it wird vorwiegend beeinflusst dur ch: die geom etrische Gestaltung des Raum es, die Verteilung von scha llabsorb ier end en und -reflekt ier enden Flächen, die Nachh allzeit und den Ges amt störschalldruckpegel. In der DIN 18041 [2] -Hörsamkeit in kleinen bis mitt elgroßen Räumen- werden zwei Anwendungen unt erschieden; die der Hörsamk eit über mittl ere und größere Entfern ungen (R äum e der Gruppe A, z.B. Unterrichtsund Konfer enzräum e) und geringe Entfernungen (R äume de r Gruppe B, z.B. Verkaufsräume, Sprechzimmer und Öffentl ichkeitsber eiche).

6.1.3 Verständlichkeit Kriterium für die Verständli chkeit in R äumen ist die Laufzeitdiffer enz. Sie beschr eibt , um wieviel später als das direkt übert ragene Schallsignal ein reflektier tes Schallsignal am Immis sionsort (Empfänger) eint rifft. n

L1t =

L/i- f

-'Ci=::e1'-----__

cL D arin sind:

(6.1.3-1)

6 Raumaku stik

~46 ~t

= Laufzeitdifferenz in s

{'.

~

I

,

ß( CL

~

~

~

Weglänge des reflektierte n Sch alls in m Weg län ge des dire kte n Schalls in m Weglängend ifferen z zwischen dire ktem und reflek tiertem Schall in s Schallge schwindigkeit de r Lu ft ( = 340 m/s]

Bild 6.1.3-1 ze igt skizze nha ft den Ve rlau f ein es Schallsignal s in einem Rau m. Die Indizie rurig von l' e rfolgt en tspreche nd d en betrachtete n Rcflckti on seben en . Für d ie E insch ätzung von Laufzeitdifferen zen gibt es dre i unt erschiedliche Bereiche : Laufze itd iffe re nzen ..11 =::; 0,05 s füh ren du rch Verst ärk un g des direkte n Scha lles zu ein er Ve rbesserung de r Ve rständlichk eit . Die La ufzeit diffe ren z von ör = 0,05 s e ntspricht d abei e ine r Lau fwegdifferen z ..1( vo n 17 m. La ufzei td ifferenzen 0,05 < ..11 =::; 0,1 s füh ren zu eine r Ve rschlecht e run g de r Verständlichkei t. Die Laufzeit differenz von ..11 = 0,1 s entspricht dabei ei ne r Laufwegd iffere nz ..1{ vo n 34 m. Laufzei td iffe renzen ..11 > 0,1 s werden Echo gena nnt. Die Laufwegd iffe re nz ..1Cliegt hier über 34 m.

Bil d 6.1.3-1 Skizzenhafter Ver1auf eines Schal1signals in einem geschlossenen Raum. Darin ist t die Weglänge des direkten Schalles und (' = (', + ('2 + ('3 die Weglänge des reflektierten Schalles. Die zugehörigen Indizes Wund D bezeichnen hier die Reflexionswege über die Wand ( ~u nd die Decke (U)

Bei Laufzeitd iffe ren zen ..11 > 0,05 s sind damit raum aku st ische Maßn ahmen in Form eine r Unte rd rückung de r Schallreflexione n e rforde rlich. Dieses wird e rreicht durch d ie Erhöhung de s Schallabsorptionsve rhalte ns de r Fläche n in einem Raum.

6.1.4 Gesamtstörsch all druckp egel Der Abcwe rtet e Störschalld ru ckpegcl ist de r Scha lldruckpegel im be tracht e ten Raum, der von Au ße ngeräuschen . Geräu schen au s Nac hbarrä umen. vo n haustech nischen An lagen , Sanitä rinstallatione n und den fest installierten medi e ntec hn ischen Geräten erzeu gt wird .

(i.1 Grundlagen des Raumakustik

347

6.1.5 Reflexions-, Trans missions- und Absorptionsgrad Die verschieden e n frequenzabhängigen Scha llgrade werd en über die Bezie hungen nach Tabelle 6.1.5-1 definiert. Tabelle 6.1.5-1 Trennende Bauteile im Schallfeld: Definition unterschiedlicher kequenzabhängiger scban-testcnqen und deren Anteil an der auftreffenden scban-teenmq

2 Bauteil im Schallfeld

2 3

,----,

4 I

5

6

ArtderSchall-leistung

/ /

FormelGleichung

N"

auftreffend

MO

reüekäert

pplO

Reflexioosgrad

p(f) ' Pplf) p,(f)

6.1.5-1

dissipiert

M')

Dissipationsgrad

8(f)= P'(fI p,(f)

6.1.5-2

transmittiert

P.lO

Transmissionsgrad ,(f)= p, ( fI

absorbiert

Pa(O

Absorptionsgrad

pp(D

~ ___)'I

~~

7

Benennung

6

I

I

T p,(~

5 Anteil

Benennung Zeichen

p,(D

1 '"

4

3

p,(f)

6.1 .5-3

a( f) = 1- p( f) 6.1.5·4

6.1.6 Äq uivalente Schallabso rptio nsfläche Die freq uen zab hän gige äq uivalente Schallabsorptionsfläch e A (t) ist definiert als ein e virtu elle Fläch e mit einem Schallabsorptionsgrad von a = L Für ein en Raum e rgibt sich nach DIN 1804 1 [21d ie gesamte äq uivalente Ab sorptionsfl äche d urch Aufsummic rung de r Schallabsorptionsflächen de r Begrenzungsflächen. der Raum au sstattung, der im Raum befindlichen Perso nen und des L uf tvol umens. "

k

i=1

j =1

A(f)= L a ,(f)- Si +L

Ajl f) +4 .m .v

(6. 1.6- 1)

Dar in sind: = frequen zabhängige äquivalente Schaltabsorptionsffächc in m' air/) = frequen zabhängige individuelle Abso rptionsgrade der Ein zclfläch en Si = Einzelflächen in m2 nj = anwese nde Pe rsonen (Anzahl n] Ajf) = äquvalc nte Schallabsorptionsfläche nicht flächenhafte r Mater ialien, Gegenstände und Per sonen inner halb de s Raum es in m2 m = Dämpfungskonstante der Luft in gem äß Tab. 6. 1.6-1 V = ges amtes Raumvolumen in m'

A(f)

34H

" Raumak ustik

Die äquivalente Schallabsorptio nsfläche eines Raumes kann mcsstcch nisch bestimmt werd en . Nach SAßlNE 1101 gilt folgende Bezieh ung zwischen frequenzabhängige r äquiva lenter Schallabsorpt ionsfläche und freq uenzabh ängige r Nac hha llzcit :

A ( f) = 0,163 · T~f)

(6 .1.6-2)

Darin sind: A(l) = frequenzabh ängige äquivalente Schallabsorptionsfläche in m' V = Rau mvolume n in m' T(l) = freque nzab hängige Nachhallzeit in s Tabelle 6.1.6-1 Dämpfungskonslante der Luft m in Oktavbändern in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchte nach (4]

2

3

4

5

6

7

8

SChallieistungs-Dämpfungskonstanl in Luft m in 10-3 Neper/rn fürdieOklavband-Millenfrequenzen in Hz

Beschreibung

125

250

500

1000

2000

4000

8000

10 oe, 30 % bis50% tunteechte

0,1

0,2

0,5

1,1

2,7

9,4

29,0

2

10 -c, 50 % bis 70% Lultfeuchle

0,1

0,2

0,5

0,8

1,8

5,9

21 ,1

3

10 oe, 70 % bis90% tunteuchte

0,1

0,2

0,5

0,7

1,4

4,4

15,8

4

20 -c, 30 % bis50% Luftfeuchle

0,1

0,3

0,6

1,0

1,9

5,8

20,3

5

20 oe, 50 % bis 70% Lultfeuchle

0,1

0,3

0,6

1,0

1,7

4,1

13,5

6

20 -c, 70 % bis90% Luftfeuchle

0,1

0,3

0,6

1,1

1,7

3,5

10,6

Bei Räumen mit Volumen unte r 200 m' und Betrachtungen un ter I KHz kann die Ab sor pt ion durch Luft vernachlässigt we rde n.

6.1.7 Nachha llzeit Signal L(t) lD

T

"C C

-' 0;

l>L=60 dB

E 0; s:

~

-t-----'==::'...:'==:=Zeit t in s

Bild 6.1.7-1 Verlauf eines Schallsignals gegebener Frequenz über die Zeit nach seiner Beendigung mit Kennzeichnung der Nachhallzeit T dieser Frequenz

6.2 Schallpegelminderung

349

Als Nachhallzeit T(f) eines Raumes wird derjenige Zeitraum definiert, in dem in diesem Raum ein Schallsignal mit dem Schalldruckpegel L(t) nach seiner Beendigung um 60 dB reduziert wird, vgl. Bild 6.1.7-1. Die Nachhallzeit ist ebenfalls frequenzabhängig zu ermitteln.

T(f)=0,163.~

(6.1.7-1)

A(f)

Darin sind :

T(f) V A(f)

= =

frequenzabhängige Nachhallzeit in s Luftvolumen in m 3 frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche in m-

6.2 Schallpegelminderung Durch bauakustische Maßnahmen in Form einer Erhöhung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche eines Raumes läßt sich in einem diffusen Schallfeld der Schall pegel reduzieren (Schallpegelminderung fiL(f)). Dieses beschränkt sich jedoch auf den Bereich außerhalb des Hallradius', da innerhalb des Hallradius' der Anteil des direkten Schalls maßgebend ist. Unter Hallradius rH wird diejeinige Entfernung rund um die Schall quelle bezeichnet, bei der der von der Schall quelle direkt ausgestrahlte Schallanteil und der diffus immittierende - also bereits mindestens einmal reflektierte - Schallanteil gleich groß sind. Der Erfolg einer bauakustischen Maßnahme zur Reduzierung des Schallpegels in einem Raum wird in der Regel am Objekt durch Messungen der Nachhallzeit vor und nach der Baumaßnahme beurteilt.

su f) = 10 [Og[1 + ,1A(f)]

(6.2-1)

,1L( f) = 10 [Og[To(f)] T(f)

(6.2-2)

o

Ao(f)

o

Darin sind:

,1L(f) M(f) AO(f) T(f) To(f)

=

= =

frequenzabhängige Schallpegelminderung in dB zusätzliche frequenzabhängige Schallabsorptionsfläche in m 2 frequenzabhängige Schallabsorptionsfläche im Anfangszustand in m 2 frequenzabhängige Nachhallzeit (nach der Baumaßnahme) in s frequenzabhängige Nachhallzeit im Anfangszustand (vor der Baumaßnahme) in s

In der Praxis kann die vorhandene Absorptionsfläche in der Regel höchstens verdoppelt werden, sodass eine Pegelsenkung von max. 3 dB erreichbar ist.

350

6 Raumakustik

6.3 Technische Absorber 6.3.1 Differenzie rungen

Die technischen Absorber existieren in vielfältigen Formen; die wichtigsten Arten werden nachfolgend beschrieben. Grundsätzlich differenziert man zwischen porösen Absorbern und Resonatoren. Diese unterscheiden sich durch ihre voneinander abweichenden Verläufe des frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrades a(I), vgl. dazu Bild 6.3.1-1. Die Schallabsorptionsgrade einiger Materialien können dem Abschn. 6.6 entnommen werden. 1,0 ~ Ö

0,8

"C

ro ....

Cl

c

0,6

....Co

0,4

Ul

0 :;::::; 0

Ul

.a

0,2

~

m .c 0

cn

125

250

500

1000

2000

4000

Frequenz f in Hz Bild 6.3.1-1 Frequenzabhängige Verläufe der Schallabsorptionsgrade a(f) poröser Absorbe r und Resonatoren als Prinzipdarsteliung

6.3.2 Poröse Abso rber

Die Absorption von Schallenergie erfolgt primär durch Dissipation (und zu einem untergeordneten Teil auch durch Transmission), also durch Umwandlung der Schallenergie in Wärmenergie durch Reibung an den Porenwänden des absorbierenden Materials . Für ein erhöhtes Absorptionsverhalten des Materials ist damit eine offenporige Struktur mit ausreichender Porosität (0,9 :5 (J < 1,0) erforderlich.

V

(J=~ Vges

(6.3.2-1)

Darin sind: (J

VL V ges

=

Porosität Porenraum des Absorbers in m! Gesamtvolumen des Absorbers in rn'

Die Materialvarianten für poröse Absorber sind vielfältig, die Kenngröße für diese Materialien ist der längenbezogene Strömungswiderstand t. Die gängigsten Materialien werden nachfolgend in Tabelle 6.3.2-1 jeweils mit einer Kurzcharakteristik aufgeführt.

0.3 Technische Absor ber

35 1

Tab elle 6.3.2-1 Überblick über poröse Absorb er mit Kurzcha rakteristik

2 Absorbermaterial

Charakteristika

Textilien

gezielter Einsatz inder Regel als Vorhang (für tiefe Frequenzen ist der nötige Abstand vor der Wand problemlos realisierbar) zwangsläufiger Einsatz durch Kleidung der Raumnutzer ausreichend dickes Material erforderlich (keine dünnen Gardinen einsetzen) auf Offenporigkeitachten, keine luftdichten kunststoffbeschichteten Materialien einsetzen

3

Vlies

in derRegel als spezietles Akustikvlies mit optimiertem Strömungswiderstand sowie Brandschutzeigenschaften häufigin Verbindung mit Lochplatten aus Metall. Holz oder Gipskarton. Bei einem geringen Lochflächenanteil der Platten wirkt das System zusätzlich als Hetmholtz-Resonator (vgl. Abschnitt 6.3.4) häufigalszweischichtiges Systemin Verbindung mit Mineralwolle

4

Teppich

durch die in der Regel relativgeringe Dicke von Teppichenwirken diese primär im Bereich hoher Frequenzen ab 1 kHz für tiefeFrequenzen sind damit weitere Maßnahmen erforderlich

5

Schaumstoff

häufigster Einsatz alsPolsterung von Sitzmöbeln . Durch die damit oftverbundene weitflächige und gleichmäßige Anordnung im Raum wird ein erhöhtes diffuses Schallfeld erzeugt Spezielle optimierte Schaumstoffe häufig in Verbindung mit Lochplatten aus Metall, Holz oder Gipskarton. Bei einemgeringen Lochflächenanteil der Plattenwirkt das Systemzusätzlich als Hetmholtz-Resonator (vgl. Abschnitt 6.3.4)

6

Mineralwolle

als relativ steife Platte häufigster Einsatz in Akustikdecken als weiche Matte häufig alszusätzlicheAuflagefür Locbp'atten aus Metall, Holz oder Gipskarton

Akustikputz

als dünne Putzschicht nurzur Absorption hoher Frequenzen geeignet zur Absorptioo tiefer Frequenzen ist eine Applikation auf einem der Wand oder Decke vorgelagerten Trägennaterial (z.B.Gipskarton-äauplatte) erforderlich. Durch diefugenlose Verarbeitung ist dieRealisierung einer Akustikdeckemöglich. dieoptisch einer konventionell verputzten Deckeentspricht.

2

7

352

6 Raum akustik

6.3.3 Plattenresonatoren Platt enresonatoren sind schalltechnisch als ein Feder-Masse-System (Bild 6.3.3-1) zu sehen. Ih r Wirkungsschwerpunkt liegt im Bereich der Eigenfre quenz f (} In de r Regel besteht die Vor satzschale mit der Masse m / aus Gipskarton o.ä., die tr agende Schale aus einer massiven Konstruktion (m2' »m1') und die Fede r aus einer Luftschicht od er besser - zur Vermeidung einer stehenden Welle (s.u.) bei der Frequenz f St - aus eine r Hohlraumbed ämp fung, z.B. Mineralwolle.

m/ S'

/

m 2'

Bild 6.3.3-1 Feder-Masse -System eines Plattenresonators

Eigenfrequenz

$'

10=-' 1 2n In]'

mitm 2 »m 'j

(6.3.3-1)

Darin sind : fO = Eigenfrequenz in Hz s' = dynamische Steifigkeit in MN /m 3 tn,' Masse der Vorsatzschal e in kg

a)

iiD .,._ " _. = I

I

I

I

Gipskarton Mineralwolle

%~

I

11

I

_~

b)

X

I

':i~

o

11

Gipskarton Mineralwolle + Luft

~I

Bild 6.3.3-2 Beispiele für die konstruktive Ausführung von Plattenresonatoren a) vollfläch ig verklebte Konstrukt ion aus einer Gipskartonbauplatte (GKB) und einer Mineralfaserplatte b) Konstruktion aus Traglattung und einer Gipskartonbauplatte (GKB), einer Mineralfaserplatte und ggf. zusätzl icher Luftschicht

6.3 Techn ische Absorber

Stehende Wellen Ste he nde Wellen treten in nichtbcd ämpft cn Ho hlräumen auf, wenn der Ab stand de r beiden H ohlraumober fl ächen eine m ganzzahligcn Vielfache n der ha lben Wellen länge ),j2 ent spricht. Die ent sprech e nde n Frequenzen , bei denen ste hende Wellen auftreten , lassen sich dann nac h GI. 6.3.3-2 absch ätzen. CL 170 1St = n ·- - - n ·- 2 '0

(6.3.3-2)

0

Darin sind: {St == Freq uenz e ine r stehe nde n Welle in Hz n = ga nze Zah l CL = Schallgeschwindigkeit der Luft in m/s a = Abstand der beiden Hohlraumobe rfläche n in m

6.3.4 Helmholtz-Resonator Bei dem Helmholtz-Resonator handelt es sich um ein en Resonanzabsorber für tiefe Freque nzen. Bild 6.3.4-1 zeigt seinen prinzipiellen Aufbau.

s"

SI

Bild 6.3.4-1 Prinzipdarstellung eines Helmholtz-Aesonators . Darin ist die Fläche des aesonatomaisquerscbnätes. das l uftvolumen und df H die Resonatorhalslänge

VI

Die Wirkungsweise ein es Helmho ltz-Reso nato rs hasier t ebe nfalls auf dem Prinzip des Feder-Masse -Systems, wohei hier die Luft im Resonatorhals die schwinge nde akustische Ma sse und da s ange schlosse ne Luftvolum e n e ine Fed er in For m eines Luftkissens darste llen. Die Bere chnung der Eigenfreq uenz zur Beschr eibung des Wirkun gsmaximums e rfo lgt näh erun gsweise nach GI. 9.3.4-1.

10 ·170 ·

vH

·(df + 2.1t)

Da rin sind: Eige nfrequen z in I Iz Fläche des Resonato rhalsque rschnittes in cmLuftvolume n in dm' d I " -- Resonato rhat zlänge in cm 21t = M ündungskorrekt urwert in cm ge mäß Tab. 6.3.4- )

}:

v" =

(6.3.4- 1)

6 Raumakustik

~54

Tab elle 6.3.4-1 Werte des Mündungskorrekturwertes 2M

2 Ausbildung des Resooatorhalses

Mündungskorrekturwert 2·t1! n cm

2

l och mitDurchmesser d

0,8 · d

3

Quadralausschnitt mitKantenlänge a

0,9 · a

4

nicht schlitzfÖfmig mit Fläche AR

O,9 · J A R

6.3.5 Mikroperforierte Absorber Mikrop erforierte Absorbe r bestehen aus einer dünnen Lochplatte bis etwa 8 Millimeter Dicke, de ren Lochdurchmesser sehr gering sind (0,3 bis 2,0 Millimeter), und einem abgeschlossen en Luftvolumen ohne H ohlraumbcd ämpfung. Damit handelt es sich vom prinzipielle Aufbau her um eine n (modifizierten) Hclmholtz-Resonator, also auch um ein akustisches Feder-Masse-System. Auch hier stellt die Luft im Resonalorh als die schwingende akustische Masse und das angeschlossene Luftvolumen eine Feder in Form eines Luftkissen s dar. Sie sind besonders im höheren Frequenzbereich wirksam.

tI

1 ° ,3 ...2,0

8

d

I ~8,O

Bild 6.3.5-1 Prinzipdarslellung eines mikroperforierten Absorbers

Die Wirkungsweise des mikroperforierten Absorbers liegt in der Dissipation der Schallenergie dur ch viskose Reihung der Luft in den Lö chern. Diese Reihung erfolgt nur in den akustischen Grenzschichten, also in den Bereichen eine r Änderung des Schne lleprofils. Charakteristikum des mikroporösen Aborbers ist, dass die Lö cher so klein sind, dass sie völlig von der akustischen G renzschicht ausgefüllt sind.

~

.~

b) v(x )

Bild 6.3.5-2 Prinzipdarslellung der unterschiedlichen Schnelleprofile der schwingenden l uft, a) im Hals eines Herrnhottz-Resonator und b) in einer Mikrope rforierun g.

Die Lochplatten der mikroperforierten Absorberwerden aus unterschiedlichen konventionellen Materialien hergestellt, von besonderem Interesse ist dabei eine transparente Ausführung aus Acrylglas. Bei de r Auswahl der Materialien eines mikroperfori ert en Absorbers ist die in der Luft in nicht unerh eblicher Menge entstehe nde Dlssipationscnc rgic ( = Wärme) und ihre Ableitung über die Platte zu berücksichtigen.

