Vieweg Handbuch Bauphysik 1: Warme- und Feuchteschutz, Behaglichkeit, Luftung

Wolfgang M. Willems Kai Schild Simone Dinter

Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1

Aus dem Programm Bauwesen

Sichtbeton-Planung von J. Schulz Architektur der Bauschäden von J. Schulz Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1 von W. M. Willems, S. Dinter und K. Schild Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 2 von W. M. Willems, S. Dinter und K. Schild Bausanierung von M. Stahr (Hrsg.) Estriche von H. Timm Bauentwurfslehre von E. Neufert Hinzunehmende Unregelmäßigkeiten von R. Oswald und R. Abel

vieweg

Wolfgang M. Willems Kai Schild Simone Dinter

Vieweg Handbuch Bauphysik Teil1 Wärme- und Feuchteschutz, Behaglichkeit, Lüftung Mit 246 Abbildungen und 223 Tabellen

Bibliografische Information Der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

1. Auflage August 2006 Alle Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlag | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2006 Lektorat: Günter Schulz / Karina Danulat Der Vieweg Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media www.vieweg.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de Druck und buchbinderische Verarbeitung: Wilhelm & Adam, Heusenstamm Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN-10 3-528-03982-5 ISBN-13 978-3-528-03982-2

Vorwort Nun ist es also vollbracht! Nach mehr als eineinhalb Jahren der Bearbeitung und nachdem dieses Buch zeitweise zum unfreiwilligen Mittelpunkt unseres Lebens wurde, liegt nun ein Werk vor, welches mit etwa 1200 Seiten Umfang in zwei Teilen sicherlich ohne Übertreibung als das umfangreichste Buch zum Thema Bauphysik bezeichnet werden darf. Das Fachgebiet der Bauphysik hat sich in weniger als 20 Jahren von einem kleinen übersichtlichen Arbeitsbereich zu einem nahezu unüberschaubaren und in einigen Bereichen sicherlich auch übernormten Fachgebiet gewandelt. Um so wichtiger ist es, das es einen Platz gibt, an dem der bauphysikalisch tätige Praktiker Hilfe für seine tägliche Arbeit erwarten kann. Diesen Platz will dieses Buch einnehmen. Hintergründe und Verfahren werden erläutert und durch Beispiele und Ablaufschemata greifbar gemacht. Umfangreiche Kennwertsammlungen zu Bauausführungen, Baustoffen und Bauprodukten geben in vielen Fällen ausreichend Hinweise für die fallbezogene Problemlösung. Dieses Buch wendet sich daher sowohl an Ingenieure, Architekten sowie an Energieberater als auch an Studenten der entsprechenden Fachrichtungen: Eben an alle, die sich mit dem Fachgebiet Bauphysik vertieft beschäftigen müssen oder wollen. Ein solches Buch kann nicht ohne die Hilfe vieler Beteiligter gelingen. Daher sei an dieser Stelle zunächst Frau Dipl.-Ing. Diana Stricker für unzählige Recherchen, die Bearbeitung des Wörterbuches und des Stichwortregisters gedankt. Des Weiteren geht unser Dank an Frau cand. ing. Susanne Spliesgardt, Frau cand. ing. Antje Gerhardt, Frau Jennifer Bausch, Frau Stefanie Blanke, Frau Julia Rottländer und Frau Irina Krawtschenko. Die Fülle an Abbildungen wäre ohne ihre zeichnerische Gabe nicht realisierbar gewesen. Nicht vergessen werden soll auch unser Dank an Herrn Dr.-Ing. Stefan Völkner für seine Anregungen und Korrekturen sowie an Herrn Dipl.-Ing. Rolf Stricker für seine Hilfe bei der Bearbeitung der Wörterbuches. Ein ganz besonderer Dank gebührt selbstverständlich unseren Familien, die in letzter Zeit nicht immer die ihnen zustehende Aufmerksamkeit bekommen konnten. Vielen Dank also Susanne, Julian, Bianca und Ralf! Ein derart umfangreiches Werk wird realistischer Weise, auch trotz größter Bemühungen, nicht umfassend und fehlerfrei sein. Daher bitten wir Sie, unsere Leser, darum, uns Anregungen, Kritik und Fehler mitzuteilen, auf dass wir diese in einer zweiten Auflage berücksichtigen können. Mai 2006 Wolfgang Willems Kai Schild Simone Dinter

Inhaltsverzeichnis TEIL 1 1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8 1.1.9 1.1.10 1.1.11 1.1.12 1.1.13 1.1.14

Einheiten-Umrechnungstafel ............................................................. 1.1 Länge .................................................................................................... 1.1 Fläche ................................................................................................... 1.1 Volumen ................................................................................................ 1.1 Masse ................................................................................................... 1.2 Zeit ........................................................................................................ 1.2 Kraft ...................................................................................................... 1.2 Spannung .............................................................................................. 1.3 Druck ..................................................................................................... 1.3 Arbeit ..................................................................................................... 1.3 Leistung ................................................................................................ 1.4 Wärmeleitfähigkeit ................................................................................ 1.4 Spezifische Wärmekapazität ................................................................. 1.4 Wärmedurchgangskoeffizient ............................................................... 1.5 Wärmestromdichte ................................................................................ 1.5

1.2

Griechisches Alphabet ....................................................................... 1.6

1.3 1.3.1

1.3.3

Mathematische Grundlagen ............................................................... 1.7 Geometrie ............................................................................................. 1.7 Flächenberechnung .............................................................................. 1.7 Volumenberechnung ........................................................................... 1.10 Rechenregeln .................................................................................... 1.14 Potenzen ............................................................................................. 1.14 Wurzeln ............................................................................................... 1.14 Logarithmen ........................................................................................ 1.15 Quadratische Gleichung ..................................................................... 1.15 Trigonometrie ...................................................................................... 1.15

1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4

Wärmedämmstoffe ............................................................................ 1.16 Allgemeines ........................................................................................ 1.16 Anwendungstypen / -gebiete .............................................................. 1.18 Kennwerte am Markt verfügbarer Wärmedämmstoffe ........................ 1.20 Verzeichnis der Wärmedämmstoff-Hersteller...................................... 1.35

1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5

Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte ........................ 1.47 Putze, Mörtel, Asphalt und Estriche .................................................... 1.47 Beton ................................................................................................... 1.48 Bauplatten ........................................................................................... 1.50 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln .................................................. 1.51 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Hüttensteinen und Porenbeton-Plansteinen...................................................................... 1.55

1.3.2

1.5.6 1.5.7 1.5.8 1.5.9 1.5.10 1.5.11 1.5.12 1.5.13 1.5.14 1.5.15 1.5.16 1.5.17

Mauerwerk aus Betonsteinen ............................................................. 1.56 Wärmedämmstoffe .............................................................................. 1.59 Holz und Holzwerkstoffe ..................................................................... 1.63 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe, Dachbahnen, Folien ........................ 1.64 Lose Schüttungen ............................................................................... 1.65 Glas, Natursteine ................................................................................ 1.65 Lehmbaustoffe .................................................................................... 1.66 Metalle ................................................................................................ 1.66 Böden .................................................................................................. 1.67 Gase ................................................................................................... 1.67 Gummi, Massive Kunststoffe .............................................................. 1.68 Wasser, Eis, Schnee ........................................................................... 1.69

1.6

Wärme- und schalltechnische Kennwerte für Verglasungen........ 1.69

1.7

Formularvorlagen für Berechnungen nach EnEV .......................... 1.85 EnEV-Nachweis nach dem Periodenbilanzverfahren .......................... 1.85 Anlagenbewertung gemäß DIN 4701-10 im Tabellenverfahren .......... 1.87 Energiebedarfsausweis ...................................................................... 1.91 Wärmebedarfsausweis ...................................................................... 1.93

1.8

Literatur ............................................................................................. 1.94

2

Wärmeschutz

2.1

Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten ........................... 2.1

2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8 2.2.9

Wärmeschutztechnische Begriffe ..................................................... 2.3 Rohdichte .............................................................................................. 2.3 Wärmeleitfähigkeit ................................................................................ 2.3 Spezifische Wärmekapazität ................................................................. 2.4 Temperaturleitzahl ................................................................................. 2.5 Wärmeeindringkoeffizient ..................................................................... 2.5 Wärmestrom.......................................................................................... 2.6 Wärmestromdichte ................................................................................ 2.6 Wärmeübergangswiderstand ................................................................ 2.7 Wärmedurchlasswiderstand ................................................................ 2.10 Wärmedurchlasswiderstand für eine Baustoffschicht ......................... 2.10 Wärmedurchlasswiderstand für eine Luftschicht ................................ 2.11 Wärmedurchlasswiderstand für einen Luftraum ................................. 2.14 Wärmedurchlasswiderstand unbeheizter Räume ............................... 2.14 Wärmedurchgangswiderstand ............................................................ 2.15 Wärmedurchgangskoeffizient für opake Bauteile ............................... 2.21 Korrektur des U-Wertes bei Luftspalten im Bauteil ............................. 2.21 Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungsteile ...................................................................... 2.21