0.4 Anforde run gen an die HÖrsa mkeit

6.4 Anforderungen an die Hörsamkeit 6.4.1 Volumenkennzahl Das erfor de rliche Raumvolumen. um eine der Raumn utzu ng a ngepasste Nachha llzeit zu e rzielen, läßt sich unter Nutzung der Volum enk e nnzahl k nach Tabelle 0.4. 1-1 berech nen. Dab ei gilt, dass bei Mu sikda rbie tung en das Volumen des Ko nze rtzimme rs zum Zu schau e rraumvolumen ad diert wird, wäh rend d ie Platzkapazität de s Zuschauerraumes abe r nicht um die An zah l der zusätzlichen Darbieten den wie Orcheste r ode r Chor e rhö ht wird. Tabelle 6.4.1-1 Berechnung des erforderlichen Raumvolumens unterNutzung der Volumenkennzahl k in Abhängigkeit der Hauptnutzungsart des Raumes (mit n = Anzahl der Plätze)

2

3

4

Volumenkennzahl k

erforderliches Raumvolumen V in rW

Gleichung

V = n ·k

(6.4. 1-1)

Hauplnutzungsart des Raumes inmJ/Platz Sprachdarbielung

3bis 6

2

Musik- und Sprachdarbietung

5bis8

3

Musikdarbietung

7 bis 12

6.4.2 Störgeräusche Um ein e ungestörte Sprachverständ lichkeit zu erre iche n, muss der Abcwertete Scha lldruckpegc l der Spr achpegel wesen tlich höh er sein , als de r Gcsamtst örschaltpcgcl. In Tab. 6.4.2-1 sind zu lässige Stö rschalldruckpcgel bau scirigc r Ge räu sche fe stgelegt, die je nach Rau mnutzung nich t über schritt en werde n so llten. Tabelle 6.4.2-1 maximale Störschalldruckpegel der bauseitigen Geräusche nach Anforderung an die Aaumnutzung nach DIN 18041 [2]

2 schalltechnische Anforderungen an die Raumnutzung

Störschalldruckpegel derbauseitigen Geräusche

3

4

Eignung1) für eine

Entfernung: Sprecher - Hörer größere2)

LNA,Bau

mittlere2), 3)

I (mindest)

< 40

+

2

11 ( mittlere)

~ 35

+

o

3

111 (hohe)

~

30

+

+

in dB

geeignet.•o , bedingt geeignet,,." nicht geeignet mitllere: Abstand von 5 bis 8m; größere: Abstand >8 m Auch geeignet für geringere En!femungen bis ca. 5m.

1) .+' 2) 3)

356

6 Raumakustik

6.4.3 Nachh allzeit Die optimale Nachhallzeit ist neben der gleichmäßigen Schallverteilung im Raum sowohl für die Hörsamkeit in Sprcchräumen als auch für den Musikeindruck in Konzert sälen eines der wichtigsten raum akustischen Kriterien. Tabelle 6.4.3-1 Zuordnung der Hauptnutzungsarten von Räumen zu den Richtwerten der Sollnachhallzeiten TSol/nach DIN 18041 (2)

2 Hauptnutzungsarten mit Zuordnung der Kurven nach Bild 6.4.3-1 Musik 2 Sprache

Sprachkommunikation, Gespräche Musikprobenraum inMusikschulen o.ä. Gerichts- und Ratssaal Gemeindesaal, Versammlungsraum Sport- und Schwimmhalle mit Publikum

Unterricht

Sprachdarbietung, Sprachverständigung (Unterricht) Unterrichtsraum (außerfOr Musik) Musikunterrichtsraum mit audiovisueller Darbietung Gruppenräume in Kindergärten und -lagesställen und Seniorenlagesslällen Seminarraum, Interaktionsraum, Hörsaal Raum für Tele-Teaching Tagungs-, Konferenzraum Darbietungsraum nurfür elektroakustische Nutzung (z.B.kleine Revuetheater)

3

4

Sport 1

Sport- und Schwimmhallen ohne Publikum fürnormale Nutzung und/oder einzOgigen Unterrichtbetrieb (eine Klasse oder Sportgruppe, einheitlicher Kommenlkaüonslonhaü)

Sport 2

Sport- und Schwimmhallen ohne Publikum für mehrzügigen Unterrichtbetrieb (mehrere Klassen oder Sportgruppen parallel mit unterschiedlichem Kommunikationsionhalt)

5

6

Musikdarbietungen Musikunterrichtsraum mit aktivem Musizieren und Gesang Rats- und Festsaal für Musikdarbietungen

Der für Räume (30 bis 5000 m' ) und Sport- und Schwimmhallen nach DI N 18041 [21 anzustrebende Sollwert der Nachhallzeit T SoJl ist in Abhän gigkeit der Nutzungsart (nac h Tabelle 6.43 -1) und dem effektiven Raumvolumen Bild 6.43- 1 zu entnehmen ode r nach Tabelle 6.4.3-2 zu berechnen, wobei die Toleranzbereiche nach den Bildern 6.43 -2 und 6.4.3-3 genutzt werden könn en . Dieser Sollwert gilt als Mittelwert für die beiden Oktavmittenfr equ enzb änder 500 Hz und 1000 Hz bzw. für die sechs Terzmittenfrequenzbänder zwischen 400 Hz und 1250 Hz im besetzten Zustand, wobei der "besetzte Z usta nd" eine Belegurig der zur Verfügung ste he nde n Platzkapazität zu mindestens 80% bedeut et.

0.4 Anforde run gcn an die HÖrsa mkeit

357

Bei einer gem einsamen Nutzun g eine s Raumes sowohl zu Musik- als auch zu Sprachdarbictungcn sind ents prechend der We rtigkeit der Hauptnutzung Zwischenwert e zwischen den Sollkurven bzw. be rechnet en werten zu e rmitte ln. Tabelle 6.4.3-2 Berechnung bzw . Zahlenvorgabe der Richtwerte der Soll-Nac hhallzeiten TSo/I für Raume de r Gruppe A nach DIN 18041 [2]

2

4

3

Sollwerte der gemittelten Nacbhallzeit" zwischen 500 Hz und 1000 Hz

2

Volumen in rJll

Gleichung

Musik

TSolf =(0, 45 ·10g V + 0,07)

4

Sprache

TSolI "" (0,37 ·log V - 0,14 )

5

Unterricht

TSoll = (0 ,32 · log V - 0, 17)

6

Sport 1

Tssn = (1,27 ·log V -

2,49)

2.000 s Vs:

(6.4 .3-4)

7

Sport2

TSoI1 (0, 95 -log V - 1,74)

8.5QO

(6.4.3 -5)

3

1)

Berechnung I Zahlenwert in s

Hauptnutzungsart

(6.4 .3- 1)

30 s: Vs: 30.000

(6.4 .3-2) (6.4 .3-3)

=

Im Allgemeinen sollte die Nachhallzeit des Raumes im unbesetzten Zustand die errechneten oder nach Bild 6.4.3·1 abgelesenen Werte um nicht mehr als 0,2 Sekunden überschreiten.

2.'

2A 2.2 ~

.5

=

s

2

1 ,8

I-

1.6

;::

1 ,4

~

1

1

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k-t ±tl I L t.;.;., f 1. ,..:--·-rj.. .

I.

--

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t

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OA 0 .2 10

I

' I I1

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1000

10000

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I

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I I mlll

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S port 2 . ......... MllS'k 111

~.:;::c. ..........

t..

1.2

o

~rr," 11

I

100000

Rau mvo lume n in m 3 Bild 6.4.3-1 Sollwerte TSol/der gemittelten Nachhallzeit zwischen 500 Hz und 1000 Hz im besetzen Zustand für unterschiedliche Nutzungsarten nach [2). Die gestrichelten Geradenbereiche stellen dabe i im Sinn e der DIN 18041 [2] untypische Raumvolumina da r, Richt werte für Räume mit einem Volumen über 5.000 m] sind strichpunktiert dargestellt.

6 Raumakustik

,

t. t. e

•

t.

g

t. a

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1

>O.e >- o. e

-

•,

O.

O.

c

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-

_ V-

::::-",..-

I

-

-

I

ro

'00

1000

Frequenz

10000

in Hz

Bild 6.4.3-2 Toleranzbereich de r emp fohlenen Nachhallzeiten in Abhängigkeit von der Frequenz für Sprache nach [2J. Richtwerte für Freque nzen unte rhalb 100 Hz bzw. oberhalb SOOO Hz sind punktiert da rgestellt.

,

t.

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•

t.

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I-~

1

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O.2

o

I

I 1000

"0

I

10000

Frequenz in Hz Bil d 6.4.3-3 Toleranzbereich der emp fohlenen Nachhallzeiten in Abhängigkeit von der Frequenz für Musik nach (2). Richtwerte für Freque nze n unterhalb 100 Hz bzw. oberhalb SOOO Hz sind gestrichelt dargestellt.

6.4.4 Geometrische Gestaltun g der Räume Die Primärstruktur des Raumes sollte krcisförmigc und ellipt ische Grundrisse und parallele Flüchen im Raum ohne ergänzen de raumakustische Maßnahmen vermeiden, ebenso konkav gekrümmte Wand- und Deckenfl ächen. wenn der Krümmungsradius zwischen dem halben und dem dopp elten Abstand zwischen Darbietendem/Z uhörer und der größt en Entfernun g zur gekrümmten Flüche liegt. Für Balkone, Emporen, Galerien und Ränge gilt:

H > (0,5 bis 1,0) ' L Da rin sind: H = lichte Höhe über der darunterliegenden Zu schauerebe ne in m L = Tiefe des überragenden Raumbereiches in m

(6.4.4- 1)

6.5 Schallreflexionen

359

Für eine ausr eichende Direktschallversorgung bei groß en Räum en sollte eine Sitzreihenüberhöhung vorge sehen werden. In Bild 6.4.4-1 können die empfohlenen Werte der Sitzüberhöhung in Bezug auf die Entfernung zur Schallquelle entnomme n werden.

10

5

15

20

Entfernung zwischen Schallquelle und Sitzreihe in m

Bild 6.4.4-1 Silzreihenüberhöhung bei einem Blickfeldwinkel von 12° nach DIN 18041 [2]

Die Sekundärstruktur des Raumes (Gestaltung der Wände und De cken) ist in Abhängigkeit von der Raumgeometrie zur Schalllenkung und zur Schallstreuung auszulegen: Die Lau fwegdifferenz (Wegunterschied zwischen dem direkt en und reflekti erten Schall) sollte bei vorrangiger Spr achnutzung nicht mehr als 17 m betragen . In R äumen mit einer Länge von mehr als 9 m sind Maßn ahmen nach Abschnitt 6.5.4 vorzuse he n.

6.5 Schallreflexionen 6.5.1 Allgemeines Die Reflexionsvorgänge in einem Raum hängen maßgeblich ab vom Verhältnis der Abmessungen der Reflexionsflächen zur Wellenl änge des auftreffenden Schallsignals. Man unt erscheidet dementsprechend zwischen spiegelnder Reflexion (Abschnitt 6.5.2) und diffuser Reflexion (Abschnitt 6.5.3). Weitere s wichtiges Kriterium zur Reflexion von Schall ist das Gewicht der Reflexionsflächen: Während leichte Ob erflächenm aterialen entsprechend ihre r inne ren Struktur Schall weitestgehend absorbieren und nicht reflektieren , ist zur Erzielung von Reflexionsvorgängen eine ausreichende flächenbezogene Masse des Reflektors erforde rlich. Die erforderliche flächenb ezogene Masse ist dab ei in der Form freque nzabhängig, dass mit Absinken der Frequ enz des Schallsignals diese ansteigt. Nach Fasold und Veres [8] genügen dabei für Reflexionen im Sprachbe reich etwa 10 kg/m'', für Musik im Ber eich der Schallqu elle (z.B. Podiumsbegrenzung in eine m Konzertsaal) etwa 40 kg/rrr', In den folgenden Abschnitten erfolgt die D arstellung von Reflexion svorgängen mit Hilfe von Schallstr ahlen.

6.5.2 Spiegelnde Reflexion Einige grundlegende Prinzipien der Schallreflexion sind - ausreichend große Reflexionsflächen vor ausgesetzt - in den Bildern 6.5.2-1 (ebene Oberflächen) und 6.5.2-2 (gekrümmte Oberflächen) dargestellt.

6 R aum aku sti k

Bild 6.5.2-1 Reflexione n von Schall an ebene n Oberttächen mit a a = Einfallswinkel und

aa = Ausfallswinkel

Bild 6.5.2-2 Reflexionen von Schalt an gekrümmten Kre isobertlächen . Hierin bedeuten MK = Kreismitlelpunkl, a e = Einfallsw inkel und aa = Ausfallsw inkel

s = r/2

5 >

r/2

5 <

r/2

B

Bild 6.5.2-3 Schall konzen trationen an gekrümmten Kreisobertlächen. Hierin bedeuten MK = Kreismitlelpunkl, S = Schallquelle , B = Brennpunkt der Schallstrahlen, r = Kreisradius

6.5 Schallreflexionen

36 1

Liegt die Entfernung s der Schallque lle S vom Kreisscheitelpun kt im Bereich von r > s> r/2 (vgl. mitt leres Bild 6.5.2-3), führt dieses zu einer in der Regel unerwünschten Schallkonzentration (besonders bei hohen Laufzeit unterschieden zwischen direktem und reflektiertem Schall) im Brennp unkt der Schallst rahlen. Hier sind entsprechende planens ehe Maßnahmen erforderlich. Ausnahm e ist jedoch eine gezielte Schall-Len kung in ansonsten immissionstechnisch de fizitäre Raumbereiche. Bei der spiegelnden Reflexion von Schallwellen gilt das aus der Optik bekannte Gesetz "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel". Dabei hängt die Bezugsfläche eines reflektierenden flächigen Gegenstand es (z.B. Wand oder Decke) mit strukturierter Oberfläche von de r Wellenlänge des auftreffende n Scha lles ab, vgl. Tabelle 6.5.2-1. Tabelle 6.5.2-1 Reflexionen an einer cberüächenstn ntenerten Fläche bei unterschiedlichen Wellen längen des auftreffenden Schalles

Verhältnis

2

3

Reflexion

Reflexionsfläche

A : bR

2

Struktur

3

Grundfläche

362

6 Raumakustik

6.5.3 Diffuse Reflexion Tritt der Fall ein. dass die Strukturbreit e eine r strukturierten Ob erfläche de r Wellenlänge des auftref fenden Schalls in etwa entspricht, gilt da s Gese tz •.Einfallswinkel gleich Ausfallwinkel" nicht me hr, sondern die Reflexion e rfolgt unger ichrer und diffus. Bild 6.5.3-1 zeigt unt erschied liche Ober flächenstruktu ren mit Angabe de r jeweiligen Strukturbreite b, Strukturt iefe dund Strukturpe riode g. Tabelle 6.5.3-1 Reflexionen an einer oberflach enstru kturierten Flache, wenn die Wellenlange des auftreffenden Schalles der Breite der Reflexion sfläche entspricht

Ver1lältnis A: bR

2

3

Reflexion

Reflexionsfläche

2

Struktur

\

ff~ffff(fj@ffj

e=:J

I

VVY j

G=ti

Bild 6.5.3-1 Unterschiedliche Oberflächenstrukturen , jeweils mit Angabe von Strukturbreite b, Strukturtiefe d und Strukturperiode g

Als Maß zur Quantifizie rung der Vert eilung der zurü ckgeworfe nen Schallstrahlen bedien t man sich des sogenannten Diffusiongrades. der rein the oretisch im Bereich von I (d.h . völlig gleichmäßige Vert eilun g der rcflckicrtc n Schallstrahlcn ) und 0 (d.h. gerichte te Schallst rahlen) liegen kann . De r in der Praxis maximal e rreichbare D iffusi-

6.5 Schallreflexinnen

363

onsgradlicgt nach 181be i 0,8 und wird erzieh, wenn das Verhältnis von Stru kturpe riode g zur Wellen länge etwa bei 1: 1 bis 2: 1 liegt. Die zur konstruktiven Ausbildu ng eine r strukturierten Oberflächen mit maximalem Diffusionsgrad erforderlichen Abmessungen sind Tabelle 6.5.3-2 zu entne hmen. Die Strukturperiod e. die sich für eine zu opt imierende Frequenz.f"p. ergibt, lässt sich mit Formel 6.5.3-1 er mitteln. Tabelle 6.5.3-2 Zusammenstellung der zur konstruktiven Ausbild ung einer strukturierten Oberflächen mit max. Diffusions grad 0,8 erforderlichen Abmessungen in Anlehnun g an (103]

2 Strukturperiode g in m

2 3

e

••

4

,!!. 2

" 0' ca 0'> 0.' 0.' 0.' 0.'

'00

5

Quadrat, Rechteck Halbkreis

g

• ...

w

4

Strukturbrette b Struktur- Slrukturtiefe d in m art in m

t

1 • ,

3

• (0,3...0,5) . b

=g soo eoo

Dreieck

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Frequenz f in Hz

5

500 g o __ topf

(6.5.3'1)

6.5.4 Anordnung schallabsorbierender Flächen Klei ne Räume (v s 250 m3 ) Die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen gel ten insbesond ere für Besprechungszimmer und Klassenräume, Grupp enrä ume in Kindergärten sowie für and ere R äume, die primär der sprachlichen Kommunikation dienen. Wegen der geringen Abmessungen und der damit verbunde nen geringen Distanz zwischen Emissions- und Immissionsor t überwiegt der direkte Schall, sodass eine Überd äm pfun g in der Regel ausgeschlossen werden kann.

In kleinen Räumen mit rechwinkligem G rundri ss und Abmessu ngen, die zueinand er im ganzzahtigcn Verhältnis stehen , und gleichzeitig ungünstigen Obcrfl ächcngcstaltun gcn können störende Flartcrcchos sowie Dröhneffekte bei tiefen Frequenzen auftreten . Unte r A atterechos werden Mehrfachreflcktionen ei nes Scha llsignals an den gegenüberliegenden Rel1ektionsl1ächen verstanden, vgl. Bild 6.5.4-1. Dem kann zunächst in de r Planungsphase durc h Wahl einer geeigneten Raumgeomctrlc begegnet werde n. Bild 6.5.4-2 zeigt eine Zusammenstellung günstiger Raumprop ortionen für Rechteckräume mit den Relativabm essungen I : x : y. Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung von Planerechos ist die Anordnun g von Schallabsorption sflächcn.

6 R aumaku sti k

m1 1

1-I

1 1

~-=-""' -- ---II-----'

~ - - - - - - - -Ll - - - ~

Bild 6.5.4-1 Bildung von Flattereeros in einem rechtwinkligen Raum mit planparallelen schallharten (d.h. reflektierende n) Obe rflächen nach DIN 18041 [21

2,6

I'

2,4

y

t

~

2,2 2,0 1,6

1/ /

1,6

Ll/

1,4 1,2

V

/

' ,0

1,2

1,4

' ,6

1,8

2,0

-X Bild 6.5.4-2 Zusammenstellung günstiger Raumproportionen für Rechteckräume mit den Relativabmessungen 1 : x : y nach DIN 18041 [2)

a) ung ünstig

Deckenu ntersicht

b) gü nst ig

Decke nunte rsieht

c) gü ns tig

Deckenun tersicht

Bild 6.5.4-3 Verteilung von scha llabsorbi erenden Flächen (grau hinterlegt) für Räume kleiner und mittlerer Größe; dargeste llt sind oben die Aufrisse und unten die Deckenuntersichten nach DIN 1804 1 12]

6.5 Schallreflexionen In kleinen Räumen sollten die schallabsobicrcn dcn R ächen entspreche nd de n Darstellungen nach Bild 6.5.4-3 ausgeführt werden, wobei Variant e a] als ungünstig einzustufen ist. Sind tieffrequente Schallsignale zu absorbieren, so sind die entsprechenden Absorber möglichst in der Nähe der Schallquelle sowie in Raumecken und an Raumkanten zu applizieren. Sind die Wände zur Vermeidun g eines Platterechos teilweise absorb ierend ausgeführt, kann die Decke reflektieren d ausgeführt werde n (vgl. Bild 6.5.4-3c). Mitte lgroße Räume und kleine Hallen (250 < V:s: 5000 m 3)

Die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen gelten insbesondere für größe re Klassenräume, Semina rräume und Hörsäle. Aufgrund de r G röße sind neben einer geziehen Bcdämpfung von Oberflächen dur ch die Applikation schallabsorbiere nder Materialien besondere Überlegungen hinsichtlich einer Lenkung der Schallreflexionen (notwendige Unterdrückung von Reflexionen, die zu große n Laufzeitun terschieden führen würden und Führu ng von nützlichen Reflexionen zur Verbesserung der Verständlichkeit) . In der Planungsphase ist darauf zu achten, dass Raumgco mct ricn mit gegenüber den Grundrissabmessungen nied rigen Raumhöh en vermieden werden . Grundsätzlich sind auch hier die im Bild 6.5.4-2 zusammengeste llten Raumproportionen günstig. Ungünstig wirken sich planparallele schallha rte Oberflächen aus, aus denen Flatrcrcchos resultieren können . Lösungen zur Vermeidung dieser Echos zeigen die Skizzen in Bild 6.5.4-4. In Räumen mit rechtwinkligem Grundriss und einer (in der Regel nutzungsbed ingt) weitgehend ebenen Beschaffenheit der Oberfläche (typische Beispiele: Turnhallen und Hallen schwimmbäder) kön nen sich bei einseitiger Anordnung schallreflektierende r Oberflächen (weil z.B. ein Hallen schwimmbad üblicherweise mindestens einseitig verglast ist) Nachhaltzeiten einstelle n, die von den berechneten abweiche n. Daher sollten in diesen Fällen an mindestens eine r Wandfläche absorbierende und diffus reflektierende Oberfl äche zur Anwendung kommen . Ebenso sind konkav gekrümmt oder abgcwinkeh e Flächen, die sich im Bereich der Schallquelle n befinden , wegen der Bildung von Platterechos und Schallbündelungen (vg1. Bild 6.5.2-3) zu vermeiden.

I1 1I • ! I

n

(

11

!

a)

I; I{ I'

I1

,

(

1

b)

I

Bild 6.5.4-4 Konstruktive Lösungen zur Vermeidung von Flatlerechos: a) Segmentweise Schrägstellung einer Wand um mindesten s 50 und b) Anordnung von Absorptionsllächen, nach DIN 18041 [21

6 Raumakustik

~66

In Räumen mit einer Länge von mehr als 9 Metern entstehen aufgrund gerichteter Reflexionen {Einfachreflexion üher die Rückwand und/oder Mehrfach reflexionen über die Decke, vgl. Bild 6.5.4-5 Darstellung a)) Laufzeitun terschiede von mehr als 0,05 Sekunden , die zu eine r Verschlechterung der Verständ lichkeit führen. In diesem Fall sind dann Absorptionsmaßnahmen entsprechend der Darstellung b) in Bild 6.5.4-5 oder Maßnahmen für gerichtete Reflexionen entsprechend der Darstellung c) in Bild 6.5.4-5 erford erlich. In letzterem Fall können diese Reflexionen ggf. zu einer nützlichen Erhöhung des Schalldruckes im hinteren Teil des Auditoriums genutzt werden. b) günstig

a) ungünstig

c) günstig

...... .... Bild 6.5.4-5 Darstellung von Rückwand- und Deckenreflexionen in Räumen mit einer länge von mehrals 9 Metern: a) ungünstig wegen zu großer Laufzeitunlerschiede, b) günstig durch Applikation von Schaltabsorbern, c) günstig durch Schallumtenkung, nach DIN 18041 12] Tabelle 6.5.4-1 Anordnung absorbierender und reflektierenderOberflächensegmente nach DIN 18041 [2J

2 Anordnung der Reflektoren

Konstruktive Ausbildungen

Wand hinter dem EmissionsQft: Ausführung fürtiefe Frequenzen schallabsorbierend 2

3

Mittlerer Deckenteil: Von hier gelangen dieersten Reflektionen in das Auditorium, Ausführung im mittleren und hohen Frequenzbereich schallreflektierend und Ausführung im unteren Frequenzbereich absorbierend

Decke und 5eitenfläcl1en;

4

Sind die Decke und dieSeitenflächen nicht eben, sondem großflächig gegliedert, so sind dieEinzelelemente so auszurichten , dass derSchall in die mitlleren und hinteren Teile des Auditoriums gelenkt wird

6.6 Zusammenstellung Schallahsorptionsgrade

367

In größeren Z uh örer räumen . wie z.B. Hörsälen, ist möglichst von einer ebe nen Ausbildung des Raum es abzusehen. Anste lle dessen sollten die Sitzreihen für da s Auditorium anstei gen, vgl. Bild a) in Tabelle 6.5.4-1. Die Entwurfsparameter bezüglic h der Anordnung absorbierender und reflektierender Oberflächensegment e sind in Tabelle 6.5.4-1 zusammengefaßt .

6.6 Zusammenstellun g Schallabsor ptionsgrade Im nachfo lgenden Abschnitt ist eine kleine Auswahl von Schallabsorptionsgraden aus der Literatur zusammengestellt.

Bezüglich weitere r Werte sei hier auch auf 1121 und die "Da tenbank der Absorptio nsgrade und Diffusität cn der Physikalisch Technischen Bundesansta lt" 171 hingewiesen . Rechnet man überschlägig mit Abcwerteten Schallstgnalen , so kann man für den Schallabsorptionsgra d a in der Regel den entsprechenden wert bei der O ktav-Mittenfrequenz f = 500 Hz ansetzen . Tabelle 6.6-1 Beispiele für den Schallabsorptionsg rad nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [11. Anhang B der DIN 18041 (3] und Anhang 8 der DIN EN 12354-6 [41

1 Beschreibung

2

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad a s für dieOklavba.nd·Mittenfrequenzenin Hz

8 Quelle

125

250

500

1000

2000

4000

0,28

0,20

0,10

0,06

0,03

0,02

[3J

2 Fenster, Glasfassade

0,12

0,08

0,05

0,04

0,03

0,02

[4J

3

Spiegel vor derWand

0,12

0,10

0,05

0,04

0,02

0,02

[3J

4

Tür, Holz, lackiert

0,10

0,08

0,06

0,05

0,05

0,05

[3J

0,30

0.40

0,40

0,30

0,30

0,20

[3J

Fenster (Isolierverglasung, Kastenund Verbunctfenster)

Bücherregal in Bibliotheken, bez. auf 5 dievertikale BuchfÜckenfläche vor einer Rückwand

6

Kino-Bildwand

0,10

0,10

0,20

0.30

0,50

0.60

[3J

7

Lüftungsgitler, 50% offene Räche

0,30

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50

[4J

8

große Öffnungen (kleinstes Maß>1m)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

[4J

0,40

0,40

0,60

0,70

0,80

0,80

[3J

9 Bühnenöffnung mit Dekoration

3/)H

/) Ra umakustik

Tabelle 6.&-2 Beispiele für den Schallabsorptionsgrad verschiedener Oberflächen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [1], Anhang B der DIN 18041 (3] und Anhang B der DIN EN 12354-6 [4]

2 Beschreibung

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad a s für dieOktavband-Mittenfrequenzen in Hz

8 Quelle

125

25O

500

1000

2000

4000

Marmor, Fliesen, Klinker

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

0,03

[3[

2

Parkeltlußboden, aufgeklebt

0,04

0,04

0,05

0,06

0,06

0,06

[3]

3

Parketttußboden, auf Blindboden

0,20

0,15

0,10

0,10

0,05

0,10

[3]

4

Parkellfußboden, holliliegend

0,15

0,07

0,07

0,06

0,06

0,06

[3]

5

PVC-Belag 2,5 mm dick, auf Belonboden

0,01

0,02

0,01

0,03

0,05

0,05

[3]

6

Linoleum auf Beton geklebt

0,02

0,02

0,03

0,03

0,04

0,04

[3[

7

Teppich bis6 mm Florhöhe

0,02

0,04

0,06

0,20

0,30

0,35

[3]

8

Teppich 7 bis 10mm Florhöhe

0,04

0,07

0,1 2

0,30

0,5O

0,80

[3[

9

Schlingen-Teppich 4,5 mm - direkt auf Boden ausgelegt - auf8 mm Filzunterlage

0,00

0,02

0,15 0,24

0,32

[1]

0,13

0,04 0,60

0,36

0,05

0,28

0,32

10 Beton, verputztes Mauerwerk

0,01

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

[4[

Beton (unverputzl), Stuckgips

0,02

0,02

0,03

0,04

0,05

0,05

[3[

12 Kalkzementpulz

0,03

0,03

0,02

0,04

0,05

0,05

[3]

13 Glallpulz

0,02

0,02

0,03

0,03

0,04

0,06

[3]

14 Tapete auf Kalkzementputz

0,02

0,03

0,04

0,05

0,07

0,08

[3]

0,04

0,04

0,05

0,06

0,06

0,06

[3]

0,06

0,25 0,43

0,46

0,13

0,11 0,19

0,76

0,62 0,55

0,63 0,83

0,10

0,13

0,22

0,35

0,47

0,57

[1]

0,10 0,16 0,72

0,24

0,70

0,93

11 ]

0,52

0,5O 0,80

0,89

0,99

1,04

1,05

1,01

0,98

11

15

Holz- oder Spanplallen vorfestem Untergrund

Holzwolle-Leichtbau-Platten direkt aufgebracht 16 · d= 35 mm, p= 14,5 kgilTtl · d = 50 mm, p = 19,5 kglffil Kokosfaser·RoIlfilz

17 d= 29mm, m= 2,2kglm 2 Platten aus gebundener Mineralfaser, beidsertig ccerüächenimprägniert 18 · d= 10mm,p= 160kglffil - d=20mm,p= 117kglffil • d = 50mm, p = 120kglffil

11 ]

370

" R aumakustik

Tabelle 6,6-4 Beispiele für den Schallabsorplionsgrad von Konstruktionen mit plallenförmigen Vorsatzschalen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) (1), Anhang B der DIN 18041 (3) und Anhang B der DIN EN 12354-6(4)

2

3

5

4

6

7

8

@M',"~"" ~ I~ ' ~

l'

oder -oecee

a

@scl1alen-

abstand e c,

I

2 Hohlra umbedilmpfu ng

O,cke d"..

»

Beschreibung

2» Zr» 2»

2 d----<'i")Plalt e, D,Cke d p ~ aur Ho l~ elsten (SOO;w:;7 50mm)

I

Schallabsorptionsgrad ClS fürdieOldavband-Mittenfrequenzen in Hz 125 250 500 1000 2000 4000

Quelle



0,1 6

0,58

0,75

0,53

0,54

0,42

[1]


2


[3] 0,22

0,19

0,14

0,07

0,05

0,05

026

0,15

0,06

0,05

0,05

0,05

0,67

0,21

0,14

0,07

0,06

0,05

[3]

0,18 0,57

0,28 0,37

0,12 0,13

0,07 0,07

0,04 0,06

0,04 0,03

[1]

0,75

0,30

0,12

0,05

0,04

0,03

[1]

0,25 0,38

0,22 0,23

0,04 0,02

0,00 0,00

0,03 0,00

0,08 0,06

[1]


kassettiert


4


5

dp= 8 mm Holzspanplatte kassettiert Q) . keine Hohlraumbedämpfung • dMF= 20 mm, p = 90kgtm 3 Q)

6


ae mnm

(Fortsetzung nächste Seite)

n,n Zusammenstellung Schallahsorptionsgrade

.17 1

Tabelle 6.6-4 Beispiele für den Schallabsorplionsgrad von Konstruktionen mit plallenförmigen

Vorsatzschalen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) (1 ). Anhang B der DIN 18041 (3) und Anhang B der OIN EN 12354-6[41 (Fortsetzung) Beschreibung

7

CD dp=16m mHoIzspanpiatte kassettiert Q) - keine Hohlraumbedämpfung - dMF= 20mm, p = 90kgtm 3 Q) 8=30mm

8

CD dp= 9,5mm Gipskartooplatlen Q) keine Hohlraumbedämpfung @ - a = 25 mm - a = 60mm, Hohlraum kasseltliert

9

CD dp= 12,5mm Gipskartonplatten dMF= 30mm @ - 8 = 100mm - 8 = 400 mm

10

11

'"

CD dp= 9,5mm Gipskarton-Lochplatte, regelmäßige Lochung, 19,6 % Lochflächenanleil Q) dMF= 30mm + Vlies @ 8 = 100 mm a= 200mm 8=400mm CD dp= 9,5mm Gipskarton-Lochplatte, unregelmäßigeLochung, 6 % l ochflächenanteil Q) dMF= 30mm + Vlies @ 8= 100 mm 8=200mm 8=400mm

CD dp= 9,5mm Gipskarton-Kassetle geschlitzt 8 % Schlitzflächenanteil 12 Q) - ohne Hohlraumdämpfung - dMF=2O mm @ 8=30mm

Schallabsorptionsgrad o« fürdieOktavband·Mitlenfrequenzen in Hz

Quelle

125

250

500

1000

2000

4000

0,27 0,38

0,07 0,11

0,01 0,00

0.00 0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,27 0,31

0,16 0,08

0,10 0,04

0,08 0,07

0,11 0.09

0,12 0,08

[31

0,30

0,08

0,06

0,06

0,09

0,06

0,09

0,10 0,13

[1 1

0,21

0,12 0,12

0,30 0,39

0,69 0,94

1,01 0,92

0,81 0,68

0,96

0,68

0,79

0,66 0,69 0,72

111

[11 0,62

0,58 0,62

[1 1 0,39

0,08 0,10

0,81 0,76

0,44

0,69

0,68 0,55 0,45

0,39 0,47

0,25 0,25

0,07

0,25

0,30

0,12

0,26

0,92

0,55

0,20

0,28

0,20 0,20 0,23

0,08 0,10

[1 1

372

" Raumakustik

Tabell e 6.6-5 Beispiele für den Schallabsorplionsgrad von Konstruktionen mit Holzverbretterungen nach Deutscher Normena usschuss (DNA) [1J

2

(1) Massivwand oder -decke

3

5

4

7

8

1- .

~

T-~~~~Z2~~&~~--{2

@Schalen-

6

a11

Hohiraurnted ärncruna

Dicke ~F

abstan d a

Imf?2ca2Ür:t«/f(~HOIZVerbrelterung I b Mc ~

Beschreibung

Dicke d, Breite b Fuge nabstand c

SchaJlabsorptkmsgrad a s fürdieOktavband-Mitlenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

0,18

0,44

0,75

0,23

0,10

0,20

0,24

0,89

0,37

0,18

0,07

0,14

0,45

0,85

0,10

0.00

0,08

0,13

0,19

0,36

0,73

O,SO

0,25

0,31

Quelle


[11

Q)

2

Holzverstäbung d =25mm alle SChlitze offen b=45mm,c=16mm
[11

Q)

3

[11

.17.1

n,n Z usammenstellung Schal lahsorptionsgrade Tabelle 6.6-6 Beispiele für den Schallabsorplionsgrad von abgehängten Unterdecken aus Metallelemenlen nach Deutscher Normenausschuss (DNA ) ltl

2

3

4

5

6

7

8

@M"'iW'C" ---Y/ / / / / / / ~

~~ Mineralf"era"nage kaschiert, Dicke dr..F

@ Schatenabstand a a ® Tragschiene

Ir=--:tt"

~

I

I b Il c

Beschreibung

1 Metallelemente

(Lamellen, Kassetten) Bauhöhe h, Breite b Fugenabstand c

SchallabsOrplionsgrad U s fürdieOklavband-Miltenfrequenzen in Hz

125

250

500

1000

2000

Quelle

4000


(1]

0,59 0,78

0,81 0,68

0,64 0,66

0,26 0,26

0,1 7 0,22


(1]

(lJ dMF= 20 mm

@ - 8 = 170 mm . 8= 350 mm

0,89 0,99

1,00 0,75

0,88 0,92

0,88 0,88

0,61 0,70

0,71

0,93

0,79

0,87

0,77

(1]

0,70

0,72

0,85

0,85

0,81

(1]


Löcher von 2,5 mm im Abstand von 5,5 mm, 16 % Lochflächenanteil (lJ dMF = 20 mm @ 8 = 180 mm


4

Löcher von 2,5 mm im Abstand von 5,5 mm, 16 % Lochflächenanteil (lJ dMF= 20 mm in PE-Folie 0,3 mm eingehüln @

8 =350 mm

374

" R aumakustik

Tabelle 6.&-7 Beispiele für die Schallabsorption durch Dekorationsstoffe und Vorhänge nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [1) und Anhang B der OIN EN 12354-6[4J

2

3

gefallen ' .3 ~ gefallen 1:1,5 glatt

I

l

4

5

6

7

8

G) Vo m a ng hangend

1=~ ~'lJ\JUlJl------<1)Luftraum Abstand a

I'// / ~/ // '~ / //

Beschreibung

/ 7 r -----@ Fe ns ter. W and

Schallabsorptionsgrad U s für dieOktavband-Mittenfrequenzen in Hz

Quelle

125

250

500

1000

2000

4000

0,05

0,04

0,03

0,02

0,02

0,02

[4]

0,05

0,06

0,09

0,12

0,18

0,22

[4]

0,1 0

0,40

0,70

0,90

0.95

1,00

[4]

0,04

0,09

0,37

0,68

0,89

0,72

[1]

0,15 0,20

0,45 0,66

0,96 0,94

0,91 1,06

1,06 1,07

1,02 1,11

0,01 0,09

0,00 0,29

0,18 0,35

0,48 0,41

0,59 0,43

0,41 0,55

0,08

0,53

0,85

0,94

1,26

1,12

[1]

0,09

0,55

1,03

0,89

0,93

0,92

[1]


typischer Mindestwert


Q) 8 =Obis200mm

typischer Mindestwert

3

1:3 (ZI a = 0 bis 200 mm typischer Höchstwert


Baumwolle 0,417kgfm2 Q) 8 = SO mm


Baumwolle 0,417kgfm2 (ZI· 8 = 50mm -8=200mm

[1]


(59 %Zellwolte, 31 % Leinen, 10% Baumwolle) 0,167 kgtm2 Q) - 8 = 50mm · 8 = 3O'J mm

[1]


(59%ZetlwoUe, 31 % Leinen, 10% Baumwolle) 0,167 kgfm2 Q) 8=50mm


gefalletl:l ,5 Q) 8=200 mm

.175

n.n Z usammenstellung Schallahsorptionsgrade

Tabelle 6.6-8 Frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsflächen Ap von Einzelper sonen und Sitzmöbeln verschiedener Materialien nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [1] und Anhang B der DIN 18041 [3]

1 Beschreibung

2 3 4 5 6 7 Äquivalente Schallabsorptionsflache Ain rrf für die Oktavband-Miltenfrequenzen in Hz 125

Einzelperson, stehend, im Wintennantel, 6 m2 JPerson · männlich • weiblich

250

500

1000

2000

4000

0,42 0,32

0,87 0,70

1,34 0,94

1,40 1,06

1,58 1,19

8 Quelle

[I]

2 6,0 m2 / Persoo, sitzend

0,12

0,18

0,35

0,56

0,68

0,74

[3J

3 6,0 m2 / Persco, stehend

0,12

0,19

0,42

0,66

0,86

0,94

[3J

0,12

0,20

0,39

0,49

0,48

0,40

[3]

0,18

0,26

0,55

0,88

0,78

0,78

[3]

4 5

0,5m2 / Person, sitzend auf Holzgeslühl 1,0 m2 JPerson, sitzendauf

Holzgestühl

6

Klappstuhl aus Holz, unbesetzt

0,02

0,02

0,02

0,04

0,04

0,03

[3J

7

einfacher Polsterstuhl mit - Textilbezug - Lederbezug

0,15 0,05

0,25 0,15

0,30 0,20

0,35 0,10

0,40 0,03

0,40 0,03

[3J

8 gepolsterter Theaterklappstuhl

0,25

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

[3]

0,16 0,03

0,42 0,13

0,87 0,43

1,07 0,70

1,04 0,86

0,94 0,99

[3J

0,15

0,25

0,40

0,50

0,60

0,60

[3]

0,05

0,33

0,43

0,32

0,38

0,37

[3]

0,14

0,17

0,20

0,30

0,23

[3]

9

Musiker mit Instrument: - 1,1 me r Person • 2,3 rJ12 / Person

10 Chorsänger: < 0,5 rJ12 { Person

11

Schüler in Unterrichtsräumen an Holztischen: 3,0m2 / Person

12

Kinder in Vorschuleinrichtungen, si1Zend 2,0 rJ12 / Person

377

7 Brandschutz 7.1 Anforderungen an den Brandschutz Die Musterbauordnung MBO [371 formuliert die Anforderungen an den Brandschut z wie folgt: "Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten , dass der Entstehung eines Brande s und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brand ausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löschmaßnahmen möglich sind.

Brandschutzmaßnahmen I I

I

bauliche Brandschutzmaßnahmen

betriebliche Brandschutzmaßnahmen

selbstständ ige Löschanlagen, Regen , Sprinkler , Pulver- und Kohlensäurelöschanlagen

bauliche-planerische Brandschutzmaßnahmen

- I ----1

Wärme- und Rauchabzugsanlagen

I

Fluchtwege

Werksfeuerwehr (im Industriebau)

Brandabschnitte

I

I

vertikale Brandabschn.

horizontale Brandabschn.

L-I

Alarmanlagen

I

bauliche-konstru ktive Brandschutzmaßnahmen

I

I

BaustoffVerhalten

BauteilVerhalten

Bild 7.1-1 Überblick über die primären Brandschutzmaßnahmen

Die Richtlinie 89j106jEWG zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedstaaten über Bauprodukte [38], kurz Bauproduktenrichtlinie (BPR) formuliert in ihrem Anhang A I die wesentlichen Anforderun gen wie folgt:

378

7 Brandschutz

"Das Bauwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass bei einem Brand • • • • •

die Tragfähigkeit des Bauwerks während eines bestimmten Zeitraums erhalten bleibt, die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des Bauwerks begrenzt wird, die Ausbreitung von Feuer auf benachbarte Bauwerke begrenzt wird, die Bewohner das Gebäude unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können die Sicherheit der Rettungsmannschaften berücksichtigt ist."

Einen Überblick über die primären Brandschutzmaßnahmen gibt Bild 7.1-1.

7.2 Brandverhalten Es wird differenziert zwischen dem Baustoff- und dem Bauteilverhalten. Baustoffverhalten: Beschreibung des Materials hinsichtlich der Brennbarkeit (und ggf. zusätzlicher Eigenschaften wie Z.B. Rauchentwicklung) unter definierten Randbedingungen Bauteilverhalten: Beschreibung des Bauteils gegenüber einer definierten Brandbeanspruchung unter definierten Randbedingungen Zur Zeit kann - für den Zeitraum der Koexistenzperiode - diese Klassifizierung sowohl nach der Normengruppe DIN 4102, vgI.Abschnitt 7.4, als auch nach dem europäischen Klassifizierungssystem nach DIN EN 13501, vgl. Abschnitt 7.5, erfolgen. Die Einführung des europäischen Klassifizierungssystems erfolgte durch Veröffentlichung in der Bauregelliste A Teil 1, Ausgabe 2005/1 [33] in Verbindung mit den Änderungen in der Bauregelliste, Ausgabe 2005/2 [34]. Nach Ablauf der Koexistenzperiode sollen nur noch europäisch genormte Bauprodukte vorhanden sein.