2.2.10 2.2.11

2.2.12

2.3 2.3.1

2.3.2

Korrektur des U-Wertes durch Niederschlag auf Umkehrdächern ..... 2.23 Berechnung des U-Wertes für Bauteile mit keilförmigen Schichten .... 2.24 Berechnung des U-Wertes für zweischalige Dach- und Wandaufbauten im Stahlleichtbau ..................................................... 2.25 Berechnung des U-Wertes für Sandwichelemente gemäß prEN 14509 ............................................................................ 2.35 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster ........................................... 2.37 Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung .................................... 2.37 Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens ...................................... 2.38 Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters ........................................ 2.38 Bestimmung von Temperaturverteilungen ..................................... 2.44 Stationäre Randbedingungen ............................................................. 2.44 Rechnerisches Verfahren .................................................................... 2.44 Graphisches Verfahren ....................................................................... 2.44 Beispiele für Temperaturverläufe in verschiedenen Außenwandkonstruktionen ................................................................. 2.45 Instationäre Randbedingungen ........................................................... 2.46 Graphisches Differenzenverfahren nach Binder/Schmidt ................... 2.47

2.4 2.4.1 2.4.2

Wärmebilanzen .................................................................................. 2.51 Einführung ........................................................................................... 2.51 Netzwerk-Verfahren ............................................................................ 2.51

2.5 2.5.1

Wärmebrücken .................................................................................. 2.58 Einführung in die Thematik ................................................................ .2.58 Definition nach DIN EN ISO 10211-1 ................................................. 2.58 Konstruktiv bedingte Wärmebrücken / stoffbedingte Wärmebrücken . 2.58 Geometrisch bedingte Wärmebrücken / formbedingte Wärmebrücke 2.58 Mischformen ....................................................................................... 2.58 Lüftungs- und umgebungsbedingte „Wärmebrücken“ ......................... 2.59 Auswirkungen von Wärmebrücken ..................................................... 2.59 Rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken .............................. 2.61 Randbedingungen gemäß DIN EN ISO 10 211-1 .............................. 2.62 Validierungsbeispiele nach DIN EN ISO 10 211-1 ............................. 2.63 Randbedingungen gemäß DIN 4108, Beiblatt 2 ................................ 2.64 Ermittlung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten ... 2.67 Ermittlung des punktbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten ...... 2.70 Wärmebrückenkataloge ...................................................................... 2.71 Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung ............................... 2.72 Passive Beheizung.............................................................................. 2.72 Aktive Beheizung ................................................................................ 2.74

2.5.2

2.5.3

2.6 2.6.1 2.6.2

Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Winter ............... 2.74 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise ...... 2.74 Anforderungen an ein- und mehrschichtige schwere opake Massivbauteile .................................................................................... 2.74

2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.6.6 2.7 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.7.4 2.7.5

2.7.6

2.7.7

2.7.8

2.7.9 2.7.10

2.7.11 2.7.12

Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten ............................................................ 2.76 Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen .......... 2.76 Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken .................................. 2.76 Anforderungen an Fenster, Fenstertüren und Türen ........................... 2.77 Energiesparender Wärmeschutz – Energieeinsparverordnung ... 2.77 Einleitung ............................................................................................ 2.77 Geltungsbereich der EnEV ................................................................. 2.79 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten ............................. 2.79 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäude und Anlagen sowie für Gebäude mit geringem Volumen .... 2.81 Struktur der Nachweisverfahren für Neubauten .................................. 2.85 Verfahren für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen .................. 2.85 Vereinfachtes Verfahren für Wohngebäude mit einen Fensterflächenanteil < 30 % (Periodenbilanzverfahren) ..................... 2.85 Detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren) ................................. 2.85 Ermittlung der Eingangsgrößen .......................................................... 2.88 Wärmeübertragende Umfassungsfläche ............................................ 2.88 Bruttovolumen ..................................................................................... 2.90 Wärmedurchgangskoeffizienten ......................................................... 2.90 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne .................. 2.91 Transmissionswärmeverlust ............................................................... 2.91 Lüftungswärmeverlust ......................................................................... 2.91 Solare Wärmegewinne ........................................................................ 2.91 Interne Wärmegewinne ....................................................................... 2.91 Planungshilfen zur Optimierung solarer Wärmegewinne .................. 2.102 solare Gewinne über transparente Bauteile ...................................... 2.102 solare Gewinne über unbeheizte Glasvorbauten .............................. 2.102 solare Gewinne über opake Bauteile ................................................ 2.102 Ermittlung des Ausnutzungsgrades der solaren und internen Gewinne ............................................................................................ 2.108 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl ............................................... 2.108 1. Möglichkeit (Regelverfahren) ........................................................ 2.109 2. Möglichkeit (Monatsbilanzverfahren mit Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung) ............................................................... 2.109 3. Möglichkeit (Berechnung mit korrigierter Anlagenaufwandszahl) . 2.110 Diagrammverfahren .......................................................................... 2.111 Tabellenverfahren .............................................................................. 2.111 Berechnungsbeispiel: Wohnhaus gemäß vereinfachtem Verfahren . 2.113 Ausblick auf zukünftige Nachweiskonzepte ...................................... 2.125 EU-Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ (EPBD) ...... 2.125 Energieeinsparverordnung 2006 (EnEV 2006) ................................. 2.127 Gebäude-Energiepass ...................................................................... 2.128 DIN V 18 599 „Energetische Bewertung von Gebäuden“ ................. 2.132

2.8 2.8.1

2.8.2 2.8.3 2.8.4 2.8.5 2.9 2.9.1 2.9.2

Wärmeübertragung über das Erdreich ......................................... 2.135 Einführung ......................................................................................... 2.135 Wärmebrücken am Wand-Bodenplatten-Anschluss ......................... 2.137 Einfluss des Grundwassers .............................................................. 2.138 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert) .. 2.140 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller) .... 2.141 Wärmeverluste bei beheiztem Keller ................................................ 2.142 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller .... 2.143

2.9.4 2.9.5

Sommerlicher Wärmeschutz .......................................................... 2.144 Einführung ......................................................................................... 2.144 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 .... 2.144 Sonneneintragskennwert .................................................................. 2.146 Zulässiger Sonneneintragskennwert ................................................. 2.148 Beschreibung der Einflussfaktoren im Nachweisverfahren nach DIN 4108-2 ............................................................................... 2.149 Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung .................................. 2.149 Sonnenschutz der transparenten Außenbauteile .............................. 2.150 Flächenanteil der transparenten Außenbauteile ............................... 2.152 Orientierung der transparenten Außenbauteile ................................. 2.152 Neigungswinkel zur Senkrechten bei transparenten Außenbauteilen2.154 Art und Intensität der Raumlüftung ................................................... 2.154 Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile ............ 2.155 Raumgeometrie ................................................................................ 2.159 Berechnungsbeispiel: Eckzimmer, Süd-West-Orientierung ............... 2.160 Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung ............. 2.162

2.10

Literatur ........................................................................................... 2.166

T

Farbtafeln

3

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.1 3.1.1 3.1.2

3.1.3 3.1.4

Allgemeines ......................................................................................... 3.1 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim EnEV-Nachweis ............... 3.1 Grundsätzliches zu DIN 4108, Bbl. 2 (01.04) ........................................ 3.2 Zweischalige Konstruktionen ................................................................ 3.2 Dachkonstruktionen .............................................................................. 3.2 Nachweisfreie Anschlusssituationen ..................................................... 3.3 Gleichwertigkeitsnachweis .................................................................... 3.3 Restriktionen bzw. Grenzen von DIN 4108, Bbl. 2 ................................ 3.4

3.2

Materialien und verwendete Kenngrößen ........................................ 3.5

3.3

Monolithisches Mauerwerk ................................................................ 3.6

3.4

Außengedämmtes Mauerwerk ......................................................... 3.20

2.9.3

3.5

Außengedämmter Stahlbeton .......................................................... 3.30

3.6

Kerngedämmtes Mauerwerk ............................................................ 3.32

3.7

Holzbauart ......................................................................................... 3.47

3.8

Sonstige (Dachfenster, Gauben, Innenwand-Anschlüsse) ........... 3.59

3.9

Literatur ............................................................................................. 3.62

4

Raumklima/Behaglichkeit

4.1

Einführung ........................................................................................... 4.1

4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

Wertepaar: Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperaturen ..... 4.2 Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperatur insgesamt ................. 4.2 Raumlufttemperatur vs. Fußbodentemperatur ...................................... 4.4 Raumlufttemperatur vs. Deckentemperatur .......................................... 4.5

4.3

Raumlufttemperatur vs. Luftfeuchte ................................................. 4.6