7.3 Brandverlauf Der Verlauf eines Brandes wird im Wesentlichen bestimmt durch:

•

• • •

• •

•

Menge und Art der brennbaren Materialien (Brandlast), die das Gesamt-Wärmepotential darstellen, Konzentration und Lagerungsdichte der Brandlast, Verteilung der Brandlast im Brandraum, Geometrie des Brandraumes, thermische Eigenschaften (insbesondere Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität) der Bauteile, die den Brandraum umschließen, Ventilationsbedingungen, die die Sauerstoffzufuhr zum Brandraum steuern, Löschmaßnahmen

Bild 7.3-1 zeigt nachfolgend in einer Prinzipdarstellung eines Brandes Brandverlauf, Risiken und Regelungsumfang nach den Bauordnungen in Anlehnung an [39].

7.3 Brandverlauf

~79 Enlslehungsbtand

Brandphasen

Zündpha se

voll enlwld<.eller Braoo (Vollbraod)

Schwelbrandphase

Enwännungsphase

,"""

0

e

t E

Baustoff erhalten

~0

~

V

0

Brandrisiken

l

\

Bauteilv m al ten

R",Z","fl
"

~~-

Flammenausbre itung Warmeentwicklung ,,~

-- -'ErK

--

8 ' andb "'ll inn

Zündquellen Entflamm bar1lert

--

.... ,.. .... ,..

Abk ühlungsphase

~"'

Brandausbre itung ;~t~ B
T"x",ilat Kom>.i"tal

Bild 7.3-1 Prinzipdarslellung eines Brandes mit Angabe von Brandve rlauf, Risiken und Rege lungsumfang nach den Bauordnu ngen in Anlehnung an [39)

CD Nach dem Zünden des Fe ue rs e ntste ht zunächst ein Schwelbrand. In diese r Phase breitet sich der Brandhe rd aus und erhitzt die Raumluft me hr ode r wen iger schnell, bis de ren Tem peratur zum Feuerübe rsprung (cngj. Terminu s 'Icchnicu s: ..flash over") auf die Brandlast des gesamte n Raumes ausreicht. Die Charakteri stik de r Schwelbrandphase ist abhängig vom Raumvolumen und besond e rs von de r Brandlast. So könn en dicht gelagerte Brandl asten lang da uernde Brandentwicklungsphasen habe n, während bei Flüssigkeitsbränden von einer Schwelb randphase kaum noch gesprochen we rde n kan n; hie r erfolgt de r Feue rübe rspr ung sehr rasch nac h dem Zünden . (%l

Nach dem Feue rüber spr ung beginnt die Erwärmungspha se des Vollbrandes. Die Raumtempcrat uren wachse n nun star k an. Diese Brandph ase wird auß e r von de r Brandlast der Baustoffe und Einri chtungsgege nständ e im Wese ntliche n dur ch die zur Verfügung stehen de Sauer stoffmenge cha rakte risiert. Diese hängt wiederum prim ä r von de n Yentilationsbedingungen im Bra ndra um ab (e ine Unterbindun g de r Saue rstoffzufuhr wird die Erwärmungspha se deut lich beh indern, ste ht in der Praxis jedoch im Widerspruch zur Ford erung nach unverzüglicher Abfuh r des Ra uches, der dem Geb äudenu tzer in der Meh rzahl aller Fälle e rheblich gefä hrlicher wird!). Die e rreichbare Brandtem pc ratur ist darüber hina us aber auch abhängig von der Wärm eleitfähigkeit des den Raum umschlie ßenden Materials: Bei hoch wärmedäm menden Baustoffen ents tehe n durc h die Behind eru ng des Wär meabflusses nach auß e n höher e Brand raumte mperatu ren . Währe nd der Erwärmungspha se des Vollbrand es we rden die umgebenden Bauteile a ufgeheizt. sie ist also als de r eigentliche Brandangriff auf das Bauwerk anzuseh en .

380

7 Brandschutz

a> Die let zte Phase ist die Abk ühlphase. Hier rei cht die Ene rgieme nge des abbrennenden Mater ials nicht meh r aus, um eine weitere Steigerung oder Aufre chterhaltung de r Brandraumtemperatur zu erzeugen. Die ser Zustand führt dazu , dass aus den aufgeheizten umschließend en Bauteilen ein in den Brand raum gericht eter Wärm estrom zurückfließ t. Die von den Bauteilen abgegeb en e Wärmeen erg ie bestimmt dann die abne hme nde Tenden z der Heißg astemperatur im Brandraum weitgehend mit. Um einhei tliche Prüf- und Beurteilungsgrundlagen für da s Brandverh alten von Baut eilen zu scha ffen , wur de auf inte rn ationaler Ebene eine .Einhei tste mperaturzeitkurve" (ETK) festgelegt . Auf ihr basier en die Bauteilprüfung en nach DIN 4102-2, -3, -5, -6, -9 und -11. Der Temper aturanstie g in de r ETK wird nach Gleichung 7.3-1 be stimmt.

,18( t)

= 8(t) - 8t =0 = 345 ·Zog(8t + 1)

(7.3 -1)

Darin sind : Ji8(t) Temperaturanstieg in der ETK in "C 8(t) = Temperatur in "C 8t=0 Temperatur zum Zeitpunkt t =O in "C t = Zeit in min Der Verl auf der Einheitste mpe raturzeitkurve ist nachfolgend in Bild 7.3-2 dargestellt . 1200

::.:::

1000

.s 0

CD

I

CD N C

~

& 'E:::J "§ Q)

0..

E

800

600

400

Q)

I-

200 Ausga gstempera ur eo

0

30

60

90

Zeit tin min Bild 7.3-2 Verlauf der Einheitstemperaturkurve

120

150

180

7.4 Deut sches Klassifizierungsvstem nach DIN 4102

7.4 Deutsches Klassifizierungsystern nach DIN 4102 7.4.1 DIN 4102-1 Kerninhalt der Dl N 4102-1 191 ist die Beschreibung der Art der Brennb arkeit unterschied licher Baustoffe. Tabelle 7.4.1-1 zeigt einen Überblick über die entsprechenden Baustoffklassen und ihre bau aufsichtliehen Benennungen. Tabelle 7.4.1-2 zeigt eine Zusammenstellung der erfor de rlichen Prüfungen zur Klassifizierung von Baustoffen . Tabelle 7.4.1-1 Baustoffklassen und ihre Benennungen nach OIN 4102-1 [9J

2 1 2 3

Baustoffklasse

A

Al A2

5 7

Bauaufsichtliche Benennung nichtbrennbare Baustoffe

4 6

3

ohne brennbare Bestandteile imWesentlichen aus nicht brennbaren Bestandteilen brennbare Baustoffe

8

8

Bl 82 83

schwerentflammbar normalentflammbar leichtentflammbar

Tabelle 7.4.1-2 Zusammenstellung der zur Klassifizierung von Baustoffen erforderlichen Prüfungen

2 1 Prüfverfahren 2 3 Nichtbrennbarkeilsofen

3

Al

A2

X

X

Brandschacht

X

5

Heizwert und Wärmeentwicklung

X

6

Rauch bei Verschwelung

X

7

Rauch bei Flammenbeanspruchung

X

9

Kleinbrennertest

5

6

7

Klasse nach DIN 41 02

4

B Toxikologie

4

81

82

Anmerkungen

83 ggl. zusätzliche Angaben für B1: - brennendes Abtropfen • starke Rauchentwicklung

X

alsalternativer Nachweisfürden Nichtbrennbarkeitsofen bei A2

Prüfung istoptonal

X

X

X'

ggf.zusätzliche Angaben fürB2: • brennendes Abtropfen

X' Anforderungen fürdie Nonnalentllammbarkeit (B2) warden nicht erfüllt

382

7 Brandschutz

Die Definitionen der Baustoffklassen basieren auf folgenden Endz ündungsszenarien: Al

Es wird ein fortentwickelter, teilweise vollentwickelter Brand simuliert. Dabei ist die Wärmeabgabe der Baustoffe unbedenklich und es werden keine entzündbaren Gase freigesetzt. Es wird ein fortentwickelter, teilweise vollentwickelter Brand simuliert. Dabei sind die Wärmeabgabe der Baustoffe und die Brandausbreitung sehr gering, die Freisetzung entzündbarer Gase begrenzt und die Rauchentwicklung unbedenklich. Durch die Brandschachtprüfung wird ein Papierkorbbrand in einer Ecke simuliert. Dabei ist die vertikale Brandausbreitung begrenzt. Im Kleinbrennertest wird die Beanspruchung durch eine Streichholzflamme simuliert. Dabei müssen die Brandausbreitung und die Rauchentwicklung begrenzt bleiben.

A2

BI B2

7.4.2 DIN 4102-2 Kerninhalt der DIN 4102-2 [10] ist die Einstufung von Bauteilen in Feuerwiderstandsklassen. Die Anforderungen an den Raumabschluss sind wie folgt definiert: •

•

•

Raumabschließende Bauteile dürfen sich auf der feuerabgekehrten Seite im Mittel um nicht mehr als 140 K erwärmen; für jeden einzelnen der gemessenen Werte gilt die Grenze 180 K; an keiner Stelle eines raumabschließenden Bauteils - einschließlich der Anschlüsse, Fugen, Stöße - dürfen Flammen durchtreten oder darf sich ein angehaltener Wattebausch durch heiße Gase entzünden; raumabschließende Wände müssen einer Festigkeitsprüfung mittels Pendelstoßes von 20 Nm widerstehen.

Die weiteren Kriterien betreffen die Erhaltung der Tragfähigkeit und sind wie folgt definiert: • •

Tragende Bauteile dürfen unter ihrer rechnerisch zulässigen Gebrauchslast und nichttragende Bauteile unter ihrem Eigengewicht nicht zusammenbrechen; bei statisch bestimmt gelagerten Bauteilen, die ganz o. überwiegend auf Biegung beansprucht werden, darf die Durchbiegungsgeschwindigkeit einen Grenzwert (L10L1t) nicht überschreiten. Dieser Wert wird nach Gleichung 7.4.2-1 ermittet.

[

L1! (t) ] L1t grenz.

9000·h

Darin sind: t Länge in m h = Höhe in m

(7.4.2-1)

7.4 Deutsches Klassifizierungsvstem nach DI N 4102 Die Feuerwiderstandsklassen nach Dl N 4102-2 Tab. 8.8.2 sind zusammen mit ha uaufsichtlieh verwendeten Benennun gen nach MBO in Tabelle 7.4.2-1 zusammengefasst. Der in dieser Tabd ie verwendete Begriff ..wesentliche Teile" ist wie folgt definiert: a) Wesentlich e Teile sind alle tragenden oder aussteifenden Bauteile. bei nichttragenden Bauteilen auch die Bauteile. die deren Standsicherh eit bewirken (z.B. Rahmenkonstruktion en von nichttragenden Wänden) b) Wesen tliche Teile sind be i raumab schließend en Bauteilen eine in Bauteilebene dur chgehende Schicht, die bei der Prüfung nach DI N 4102-2 nicht zerstö rt werden darf. Bei Decken muss diese Schicht eine Gesamtdicke von mindestens 50 mm aufweisen; Hohlräume im Irinern der Decke sind zulässig. Bei der Beurt eilung des Brandverhaltens der Baustoffe können Oberflächend eckschichten oder andere Oberflächenbeh andlungen auße r Betracht bleiben . Tabelle 7.4.2-1 Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2110] Tab. 8.8.2 und nach MBG [371 zum Teil verwendete bauautsichtnche Benennungen(Kurzbezeichnungen)

2 Feuer widerstandsklasse

3

4

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

5

Kurzbezeichnung Benennung

wesentliehe Teile

Bestand-

3

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 30

4

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 30 und inden wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

5

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 30 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 30-A

6

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 60

F60-B

7

A

B

Feuerwiderslandsklasse F 60 und inden wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

A

A

Feuerwiderslandsklasse F 60 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

2

B

F 30

F 60

(Fortsetzung nächste Seite)

übrige

6

teile

DIN 4102·2

MBQ

F3(}B

feuerhemmend

F30-AB

F60-AB

F 60-A

hochteuerhemmend

7 Brandschut z

3X4

Tabelle 7.4.2-1 Feuerwiderslandsklassen nach DIN 4102-2 (10]Tab. 8.8.2 und nach MBC [37] zum Teil verwendete bauaufsichtliche Benennungen (Kurzbezeichnungen) (Fortsetzung)

2 Feuer widerstandsklasse

3

4

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

5

Kurzbezeichnung Benennung

wesentIiche Teile

übrige Bestandteile

9

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 90

10

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 90 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

11

A

A

Feuerwiderslandsklasse F 90 und aus nichlbrennbaren Baustoffen

F 90-A

12

B

B

Feuerwiderslandsklasse F 120

f 120-B

A

B

Feuerwiderslandsklasse F 120 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 12O-AB

14

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 120 und aus nichlbrennbaren Baustoffen

F 120-A

15

B

B

Feuerwiderslandsklasse F 180

F 180-B

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 180 und inden wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 180·AB

A

A

Feuerwiderslandsklasse F 180 und aus nichlbrennbaren Baustoffen

F 180-A

13

16

17

f 90

f 120

f 180

6

DIN 4102-2

MBO

f9Q-B F9O-AB

teuerbeständig

7.4 Deut sches Klassifizierungsvstem nach DIN 4 102

7.4.3 Zusamm enstellu ng und Anwendu ng klassifizierter Baus toff e und Baut eile nach DIN 4102-4 Betonb auweise Tabelle 7.4.3-1 Mindestdicken von Stahlbeton- und Spannbetonplatten aus Normalbeton ohne Hohlräume nach DIN 4 102-4 (11)

3

2 Koostruktioosmerkmale

2

3 4 5 6

4

5

6

7

Feuerwiderstandsldasse-Benem unq" /

,

/

~

~

/ / ' jd} /

, I

F30-A

F60·A

F90·A

F120-A F180-A

Mindestdicke d in mm unbekleideter Platten ohne Anordnung eines Estrichs bei statisch bestimmter Lagerung statisch unbestimmter Lagerung

60 112)

BO"

80 112)

801)21

100 100

120 120

150 150

Mindestdicke d in mm punktförmig gestützter Platten unabhängig von der Anordnung eines Estrichs bei

7

Decken mit Stutzenkopfverslärkung

150

150

150

150

150

8

Decken ohne Stützenkopfverstärkung

150

200

200

200

200

9

Mindestdicke d in mm unbekleideter Planen mitEstrichderBaustoffklasse A, Gussasphaltestrich oder Walzasphalt

50

50

50

60

75

10 Mindestdicke D inmm = d + Estrichdicke bei 11 statisch bestimmter Lagerung

60 1)2)

BO"

12

801)21

100 100

120 120

150

80 112)

13

statisch unbestimmter Lagerung

150

Mindestdicke din mm unbekleideter Planen mit schwimmendem Estrich mit einer Dämmschicht bei

14

statisch bestimmter Lagerung

60 112)

601)21

60 112)

60 1)2)

BO"

15

statisch unbestimmter Lagerung

80 112)

801)21

80 ' 12)

80 1)2)

801)21

25

25

25

30

40

Mindestestrichdicke d1inmm bei Estrichen 16 aus Baustoffen der Baustoffklasse A, Gussasphaltestnch" oder WaizasphaltJ1

17 18 19

Mindestdicke d in mm von Platten nach den Zeilen 3 bis 5, 9 und 13 bis 15 mitBekleidungen aus Putzen Holzwolle-Leichtbauplatten auch ohne Putz bei einer Dicke derHolzwolleLeichtbauplatte ~ 25mm

(Fortsetzungnächste Seite)

Mindestdicke dnach den Zeilen 3 bis 5, 9 und 13 bis15

50

50

7 Brandschutz

3X6

Tabelle 7.4.3-1 Mindestdicken von Stahlbeton- und Spannbetonplatten aus Normalbeton ohne Hohlräume nach DIN 4102-4[111 (Fortsetzung)

2

3

5

6

7

reuewcesanosuasse-aenemeno"

Konstruktionsmerkmale

///'// , j~

,

/

/

/

I

20

Holzwolle-Leichtbauplatten auch ohne Putz beieiner Dicke derHolzwollet ecl ubauplat te z 50mm

21

Unterdecken

1)

4

F30·A

F6().A

F90·A

50

50

50

F120·A F180·A

50

50

d :::50 mm

Bei Betonleuchtegehallen, angegeben alsMassenanteil, > 4% sowie bei sehr dichter Bewehrungsanord· nung (Stababslände c 100 mm) sind die Mindestdicken dnach den Zeilen 3 bis 5 und 13 bis 15 sowie dieMindestdicken Dnach Zeilen 10 bis 12 um 20mm zu vergrößern.

2)

Bei Platten mit mehrseitiger Brandbeanspruchung - z.B. bei auskragenden Planen - müssen die Mindestdicken dnach den Zeilen 3 bis5 und 13 bis15 sowie die Mindestdicken Dnach Zeilen 10 DS12 jeweils ::: 100mm sein.

3)

Bei Anordnung von üussasphajestrch, WalzasphaR, bei Verwendung von schwimmendem Estrich mit einer Dämmschicht der Bausto/fklasse B und bei Verwendung von Holzwolle-Leichtbauplatten nach Zeile 19 und 20 muss die Benennung jeweils F30-AB, F60-AB, F90-AB, F120-AB und F180-AB lauten.

Tabelle 7.4.3-2 Mindestachsabstand der Feldbewehrung von frei aufliegenden Stahlbetonplatten3 ) aus Normalbeton nach DIN 4102-4[1 1]

2 Koostruktioosmerkmale I

2

3 4

/

/

//

/

1. / // / / / // /

/

3

4

5

6

Feuerwiderstandsklasse

/~

/ '

F6D

F90

F120

FI6D

u in mm einachsig gespannter Platten unbekleideter Stahlbeton 10 25

35

45

601)

, ,,

F30

/,

, ,

-t

u

Mindestachsabstand

5

Stahlbetoodecken mitStahlblech alsverlorene Schalung (Profilh6hen der Stahlbleche :::50mm)

10

20

30

40

55

6

Platten mit konstruktivem Querabtrag bei einer Plattenbreite b mit bll ::: 1,Q2l

10

10

20

30

40

7

Platten mitkonstruktivem Querabtrag bei einer Plattenbreite b mit bI l ::: 3,Q'!)

10

25

35

45

601)

(Fortsetzung nächste Seite)

7.4 De utsches Klassifizierungsvstem nach DI N 4 102 Tabelle 7.4.3-2 Mindestachsabstand der Feldbewehrung von frei aufliegenden Stahlbeton platlen 3) aus Normalbeton nach DIN 4102-4 (11) (Fortsetzung)

2 Konstruktionsmerkmale

" , ~~IU

3

5

4

6

Feuerwiderstandsklasse

F30

F60

F90

F120

F1BO

8

Mindeslachsabstand u inmm unbekleideter zweiachsig gespannter Platten bei

9

• 3seitiger Lagerung mitlyl i x > 1,0

10

25

35

45

6011

10 - 3seitiger Lagerung mit 1,0 :: ir l i x:: 0,7

10

20

30

35

45

11

10

15

25

30

40

12 - 4seitiger Lagerung2) mit 1,5::: Crllx

10

10

15

20

30

13 • 4seitiger Lagerung 2) mit ir llx :: 3,0

10

25

35

45

601)

• 3seitiger Lagerung mit 0,7 > ir l l x

14 Mindestachsabstand u inmm von Platten mit Bekleidungen aus Mindestachsabstand unach den Zeilen 3 bis 13

15 Putze Holzwolle-Leichtbauplatten auch ohne 16 Putz bei einerDicke derHolzwolleLeichtbauplatte:: 25mm

10

10

Holzwolle-Leichtbauplatten auch ohne 17 Putz bei einerDicke derHolzwolleLeichfbauplat te z 50 mm

10

10

18 Unterdecken 1)

10

10

15

u:: 10 mm

Bei einer Betonoeckurq o» 50 mm isteine schutztewehruno er torderäcn

2) Zwischenwerte dürten geradliniginterpoliert werden. 3)

Die Tabellenwerte gellen auch fürSpanotetoopanen; die Mif'ldeslachsabslände usind jedoch dann nach den Angaben vonTabelle 1in DIN4102-4 [11]um die Lw-Werte zu erhöhen.