4.4

Raumlufttemperatur vs. Luftgeschwindigkeit .................................. 4.7

4.5

Behaglichkeitskriterien nach DIN 1946-2 (VDI-Lüftungsregeln) ..... 4.8

4.6

4.6.4

Analytische Bestimmung der thermischen Behaglichkeit nach E DIN EN ISO 7730 ................................................................... 4.11 Anforderungen .................................................................................... 4.11 Bestimmung des vorausgesagten mittleren Votums (PMV) ................ 4.12 Bestimmung des vorausgesagten Prozentsatzes an Unzufriedenen (PPD) .......................................................................... 4.16 Bestimmung der Beinträchtigung durch Zugluft (DR) ......................... 4.16

4.7

Literatur ............................................................................................. 4.21

5

Feuchteschutz

5.1

Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten ........................... 5.1

5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8 5.2.9 5.2.10 5.2.11

Feuchteschutztechnische Begriffe.................................................... 5.3 Wasserdampf ........................................................................................ 5.3 Wasserdampfpartialdruck ..................................................................... 5.3 Wasserdampfsättigungsdruck ............................................................... 5.5 Normatmosphäre .................................................................................. 5.7 Relative Luftfeuchte .............................................................................. 5.8 Konzentration der trockenen Luft .......................................................... 5.8 Wasserdampfkonzentration .................................................................. 5.8 Wasserdampfsättigungskonzentration .................................................. 5.9 Taupunkttemperatur ............................................................................ 5.10 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand ................................... 5.12 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft .......................... 5.13

4.6.1 4.6.2 4.6.3

5.2.12 5.2.13 5.2.14 5.2.15

5.2.16

Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand .................................... 5.15 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient .................................. 5.15 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte .................................................. 5.16 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl ........................................... 5.18 Messprinzip ......................................................................................... 5.20 Trockenbereichsverfahren (dry-cup) ................................................... 5.20 Feuchtbereichsverfahren (wet-cup) .................................................... 5.21 Wahl des μ-Wertes für poröse Baustoffe bei stationären Diffusionsberechnungen ..................................................................... 5.22 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke .......................... 5.23

5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5

Feuchtetransport in Baustoffen....................................................... 5.24 Allgemeines ........................................................................................ 5.24 Sorption ............................................................................................... 5.26 Wasserdampfdiffusion......................................................................... 5.30 Oberflächendiffusion ........................................................................... 5.31 Kapillarleitung ..................................................................................... 5.33 Kapillarradius ...................................................................................... 5.34 Feuchtegehalt ..................................................................................... 5.35

5.4 5.4.1

Schlagregenschutz ........................................................................... 5.35 Allgemeines ........................................................................................ 5.35 Schlagregenbeanspruchungsgruppen ................................................ 5.35 Kriterien für Putze und Beschichtungen .............................................. 5.36 Zuordnung von Bauteilkonstruktionen und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 ................................................................................. 5.36

5.5 5.5.1 5.5.2

Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3 ........................... 5.38 Allgemeines ........................................................................................ 5.38 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen .. 5.39 Mindestwärmeschutz .......................................................................... 5.39 Tauwasserbildung infolge erhöhter Wärmeübergangswiderstände .... 5.40 Tauwasserbildung infolge „Sommerkondensation“ ............................. 5.41 Tauwasserbildung infolge erhöhter Raumluftfeuchte .......................... 5.41 Oberflächentauwassermenge ............................................................. 5.42 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen ......................................... 5.42 Nachweisfreie Bauteilkonstruktionen nach DIN 4108-3 ...................... 5.43 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren .............................. 5.57 Zusammenstellung der klimatischen Randbedingungen .................... 5.58 Berechnung der Wasserdampfsättigungsdrücke ................................ 5.58 Darstellung des ps-Verlaufes .............................................................. 5.60 Darstellung des pD-Verlaufes bei tauwasserfreiem Querschnitt .............................................................. 5.62 Darstellung des pD-Verlaufes bei Tauwasserausfall im Querschnitt ........................................................ 5.63 Berechnung der Tauwassermenge .................................................... 5.64 Nachweis zur Vermeidung extremer Feuchteansammlung ................. 5.68

5.5.3 5.5.4 5.5.5

5.5.6

5.5.7

5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3

5.6.4

5.6.5 5.6.6

5.6.7

5.8 5.8.1

5.8.2

Berechnung der Verdunstungswassermenge ..................................... 5.68 Berechnungsbeispiele zum Glaser-Verfahren ..................................... 5.72 Beispiel 1 - Außenwand als zweischaliges Mauerwerk ...................... 5.72 Beispiel 2 - Außenwand mit innenseitig applizierter Dämmschicht ..... 5.76 Beispiel 3 - Trennwand zwischen einem Kühl- und einem Vorraum ... 5.79 Beispiel 4 - Flachdach ......................................................................... 5.83 Bautechnische Maßnahmen zur Vermeidung der Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen ...................................................................... 5.88 Art und Anordnung der Bauteilschichten ............................................ 5.88 Hinterlüftung einer tauwassergefährdeten Schicht ............................. 5.92 Bemessung einer erforderlichen Dampfbremse ................................. 5.92 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788 .................... 5.94 Allgemeines ........................................................................................ 5.94 Außenseitige klimatische Randbedingungen ...................................... 5.94 Raumseitige klimatische Randbedingungen ....................................... 5.98 Fall 1) - Raumseitige Luftfeuchteklassen ............................................ 5.98 Fall 2) - bekannte Feuchtezufuhr und konstante Luftwechselrate....... 5.99 Fall 3) - bekannte Feuchtezufuhr und variable Luftwechselrate........ 5.100 Raumseitige Oberfl ächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte ........................................................................... 5.100 Struktur des Nachweisverfahren bei schwerer Bauweise ................ 5.102 Struktur des Nachweisverfahren für Fenster und bei leichter Bauweise .............................................................................. 5.104 Berechnungsbeispiele zur kritischen Oberflächenfeuchte nach DIN EN ISO 13788 ................................................................... 5.107 Tauwasserbildung im Bauteilinnern ................................................... 5.109 Struktur des Berechnungsverfahrens ............................................... 5.109 Ermittlung des Anfangsmonats ......................................................... 5.110 Zusammenstellung der klimatischen Randbedingungen .................. 5.110 Erstellung der Diffusionsdiagramme ................................................. 5.111 Berechnung der Tauwasser- und Verdunstungsmengen .................. 5.117 Ergebnis der Jahresbilanzberechnung ............................................. 5.120 Berechnungsbeispiele zur Tauwasserbildung im Bauteilinnern ........ 5.121 Beispiel 1 - Außenwand als zweischaliges Mauerwerk .................... 5.121 Beispiel 2 - Monolithisches Mauerwerk ............................................. 5.126 Bauwerksabdichtungen nach DIN 18195 ...................................... 5.133 Einleitung .......................................................................................... 5.133 Aufgaben einer funktionsfähigen Bauwerksabdichtung .................... 5.133 Umfang der Normenreihe ................................................................. 5.133 Geltungsbereich der DIN 18195 ....................................................... 5.134 Zuordnung der Abdichtungsart ......................................................... 5.135 Wasserarten ...................................................................................... 5.136 Lastfälle nach 18195-4 ...................................................................... 5.138 Lastfälle nach DIN 18195-5 .............................................................. 5.139 Lastfälle nach DIN 18195-6 .............................................................. 5.140

5.8.3

5.8.4 5.8.5

5.8.6

5.8.7

5.8.8 5.8.9

5.8.10

Lastfälle nach DIN 18195-7 .............................................................. 5.140 Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-2 ...................................... 5.141 Bituminöse Voranstrichmittel ............................................................ 5.143 Bituminöse Klebemassen und Deckaufstrichmittel ........................... 5.143 Asphaltmastix und Gußasphalt ......................................................... 5.144 Verarbeitung der Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-3 ........... 5.145 Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4 ...................................................... 5.148 Abdichtung der Bodenplatte .............................................................. 5.149 Waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung)......................... 5.152 Senkrechte Abdichtung ..................................................................... 5.155 Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser mit mäßiger bzw. hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5 ........................................ 5.163 Abdichtung im Gebäudeinneren ....................................................... 5.165 Abdichtung im Freien ........................................................................ 5.166 Abdichtungsmaterialien und Einbauhinweise nach DIN 18195-5 für mäßige Beanspruchungen ........................................................... 5.167 Abdichtungsmaterialien und Einbauhinweise nach DIN 18195-5 für hohe Beanspruchungen ............................................................... 5.170 Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6 ................................................................ 5.172 Abdichtung gegen drückendes Wasser .......................................... 5.174 Abdichtung gegen aufstauendes Wasser ......................................... 5.178 Abdichtung gegen von innen drückendes Wasser ............................ 5.180 Aufgeklebte Abdichtungen ................................................................ 5.181 Abdichtung von Bewegungsfugen nach DIN 18195-8 ...................... 5.181 Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch Bodenfeuchte ..... 5.182 Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch nichtdrückendes Wasser auf Deckflächen und in Nassräumen ................................... 5.183 Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch von außen drückendes Wasser und zeitweise aufstauendes Wasser ................ 5.185 Abdichtungen im Bereich von Anschlüssen an Durchdringungen, Übergängen und Abschlüssen nach DIN 18195-9 ............................ 5.186