7 Brandschutz Tabell e 7.4.3-3 Mindestdicke und Mindestachsabsland von Stahlbelonstützen aus Normalbe-

ton nach DIN4102-4 (11)

2 xcnsfrukücosmersmale

2

3

4

5

Feuerwiderstandsklasse-Benennung

F30-A

F60·A

F90-A

F120·A

3

Mindestquerschnitlsabmessungen unbekleideter Stahlbetonstützen bei mehrselnqer Brandbeanspruchung bei einem AusnulZungsfaktor") at =0,3

4

Mindestdicke din mm

5

zugehöriger Mindestachsabstand u inmm

6

Mindestquerschnitlsabmessungen unbekleideter StahlbetonstülZen bei mehrseitiger Brandbeanspruchung bei einem Ausnutzungsfaktor") a t =0,7

7

Mindestdicke din mm

8

zugehöriger Mindestachsabstand u inmm

9

Mindestquerschnitlsabmessungen unbekleideter Stahlbetonslützen bei mehrseitiger Brandbeanspruchung bei einem Ausnutzungsfaktor") a , = 1,0

10 Mindestdicke din mm

150

180

200

240

2)

2)

2)

40

50

150

180

210

250

320

'I

2)

'I

40

50

150

200

240

280

360

'I

2)

'I

40

50

zugehöriger Mindestachsabstand u inmm

12

Mindestquerschnitlsabmessungen unbekleideter Stahlbetonstützen bei einseitiger Brandbeanspruchung

14 zugehöriger Mindestachsabstand u inmm

F180-A

150

11

13 Mindestdicke din mm

6

100

120

140

180

200

2)

2)

2)

45

60

15 Mindestquerschnitlsabmessungen von Stahlbetonstützen mit einer Putzbekleidung3) 16 Mindestdicke din mm 17 zugehöriger Mindestachsabstand uin mm 1)

140

140

2)

2)

160

220

320

2)

Mindeslabmessungen fürumschnürte Druckglieder. soweit in der Tabelle keine höheren Werte angege· ben sind: F30 d=240mm,F60rns F180 d=300mm

2) MindesIwerte fürBetonüberdeckung centsprechend DIN 1045 [5J 3) Der Putz milder gewählten Dicke d, istmit einer Bewehrung aus Drahtgeflecht mit 10 bis 16 mm Maschenweite zu umschließen, wobei Quer- und l ängsstöße gegeneinander zu versetzen sind. Nach dem Anbringen der 8ewehrung istdie Bekleidung mit einem Glättputz von mindestens 5 mm Dicke abzuschließen. 4)

Der Ausnutzungsfaktor

a,

istdefiniert als das Verhältnis von vorhandener zu zulässiger Spannung

7.4 Deutsches Klassifiz ie rungsvstem nach D IN 4 102 Tabelle 7.4.3-4 Tragende und nichttragende, raumabschließende Beton- und Stahlbetonwände ausNormalbeton (einseitige Brandbeanspruchung) nach DIN 4102-4 [111

2 Konstruktionsmerkmale

2

4

5

6

Feuerwiderstandsklasse-Benennung

u ,

c

,

c

d Qu er bew .mrung

3

F30-A

F60-A

F90-A

F120-A

F180-A

;

3

Unbekleidete Wände mit zulässiger Schlankheit1) nach DIN 1045[5]

4

Mindestwanddicke din mm bei nichttragenden Wänden

BO"

90"

120

150

5

Mindestwanddicke din mm bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:l) «s » 0,1 )

80"

90"

120

150

6

Mindestwanddicke din mm bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:l l a, :: 0,5)

120

150

160

7

Mindestwanddicke din mm bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:ll a, :: 1,0)

120

130

140

160

21 0

8

Mindestachsabsland U in mm derLängsbewehrung bei nichttragenden Wänden

10

10

10

10

35

9

Mindestachsabstand U inmm derLängsbewehrung bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:l) a,:: 0,1)

10

10

10

10

35

Mindestachsabstand U inmm derLängs10 bewehrung bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:l) a,:: 0,5)

10

10

20

25

45

Mindestachsabstand U in mm derLängsbewehrung bei tragenden Wänden (Ausnutzungfaktor:l l a, :: 1,0)

10

10

25

35

55

Mindeslachsabsland u und Us inmm in 12 Wandbereichen über Öffnungen miteiner lichten Weite :5 2,0m

10

15

25

35

55

Mindestachsabstand u und Us inmm in Wandbereichen über Öffnungen miteiner lichten Weite> 2,0m

10

25

35

45

65

11

13

(Fortsetzungnächste Seite)

.wo

7 Brandschutz

Tabelle 7.4.3-4 Tragende und nichttragende, raumabschließende Beton- und Stahlbetonwände aus Normalbeton (einseitige Brandbeanspruchung) nach DIN 4102-4 (11) (Fortsetzung)

2 Konstruktionsmerkmale

4

5

6

Feuerwiderstandsklasse-Benennung

c

u , d

,

3

Q uerbewehrung

,

c

F30·A

F60·A

F90·A

F120·A Fl 80-A

14

Wände mitbeidseitiger Putzbekleidung und zulässiger Schlankheit'!nach DIN 1045 [51

15

Wanddicke bei nichttragenden Wänden nach Zeile 4 mit Mindestwanddicke d in mm

Wanddicke bei tragenden Wänden nach 16 Zeilen 5 bis 7 mit Mindestwanddicke din mm Achsabstände uder Längsbewehrung 17 sowie Achsabstände uund Us in Wandbereichen über Öffnungen

60

80 nach den Angaben der Zeilen 8 bis 13 (Abminderungen sind möglich, uund Us jedoch nicht kleinerals 10 mm)

1)

Die zulässige Schlankheit istdefiniert als das Verhältnis von Geschosshöhe zu Wanddicke.

2)

Bei Betcnleuchteqehalten, angegeben als Massenanteil, > 4%sowie bei Wänden mJt sehr dichter Bewehrung (Stababständen < 100 mm) muss die Wanddicke mindestens 120 mm betragen.

3) Der Ausnutzungsfaktor

a,

istdefiniert als das Verhältnis von vorhandener zu zulässiger Spannung.

7.4 Deutsches Klassifizierungsvstem nach Dl N 4102

39 1

Tabelle 7.4.3-5 Tragende, nichtraumabschließende Beton- und Stahlbetonwände aus Normalbeton (mehrseilige Brandbeanspruchung) nach DIN 4102-4 [11J

2 Konstruktionsmerkmale

2

c

-r r~

c

3

Querbewehrung

4

5

6

Feuerwiderstandsklasse-Benennung

u ,

,

3

F30-A

F60-A

F90-A

F12Q·A F180-A

j"""'-

Unbekleidete Wände mitMindestwanddicke din mm

4

Ausnutzungfaktor1j ul :; 0,1

120

120

120

140

170

5

AusnutzungfaktOf 11ul :; 0,5

120

120

140

160

200

6

Ausnutzungfaktor11u l:; 1,0

120

140

170

220

300

7 Unbekleidete Wände mit Mindestachsabsland u in mm derLängsbewehrung bei 8

Ausnutzungfaktor1j ul :; 0,1

10

10

10

10

35

9

AusnutzungfaktOf 11ul :; 0,5

10

10

10

25

45

10

Ausnutzungfaktor11u l:; 1,0

10

10

25

35

55

11

Unbekleidete Wände mit Mnoestachsabstand u und Us in mm in Wandbereichen über Öffnungen

12

mit einer lichten Weite :52,0m

10

15

25

35

55

13

mit einer lichten Weite> 2,0m

10

25

35

45

65

14

Wände mitbeidseitiger Putzbekleidung nach DIN 1045 [51

15

Wanddicke nach Zeite 3 bis 6 mitMindestwanddicke d in mm

Achsabstände u derLängsbewehrung 17 sowie Achsabstände u und Us in Wandbereichert über Öffnungen

1)

Der Ausnutzungsfaktor

a,

60 nach den Angaben derZeilen 7 bis 13 (Abminderungen sind möglich, u und Us jedoch nicht kleiner als 10mm)

istdefiniert als das Verhältnis VOll vorhandener zu zulässiger Spannung.

392

7 Brandschutz

Mauerw erkbauweise Tabelle 7.4.3-6 Mindestdicken d ncbttraqenoer. raumabschließender Wände aus Mauerwerk oder wanebauplatten (l seitigeBrandbeanspruchung) nach DIN 4102-4 [11]

2 Konstruktionsmerkmale fürWände mit Mörtef213141

, 'r

2

~#$&1F$~ ~,

3

4

6

5

Mindestdicke1) din mm fürdie Feuerwiderstandsklasse-Benennung F30-A

F60-A

F90-A

3

- Porenbetonsteine nach DIN 4165-100 [131 (Plansteine und Planelernente) - Porenbeton-Bauplatten und PorenbetonPlanbauplatten nach DlN 4166 [14]

7551 (50)

75 (50)

1006) (50)

11 5 (75)

150 (115)

4

- Hohlwandplatlen aus Leichtbeton nach DIN 1814-'1 [15[ - Hohlblöcke aus Leichtbeton nach DIN V 18151-100 [1 6[ - Vollsteine und Vollblöcke aus l eichtbeton nach DIN V 18152·1 00 [17] - Mauersteine ausBeton nach DIN V 18153-100 [18[ - Wandbauplatten aus Leichtbeton nach DIN 18162 [19[

50 (50)

70 (50)

95 (70)

11 5 (95)

140 (11 5)

5

- Mauerziegel nach DIN V 105-1 00 [1]

6

- Voll- und Hochziegel - Wärmedämmziegel und Hochlochziegel - Hochfeste Ziegel und hochfeste Klinker - Keramikklinker - Planziegel nach DIN V 105-6 [31

115 (70)

115 (70)

11 5 (100)

140 (115)

175 (140)

7

- Leichtlanglochziegel und LeichtlanglochZiegelplatten nach DIN V 105Teil 5[2]

8

- Kalksandsteine nach DIN V 106 [4]

9

- voll-, Loch-, Block-, Hohlblock- und Plansteine. Panelemente. Bauplatten - Vormauersteine und Verblender

(Fortsetzungnächste Seite)

F120-A Fl80-A

115

115

(701

(70)

140 (115)

175 (140)

190 (175)

70 (50)

11 57) (70)

1158) (100)9)

11 5 (115)

175 (140)

7.4 Deut sches Klassifizierun gsvstem nach DI N 4102 Tabelle 7.4.3-6 Mindestdicken d nichttragender, raumabschließender Wände aus Mauerwerk oder Wandbauplatten (1seilige Brandbeanspruchung) nach DIN 41 02-4 (11 ) (Fortsetzung)

2

w~ ~ j~ i

I

..

, -.,.-d 1

10

Mauerwerk nach DIN 1053-4 [7] Ziegelfertigbauteile

11

Wandbauplanen aus Gipsnach DIN 18163 [20] für Rohdichten :=.: 0,6 kgldm3

4

5

6

Mindestdicke11din mmfür die Feuerwiderstandsklasse-Benennung

Konstruktionsmerkmale für Wände mit Mörte!2)3J41

,

3

F30-A

F60-A

F90-A

F120-A Fl 80-A

115 (115)

11 5 (115)

115 (11 5)

165 (140)

165 (140)

60

80

80

80

100

1) Die Klamrnerwerte gelten fürPutze der Mörtelgruppe IVoder aus Leichtmörtel nach DtN V 18550[421 2)

Normalmörtel

3) Dünnbettmörtel 4)

technrörter

5) Bei Verwendung von Dünnbellmörtel mit d ~ 50mm 6) Bei Verwendung von Dünnbellmörtel mit d ~ 75mm 7)

Bei Verwendung von Dünnbellmörtel mit d ~ 70 mm

6) Bei Verwendung von Steinen der Rohdichteklasse ~ 1,8und Dünnbettmörtel d ~ 100 mm 9) Bei VerNendung von Steinen derRohdichteklasse ~ 1,8 und Dünnbettmörtel d ~ 70 mm Tabelle 7.4.3-7 Mindestdicken d tragender, raumabschließender Wände aus Mauerwerk unter einseitigerBrandbeanspruchung nach DIN 4102·4 (11 )

2 Konstruktionsmerkmale

3

5

4

6

Mindestdicke 1) d in mm für die Feuerwiderstandsklasse-Benennung F30-A

F60-A

F90-A

F1 2O-A

F180-A

3

Porenbetonsteine nachDIN V 41 65·100[13] (Plansteine und Planelernentef'[ , Rohdichteklasse :::0,4 unter Verwendung von 1)2)

4

Ausnutzungsfaktor (12 = 0,210)

115 (11 5)

11 5 (115)

115 (11 5)

11 5 (115)

150 (11 5)

5

Ausnutzungsfaktor (12 = 0,610)

115 (11 51

11 5 (115)

150 (11 5)

150 (1501

175 (175)

6

Ausnutzungsfaktor (12 = 1,010)

115 (11 5)

150 (115)

175

175

200

(150)

(175)

(200)

(Fortsetzung nächste Seite)

7 Brandschut z

394

Tabell e 7.4.3-7 Mindestdicken dtragender, raumabschließender Wände aus Mauerwerk unter einseitiger Brandbeanspruchung (nach OIN 4102-4 [1 1J Fortsetzung)

2 Konstruktionsmerkmale

3

4

5

6

Mindesldicke 1) d in mm fürdie Feuerwiderstandsklasse-Benennunq F30-A

F60-A

F90-A

F120-A F180-A

7

Hohlblöcke aus Leichtbeton nach DIN V 18151 -100 [16], Vollsteine und Vollbl6cke aus l eichtbeton nach D1N V 18152-100 [17], Mauersteine aus Beton nach DIN 18153-1 00[18J, Rohdichteklasse 2:: 0,5 unter Verwendung VOll 2f
8

Ausnutzungsfaktor ca = 0,2 10)

115 01_

115 (11_

115 01 _

140 01 _

140 01 _

9

Ausnutzungsfaktor ca = 0,6 10)

140 (11 5)

140 (115)

175 (115)

175 (140)

190 (175)

10 Ausnutzungsfaktor ca = 1,010)

175 (140)

175 (140)

175 (140)

190 (175)

240 (190)

11

Mauerziegel nach DIN V 105-100 [1]Voll· und Hochlochziegel Lochung: Mz, HLz A, HLz B unter Verwendung von 2)

12 Ausnutzungsfaktor ca = 0,210)

115 (115)

115 (115)

11 5 (115)

115 (115)

175 (140)

13 Ausnutzungsfaktor oa= 0,6 10)

115 (11 5)

11 5 (11 5)

140 (11 5)

175 (115)

240 (140)

11 5 175 240 240 (115) (115) (140) (175) Mauerziegel nach DIN V 105-100 [1] und DIN V 105-6 [3J 91 Rohdichteklasse 2:: 0,8 unter 15 Verwendungvon 213f
18 Ausnutzungsfaktor «a= 1,010)

115 (115)

1756)8)

175618)

1756)8)

2407) 81

(115)

(115) (11 5) (140) (175) 91 19 Mauerziegel nach DIN V 105-100 [1] und DIN V 105-6 [3J Rohdichteklasse 2:: 0,8 unter Verwendung von 213)4)als Leichthochlochziegel W

20 Ausnutzungsfaktor ca = 0,210)

(115)

(11 5)

(140)

(175)

(240)

Ausnutzungsfaktor ca = 0,610)

(115)

(140)

(175)

(300)

(300)

oa= 1,010)

(115)

(175)

(240)

(300)

(365)

21

22 Ausnutzungsfaktor (Fortsetzungnächste Seite)

7.4 Deu tsche s Klassifizierungsvstem nach D IN 4102 Tabelle 7.4.3-7 Mindestdicken dtragender, raumabschließender Wände aus Mauerwerk unter einseitiger Brandbeanspruchung nach DIN 4102-4 (11) (Fortsetzung)

2

. .. .

'

I

.

4

5

6

Mindesldicke1) d in mmfür die Feuerwiderstandsklasse-Benennung

Konstruktionsmerkmale ,

3

' .......

d,

~~ fo/2#4 J~

F3Q·A

F60-A

F90-A

F120-A F180-A

23 Kalksandsteine nach DIN V 106[4] Voll-, Loch-, Block·, Hohlblock- und Plansteine, Plan· e'emente' ", äaeplatten, Vormauersteine und Verblender unter Verwendung von 214)

24 Ausnutzungsfaktor ca = 0,210)

115 (115)

11 5 (11 5)

115 (115)

115 (115)

175 (140)

25 Ausnutzungsfaktor ca = 0,6'0)

115 (115)

11 5 (11 5)

115 (115)

140 (115)

(140)

26 Ausnutzungsfaktor 112 = 1,010)

115 (115)

115 (11 5)

115 (115)

200 (140)

240 (175)

11 5 (115)

165 (115)

165 (165)

190 (165)

240 (190)

27

Mauerwerk nach OIN 1053-4 [71 Ziegelfertigbauteile

200

1) Die Klammerwerte gelten für Putze der Mörtelgruppe IVoder aus Leichtmörtel nachDINV 18550 [241 2)

NormalITlÖrtel

3) Dünnbellm6rtel ~) Leichtm6rtel

5) Bei 3,0 Nlmnf < vom. <1 ~ 4,5 N/mrrt gelten die Werte nurfür Mauerwerk ausVoll-, Block- und

Ptansienen 6) Rohdichteklasse 2: 0,9 7)

Rohdichteklasse 2: 1,0

8) Gilt nicht bei Verwendung von Fußnote 2) 9) Bemessung nach Allgemeiner Bauaulsichtlicher Zutassung 10) Der AUSllutzungsfaktor a2istdefiniert als das Verhältnis von vorhandener zuzulässigerSpannung.

7 Brandschutz

396

Stah lbauweise Tabell e 7.4.3-8 Mindestbekleidungsdicke d in mm von Stahlträgern mit UIA S 300 mm mit einer Bekleidung aus ruo skarton- reuerscbutzptatten (GKF) nach DIN 18180 (41] mit geschlossener Fläche

3

2

5

4

,5

Platte n od er Hohldiele n

~

I

:0~ "/ "" ,,"//"/ "

,

CD '30

· "1

(

t,

(j)

'+

" , //

t'~~

Feuerwiderstandsklasse-Benennung

:1 . ,

f l>Qenuntelfilll

2 3 1)

Mindestbekleidungsdicke d in mm

F30-A

F 6O-A

F9Q.A

F 120·A

12,5

12,5+9,5

2x 15

2x 15+9,51)

Die raumseitige, 9,5 mm dicke Bekleidungsschale darf auch aus Gipskarton-Bauplallen (GKB) nach DIN 18180 [21]bestehen.

Tabelle 7.4.3-9 Mindestbekleidungsdicke din mm von Stahlstützen mit UIA S 300 mm-' mit einer Bekleidung aus Gipakarton-Feuerschutzplatten (GKF) nach DIN 18180 [21] mit geschlossener Fläche

2

I I

1)

5

4

6

Feuerwiderstandsklasse-Benennung d

2 3

3

Mindestbekleidungsdicke di nmm

F 3O·A

F 60-A

F90-A

F 120-A

F 180-A

12 ,51 ~

12,5+9,5

3x15

4 x 15

5x 15

Ersetzbar durch =::: 18 mm dicke Gipskarton-Bauplalle (GKB) nach DIN 18180 [211.

7.4 Deutsches Klassifizierung system nach DIN 4102

397

Holzbauweise Bauteile die nach DIN 1052 [6] (Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken) bemessen werden, könn en bei den Nachweisen für den Brandfall nach DIN 4102-4/A1 [12] nach dem vereinfachten (Bemessung mit ideellen Restquerschnitten) oder nach dem genauen Verfahren (Bemessung mit reduz ierter Festigkeit und Steifigkeit) berechnet werden. Im folgend em wird nur das vereinfachte Verfahren vorgestellt. Holz brennt näherungsweise mit einer konst anten Geschwindigkeit, wobei das verbrannte Holz nicht her abfällt sondern verkohlt an der Oberfläche verbleibt und somit eine gewisse Schutzschicht bildet. Bei der Bemessung mit ideellen Restqu erschnitten wird die Tragfähigkeit des idee llen Restquerschn itts unt er der Annahme berechnet, dass Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften nicht durch den Brand beeinflu sst werden. Der Verlust an Festigkeit und Steifigkeit unt er Brandbeanspruchung wird durch eine erhöhte Abbrandtiefe berücksichtigt. Drei seitige Brandbeanspru chung

Vierseitige Brandbe anspru chung

1

1 2

2 3

3 d(tf )

............................

Bild 7.4.3-1 Definition von verbleibenden und ideellen Restquerschnitt n. DIN 4102-4/A1 [12] 1 Ausgangsoberfläche des Stabes; 2 Grenze des verbleibenden Restquerschnittes ; 3 Grenze des ideellen Restquerschnittes

Der ideelle Querschnitt wird dur ch Abzug der jeweiligen Abbrandtiefe der ermitte lt.

der = d(t r) + da

(7.4 .3-1)

d(tr) = ßn . tf

(7.4 .3-2)

Darin sind: der idee lle Abbrandtiefe in mm da erhöhter Abbrand (da = 7 mm) ßn Abbrandrate in mm/min nach Tabelle 7.4.3.4.-1 tr gefordert e Feuerwider standsdauer in min d( tr) Abbrandtiefe in Abhängigkeit der Feuerwiderstandsdauer in mm

7 Brandschutz

39H Tabell e 7.4.3-10 Abbrandraten Pn für Bauholz nach DIN 4102-4/A1 [12]

2 Produkt

Abbrandrate ßn in mmlmin

2

Nadelho!z

3

Vollholz miteiner charakteristischen Rohdichte 2: 290 kglm 3 und einer Mindestabmessung von 35 mm

0,8

4

Brettschichtholz miteiner charakteristischen Rohdichte 2: 290 kglm 3

0,7

5

l aubholz

6

Massives oder geklebtes Vollholz miteiner charakteristischen Roodichte von 290 kg/m 3 :::: Pk< 450 kglm 3

0,7

7

Massives oder geklebtes Vollholz miteiner charakteristischen Rohdichte 2: 450 kg/m 3 und Eiche

0,5

8

Buche = Nadelholz

9

Fumierschichlholz

0,7

10 Planen" 11

Massivholzplatten

0,9

12 Sperrholz

1,0

13 andere Holzwerkstoffplatten nach DIN EN 13986 [291 wie z.B. OS8- oder MDF-Platten

0,9

1) Die angegebenen Werte für Platten beziehen sich auf eine charakteristische Rohdichte von

450 kg/m3 und eine Dicke VOll hp = 20 mm. Für andere Rohdichten und Dicken hp 2: 20 mm muss eine individuelle Abbrandrate ßn,p.h ermitlelt werden:

(7.4.3-3) mit:

(7.4.3 -4)

(7.4.3-5) Darin sind: ßn,p,h individuelle Abbrandrate in mmlmin ßn Abbrandrate in mmlmin Pk charakteristische Rohdichte entsprechend derjeweiligen Norm in kg/m 3 hp Plattendicke in mm

7.4 Deutsches Klassifizieru ngsvstcm nach DIN 4 102

399

Für den Nachweis der Trn~ra h i~ kei t sind die Festigkeit und die Steifigkeit mit den folgenden Formeln zu ermittel n:

(7.4.3-6)

Eu,os

Edfi .n = k modfi , / ' kfi ' -'f

Gd,fi "" kmod,fi .kfi

M,fi

2/3· G 't u ,«

os .= --"'Q.

Gd,fi = kmod,fi .kfi '

Gos

'fM ,fi

(7.4.3-7)

für Vollholz

(7.4.3-8)

für Brettschichtholz

(7.4.3-9 )

Darin sind: f d,fi

fk

E d,fi

Eu,os G d,fi

GOS k mod,fi

Festigkeit unter Brandbeanspru chung in NImm! charakte ristischer Wert der Festigkeit unter Norma ltemper atur E-Modul unter Brandbeanspruchung in NImm! charakteristischer Wert des E-Modul s unter Normaltemp eratur Schubmod ul unt er Brandbeanspruchung in NImm! charakt eristische r Wert des Schubmoduls unter Normalte mpcratur Modifikationsfaktor, der die Auswirkungen von Temp eratur auf die Festigkeit und Steifigkeit berücksichtigt ( kmod,fi "" 1,0) Faktor zur Ermi ttlu ng des 20%-Fraktilwertcs der Festigkeit und Steifigkei t aus dem 5o/r> Fraklilwert nach Tabelle 7.4.3*11 Teilsicher heitsbeiwert für Baustoffeigenschaften in außergewöhnlichen Bemessungssituationen (YMJi = 1,0)

Tabelle 7.4.3-11 Werte für krs nach DIN 4102-4/A1 [12J

2 Produkt

Faktor kfi

2

Vollholz

1,25

3

Brettsehichtholz

1,1 5

4

Fumierschichtholz

1,10

5

Holzwerkstollplatlen

1,15

6

auf Abscheren beanspruchte HoIz-Holz- bzw. HolzwerkstoffHolz-Verbindungen

1,15

7

aufAbscheren beanspruchte Stahl-Holz-Verbindungen

1,05

8

auf Herausziehen beanspruchte Verbindungen

1,05

400

7 Brandschutz

Die Einwirkungen im Brandfall werden nach DIN 1055-100 [8] wie folgt berechnet.

Ed,/i =

~),O .Gk,j EE>'I'1,1 . Qk,l EE>

L '1'2,1 .

j~l

i>l

Qk,i

(7.4.3-10)

Darin sind: Ed,A Bemessungswert der Einwirkung im Brandfall in kN Gk,i charakteristische Werte der ständigen Einwirkungen in kN Qk charakteristische Werte der veränderlichen Einwirkungen in kN lf/l Kombinationsbeiwert für häufige Einwirkungen lf/2 Kombinationsbeiwert für quasi-ständige Einwirkungen <Xl "in Kombination mit"

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem nach DIN EN 13501 7.5.1 DIN EN 13501-1: Benennung des Brandverhaltens von Bauprodukten

Kerninhalt der DIN EN 13501-1 [25] ist die Klassifizierung von Bauprodukten hinsichtlich ihres Brandverhaltens. Die Beschreibung ist hier erheblich komplexer als die der DIN 4102-1, die sich primär auf die Brennbarkeit eines Baustoffes bezieht. Zusätzlich wird differenziert zwischen Baustoffen/Bauprodukten und Bodenbeläge, die im weiteren hier vernachlässigt werden. Neben den Hauptklassifizierungskriterien der Entzündbarkeit, der Flammenausbreitung und der freiwerdenden Wärme werden zusätzlich die Brandparallelerscheinungen der Rauchentwicklung und des brennenden Abfallens / Abtropfens von Baustoffen festgestellt und in mehreren Stufen klassifiziert. Die Mitgliedstaaten können dann die als notwendig erachteten Klassen und Stufen zur Sicherstellung ihres jeweiligen Schutzniveaus fordern. Jeweils 3 Klassen für die Rauchentwicklung (sl, s2 und s3) und das brennende Abtropfen/Abfallen eines Baustoffes (dO, d1, und d2) sind festgelegt. Die Prüfverfahren für die Baustoffklassen Al, A2 und E entsprechen bis auf geringfügige Modifizierungen, die zur besseren Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse für erforderlich gehalten wurden, den bisherigen deutschen Prüfverfahren. Als neues Prüfverfahren ist die Prüfung nach DIN EN 13823 [28] hinzugekommen, die bei den Brandverhaltensklassen Al, B, C und D angewendet wird. Dieser Single-Burning-Item-Test (SBI-Test) stellt einen kleinen Brandherd, wie zum Beispiel einen brennenden Papierkorb dar. Tabelle 7.5.1-1 gibt einen tabellarischen Überblick über Klassifizierungen, Prüfverfahren, Kriterien und Zusatzkriterien nach DIN EN 13501-1 [25].

7.5 Europäisches Klassifizicrungssvstcm nach D IN EN 13501

40!

Tabelle 7.5.1 -1 Tabellarischer Überblick über Klassifizierungen, Prülverlahren, Kriterien und Zusatzkriterien nach DIN EN 13501-1 (25) für Bauproduktemit Ausnahmen v. Bodenbelägen

Klasse

2

Al

2

3

4

Prütvertahren

Kriterien

Zusatzkriterien

Temperaturanstieg 11 T, DIN EN ISO 1182 [3O[ und Gewichtsverlust L1m, Dauer derEntllammung I, DIN EN ISO 1716 [31[ Brennwert PCS

DIN EN ISO 1182 [3O[

3

4

5

A2

B

C

Temperaturanstieg L1 T, Gewichtsverlust tlm, Dauer derEntflammung If Brennwert PCS

DIN EN ISO 1716 [31[ und DIN EN 13823 [28[

Geschwindigkeit der Rauchentwicklung, Brandausbre~ung FIGRA, brennendes SeitlicheFlammenausbreilung LFS, Abtropfen I Abfallen Freigesetzte Wärme THR

Geschwindigkeit der Brandausbreitung RGRA, DIN EN 13823 [28[ Rauchentwicklung, SeitlicheFlammenausbreitung LFS, brennendes und DIN EN ISO11925-2 [32] Freigesetzte Wärme THR Abtropfen I Abfallen Flammenausbreitung Fs

DIN EN 13823 [28[ und DIN EN ISO 11925-2 [32]

Geschwindigkeit der Brandausbreitung FIGRA, Rauchentwicklung, Seitliche Flammenausbreitung LFS, brennendes Freigesetzte Wärme THR Abtropfen I Abfallen Flammenausbreitung Fs

6

D

Geschwindigkeit der DIN EN 13823 [28[ Brandausbreitung FIGRA und DIN EN ISO11925-2 [32] Flammenausbreitung Fs

Rauchentwicklung, brennendes Abtropfen I Abfallen

7

E

DIN EN ISO11925-2 [32] Flammenausbreitung Fs

brennendes Abtropfen I Abfallen

8

F

Keine Leistungfestgestellt

402

7 Brandschutz

Die Klassifizierungen der Zu satzkriteri en nach Tabelle 7.5.1-1 .Rauch cnrwicklun g'' und " Bre nnendes Abtropfen/Abfallen'' erfolgen in den Tabellen 7.5.1-2 und 7.5.1-3.

•

SMOGRA ist dabei die Rauchentwickl ungsrate (Smoke growth rate) . Sie ist defi niert als da s Maximum des Quotien ten aus der Rauchentwicklung der Probe (Einheit in m2js)un d dem dazugehörigen Ze itpunkt ( Einheit in s], bezüglich Det ails siehe D1 N EN 13823 [28].

•

TS P600s ist dabei die gesam te freigeset zte Rau chm enge (Tot al Smoke Production ) in Ouadratmctcrn währe nd einer Dauer von 600 s (die Ermittlung der Rau chmcnge e rgibt sich aufgru nd e ine r Pa rallel-Projek tio n aller Rußp artikel auf ein e Mcss-eben e, wod urch die Menge als Fläche bestimmt wird) . Ermittelt wird die gesamte Rauchentwicklung der Probe in den e rste n 600 Sekunde n de r Be anspruchung durch die Flammen des Hauptbre nners

Tabe lle 7.5.1 -2 Klassifizierungendes Zusatzkriteriums ~Rauc hentwjckl u n g"

2

3

Klasse

Maximalwert SMOGRA in ffi2/s2

Maximalwert TSP60Qs in ffi2

2

51

30

50

3

52

180

200

4

53

Wert über den Maximalwerten oder ohne Prüfung

Tabe lle 7.5.1 -3 Klassifizierungen des Zusatzkrileriums .nrennenoes Abtropfen I Abfallen"

2 Klasse

Brennendes Abtropfen innerhalb von 600 Sekunden: Nein

2 3

dO

4

d1

5

d2

innerhalb von 600 Sekunden: Ja länger als10 Sekunden: Nein

x x Wert über den Maximalwerten, Entzündung desFilterpapiers oder ohne Prüfung

7.5 Europäisches Klassifizierungssvslem nach Dl N EN 1350 1

403

7.5.2 Europäische Klas sen und bauaufs ichtl iehe Anforderu ngen Im Unte rschied zu unsere m bisherigen nation ale n Klassifizierungsystem nach DlN 4 102- ) [9j ste llt das europäische Klassifizie rungssystem eine größere Vielfalt von Klassen und Klassenkombinationen zur Verfügun g. Dies liegt darin begründet , dass allen Mitgliedstaaten de r Europäischen Union die Möglichkeit gehen werden muss, ihr individuelles Siche rheitsniveau ausdrücken zu könn en . Der Anwcndcr wird also kün ftig mit einer Vielzahl von Klassen un d Kriterien konfrontie rt we rden, die ein bcstimmtcs Verhalte n des Baustoffes im Brandfall ausdrücke n. Diese so klassifizierte n Baustoffe muss er in das deutsche Anfor derungssyste m einordnen. Die Zuordnung de r Klassen für das Brandver halte n zu de n jewe iligen hauaufsieht liehen Anforderungen e rfolgt in der Anlage 0.2.2 zur Bauregelliste (331 A Teil J. In der Ba uregelliste wird durch Zu ord nung der Klassen zu den bauaufsichtliehe n Begriffen für Deutschland ve rbindlich festgelegt, welche Klasse n zur Gewähr leistun g der in Deut schland gelte nde n Sicherheitsniveaus mindestens einzuhalte n sind, vgl. dazu Tabelle 7.5.2-1. Tabelle 7.5.2-1 Brandverhalten von Bauprodukten (außer Bodenbelägen) nach Bauregelliste A Teil 1 Anlage 0.2.2 133]

2 Bauautsicbüiche Anforderung

Zusatzanforderungen

4

Nichlbrennbar

5

6

Schwer entflammbar

7 (Fortsetzungnächste Seite)

4

5

Europäische Klassen nach DIN 13501-1

Klasse nach DIN 41 02-1

kein Rauch

kein brennendes Abfallen! Abtropfen

X

X

Al

Al

X

X

A2-51 , dO

A2

X

X

B -51 , dO C-s1 ,dO

X

A2-52, dO A2 -s3, dO B -52, dO B -53, dO C -52,dO C -53,da

2

3

3

A2 -s3, d2 B -53, d2 C-s3, d2

BI

404

7 Brandschutz

Tabelle 7.5.2-1 Brandverhallen von Bauproduklen (außer Bodenbelägen) nach Bauregelliste A Teil 1 Anlage 0.2.2 [33J (Fortsetzung)

2 Bauaufsichtliche Anforderung

3

Zusatzanforderungen kein Rauch

kein brennendes Abfallen! Abtropfen

Schwer entflammbar

Europäische Klassen nach DIN 13501-1

Klasse nach DIN 4102-1

81

A2 -s3, d2 B -s3, d2 C -s3,d2

9

10

11

5

A2-s1,d 1 A2 -s1,d2 B -s1 ,d1 B -s1 ,d2 C -s1 ,d1 C -s1,d2

X

8

4

X

Normalentflammbar

o -sl , dO o -s2, dO o-sa dO o -st . d1

o-s2,d1

o -s3, d1 o -sl , d2

82

0 -52, d2

o -s3, d2 12 13

E-d2 l eichtentflammbar

F

B3

7.5.3 DIN EN 13501-2: Benennung des Feuerw iderstandes Einheits· Temperaturzeitkurve (Brandphase nach dem Brandüberschfag) Der Brandversuch nach dem Brandüberschlag (englisch auch: fl ash-over) benutzt eine Einhcits-Tempcraturzeit kurve, die ein Modell für einen vollentwickelten Brand im Raum darstellt.

40)

7.) Euro päisches Klassifizierungssvstcm nac h D1N EN 13)01 Klassifi zierungskrilerie n

Tabelle 7.5.3-1 Erläuterung der Klassifizierungskriterien und der zusätzlichen Angaben zur Klassifizierung des Feuerwiderstandes nach Bauregelliste [33] A Teil 1 Anlage 0.1.2 in Verbindung mit(34] auf der Basis von DIN EN 13501-2 [26) (AUSlUg).

2

3

Herleitung des Kurzzeichens

Kriterium

2

R (Aesistance)

Tragfähigkeit

3

E (Etancheite)

Aaumabschluß

4

I (Isolation)

Wärmedämmung (unter Brandeinwirkung)

5

W(Aadiation)

Begrenzung des Strahlungsdurchtrilts

6

M (Mechanical)

Mechanische EinwirkungaufWände (Sloßbeanspruchung)

5 (Smoke)

Begrenzung der Aauchdurchlässigkeit (Dichtheit, l eckrate), erfüllt die Anforderungen sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei 200°C

RauchschülZtüren (als Zusatzanforderung auch bei FeuerschulZabschlüssen), l üftungsanlagen einschließlich Klappen

c...(Closing)

Selbstschließende Eigenschaft (ggf. mit Anzahl der Lastspielet einschI. Dauerfunktion

RauchschülZtüren, Feuerschutzabschlüsse (einschließlich Abschlüsse für Förderanlagen)

7

8

Anwendungsbereich

zur Beschreibung der Feuerwiderstandsfähigkeit

Von den Ver suchserg ebnissen müssen d ie Komb inationen der Klassen und Zeite n für R, E, I und W abgeleitet wer den. Nur d iejenigen Kombinatio nen von Klasse n und Zeiten die in den entspre che nden Abschn itten der Dl N EN 1350 11251bis 1271de finie rt werden, dürfen für die je weiligen Ba uteile benutz t we rden . Die Ke nnzeichnungsbuchsta ben zur Erweiterung der Leistungsparamet er müsse n hinzugefü gt werde n, soweit sie zutreffend sind und soweit d ie Bed ingunge n erfüllt werd en. Die Klassifizier ungjcn) muss/müssen nac h Überprüfung, ob die spe ziellen zusätzlichen Anforderungen für be stimmte Bauprod ukte erfüllt we rden , zuerkannt we rden. Die Klassifizieru ng muss nach Dl N EN 1350 1-2 (261 nach der folge nden Aufste llung dargestellt wer den , wobei tIt für da s e rre ichte Zeit intervall und " für weitere Kurzzcichcn ste ht:

R

E

w

M

c

S

7 Brandschutz

406 Tabelle 7.5.3-2 Klassen von Bedachungen nach DIN EN 13501 -5 [27]

2 bauautsichüiche Anforderung

Klasse

2

WKlerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme (harte Bedachung)

3

Keine Leistung feststellbar (weiche Bedachung)

FRoof (11)

Feuerwiderstand sklassen von Bauteilen Tabelle 7.5.3-3 Feuerwiderslandsklassen von tragenden Bauteilen und ihre Zuordnung

zu den bauaufsichtlichen Anforderungen nach Bauregelliste [33] A, Teil 1, Anlage 0.1.2 in Verbindung mit [34]

2

3

ohne Raumabschluß

mit Raumabschluß

2 feuerhemmend

R30

REI 30

3 hochfeuerhemmend

R60

REI60

4

feuerbeständig

R90

REI90

5

Feuerwiderstandsfähigkeit 120 Minuten

R 120

REI 120

Bauaufsichtliche Anforderung

6 Brandwand

REI 90·M

7.6 Inhall von Brandschutzkonzepten Die Verordnung über baut echnische Prüfun gen (Bau PrütVO) des Land es NRW [361 schreibt im §9 für Sond e rbauten Brands chutzkon zepte vor. Diese sollen eine zieloricnticr tc Ge sam tbewe rtung des baulich en und abweh rend en Brandschutzes se in. Gemäß § 5R Abs. 3 BauD NRW soll das Brand schut zkonze pt von staa tlich anerkan nte n Sachverständigen für die Prüfung des Brandschutzes aufgestellt werden. Die gemäß § 36 der Gewe rbeordnung öffentlich bestellt en und ver eidigten Sachverständigen für den bau lichen Brandschutz sind ihn en insoweit gleichgeste llt. Das Brandschutzkonzept muss insbesondere folgende Angaben enthalten: l.

Zu- und Durchfahrten sowie Aufstell- und Bewegungsflächen für die Feue rwehr,

2.

de n Nachweis de r e rforderlichen Löschwasse rmenge sowie de n Nachwe is de r Lös chwasse rver so rgung.

3.

Bemessung, Lage und Anordnung de r Löschwasser-R ückhatt eanl agen .

4.

das System der äuß eren und der inneren Abschortungen in Brandabschnitte bzw.

7.6 Inhalt von Brandschutzkonzepten

407

Brandbekämpfungsabschnitte sowie das System der Rauchabschnitte mit Angaben über die Lage und Anordnung und zum Verschluss von Öffnungen in abschottenden Bauteilen, 5.

Lage, Anordnung, Bemessung (ggf. durch rechnerischen Nachweis) und Kennzeichnung der Rettungswege auf dem Baugrundstück und in Gebäuden mit Angaben zur Sicherheitsbeleuchtung, zu automatischen Schiebetüren und zu elektrischen Verriegelungen von Türen,

6.

die höchstzulässige Zahl der Nutzer der baulichen Anlage,

7.

Lage und Anordnung haustechnischer Anlagen, insbesondere der Leitungsanlagen, ggf. mit Angaben zum Brandverhalten im Bereich von Rettungswegen,

8.

Lage und Anordnung der Lüftungsanlagen mit Angaben zur brandschutztechnischen Ausbildung,

9.

Lage, Anordnung und Bemessung der Rauch- und Wärmeabzugsanlagen mit Eintragung der Querschnitte bzw. Luftwechselraten sowie der Überdruckanlagen zur Rauchfreihaltung von Rettungswegen,

10. die AIarmierungseinrichtungen und die Darstellung der elektro-akustischen AIarmierungsanlage (ELA-Anlage), 11. Lage, Anordnung und ggf. Bemessung von Anlagen, Einrichtungen und Geräten zur Brandbekämpfung (wie Feuerlöschanlagen, Steigleitungen, Wandhydranten, Schlauchanschlussleitungen, Feuerlöschgeräte) mit Angaben zu Schutzbereichen und zur Bevorratung von Sonderlöschmitteln, 12. Sicherheitsstromversorgung mit Angaben zur Bemessung und zur Lage und brandschutztechnischen Ausbildung des Aufstellraumes, der Ersatzstromversorgungsanlagen (Batterien, Stromerzeugungsaggregate) und zum Funktionserhalt der elektrischen Leitungsanlagen, 13. Hydrantenpläne mit Darstellung der Schutzbereiche, 14. Lage und Anordnung von BrandrneIdeanlagen mit Unterzentralen und Feuerwehrtableaus, Auslösestellen, 15. Feuerwehrpläne, 16. betriebliche Maßnahmen zur Brandverhütung und Brandbekämpfung sowie zur Rettung von Personen (wie Werkfeuerwehr, Betriebsfeuerwehr, Hausfeuerwehr, Brandschutzordnung, Maßnahmen zur Räumung, Räumungssignale), 17. Angaben darüber, welchen materiellen Anforderungen der Landesbauordnung oder in Vorschriften aufgrund der Landesbauordnung nicht entsprochen wird und welche ausgleichenden Maßnahmen stattdessen vorgesehen werden, 18. verwendete Rechenverfahren zur Ermittlung von Brandschutzklassen nach Methoden des Brandschutzingenieurwesens.