5.9

Literatur ........................................................................................... 5.188

6

Luftbedarf und Lüftung

6.1 6.1.1

Luftbedarf ............................................................................................ 6.1 Raumluftqualität .................................................................................... 6.1 olf (vom lateinischen olfactus = Geruchssinn) ...................................... 6.1 dezipol ( pol vom lateinischen pollutio = Verunreinigung) .................... 6.2 Personen- und flächenbezogene Mindest-Außenluftströme für die Auslegung raumlufttechnischer Anlagen nach DIN 1946-2 .................. 6.2 Zielsetzungen einer ausreichenden und kontrollierten Lüftung ............ 6.3

6.1.2 6.1.3

Deckung des Sauerstoffbedarfs ............................................................ 6.3 Abfuhr von Luftschadstoffen ................................................................. 6.4 Senkung des CO2-Gehaltes ................................................................. 6.4 Reduzierung der Luftfeuchte ................................................................. 6.5 6.2 6.2.1 6.2.2

6.2.3

Luftdichtheit ........................................................................................ 6.6 Einführung ............................................................................................. 6.6 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7 ......... 6.7 Anforderungen ...................................................................................... 6.7 Materialien ............................................................................................ 6.7 Planungsempfehlungen ........................................................................ 6.8 Überprüfung der Luftdichtheit (Blower-Door Test) ............................... 6.11 Aufbau ................................................................................................. 6.11 Vorbereitung im Gebäude ................................................................... 6.12 Durchführung der Messung ................................................................ 6.13

6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4

Freie Lüftung ..................................................................................... 6.15 Antriebsmechanismen ........................................................................ 6.15 Fugenlüftung ....................................................................................... 6.15 Schachtlüftung .................................................................................... 6.16 Fensterlüftung ..................................................................................... 6.16

6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5

Luftführung bei mechanischen Lüftungsanlagen.......................... 6.18 Allgemeines ........................................................................................ 6.18 Quelllüftung ......................................................................................... 6.19 Quelllüftung in Verbindung mit einer Kühldecke ................................. 6.19 Mischlüftung ........................................................................................ 6.19 Verdrängungslüftung ........................................................................... 6.20

6.5 6.5.1

Mechanische Wohnungslüftung ...................................................... 6.20 Lüftungstechnische Zonierung von Wohnungen ................................. 6.20 Zuluftzone ........................................................................................... 6.21 Überströmzone ................................................................................... 6.21 Abluftzone ........................................................................................... 6.21 Übersicht über Lüftungssysteme im Wohnungsbau............................ 6.22 Dezentrale Systeme (Einzelraumlüftung) ........................................... 6.22 Zentrale Abluftanlagen ohne Abwärmenutzung .................................. 6.24 Zentrale Abluftanlagen mit Abwärmenutzung ..................................... 6.25 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung ................ 6.25 Zulufterwärmung über Erdkanäle (Erdwärmetauscher) ...................... 6.26 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung ......................................................................... 6.28

6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6 6.5.7 6.6 6.6.1

6.6.2 6.6.3

Wärmetauscher ................................................................................. 6.29 Verfahren zur Wärmerückgewinnung .................................................. 6.29 Rekuperatives Verfahren .................................................................... 6.29 Regeneratives Verfahren .................................................................... 6.30 Kreuzwärmetauscher .......................................................................... 6.30 Gegenstrom-Wärmetauscher .............................................................. 6.31

6.6.4 6.6.5 6.6.6 6.6.7

Kreisverbund-Wärmetauscher ............................................................ 6.31 Wärmerohre („heat-pipes“) ................................................................. 6.32 Rotations-Wärmetauscher .................................................................. 6.32 Kapillar-Ventilatoren ............................................................................ 6.33

6.7 6.7.1 6.7.2

Zustandsänderungen feuchter Luft (h-x-Diagramm) ..................... 6.33 Einführung ........................................................................................... 6.33 Beispiele ............................................................................................. 6.35 Beispiel 1: Ablesen von Zustandsgrößen ........................................... 6.35 Beispiel 2: Lufterwärmung .................................................................. 6.35 Beispiel 3: Luftkühlung ........................................................................ 6.35 Beispiel 4: Mischung zweier Luftmassen ............................................ 6.35 Beispiel 5: Luftbefeuchtung mit Wasser (adiabatische Befeuchtung) . 6.36 Beispiel 6: Luftbefeuchtung mit Sattdampf ......................................... 6.37

6.8

Literatur ............................................................................................. 6.44

Inhaltsübersicht TEIL 2 7

Schallausbreitung

7.1

Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten

7.2

Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung

7.3

Immissionsgrenzwerte bei Schallausbreitung im Freien

7.4

Ermittlung von Schallimmissionen

7.5

Literatur

8

Bauakustik

8.1

Grundlagen

8.2

Luftschallschutz (Teil A: Emissionsquelle außerhalb des Gebäudes)

8.3

Luftschallschutz (Teil B: Emissionsquelle innerhalb des Gebäudes)

8.4

Luftschallschutz (Teil C: Emissionen aus dem Gebäude in‘s Freie)

8.5

Kennwerte für den Luftschallschutz

8.6

Trittschallschutz

8.7

Kennwerte für den Trittschallschutz

8.8

Haustechnische Anlagen

8.9

Literatur

9

Raumakustik

9.1

Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten

9.2

Grundlagen

9.3

Technische Absorber

9.4

Anforderungen an die Nachhallzeiten

9.5

Schallreflexionen

9.6

Schallpegelminderung

9.7

Zusammenstellung der wichtigsten Schallabsorptionsgrade

9.8

Literatur

10

Brandschutz

10.1

Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten

10.2

Anforderungen

10.3

Brandverhalten

10.4

Brandverlauf

10.5

Deutsches Klassifizierungsystem nach DIN 4102

10.6

Europäisches Klassifizierungssystem nach DIN EN 13501

10.7

Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile nach DIN 4102-4

10.8

Literatur

11

Fachterminologie Deutsch ⇔ Englisch

11.1

Deutsch ⇔ Englisch

11.2

Englisch ⇔ Deutsch

1.1

1 Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1

1.1 Einheiten-Umrechnungstafeln 1.1.1 Länge

μm mm cm dm m km

μm

mm

cm

dm

m

km

1 103

10-3

10-4 10-1

10-5 10-2

10-6 10-3

10-9 10-6

1 101

10-1

10-2 10-1

10-5 10-4

1 103

10-3

104 105 106 109

1 101 102 103 106

102 105

1 101 104

in

ft

yd

0,03937 3281x10-6 1094x10-6

39,37

3,281

1,094

1

in

25,4

0,0254

1

0,08333

0,02778

ft

304,8

0,3048

12

1

0,33333

yd

914,4

0,9144

36

3

1

sq in

sq ft

sq yd

(in  inch; ft  feet; yd  yard)

1.1.2 Fläche

2

μm

2

mm

cm2 dm2 2

m

2

km

μm2

mm2

cm2

dm2

m2

km2

1 106

10-6

10-8 10-2

10-10 10-4

10-12 10-6

10-18 10-12

1 102

10-2

10-4 10-2

10-10 10-8

1 106

10-6

108 1010 1012 1018

1 102 104 106 1012

104 1010

1 102 108

1,55x10-3 1,076x10-5 1,196x10-6

1550

10,76

1,196

1

sq in

645,161

6,45x10-4

sq ft

92936

0,0929

144

1

0,1111

sq yd

836120

0,8361

1296

9

1

cu in

cu ft

cu yd

1

6,944x10-3 0,772x10-3

(sq in  square inch; sq ft  square feet; sq yd  square yard)

1.1.3 Volumen

3

μm

3

mm

cm3 dm3

μm3

mm3

cm3

dm3 = 1 A

m3

1 106

10-6

10-9 10-3

10-12 10-6

10-15 10-9

1 103

10-3

10-6 10-3

109 1012

1 103 106

1

km3

10-27 10-18 6,102x10-5 3,532x10-8 1,307x10-9 10-15 10-12

1.2

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

3

m

3

km

μm3

mm3

cm3

dm3 = 1 A

1015 1027

109 1018

106 1015

103 1012

m3

km3

cu in

cu ft

cu yd

1 109

10-9

61023

35,32

1,307

1 1

cu ft

16387 2,83x107

1,64x10-5 0,0283

1728

1

0,037

cu yd

7,65x108

0,765

46656

27

1

cu in

1)