408

7 Brandschutz

7.7 Baulicher Brandschutz im Industriebau 7.7.1 Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (M IndBauRL) Ziel der Muster-Industriebaurichtlinie [35] ist es, die Mindestanforderungen an den Brandschutz von Industriebauten zu regeln, insbesondere an • die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile und die Brennbarkeit der Baustoffe, • die Größe der Brandabschnitte bzw. Brandbekämpfungsabschnitte, • die Anordnung, Lage und Länge der Rettungswege. Sie gilt für Industriebauten, dies sind Gebäude oder Gebäudeteile im Bereich der Industrie und des Gewerbes, die der Produktion oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen. Die Richtlinie gilt nicht für: • Industriebauten, die lediglich der Aufstellung technischer Anlagen dienen und von Personen nur vorübergehend zu Wartungs- und Kontrollzwecken begangen werden (Einhausung, z. B. aus Gründen des Witterungs- oder Immissionsschutzes), • Industriebauten, die überwiegend offen sind (z.B., überdachte Freianlagen oder Freilager oder die aufgrund ihres Verhaltens im Brandfall diesen gleichgestellt werden können) Für diese baulichen Anlagen können aufgrund eines geringeren Gefahrenrisikos im Einzelfall weitergehende Erleichterungen gestattet werden. Darüber hinaus gilt die Richtlinie nicht für Regallager mit Lagerguthöhen von mehr als 9,0 m (Oberkante Lagergut). Weitergehende Anforderungen an Industriebauten, die sich aus Regelwerken hinsichtlich des Umgangs oder des Lagerns bestimmter Stoffe ergeben, wie Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS), Technische Regeln für brennbare Flüssigkeiten (TRbF), Löschwasser-Rückhalte-Richtlinie (LöRüRL), Kunststofflager-Richtlinie (KRL), bleiben unberührt. Die Industriebaurichtlinie definiert als Brandabschnitt einen Bereich eines Gebäudes zwischen seinen Außenwänden und/oder den Wänden, die als Brandwände über alle Geschosse ausgebildet sind. Die Brandabschnittsfläche ist die Fläche des Brandabschnitts zwischen den aufgehenden Umfassungsbauteilen. Ein Brandbekämpfungsabschnitt ist ein auf das kritische Brandereignis normativ bemessener, gegenüber anderen Gebäudebereichen brandschutztechnisch abgetrennter, ein- oder mehrgeschossiger Gebäudebereich mit spezifischen Anforderungen an Wände und Decken, die diesen Brandbekämpfungsabschnitt begrenzen. Zu den Rettungswegen gehören insbesondere die Hauptgänge in den Produktions- und

7,7 Bauliche r Bra ndschutz im Indust rieha u

409

Lagerräumen. diese müsse n mindesten s 2 m breit sein und ge radl inig zu Ausgä ngen führen . Die Ausgänge führe n ins Freie, zu notwendigen Treppenr äumen . zu ander en Brandabsch nitten oder zu ander en Brandbek ämpfungsabschnitte n. Räume mit ein er Räche von mehr als 200 me müssen mindestens zwei Ausgänge haben . Von jeder Stelle eines Ra umes soll ein Hauptgang nach maximal 15 m Laufl änge erreichba r sein. In Räumen mit eine r mittleren lichten Raumhöhe von bis zu 5 m muss, von jeder Stel le des Raum es aus, nach maximal 35 m ein Ausgang e rre ichbar sein, in Räum en mit mindestens 10 m Raumhöhe nac h 50 m. Die Längen dür fen auf 50 bzw. 70 m e rhöht werden, sofe rn eine automat ische Brandmeldeanlage mit Rau ch- oder Flamm enmelder ode r eine autom atische Feu erlös chanlage vorhanden ist. Die Muster -Indu striebaurichtlinie (351teilt die brandschutzt echnische Infrastruktur in Sicherheitskategorien ein. Sie ergeben sich aus den Vorkeh rungen für die Brandm oldun g, de r Art de r Feu erwehr und der Art eine r Fe uerlöscha nlage. Tabelle 7.7.1 -1 Einteilung der brandschutztechnischen Infrastruktur in Sicherheitskategorien nach der Musler-Industriebaurichtlinie [35]

2 Sicherkeitskategorie

brandschutztechnische Infrastruktur

2

K1

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte ohne besondere Maßnahmen für Brandmeldung und Brandbekämpfung

3

K2

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit automatischer Brandmeldeanlage

4

K3 .1

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr inmindestens Staffelstärke; diese Staffel muss aus hauptamtlichen Kräften bestehen.

5

K 3.2

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr in mindestens Gruppenstärke

6

K3.3

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr mit mindestens 2 Staffeln

7

KM

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr mitmindestens 3 Staffeln

8

K4

Brandabschnilte oder Brandbekämpfungsabschnilte mit selbsttätiger Feuerlöschanlage.

410

7 Brandschutz

Um das Erreichen der geforderten Ziele nachzuweisen, stehen drei Verfahren zur Auswahl: • vereinfachtes Verfahren ohne Brandlastermittlung • Verfahren mit Brandlastermittlung nach DIN 18320 [22] • Verfahren mit Brandlastermittlung durch Methoden des Brandschutzingenieurwesens Im vereinfachten Verfahren wird in Abhängigkeit von der Feuerwiderstandsklasse der tragenden und aussteifenden Bauteile sowie nach der brandschutztechnischen Infrastruktur der baulichen Anlage (ausgedrückt durch die Sicherheitskategorien) die zulässige Brandabschnittsfläche für einen Brandabschnitt ermittelt. Im Verfahren nach DIN 18 230-1 [22] werden die zulässige Fläche und die Anforderungen an die Bauteile nach den Brandsicherheitsklassen für einen Brandbekämpfungsabschnitt bestimmt.

7.7.2 DIN 18230 - Baulicher Brandschutz im Industriebau

DIN 18230 [22] dient der Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer der Bauteile von Brandbekämpfungsabschnitten im Industriebau. Dabei wird davon ausgegangen, dass bei einem Brand ein Versagen der Einzelbauteile mit ausreichender Wahrscheinlichkeit nicht eintritt bzw. nicht zum Einsturz der tragenden Konstruktion führt und ein Löschangriff auch innerhalb des Gebäudes über eine angemessene Zeitspanne geführt werden kann . Das Rechenverfahren der Norm basiert auf der Annahme eines voll entwickelten Brandes und ist Grundlage für die Definition der Anforderungen an Baustoffe und Bauteile sowie an die Größe der Brandbekämpfungsabschnitte nach der Muster-Industriebaurichtlinie. Bei der Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer ist das gewählte Rechenverfahren vollständig und konsequent anzuwenden, d.h., die gemischte Anwendung verschiedener Verfahren ist nicht gestattet. Unter Berücksichtigung von Bewertungsfaktoren und Sicherheitsbeiwerten werden für jeden Brandbekämpfungsabschnitt die auf die Normbrandbeanspruchung nach DIN 4102-2 [10] bezogenen erforderlichen Feuerwiderstandsdauern ermittelt. Diese Norm enthält keine Anforderungen für die brandschutztechnisch wirksame Ausbildung der Gesamtkonstruktion. Hierfür sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen erforderlich (z. B. Berücksichtigung der Verformungen und Dehnungen beim Brand, Wahl geeigneter statischer Systeme, Schaffung voneinander statisch unabhängiger Teilbereiche und Sollbruchstellen)

7.8 Rauch- und Wärmefreihaltung

411

Um die Berechnungen durchführen zu können, sind folgende Angaben notwendig: • die Nutzung der Flächen des Gebäudes und des Brandabschnittes • die Gebäudestruktur • die Brandbelastung im Brandbekämpfungsabschnitt • die Einflussgrößen für die Berechnung der äquivalenten Branddauer, wie: - Wärmedämmung der Umfassungsbauteile - Wärmeabzugsöffnungen • die brandschutztechnische Infrastruktur

7.8 DIN 18232 - Rauch- und Wärmefreihaltung Die Brandintensität wird beeinflusst von der Zusammensetzung des brennbaren Materials, der Zufuhr und Konzentration von Sauerstoff und von der sich entwickelnden Verbrennungstemperatur. Durch den Einsatz von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) kann man den Temperaturanstieg mildern, die Brandausbreitung und einen Flash-over verzögern und durch die Verbesserung der Sichtverhältnisse Flucht- und Rettungsmaßnahmen ermöglichen. Die Normenreihe DIN 18232 [23] beschäftigt sich mit Rauch- und Wärmefreihaltung, im Teil 1 werden Begriffe definiert und die AufgabensteIlung erläutert. Generell sind die Anlagen abhängig von der Gebäudegeometrie, der Größe der Rauchabschnitte, der Zuluftführung und der Größe der Öffnungen. Natürlichen Rauchabzugsanlagen (NRA) wirken durch thermischen Auftrieb der Brandgase. Die Brandgase werden durch automatisch oder manuell geöffnete Abschlüsse abgeleitet. Diese sind unter anderem auch abhängig von der aerodynamisch wirksamen Öffnungsfläche und deren Anordnung. Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA) arbeiten mit Ventilatoren und sind abhängig von deren Leistungsfähigkeit, dem Kanalsystem und Lage und Anzahl der Absaugöffnungen. Mittels Druckdifferenzen verhindern Rauchschutz-Druckanlagen (RDA) das Eindringen von Rauch und leiten ihn gegebenenfalls ab, dabei sind die Druckdifferenz und die Leckrate von entscheidender Bedeutung. Wärmeabzüge ermöglichen die Wärmeableitung durch thermischen Auftrieb der Brandgase oder deren maschinelle Ableitung. Bei den gesamten Anlagen ist auch die Auslösung der Systeme wichtig. Bei Rauchabzugsanlagen versucht man durch die Entrauchung während des Entstehungsbrandes die Temperaturen in der Rauchschicht unter 300°C zu halten. Für die Bemessung von natürlichen Rauchabzugsanlagen nach DIN 18232-2 [23] ist es notwendig, die Rauchabschnitte in Flächen kleiner 1600 m-'einzuteilen, dies kann z.B. mit Hilfe von Rauchschürzen geschehen. Die Bemessung der Anlage ist u.a. abhängig von der Energiefreisetzungsrate, der rechnerischen Brandfläche bzw. der daraus resultierenden Bemessungsgruppe sowie der angestrebten Höhe der raucharmen Schicht und der Raumhöhe. Als raucharme Schicht wird der Bereich zwischen Fussboden und der Unterseite der Rauchgasschicht bezeichnet, angestrebt wird ein Wert von minde-

7 Brandschutz

412

srcns 2,50 m. Da mit der therm ische Auft rieb entste hen kann sind Zu luft öffnung e n im untere n Bereic h der Außenwände notwend ig. Al s Z uluftöffnungen ge lte n eigenständige

Zuluftvorrichtungen. T ore , Türe n und Fen ster, diese müsse n mindestens die I,Sfache Gr öße der notwendi gen aerodynami sch wirksamen Rauchabzugsfl äche haben.

Unt e r der Bra ndentwicklungsdauer verst eht man die Zeit von de r Brand entstehun g bis zum Begin n de r Brandbekämpfung. Von de r Brande ntstehung h is zu r Meldung ve r-

gehen meist 10 min und bis zum Beginnen de r Brandhckämpfung in der Regel noch einmal lO min. Mit Hilfe der a nzusetzenden Brandentwicklungsdauer und der Brandausbreitungsgeschwindigkeit wird die Bemessungsgrup pe und schließlich die notwe ndige R auchabzugsfl äch e e rmittelt. Die Rauchabw gsöffnunge n sind gleichmäßig über den Rauchabschnitt zu verte ilen.

. 3 ·· . .

.,' .,

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1

2

..

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A w Rauchabzugsfläche in m2 A," Größe der Zuluflfläch e in m" d Höhe der raucharmen Schicht in m 1 2 3

' .'"

1

h Höhe des zu schützenden Raumes in m h_ Höhe der Rauchschürze in m z Höhe der Rauchschicht (h - d) in m

raucharme Schicht Plume (aufsteigende Rauchgassäule über dem Brandherd) Rauchschicht

Bil d 7.8-1 Schematische Darstellung von Natürlichen Rauchabzugsanlagen (NRA) in einem Rauchabschnitt

413

8 Literaturverzeichnis 8.1 Berechnungshilfen [1]

[2] [3]

[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

DIN V 105-2 (06.2002): Mauerziegel- Teil 2: Wärmedämmziegel und Hochlochziegel der Rohdichteklassen ~ 1, 0 (zurückgezogen, Nachfolgedokument e: DIN V 105-100, DIN EN 771-1) DIN V 105-100 (10.2005): Mauerziegel - Teil 100: Mauerziegel mit besonderen Eigenschaften (wird durch DIN EN 771-1 ersetzt werd en) DIN 106-1 (02.2003): Kalksandst eine - Teil 1: Voll-, Loch-, Block-, Hohlblock-, Plansteine, Planelement e, Fasensteine, Bauplatten, Formsteine (wird ab 05.06 von DIN V 106 ersetzt) DIN 106-2 (02.2003): Kalksandsteine - Teil 2: Vormauersteine u. Verblender (zurückgezogen, Nachfolgedokument e: DIN V 106, DIN EN 771-2) DIN 398 (06.1976): Hüttensteine, Vollsteine , Lochsteine, Hohlblocksteine DIN 1045-2 (08.2008): Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton DIN 1053-1 (11.1996): Mauerwerk - Teil 1: Berechnung und Ausführung DIN 1356-1 (02.1995): Bauzeichnungen - Teil 1: Arten, Inhalt e und Grundregeln der Darstellung DIN V 4108-4 (06.2007): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 4: Wärm e- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte DIN V 4165 (06.2003): Porenbetonsteine - Plansteine und Planelemente (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 4165-100, DIN EN 771-4) DIN 4166 (10.1997): Porenbeton-Bauplatten und Porenbeton-Planbauplatten DIN 4223-1 (12.2003): Vorgefertigt e bewehrte Bauteile aus damp fgehärt etem Porenbeton - Teil 1: Herstellung, Eigenschaften, Übereinstimmungsnachweis DIN 4226-100 (02.2002): Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel Normal e und schwere Gesteinskörnungen DIN 4226-2 (02.2002): Ge steinskörnungen für Beton und Mörtel- Teil 2: Leichte Gesteinskörnungen (Leichtzuschläge) DIN 16729(09.1984): Kunststoff-Dachbahnen und Kunststo ff-Dichtungsbahnen aus Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB); Anford erung en DIN 16730 (12.1986): Kunststoff-Dachbahnen aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P) nicht bitumenverträglich; Anforderungen DIN 16731 (12.1986): Kunststoff-Dachbahnen aus Polyisobutylen (PIB), einseitig kaschiert ; Anforderungen DIN 18148 (10.2000): Hohlwandplatten aus Leichtbeton DIN V 18151-100 (10.2005): Hohlblöck e mit besond eren Eigenschaften DIN V 18152-100 (10.2005): Vollsteine und Vollblöcke mit besonderen Eigen schaften DIN V 18153-100 (10.2005): Mauersteine aus Beton mit besonderen Eigenschaften DIN 18162 (10.2000): Wandb aupl atten aus Leichtbeton, unbewehrt DIN EN 12859 (06.2008): Gips-Wandbaupl atten - Begriffe, Anforderung en und Prüfverfahren

414

8 Literatur

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8 Literatur

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8.2 Wärmeschutz [1] [2] [3]

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8.3 Feuchteschutz [1]

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8.4 Schallausbreitung [1]

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8.5 Bauakustik [1]

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8 Literatur

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8.6 Raumakustik [1]

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424

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427

Index A Abbrandrate 397 f Abbrandtiefe 397 Abdichtstoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte27 A-Bewertung (Schallpegel) 221 ff Abminderungsfaktor fürVerschattung 131 Abschirmung, Dämpfung 234 ff Abschirmung, Dämpfung 250 ff Absorber, Anordnung 363 ff Absorber, mikroperforierte 354

B Bauakustik 259 ff bauakustisch relevanter Frequenzbereich 215, 345 Baulärm 237 bauliche Veränderungen (Wärmeschutz) 89ff Bauplatten, wärme- und feuchtetechn ische Kennwerte 16 BauPrüfVO 406 Bau-Schalldämm-Maß 262 Bauschraffuren 11 Baustoffklassen (Brandschutz) 381 f Baustoffverhalten (Brandschutz) 378

Absorber, technische 350 ff

Bauteile mit Flächenheizung 102 Bauteilemit nicht ebenen Oberflächen (Wärmeschutz) 39 Bauteile, einschalige 271

absorbierte Schall-Leistung 259

Bauteile, flankierende 320 ff

Absorber, Platten- 352 Absorber, poröse 350 f

Absorption, Holzverbretterung 372

Bauteile, mehrschalige 274

Absorption, Personen 375

Bauteilverhalten (Brandschutz) 378

Absorption, Unterdecken 373

Bemessung einer Dampfbremse 186 f

Absorption, Vorhänge 374

Bergersches Massegesetz 269 f

Absorption, Vorsatzschalen 369 ff

Beschichtungen, Schlagregenschutz 163

Absorptionmaßnahmen 363 ff

besonders laute Räume 292 Beton, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 14 Betonbauweise, Brandschutz 385 ff

Absorptionsgrad, Schall- 347 Adsorption 156 Anforderungen, Brandschutz 377 ff Anforderungen, EnEV 77ff

Beugungseffekt 251

Anforderungen, Feuchteschutz 165 ff, 187 ff

bewerteterTrittschallpegel279 ff

Anforderungen, Hörsamkeit 355 ff

bewertetes Schalldämm-Maß 262 ff

Anforderungen, Mindestwärmeschutz 74ff

Bezugsfläche (Wärmeschutz) 99

Anforderungen, Schallschutz 281 ff

Bezugskurve (Luftschall) 263

Anlagenaufwandzahl109 f

Bezugskurve (TrittschaII) 279

Anlagenbewertung (DIN 4701-10) 111 ff

biegesteif 262, 273

Anlagenkonfiguration 109 f

biegesteifeWand 329

äquivalente Schallabsorptionsfläche 347 ff

Biegesteifigkeit 272

Armaturengeräusche 294, 316

biegeweich 262, 273

Armaturengruppen 294, 316

biegeweiche Vorsatzschale 276

Asphalt, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 13

BimSchV 228 ff

Ausgleichsfeuchtegehalt 158

Binder/Schmidt Verfahren 64ff

Ausnutzungsgrad 109 f

Böden, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 31

Außenlärm 283, 301 , 314, 318 f

Bodeneffekt, Dämpfung 245 ff

Außenlärm, Schallschutz gegen 283 f

Brandabschnitt 408

Außenlärmpegel, maßgeblicher 318 f

Brandbekämpfungsabschnitt 407 f

Außenwände, Schlagregenschutz 163

Brandlastermittlung 410

428

Index

Brandschutz 377 ff

DIN 18005-1,230 f

Brandschutz im Industriebau 408 ff

DIN 18230,410f

Brandschutz, Betonbauweise 385 ff

DIN 18232,411 f

Brandschutz, Holzbauweise 397

DIN 4102,381 ff

Brandschutz, Mauerwerksbauweise 392 ff

DIN 4108-3, 165 ff

Brandschutz, Stahlbauweise 396

DIN 4109 281 ff

Brandschutzkonzepte 406 f

DIN 4701-10, Anlagenbewertung 111 ff

Brandschutzmaßnahmen 377 ff

DIN EN 13501, 400 ff

Brandüberschlag 404

DIN EN 13823,400f

Brandverhalten 378, 398 f

DIN EN ISO 10211 ,67 ff

Brandverhalten von Bauprodukten 400 ff

DIN EN ISO 13370, 115 ff

Brandverhaltensklassen 400

DIN EN ISO 13788, 187 ff

Brandverlauf 378

DIN EN ISO 6946, 41 ff

Bruttovolumen 99

DIN ISO 9613-2, 237 ff

Bundes-Immissionsschutzgesetz 228 ff

Direktschallversorgung 359

C Carrier-Diagramm 145

o Dachbahnen, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte27 Dächer, belüftete 170 ff Dächer, nicht belüftete 170 ff Dämmloch 272 Dampfbremse 186 f Dämpfung, Abschirmung 234 ff, 250 ff Dämpfung, Bebauung 254 ff Dämpfung, Bewuchs 254 ff Dämpfung, Bodeneffekt 240, 245 ff Dämpfung, geometrische Ausbreitung 240 ff Dämpfung, Industriegelände 254 ff Dämpfung, Luftabsorption 244 Dämpfung, Oktavband- 244 Dämpfung, zuätzliche Dämpfungsarten 254 Dämpfungskonstante der Luft 348 Dauerschalldruckpegel bei Mitwind 240 ff Dauerschallpegel219 Desorption 156 Diagrammverfahren 110 Diffusionsdiagramme 180, 200, 210 diffusionsdicht 186 diffusionshemmend 186 Diffusionsleitkoeffizient 150 diffusionsoffen 186

Dissipationsgrad 347 dissipierte Schall-Leistung 259, 347 Durchflussklassen fürArmaturen 317 dynamische Steifigkeit 274 f dynamischer E-Modul 273 f

E Eckfrequenzen 216 Eigenfrequenz 274,352 Einfügungsdämpfungsmaß 251 Einheitstemperaturzeitkurve, ETK 380, 404 einschalige Bauteile 271 einschalige biegesteife Wand 329 Einzelbeurteilungsmethode, Vorhangfassade 60 Einzelschallquelle 239 Eis, wärmetechnische Kennwerte 30 Emissionsart 231 Emissionsgrad 37 E-Modul, dynamisch 273 Endenergiebedarf 81 Energieeinsparverordnung 77ff energiesparender Wärmeschutz 77ff EnEV77 ff EnEV, Neubauten 78 EnEV, Nichtwohngebäude 82ff, 92ff EnEV, Wärmebrücken 72 EnEV, Wohngebäude 78ff, 96 Entzündungsszenarien 382 Erdreich, Wärmeübertragung 115 ff

429

Index Erdreichdämmung 127 ff

Frequenzspektrum 215 f

erhöhter Schallschutz 295

Frosteindringtiefe 124

Estrich, schwimmender 337

Frosthebung 122 ff

Estrich, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 13

Frostindex 122 ff

ETK, Einheitstemperaturzeitkurve 380, 404

Fugenabdichtungsarten 164 Fußbodenbeläge, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 27

F Federbügel 344 Feder-Masse-System 274, 352 Federschiene 344 Fenster, Schalldämm-Maß 332 ff Fenster, wärmetechnische Anforderungen 76 Fensterorientierung 128 ff Feuchteansammlung 181 Feuchtegehalt, kritischer 158 Feuchtegehalt, massebezogener 157 Feuchtegehalt, maximaler 158 Feuchtegehalt, praktischer 157 f Feuchtegehalt, volumenbezogener 157 Feuchteschutz 141 ff Feuchteschutz, Jahresbilanz 211 f Feuchteschutz, klimabedingter 165 ff, 187 ff Feuchteschutz, leichte Bauweise 198 ff Feuchteschutz, schwere Bauweise 194 ff feuchtetechn ische Kennwerte 13 Feuerübersprung 379 Feuerwiderstand, Benennung 404 f Feuerwiderstand, Klassifizierung 381 ff Feuerwiderstandklasse von Bauteilen 406 Feuerwiderstandsklassen 382 ff Flächenberechnung 2 Flächenbezogene Masse 269 f, 328 f Flächenheizung 102 Flankenübertragung 262 flankierende Bauteile 320 ff

G Gase, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 30 Gaskonstante, spezifische 142 Gebäudegründung, Frosthebung 122 ff Gebäudehülle 72 Geometrie 2 geometrisch bedingte Wärmebrücke 67 geometrische Gestaltung (Raumakustik) 358 Geräusch 215 Geräusche aus haustechnischen Anlagen 293, 315 Geräuschemission, Art der 282 Geräuschempfindlichkeit 304 ff Geräuschentwicklung 304 Geräuschimmissionen 231 ff Geräuschimmissionen, Prognose 240 ff Geräuschquelle 293 Gesamtenergiedurchlassgrad 129 f Gesamtstörschallpegel 346 f Gewerbebetriebe, Schallschutz 293 Glas, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 28 Glaser-Verfahren 172 ff Glasvorbauten, unbeheizt 106 Gleichgewichtsfeuchtegehalt 157 Griechisches Alphabet 1 Gründungstiefe bei Frost 124 Gummi, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 32

H

f1ash-over 379, 404

haustechnische Anlagen, Schallschutz 293, 315

Flatterecho 364 f

Haustrennwand, Schallschutz 330

Fluglärm 237

Helmholz-Resonator 353 f

Folien, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 27 Frequenz 214 ff

Hohlraumresonanz 275 f Holz- und Holzwerkstoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 22

Frequenz, Koinzidenzgrenz- 272

Holzbalkendecken, Schallschutz 340 ff

formbedingte Wärmebrücke 67

Frequenz, Spuranpassungsgrenz- 272

Holzbauweise, Brandschutz 397

Frequenzbewertung 221 ff

Holzfachwerk, Feuchteschutz 169

430 Hörbereich 215 Hörsamkeit 345, 3541 Hörschwelle 215 1 Hülllläche, wärmeübertragende 98

I

Index L Labor-Schalldämm-Maß 262 längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient 561,68 ff Langzeit-Mittelungspegel241 ff

Immissionen außerhalb von Gebäuden 226

Lärmpegelbereiche 283, 301

Immissionen innerhalb von Gebäuden 228

Laulzeitdifferenz 345 1

Immissionsgrenzwerte 225 ff

Lautstärkeemplinden 221

Immissionsorte außerhalb von Gebäuden 226

Lautstärkepegel 221 Lehmbaustoffe, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte29 Leitwert, thermischer 115

Immissionsorte innerhalb von Gebäuden 228 Immissionsrichtwerte 226 I, 229 Industriebau, Brandschutz 406 ff Industrielärm 237 ff Innenoberflächentemperatur 197 Installationsgeräusche 293 1,3151 instationäre Randbedingungen 64ff interne Wärmegewinne 99ff, 108

Linienschallquelle 224 Logarithmen 10 Lose Schüttungen, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte26 Luftabsorption (Raumakustik) 347 Luftabsorption, Dämplung 244

J

Luftdichtheit der Gebäudehülle 135 ff

Jahresbilanz, Feuchteschutz 211

Luftdichtheitsschichten 136 ff

Jahresleuchtebilanz 221 1

Luftdichtigkeit, Details 136 ff

Jahres-Primärenergiebedarf 81 , 87

Lultfeuchte, relative 145

K

Luftfeuchteklassen 192

Kastenlenster 57 Keller, Wärmeverluste 1201 Kennwerte Luftschall 328 ff Kennwerte Trittschall328 ff Kennwerte, leuchtetechnische 13 Kennwerte, wärmetechnische 13 Klang 215 Klassilizierungssystem, deutsch. (Brandschutz) 381 ff Klassilizierungssystem, europ. (Brandschutz) 400 ff klimabedingter Feuchteschutz 165 ff Klimate 190 Klimazonen Deutschland 1881 Koinzidenzlrequenz 271 1 Koinzidenzgrenzlrequenz 272 konvektiv bedingte Wärmebrücke 67 Körperschall 277 Korrekturwerte, Ilankierende Bauteile 320 ff kritischer Feuchtegehalt 158 Kunststoffe, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte32

Luftschall, Kennwerte 328 ff Luftschalldämm-Maß 328 ff Luftschalldämmung, Anlorderungen 284 ff, 302 ff, 310 Luftschalldämmung, Emplehlungen 295 ff Luftschalldämmung, Verglasungen 335 Luftschallschutz 259 ff Luftschallschutz 259 ff Luftschallschutz im Gebäude 320 ff Luftschallschutz, Anlorderungen 284 ff, 302, 310 Luftschallschutz, besonders laute Räume 292 Luftschallschutz, Holzbauweise 323 ff Luftschallschutz, Massivbauweise 320 ff Luftschallschutz, Raumgruppen 304 1 Luftschallschutz, Skelettbauweise 323 ff Luftschicht, ruhende 41 Luftschicht, schwach belüftet 42 Luftschicht, stark belüftet 42 Luftspalte im Bauteil48 lüftungsbedingte Wärmebrücke 68 Lüftungswärmeverluste 99 ff Luftwechselzahl135

Index

M massebezogener Feuchtegehalt 157 Massivdecken, Trittschall325, 336 ff Mauerwerk aus Betonsteinen, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 20 Mauerwerk aus Hüttensteinen, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 19 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 19 Mauerwerk aus Klinkern, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 17 Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 19 Mauerwerk aus Ziegeln, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 17 Mauerwerksbauweise, Brandschutz 392 ff maximaler Feuchtegehalt 157

431 Norm-TrittschallpegeI277 Nutzergeräusche 293 Nutzfläche, beheizte 99 Nutzungsprolile Nichtwohngebäude 93

o Oberflächen, Strahlungsabsorptionsgrad 107 Oberflächenleuchte 194 Oberflächenstrukturen 362 Oktavbanddämplung 244 ff Oktavband-Dauerschalldruckpegel 240 Oktavbänder 263 Oktavmittenlrequenzen 2161 opake Füllung 56

p Pdiumshöhe 359

MBO, Musterbauordnung 377

Personen, Absorption 375

mehrschalige Bauteile 274 ff

Plattenresonatoren 352 I

Metalle, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 29

Poissonsche Querkontraktionszahl 272

Meteorologische Korrektur 257 I

Potenzen 9

mikroperforierte Absorber 354

praktischer Feuchtegehalt 157 I

Mindest-Temperaturfaktor 195

Primärenergiebedarf, Jahres- 81 ff

Mindestwärmeschutz 74ff

Punktschallquelle 223, 239

Mitwind (Schallausbreitung) 241 ff

Putze, Schlagregenschutz 163

Mörtel, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 13

Putze, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte 13

Mündungskorrekturwert 354

Q

Musikdarbietung 355 ff Musterbauordnung, MBO 377

Quadratische Gleichung 10

Muster-Industriebaurichtlinie 408

R

N

Randdämmung Bodenplatte 125

Nachhallzeit 348 I, 356 ff Nachhallzeit, Musiknutzung 357 I Nachhallzeit, Sporthallen 357 Nachhallzeit, Sprachnutzung 352 I Nachweismethodik, Nichtwohngebäude 92ff Natursteine, wärme- und leuchtetechnische Kennwerte28 Nebenwegübertragung 262

Rauchentwicklung 402 Raumakustik 345ff Raumgruppen, Luftschallschutz 304 ff Raumgruppen, Trittschallschutz 308 ff Rechenregeln 9 Relerenzgebäude (EnEV) Nichtwohngebäude 80 Relerenzgebäude (EnEV) Wohngebäude 80 Relerenzklima Deutschland 105

Nichtwohngebäude (EnEV) 82ff

rellektierte Schall-Leistung 259

Nichtwohngebäude Nutzungsprolile 93

Rellektionsgrad, Schall- 347

Nichtwohngebäude, Nachweismethodik 92ff

Reflektoren 359 ff

Normatmosphäre 144 I

Rellexion, diffuse 362 I

Norm-Schallpegeldifferenz 260

Rellexion, spiegelnde 359 I

432 relative Luftfeuchte 145

Index Schallpegel, örtlich veränderliche 220

Resonanz, Hohlraum- 275

Schallpegel, zeitlich veränderliche 219

Resonanzfrequenz 276 ff

Schallpegeldifferenz 259

Resonator, Helmholz- 353 f

Schallpegeldifferenz, Norm- 260

Resonator, Platten- 352 f

Schallpegeldifferenz, Standard- 260

Resonatoren 350

Schallpegelminderung 349

Resonatorhals 353

Schallpegelspektren 265 f

Rettungsweg 408

Schallreflexionen 359 ff

Richtwirkungskorrektur 240 fff

Schallschnelle 213

Richtwirkungsmaß 240

Schallschutz gegen Außenlärm 283, 301 , 314, 318 f

Rohdichte (Luftschalldämm-Maß) 328

Schallschutz, Empfehlungen 295 ff

Rohdichte 13ff, 33, 311

Schallschutz, erhöhter 295 ff

S

Schallschutz, haustechnischen Anlagen 293

SABINE 348 Schachtpegeldifferenz 261 Schallabsorptionsfläche 347 f Schallabsorptionsfläche, äquivalente 347 ff Schallabsorptionsgrad 367 ff Schallausbreitung 213 ff, 223 Schallausbreitung imFreien 225 ff Schalldämm-Maß 260 ff Schalldämm-Maß bewertet 262 ff Schalldämm-Maß, Bau- 262 Schalldämm-Maß, Fenster 332 ff Schalldämm-Maß, Labor- 262 Schalldämmung zusammengesetzter Bauteile 268 Schalldämmung, Bauelemente 269 Schalldruck 213 Schalldruckpegel217 f Schalldruckpegel bei Mitwind 240 f Schalldruckpegeldifferenz 219 Schalldruckpegelkorrektur 221 f Schalleinfallswinkel 269 f Schallgeschwindigkeit 213, 217 Schallimmissionen 231 ff Schall-Leistung, absorbierte 259 Schall-Leistung, dissipierte 259 Schall-Leistung, reflektierte 259 Schall-Leistung, transmittierte 259 Schallpegel217 ff Schallpegel Addition 218 Schallpegel Mittelung 219 f Schallpegel Subtraktion 218

Schallschutz, Holzbalkendecken 340 ff Schallschutz-Anforderungen 281 ff Schallschutzstufen 282 Schallschwingung 213 Schalltransmissionsgrad 259 Schallübertragung imeigenen Wohnbereich 299 f Schallübertragungswege (Luftschall) 262 Schallübertragungswege (TrittschaII) 277 Schienenverkehrslärm 237 Schimmelpilzbildung 67, 165 f Schlagregenbeanspruchungsgruppen 161 f Schlagregenschutz 161 ff Schnee, wärmetechnische Kennwerte 30 schwarzer Körper 37 Schwelbrandphase 379 schwimmender Estrich 337 Schwingungssystem 274 Single-Burning-Item-Test (SBI-Test) 400 Sitzreihenüberhöhung (Raumakustik) 359 SMOGRA (Smoke growth rate) 402 Smoke growth rate (SMOGRA) 402 solare Wärmegewinne 99ff solarer Wärmeeintrag 128 solarer Wärmestrom 104 ff Sommerklimaregionen Deutschland 133 sommerlicher Wärmeschutz 128 ff Sonneneintragskennwert 129 f Sonneneintragskennwert, zulässiger 131 Sonnenschutzvorrichtungen 130 ff Sorptionsisotherme 156

433 Spektrum-Anpassung (Luftschall) 263 ff

Terzbänder 263

Spektrum-Anpassung (Trittschall) 280 ff

Terzmittenfrequenzen 216 f

spezifische Wärmekapazität33

Testreferenzjahr (TRY) 188

Sportanlagenlärmschutzverordnung 228

thermischerGesamtleitwert68 ff

Sportnutzung (Raumakustik)357

thermischerLeitwert 115 ff

Sprachdarbietung 355

Ton 214

Spuranpassung 271 f

Total SmokeProduction (TSP) 402

Spuranpassungsgrenzfrequenz 272

Tragfähigkeit (Brandschutz) 382, 399

Stahlbauweise, Brandschutz 396

Transmissionsgrad, Schall- 347

Standard-Schallpegeldifferenz 260

Transmissionswärmeverluste 99ff

Standard-Trittschallpegel 278

transmittierte Schall-Leistung 259

stehenden Wellen 276, 353

transparente Wärmedämmung 108

Steifigkeit, dynamische 274 f

Treppen, Trittschall338 ff

stoffbedingte Wärmebrücke 67

Trigonometrie 10

Störgeräusche (Raumakustik) 355

Trinkwassererwärmung 112 ff

Störschallpegel 346

TrittschaII, Holzbalkendecken 340 ff

Strahlung eines schwarzen Körpers 37

TrittschaII, Kennwerte 328 ff

Strahlungsabsorptionsgrad 107 Strahlungsintensitäten 105

TrittschaII, Treppen 338 ff Trittschalldämmung, Anforderungen 281ff, 311 ff

Straßenlärm 229 ff, 237, 31 8 f

Trittschalldämmung, Empfehlungen 292 ff

Strukturbreite362

Trittschallminderung 278

Strukturperiode363

Trittschallpegel277

T

Trittschallpegel bewertet279 ff

TA-Lärm 225 ff Tauperiode (Glaser-Verfahren) 173 Taupunkttemperatur147 ff, 165 ff Tauwasser auf Oberflächen 165 ff Tauwasser imInnern von Bauteilen 166 ff, 199 ff Tauwasserausfall in zwei Ebeben 178,205 Tauwasserbiidung 165 ff tauwasserfreier Querschnitt 176 Tauwassermenge 177 f, 207 ff Tauwassermenge, zulässige 181 Tauwassernachweisfreie Konstruktionen 166 ff Temperatur 33 Temperatur-Korrekturfaktor 101

Trittschallpegel massiverBauteile336 Trittschallpegel, Massivdecken325, 336 ff Trittschallschutz 277ff, 284 Trittschallschutz, Anforderungen 284 ff, 303, 31 1 Trittschallschutz, besonderslaute Räume 292 Trittschallschutz, Holzbauweise 327, 340 ff Trittschallschutz, Massivbauweise 325, 336 ff Trittschallschutz, Raumgruppen 308 ff Trittschallschutz, Skelettbauweise 327 ff Trittschaliverbesserungsmaß 337 ff trockene Luft 146 Türen, Anforderungen 76 Türen, Wärmedurchgangskoeffizient 58

Temperaturleitzahl 34

u

Temperaturverlauf in Wandkonstruktion 63

Umfassungsfläche, wärmeübertragende 98

Temperaturverteilung 62ff Temperaturverteiiung, instationäreRandbedingungen 63ff

Umkehrdächer, U-Wert 50 U-Wert 47ff

Temperaturverteilung, stationäreRandbedingungen 621

U-Wert, Fenster 52ff

U-Wert, Durchdringungen 49

434

Index

U-Wert, keilförmige Dämmung 51

Wärmedurchgangskoeffizient, Verglasung 52

U-Wert, mit Luftspaiten 48

Wärmedurchgangskoeffizient, Vorhangfassaden 60 f

U-Wert, opake Bauteile 47ff

Wärmedurchgangswiderstand 45

U-Wert, Rahmen 53

Wärmedurchgangswiderstand, homogene Bauteile 45

U-Wert, Sandwichelemente 52

Wärmedurchgangswiderstand, inhomogene Bauteile 46

U-Wert, Stahlleichtbau 52

Wärmedurchlasswiderstand 39, 75ff

U-Wert, Umkehrdächer 50

Wärmedurchlasswiderstand, Anforderungen 75ff

U-Wert, Verglasung 52

Wärmedurchlasswiderstand, Baustoffschicht 39

V

Wärmedurchlasswiderstand, Dachräume 44

VDI4100 282, 301 f Verbundfenster 57

Wärmedurchlasswiderstand, Luftschicht 40

Verdunstung 206 Verdunstungsperiode (Glaser-Verfahren) 173 Verdunstungswassermenge 181 ff, 217 ff Verglasungen (Schallschutz) 335 Verkehrslärmschutzverordnung 229 Verständlichkeit 345 f Vertraulichkeit (Schallschutz) 304 ff Volumen, beheiztes 99 Volumenberechnung 5 volumenebezogener Feuchtegehalt 157 Volumenkennzahl (Raumakustik) 355 Vorbelastung (Immissionsschutz) 231 Vorbelastung (Schallimmission) 231 Vorhänge, Absorption 374 Vorhangfassaden 60

Wärmedurchlasswiderstand, Luftraum 43 Wärmedurchlasswiderstand, Oberflächen 201 Wärmedurchlasswiderstand, unbeheizter Raum 44 Wärmeeindringkoeffizient 34 Wärmegewinne, interne 99 ff, 108 Wärmegewinne, solare 99ff Wärmekapazität raumumschließender Bauteile 134 Wärmekapazität, spezifische 33 Wärmeleitfähigkeit 34 Wärmemenge 33 Wärmeschutz im Sommer 128 ff Wärmeschutz im Winter 74ff Wärmeschutz, Änderungen an bestehenden Gebäuden 88 ff Wärmeschutz, bauliche Veränderungen 89ff Wärmeschutz, Gebäude 88ff Wärmeschutz, Neubauten 78ff

w

Wärmespeicherfähigkeit, wirksame134

Wärmebrücke, Wand-Boden-Anschluss 117 ff

Wärmestrom 35

Wärmebrücken 67ff, 74

Wärmestrom über Glasvorbauten 106

Wärmebrückenkatalog 71 f Wärmedämmstoffe, wärme- und feuchtetechn ische Kennwerte23 Wärmedämmverbundsystem (Schallschutz) 332

Wärmestrom über transparente Bauteile 104

Wärmedurchgangskoeffizient, Durchdringungen 49

Wärmeübergang infolge Konvektion 36

Wärmedurchgangskoeffizient, Fenster 52ff

Wärmeübergang infolge Strahlung 37

Wärmedurchgangskoeffizient, keilförm. Schichten 51

Wärmeübergangskoeffizient 36, 43

Wärmedurchgangskoeffizient, längenbezog. 56f, 68ff

Wärmeübergangswiderstand 38

Wärmestrom über transparente Wärmedämmung 108 Wärmestromdichte 35 wärmetechnische Kennwerte 13

Wärmedurchgangskoeffizient, mit Luftspalten 48

wärmeübertragende Umfassungsfläche 98

Wärmedurchgangskoeffizient, opake Bauteile 47ff

Wärmeübertragung andas Erdreich 115 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, Rahmen 53

Wärmeverlust über Bodenplatten 118 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, Türen 58

Wärmeverlust über Flächenheizungen 102

Wärmedurchgangskoeffizient, Umkehrdächer 50

Wärmeverlust über Keller 120 f

435 Wärmeverluste 99ff wärmeverluste, Lüftungs- 99ff wärmeverluste, Transmissions- 99ff Wasser, wärmetechnische Kennwerte 30 wasserabweisend 163 Wasseraufnahmekoeffizient 163 Wasserdampf 141 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke 155 f Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient 153 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand 153 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient 150 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte 154 Wasserdampfdiffusionsstromrichtung 155 wasserdampfdiflusionstechnische Größen 160 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 149 f Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl150 f Wasserdampfkonzentration 145 ff Wasserdampfpartialdruck 141 ff, 145, 191 Wasserdampfpartialdruckdifferenz 192 Wasserdampfpartialdruckverlauf 158 ff Wasserdampfsättigungsdruck 142 ff, 145 ff, 173 Wasserdampfsättigungsdruckverlauf 147 ff Wasserdampfsättigungskonzentration 145 f wasserhemmend 163 Wasserinstallationsgeräusche 293 f, 315 f Weglängendifferenz (Schallsignal) 346 Wellen, stehende 276 Wellenlänge 215 Wohngebäude, EnEV 78ff Wurzeln 9

z Zündphase 379 Zusatzbelastung (Immissionschutz) 231 ff zweischalige Haustrennwand (Schallschutz) 330 f