5,786x10-4 2,144x10-5

3

1 dm  1 Liter = 1 A

(cu in  cubic inch; cu ft  cubic feet; cu yd  cubic yard)

1.1.4 Masse mg

g

kg

t

1 103

10-3

10-6 10-3

10-9 10-6

0,03527

0,00221

5

35,27

2,205

106

1 103

10-3

5x103 5x10-6

oz

28,35

0,02832

1

0,0625

141,75

lb

453,6

0,4531 0,2x10-3

16

1

2268

7,055x10-3

4,409x10-4

1

mg g

106 109

kg t

Kt

200

1 103

0,2

oz

lb

Kt 5x10-3

1

0,2x10-6

(oz  ounce; lb  pound; Kt  Karat)

1.1.5 Zeit ms

s

min

h

1 103

10-3 1

1,667x10-5 1,667x10-2

2,778x10-7 2,778x10-4

d

a

1,667x10-2

1,157x10-5 6,944x10-4

3,171x10-8 1,903x10-6

60x103 3,6x106

60

1

3600

60

1

4,167x10-2

86400

1440

24

1

1,142x10-4 2,740x10-3

d

31,54x106

a

525600

8760

356

1

N 1)

kN

MN

kp

Mp

dyn

10-6 10-3

0,10197

1,0197x10-4

105

kN

1 103

10-3

MN

106

kp

9,80665

1

10-3

9,80665x105

ms s min h

1.1.6 Kraft

N

1 103

1

1.3 Mp

9806,65 10-5

dyn 1)

1 N = 1 kg·m/s

103

1

9,80665x108

1,0197x10-6

1,0197x10-9

1

2

(dyn  dyne)

1.1.7 Spannung N/mm2 N/cm2 ( MN/m2) N/mm2 2

N/cm

2

N/m

kN/mm2 2

kN/cm

2

kN/m

1 10-2 10-6 103 10 10-3

102 1 10-4 105 103

MN/cm

104

0,1 106

MN/m2

1

102

2

N/m2 ( 1Pa)

kN/mm2

kN/cm2

106 104

10-3 10-5

0,1 10-3

1 109

10-9

10-7 102

107 103 1010 106

1 10-2 10-6 10 10-3

kN/m2 ( 1kPa)

MN/cm2

MN/m2 ( 1MPa)

10 10-3

10-4 10-6

1 10-2

10-10

106 104

0,1 10-3

10-6 103

103

1 107

10-7

0,1

103

1 10-4

103

1 10-4

10 10-3 104 1

1.1.8 Druck

N/mm2 Pa

N/mm2

Pa

kp/cm2

mbar ( 1hPa)

bar

Torr

1 10-6

106

10,1972 1,01972x10-5

10 10-5

7,5x103

1

104 10-2

1

9,80665x102

736

1,01972x10-3

1 103

9,80665x10-1 10-3

0,75

1

750

1,36x10-3

1

9,80665x10-2 10-4

98066,5 102

bar

0,1

105

Torr

0,133x10-3

2

kp/cm

mbar

1,01972 1,3562x10-3

133

1,36

0,0075

1.1.9 Arbeit J ( 1 Nm) J Wh kWh kp m

Wh

kWh

kp m

kcal

PS h

ft lb

Btu

0,278x10-3 0,278x10-6 0,101972 0,239x10-3 0,378x10-6 0,7376 948,4x10-6 3600 1 10-3 367 0,860 1,36x10-3 3,6x106 103 1 3,67x103 860 1,36 2,655x106 3413 -3 -6 -3 -6 9,80665 2,73x10 2,73x10 1 2,345x10 3,70x10 7,233 9,301x10-3 1

1

1.4

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen J

kcal PS h

4186,8 2,65x106

ft lb

1,356

Btu

1055

Wh

kWh

1,16

1,16x10-3

426,9

1

0,736

0,27x106

632

0,1383

324x10-6

1

1,286x10-3

107,6

0,252

778,6

1

Btu/s

PS

736

376,8x10-9 293x10-6

kp m

kcal

PS h

ft lb

Btu

1,58x10-3 3,087x103

3,968

1

(Btu  british thermal unit)

1.1.10 Leistung mW mW W 1) kW

1 103 106 109

W ( 1 N m/s) 10-3 1 103

kW

MW

kp m/s

10-6 10-3

10-9 10-6

1 103

10-3

kcal/h

0,102x10-3 0,860x10-3 948,4x10-9 1,36x10-6 0,101972 0,860 948,4x10-6 1,36x10-3

860 0,9484 1,36 3 3 3 1 101,97x10 860x10 0,9484x10 1,36x103 MW 1 8,43 9,296x10-3 13,3x10-3 kp m/s 9,806x103 9,80665 9,81x10-3 9,81x10-6 1,16 1,16x10-3 1,16x10-6 0,119 1 1,102x10-3 1,58x10-3 kcal/h 1,16x103 907,258 1 1,4348 Btu/s 1055x103 1,055x103 1,055 1,055x10-3 107,6 3 -3 736x10 736 0,736 0,736x10 75 632 0,697 1 PS 106

101,972

(1 PS = 75 kp m/s = 735.49875 W ≠ 1 hp = 745.69987158227022 W)

1.1.11 Wärmeleitfähigkeit W/mK

cal/(s·m·°C)

cal/(s·cm·°C)

BTU/(h·ft·°F)

BTU in/(h·ft2·°F)

W/mK

1

0,23885

0,00239

0,57779

6,93347

cal/(s·m·°C)

4,1868

1

0,01

2,419087

29,02905

cal/(s·cm·°C)

418,67980

100

1

241,9087

2,90291x103

BTU/(h·ft·°F)

1,73074

0,41338

0,00413

1

12

0,03445

3,44483x10-4

0,08333

1

2

BTU in/(h·ft ·°F)

0,14423

1.1.12 Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K)

J/(g·K)

cal/(g·K)

Btu/(lb·°F)

J/(kg·K)

1

10-3

2,38846x10-4

2,39006x10-4

J/(g·K)

103

1

0,23885

0,23901

cal/(g·K)

4,1868x103 4,184x103

4,1868

1

1,00067

4,184

0,99933

1

Btu/(lb·°F)

1.5

1.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient W/(m2·K)

cal/(s·cm2·°C)

kcal/(h·m2·°C)

Btu/(h·ft2·°F)

1

2,38846x10-5

0,85985

0,17611

cal/(s·cm ·°C)

4,1868x104

1

3,6x104

7,37338x103

kcal/(h·m2·°C)

1,163

2.77778x10-5

1

0,20482

5,67826

1,35623x10-4

4,88243

1

W/m2

cal/(s·cm2)

kcal/(h·m2)

Btu/(h·ft2)

1

2,38846x10-5

0,85985

0,317

cal/(s·cm )

4,1868x104

1

3,6x104

1,32721x104

kcal/(h·m2)

1,163

2,77778x10-5

1

0,36867

3,15459

7,53461x10-5

2,71246

1

W/(m2·K) 2

2

Btu/(h·ft ·°F)

1.1.14 Wärmestromdichte

W/m2 2

2

Btu/(h·ft )

1

1.6

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.2 Griechisches Alphabet Sprechweise

Groß

Klein

Alpha

Α

α

Beta

Β

β

Gamma

Γ

γ

Delta

Δ

δ

Epsilon

Ε

ε

Zeta

Ζ

ζ

Eta

Η

η

Theta

Θ

θ

Iota

Ι

ι

Kappa

Κ

κ

Lambda

Λ

λ

My

Μ

μ

Ny

Ν

ν

Xi

Ξ

ξ

Omikron

Ο

ο

Pi

Π

π

Rho

Ρ

ρ

Sigma

Σ

σ

Tau

Τ

τ

Ypsilon

Υ

υ

Phi

Φ

ϕ

Chi

Χ

χ

Psi

Ψ

ψ

Omega

Ω

ω

1.7

1.3 Mathematische Grundlagen

1

1.3.1 Geometrie Flächenberechnung 1

2

Quadrat A = a2 a

=

d

= a⋅ 2

A

Rechteck

A = a⋅ b d

= a2 + b 2

Parallelogramm A = a ⋅ h = a ⋅ b ⋅ sin α d1 =

( a + h ⋅ cot α )2 + h2

d2 =

( a − h ⋅ cot α )2 + h2

Trapez

a+ b ⋅ h = m⋅ h 2 a+ b m = 2 A =

Gleichseitiges Dreieck a2 ⋅ 3 4 a = ⋅ 3 2

A = h

1.8

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Allgemeines Dreieck a⋅ h = s⋅ x ⋅ y⋅ z = r ⋅ s 2 1 1 1 = ⋅ b ⋅ c ⋅ sin α = ⋅ a ⋅ c ⋅ sin β = ⋅ a ⋅ b ⋅ sin γ 2 2 2 mit : A =

a+ b + c a⋅ h b⋅ c ; r= ; R= 2 2⋅ s 2⋅ h x = s − a; y = s − b; z = s−c

s=

Regelmäßiges Fünfeck 5 2 ⋅ r ⋅ 10 + 2 ⋅ 5 8 1 = ⋅ r ⋅ 10 − 2 ⋅ 5 2 1 = ⋅ r ⋅ 6 + 2⋅ 5 4

A = a

δ Regelmäßiges Sechseck

3 2 ⋅a ⋅ 3 2 2 = 2⋅ a = ⋅s 3

A = d s

=

3 ⋅d 2

≈ 1, 155 ⋅ s ≈ 0, 866 ⋅ d

Regelmäßiges Achteck A = 2 ⋅ a⋅ s = 2 ⋅ s ⋅ d 2 − s2 a = s ⋅ tan 22, 5° s = d ⋅ cos 22, 5° s d = cos 22, 5° Vieleck

A = A1 + A2 + A3 a ⋅ h1 + b ⋅ h2 + b ⋅ h3 = 2

≈ 0, 83 ⋅ s 2

1.9 Kreis

1 π 2 ⋅ d ≈ 0, 785 ⋅ d 2 4 U = 2⋅π ⋅ r = π ⋅ d A = π ⋅r2 =

Ellipse

π ⋅ D ⋅ d = π ⋅ a⋅ b 4 π U ≈ ⋅ ⎡⎣ 3 ⋅ ( a + b) − 2 ⋅ a ⋅ b ⎤⎦ 2 A =

Kreisausschnitt

α° α b⋅ r ⋅π ⋅ r 2 = ⋅ r 2 = 360° 2 2 α° π ⋅r = 180°

A = b

Kreisabschnitt A =

(

r2 ⎛ α° h ⎞ ⋅⎜π ⋅ − sin α ⎟ ≈ ⋅ 3 ⋅ h2 + 4 ⋅ s 2 ⎠ 6⋅ s 2 ⎝ 180°

s

= 2 ⋅ r ⋅ sin

r

=

h

α 2

≈ b2 −

16 2 ⋅h 3

h s2 + 2 8⋅ h α⎞ s α α ⎛ = r ⋅ ⎜ 1 − cos ⎟ = ⋅ tan = 2 ⋅ r ⋅ sin 2 ⎝ 2⎠ 2 4 4

Kreisring

b

(

)

π ⋅ D 2 − d 2 = π ⋅ b ⋅ ( d + b) 4 D−d = 2

A =

)

1.10

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Volumenberechnung

1

1

2

Würfel

V

= a3

O = 6 ⋅ a2 d

= 3⋅a

V

= a⋅ b ⋅ c

Quader

O = 2 ⋅ ( a ⋅ b + a ⋅ c + b ⋅ c) d

= a2 + b 2 + c 2

V

= A1 ⋅ h

V

=

Schiefer Quader

Prismatoid

h ⋅ ( A1 + 4 ⋅ A + A2 ) 6

1.11 Pyramide 1 V = ⋅ A1 ⋅ h 3 a ⋅ hs O = 4⋅ + a2 2 hs =

h2 +

a2 4

Zylinder

π 2 ⋅d ⋅h 4 M = 2⋅π ⋅ r ⋅ h

V

=

O = 2 ⋅ π ⋅ r ⋅ ( r + h)

Schief abgeschnittener Zylinder

π 2 ⋅d ⋅h 4 M = π ⋅d⋅h

V

=

⎡ ( h − h )2 ⎤ O = π ⋅ r ⋅ ⎢ h1 + h2 + r + r 2 + 1 2 ⎥ ⎥ ⎢ 4 ⎦ ⎣

Zylinderhuf (Zylinderabschnitt)

2 2 ⋅r ⋅h 3 M = 2⋅ r ⋅ h

V

=

O = M+

π 2 π ⋅ r + ⋅ r ⋅ r 2 + h2 2 2

1

1.12

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Hohlzylinder

(

)

V

=

π ⋅ h⋅ D2 − d 2 4

V

≈

π ⋅ h⋅ 2 ⋅ D2 + d 2 12

Fass

(

)

Pyramidenstumpf (gilt auch bei „anderseckigen“ Grundflächen)

V

=

(

h ⋅ A1 + A2 + 3

Kegel

π 2 ⋅r ⋅h 3 M = π⋅r⋅m

V

=

O = π ⋅ r ⋅ ( r + m) m =

h2 + r 2

A2 x 2 = A1 h 2

A 1⋅ A2

)

1.13 Kegelstumpf

1 (

π ⋅ h⋅ D2 + D ⋅ d + d 2 12 π M = ⋅ m ⋅ ( D + d) 2

V

=

)

2

⎛ D − d⎞ + h2 m = ⎜ ⎝ 2 ⎟⎠

Kugel

V

=

4 1 ⋅ π ⋅ r 3 = π ⋅ d 3 ≈ 4, 189 ⋅ r 3 3 6

O = 4 ⋅π ⋅ r 2 = π ⋅ d2

Kugelauschnitt

V

=

2 ⋅π ⋅ r 2 ⋅ h 3

(

O = π ⋅ r ⋅ 2 ⋅ h + h ⋅ ( 2 ⋅ r − h)

Kugelabschnitt

π 2 ⋅ h ⋅ ( 3 ⋅ r − h) 3 M = 2⋅π ⋅ r ⋅ h

V

=

O = π ⋅ h ⋅ ( 4 ⋅ r − h) s

= 2 ⋅ h ⋅ ( 2 ⋅ r − h)

)

1.14

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.3.2 Rechenregeln

1

Potenzen a0

=1

an ⋅ b n

= ( a ⋅ b)

am ⋅ an

= am + n

( am )

= am⋅ n

n

n

a− n

1 = n a

am

= am − n

an an

⎛ a⎞ =⎜ ⎟ ⎝ b⎠

bn

( a + b) 2 ( a − b) 2 ( a + b) ⋅ ( a − b) ( a + b) 3 ( a − b) 3

n

= a2 + 2 ⋅ a ⋅ b + b 2 = a2 − 2 ⋅ a ⋅ b + b 2 = a2 − b 2 = a3 + 3 ⋅ a2 ⋅ b + 3 ⋅ a ⋅ b 2 + b 3 = a3 − 3 ⋅ a2 ⋅ b + 3 ⋅ a ⋅ b 2 − b 3

Wurzeln 1 n

= an

a

n n

=a

n m

= an

n m⋅ n

a

= am

n

a⋅ b

= n a⋅n b

n

a b

n a =n b

n

1 a

− 1 =n =a n a

a

m

a

nm

1

a

= n⋅ m a = m n a

1.15 Logarithmen log e a

= ln a

eln a log 10 a

=a = lg a

10 lg a

=a

log b a = c log b 1 log b b

⇔ bc = a =0

1

=1

log b ( c ⋅ d )

= log b c + log b d

⎛ c⎞ log b ⎜ ⎟ ⎝ d⎠

= log b c − log b d

log b an log b n a

= n ⋅ log b a 1 = ⋅ log b a n

Quadratische Gleichung x2 + p⋅ x + q = 0

x1 / 2 = −

p ± 2

p2 −q 4

1.3.3 Trigonometrie sin a =

Gegenkathete a = Hypotenuse c

cos a =

Ankathete b = Hypotenuse c

tan a =

Gegenkathete a = Ankathete b

cot a =

Ankathete b = Gegenkathete a

1.16

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.4 Wärmedämmstoffe 1.4.1 Allgemeines Im Rahmen der technischen Harmonisierung innerhalb des europäischen Binnenmarktes wurden im Verlauf der letzten etwa 15 Jahre die normativen Grundlagen (einheitliche Produkt- und Prüfnormen) für eine einheitliche Zertifizierung und Kennzeichnung von Dämmstoffen geschaffen. Nach einer Übergangsphase, in der nationale und europäische Regeln nebeneinander Gültigkeit besaßen, verloren die nationalen Produktnormen, für die nun europäische Äquivalente vorlagen, zum 01.01.2004 ihre Gültigkeit. Dämmstoffe, für die zur Zeit europäische Produktnormen vorliegen, sind: -

Mineralwolle nach DIN EN 13 162 [32] expandiertes Polystyrol nach DIN EN 13 163 [33] extrudiertes Polystyrol nach DIN EN 13 164 [34] Polyurethan-Hartschaum nach DIN EN 13 165 [35] Phenolharz-Hartschaum nach DIN EN 13 166 [36] Schaumglas nach DIN EN 13 167 [37] Holzwolle-Platten nach DIN EN 13 168 [38] Platten aus Blähperlit nach DIN EN 13 169 [39] expandierter Kork nach DIN EN 13 170 [40] Holzfasern nach DIN EN 13 171 [41]

Für alle anderen Produkte muss als Grundlage für die Anwendbarkeit im Bauwesen eine Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung (ABZ) durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt, Sitz in Berlin) oder eine europäische technische Zulassung (ETA) durch die Organisation europäischer Zulassungsstellen (EOTA, Sitz in Brüssel) erteilt werden. Jedes Bauprodukt (und damit auch jeder Dämmstoff), für welches harmonisierte Bestimmungen vorliegen und welches innerhalb des EU-Binnenmarktes in Verkehr gebracht werden soll, muss eine CE-Kennzeichung tragen. Diese CE-Kennzeichung hat mindestens die Angaben zu enthalten, die in der jeweiligen Produktnorm in Anhang ZA festgelegt sind. Insbesondere sind demnach Angaben zum Nennwert λD der Wärmeleitfähigkeit (auf die Unterschiede zwischen λD gemäß CE-Kennzeichung, λgrenz gemäß ABZ und dem Bemessungswert λ gemäß DIN 4108-4 [9] wird im weiteren Verlauf dieses Abschnittes eingegangen) bzw. zum Nennwert des Wärmedurchlasswiderstandes RD, zum Brandverhalten (nach DIN EN 13 501 [42]) und zu ggf. gefährlichen Inhaltsstoffen zu machen. Des Weiteren ist ein Bezeichnungsschlüssel Bestandteil der CE-Kennzeichnung, der verschiedene Produkteigenschaften spezifiziert. Die CEKennzeichung als solche sagt nichts darüber aus, ob ein Produkt für einen bestimmten Einsatzzweck geeignet ist. Hierzu wurde in Deutschland die DIN 4108-10 [10] erarbeitet. In dieser Norm werden Anwendungsgebiete und zugehörige Produkt-Mindestanforderungen definiert. Anhand des Bezeichungsschlüssels gemäß CE-Kennzeichung lässt sich nun ermitteln, ob das Produkt für den spezifischen Anwendungsfall geeignet ist. In der Regel werden Dämmstoffe zusätzlich zur CE-Kennzeichung mit dem Ü-Zei-

1.17 chen versehen. Diese zusätzliche Kennzeichung darf erfolgen, wenn der Hersteller für das Produkt eine Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung erteilt bekommen, mit einer anerkannten Überwachungsstelle eine regelmäßige Fremdüberwachung vereinbart und nach erfolgreicher Erstprüfung ein Übereinstimmungszertifikat erhalten hat. Im Zuge dieser zusätzlichen Kennzeichung mit dem Ü-Zeichen sind die Nummer der ABZ anzugeben und Angaben zum Anwendungsgebiet gemäß DIN 4108-10 [10] sowie zum Brandverhalten gemäß DIN 4102-1 [8] (nach bauaufsichtlicher Einführung der Normenreihe der DIN EN 13501 [42] dann entsprechend dem europäischen Klassifizierungssystem) zu machen. Darüber hinaus wird statt des Nennwertes λD der Wärmeleitfähigkeit der Bemessungswert λ der Wärmeleitfähigkeit angegeben. In diesem Zusammenhang sei hier einmal näher auf die unterschiedlichen Bezeichnungen für die Wärmeleitfähigkeit eingegangen. Zu unterscheiden ist zwischen drei verschiedenen Kenngrößen: -

-

λD

→ Nennwert der Wärmeleitfähigkeit, der im Rahmen der CE-Kennzeichnung auf der Grundlage der harmonisierten Produkt- und Prüfnormen bestimmt wird. λgrenz → Grenzwert der Wärmeleitfähigkeit, der im Rahmen einer ABZ festgestellt wird. O → Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit gemäß DIN 4108-4 [9]

Dämmstoffe, für die ausschließlich der Nennwert λD bestimmt wurde, werden gemäß DIN 4108-4 in die so genannte Kategorie I eingeordnet. Der Bemessungswert ergibt sich dann durch Beaufschlagung des Nennwertes mit einem Sicherheitsfaktor von 1,2 (λ = 1,2 ă λD). Wird im Rahmen der ABZ der Grenzwert λgrenz bestimmt, so ist ein reduzierter Sicherheitsfaktor von 1,05 anzusetzen (λ = 1,05 ă λgrenz), dass Produkt wird gemäß DIN 4108-4 in Kategorie II eingeordnet.

1

1.18

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.4.2 Anwendungstypen / -gebiete

1

Hinsichtlich der Anwendungsgebiete von Dämmstoffen treten gegenwärtig sowohl die „alten“ Bezeichungen auf, die in Tabelle 1.4.2-1 zusammengestellt sind, als auch die „neuen“ Bezeichungen für Produkte nach harmonisierten Regeln gemäß DIN 4108-10 [10]. Diese werden mit den zugehörigen Kurzzeichen in Tabelle 1.4.2-2 dargestellt. Tabelle 1.4.2-1 Anwendungstypen von Dämmstoffen nach „alter“ Klassifikation und zugeordnete Einsatzgebiete

AnwenErläuterung dungstyp

Einsatzgebiete

W

Wärmedämmstoff, nicht druckbelastbar

Leichte Trennwände, Holzbalkendecken, abgehängte Decken, hinterlüftete Fassaden, Zwischensparrendämmung, Untersparrendämmung, Kerndämmung

WL

Wärmedämmstoff, nicht druckbelastbar

Abgehängte Decken, hinterlüftete Fassaden, Zwischensparrendämmung

WD

Wärmedämmstoff, druckbelastbar

Aufsparrendämmung, Flachdächer, Wärmedämmverbundsysteme

WDS

Wärmedämmstoff, mit besonderer Druckbelastbarkeit

Perimeterdämmung, Industrieböden

WDH

Wärmedämmstoff, mit erhöhter Druckbe- Lastabtragende Dämmung unter lastbarkeit unter druckverteilenden Böden Gründungsplatten

WS

Wärmedämmstoff, mit erhöhter Belastbarkeit für Sondereinsatzgebiete

Parkdecks, Aufsparrendämmung, Flachdach, Perimeterdämmung

WV

Wärmedämmstoff, beanspruchbar auf Abreißen (Querzugfestigkeit)

Kerndämmung, Wärmedämmverbundsysteme, hinterlüftete Fassaden, Unterdeckendämmung

WB

Wärmedämmstoff, beanspruchbar auf Biegung

Bekleidung von windbelasteten Fachwerk- und Ständerkonstruktionen

T

Trittschalldämmstoff, für Decken mit Anforderungen an den Luft- und Trittschallschutz nach DIN 4109

Wärme- und Trittschalldämmung unter schwimmend verlegten Estrichen

TK

Trittschalldämmung, für Decken mit Anforderungen an den Luft- und Trittschallschutz nach DIN 4109, auch verwendbar bei geforderter geringerer Zusammendrückbarkeit

Wärme- und Trittschalldämmung unter höher belasteten schwimmend verlegten Estrichen und Trockenestrichen

1.19 Tabelle 1.4.2-2 Anwendungsgebiete und Anwendungsbeispiele von Dämmstoffen nach harmonisierten Regeln gemäß DIN 4108-10 [10]

AnwendungsKurzzeichen Anwendungsbeispiele gebiet

Decke, Dach

DAD

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Deckungen

DAA

Außendämmung von Dach oder Decke, vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtungen

DUK

Außendämmung des Daches, der Bewitterung ausgesetzt (Umkehrdach)

DZ

Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken

DI

Innendämmung der Decke (unterseitig) oder des Daches, Dämmung unter den Sparren/Tragkonstruktion, abgehängte Decke usw.

DEO

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen

DES

Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich mit Schallschutzanforderungen

PW

Außen liegende Wärmedämmung von Wänden gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

PB

Außen liegende Wärmedämmung unter der Bodenplatte gegen Erdreich (außerhalb der Abdichtung)

Perimeter

WAB

Außendämmung der Wand hinter Bekleidung

WAA

Außendämmung der Wand hinter Abdichtung

WAP

Außendämmung der Wand unter Putz

WZ

Dämmung von zweischaligen Wänden, Kerndämmung

WH

Dämmung von Holzrahmen- und Holztafelbauweise

WI

Innendämmung der Wand

Wand

WTH

Dämmung zwischen Haustrennwänden mit Schallschutzanforderungen

WTR

Dämmung von Raumtrennwänden

1

1.20

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.4.3 Kennwerte1) am Markt verfügbarer Wärmedämmstoffe

1

Baumwolle nach ABZ2) bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 μ 1÷2 c J/(kg·K) ca. 840 Rohdichte ρ [kg/m3] 25 ÷ 40 (Einblaswolle) 20 ÷ 60 (Mattenware) Einsatzbereiche W, WL, T Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 15 ÷ 20 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

49

Blähglas nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,060 ÷ 0,070 μ 1 c J/(kg·K) ca. 800 Rohdichte ρ [kg/m3] 120 ÷ 390 (Schüttdichte) Einsatzbereiche als Schüttgut Lieferform Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 21 ÷ 49 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail 1)

nach Herstellerangabe oder Norm

2)

ABZ  Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung

20

1.21 Blähton nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) > 0,080 μ 2÷8 c J/(kg·K) ca. 1100 Rohdichte ρ [kg/m3] 300 ÷ 800 (Schüttdichte) Einsatzbereiche als Schüttgut Lieferform Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 11 ÷ 44 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 59 Dinkelspelzen nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,060 μ k.A. c J/(kg·K) k.A. Rohdichte ρ [kg/m3] 90 (verdichtet) Einsatzbereiche als Schüttgut Lieferform Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 15 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

64

1

1.22

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Flachs nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,050 μ 1÷2 c J/(kg·K) 1500 Rohdichte ρ [kg/m3] 40 ÷ 50 (Stopfwolle) 20 ÷ 40 (Mattenware) Einsatzbereiche W, WL, T Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 13 ÷ 18 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

3, 22, 30, 36, 81

Getreidegranulat nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,050 μ 1 c J/(kg·K) k. A. Rohdichte ρ [kg/m3] 105 ÷ 115 (Schüttdichte) Einsatzbereiche W, WD Lieferform Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 9 ÷ 18 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

75

1.23 Hanf nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,080 μ 1÷2 c J/(kg·K) 1500 Rohdichte ρ [kg/m3] ca. 150 (Schäben) 20 ÷ 40 (Mattenware) Einsatzbereiche W, WL Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 10 ÷ 13 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

2, 3, 7, 30, 43, 45, 64

Hobelspäne nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 μ 2 c J/(kg·K) k.A. Rohdichte ρ [kg/m3] ca. 70 (Schüttdichte) Einsatzbereiche W, WL Lieferform Einblasware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W k.A. Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 10

1

1.24

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Holzfaser (WF) nach DIN EN 13 171 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,060 μ 5 ÷ 10 c J/(kg·K) ca. 1600 ÷ 2100 Rohdichte ρ [kg/m3] 30 ÷ 60 (Einblasware) 130 ÷ 250 (Mattenware) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, DES, WAB, WAP, WZ, WH, WI, WTR Lieferform Platten, Einblas-/Stopfware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 25 ÷ 28 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

16, 27, 30, 40, 42, 46, 64, 68, 82, 83

Holzwolle-Platten (WW), Holzwolle-Mehrschichtplatten (WW-C) nach DIN EN 13 168 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,090 ÷ 0,100 (WW) μ 2 / 5 (WW) c J/(kg·K) 2100 (WW) Rohdichte ρ [kg/m3] 350 ÷ 600 (WW) 60 ÷ 300 (WW-C) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, WAB, WAA, WAP, WZ, WH, WI, WTR Lieferform Platten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1 (WW) Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 38 ÷ 63 (WW) 10 ÷ 18 (WW-C) Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

22, 35, 52, 78, 85, 94

(WF  wood fibre; WW  wood wool; WW-C  wood wool composite (board))

1.25 Kalziumsilikat nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,070 μ 2÷6 c J/(kg·K) 1000 Rohdichte ρ [kg/m3] 200 ÷ 290 Einsatzbereiche W, WD, WS, WDS Lieferform Platte, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1, A2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 75 ÷ 113 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 14, 32

Kokos nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 ÷ 0,050 μ 1÷2 c J/(kg·K) 1500 Rohdichte ρ [kg/m3] 70 ÷ 110 Einsatzbereiche W, WL, T, TK Lieferform Matten, Stopfware Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 19 ÷ 28 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Strktur-Detail

30

1

1.26

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Kork (ICB) nach DIN EN 13 170 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,055 μ 2 ÷ 8 (Schrot) 5 ÷ 10 (Platten) c J/(kg·K) 1600 ÷ 1800 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 65 ÷ 150 (Schrot) 100 ÷ 160 (Platten) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, WAB, WAP, WZ, WH, WI, WTR Lieferform Platte (Backkork), Schüttung (Korkschrot) Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 15 ÷ 28 (Schrot) 20 ÷ 39 (Platten) Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 16, 30, 33, 41, 44

Mineralwolle (MW) nach DIN EN 13 162 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,035 ÷ 0,050 μ 1÷2 c J/(kg·K) 840 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 20 ÷ 150 (Glaswolle) 25 ÷ 220 (Steinwolle) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, DES, WAB, WAP, WZ, WH, WI, WTH, WTR Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1, A2, B1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 5 ÷ 20 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail (ICB  insulation cork board; MW  mineral wool)

16, 22, 23, 37, 39, 65, 66, 67, 76, 78, 83, 84, 90

1.27 Mineralschaum nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,035 ÷ 0,045 μ 3÷6 c J/(kg·K) k.A. 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 20 ÷ 30 (Schüttung) 115 ÷ 130 (Platten) Einsatzbereiche (in Anlehnung an DIN 4108-10) DI, DEO, WAP, WI Lieferform Platten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 20 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

70, 71, 83, 93

Perlite (EP (Schüttung) nach ABZ; EPB (Platten) nach DIN EN 13 169) bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 ÷ 0,080 μ 2 (Schüttung) 5 (Platten) c J/(kg·K) 1000 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 60 ÷ 180 (Schüttdichte) 100 ÷ 160 (Platten) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) für EPB: DAD, DAA, DZ, DI, DEO, DES, WAB, WAP, WZ, WH, WI, WTH, WTR Lieferform Platte, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 10 ÷ 20 (Schüttung) 20 ÷ 45 (Platten) Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 56, 64, 88

(EP  expanded perlite; EPB  expanded perlite board)

1

1.28

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Polyesterfaser nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,035 ÷ 0,045 μ 1÷2 c J/(kg·K) 1600 Rohdichte ρ [kg/m3] 15 ÷ 20 Einsatzbereiche W, WL Lieferform Matten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 8 ÷ 21 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

15, 30, 95

Polystyrol, expandiert (EPS) nach DIN EN 13 163 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,035 ÷ 0,040 μ 20 ÷ 100 c J/(kg·K) 1500 3 Rohdichte ρ [kg/m ] > 15 (PS 15) > 20 (PS 20) > 30 (PS 30) Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, DES, WAB, WAA, WAP, WZ, WI Lieferform Platte Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 5÷8 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

8, 12, 16, 28, 34, 47, 48, 51, 52, 53, 55, 61, 62, 69, 74, 78, 80, 83, 84, 87, 89

1.29 Polystyrol, extrudiert (XPS) nach DIN EN 13 164 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,030 ÷ 0,040 μ 80 / 250 c J/(kg·K) 1500 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 20 ÷ 50 Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DUK, DI, DEO, WAB, WAP, WZ, WI, PW, PB Lieferform Platten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 18 ÷ 27 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

8, 28, 63, 78, 80, 84, 90

Polyurethan (PUR) nach DIN EN 13 165 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,025 ÷ 0,040 μ 30 / 100 c J/(kg·K) ca. 1400 Rohdichte ρ [kg/m3] 30 ÷ 80 Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DZ, DI, DEO, WAB, WAA, WAP, WZ, WH, WI Lieferform Platte, Ortschaum Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 10 ÷ 19 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

5, 9, 13, 17, 31, 60, 73, 80, 84, 92

1

1.30

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Resolharz-Hartschaum nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,022 ÷ 0,024 μ 55 c J/(kg·K) k.A. Rohdichte ρ [kg/m3] 40 Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAA, DEO, WZ Lieferform Platten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 9 ÷ 13 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

64, 88

Schafwolle nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,045 μ 1÷2 c J/(kg·K) ca. 1000 Rohdichte ρ [kg/m3] 20 ÷ 80 Einsatzbereiche W, WL, T Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 13 ÷ 23 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

4, 11, 26, 38, 58, 86

1.31 Schaumglas (CG) nach DIN EN 13 167 bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,055 f μ -

c J/(kg·K) 840 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 105 ÷ 165 Einsatzbereiche (nach DIN 4108-10) DAD, DAA, DI, DEO, WAB, WAA, WAP, WZ, WI, WTR, PW, PB Lieferform Platten, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1, A2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 35 ÷ 50 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

21, 77

Schilfrohr nach ABZ (aktuell liegen keine Produktzulassungen in Deutschland vor) bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 ÷ 0,065 μ 2 c J/(kg·K) ca. 1300 Rohdichte ρ [kg/m3] 190 ÷ 220 Einsatzbereiche W, WL (Einsatz vorwiegend als Putzträger) Lieferform Matten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 40 ÷ 60 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 16

(CG  cellular glass)

1

1.32

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Seegras nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 μ k.A. c J/(kg·K) 2000 Rohdichte ρ [kg/m3] 70 ÷ 80 Einsatzbereiche Dach, Wand kein Bild vorhanden

Lieferform Einblas-/Stopfware Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W k.A. Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) 79

Stroh nach ABZ (aktuell liegen keine Produktzulassungen in Deutschland vor) bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,045 ÷ 0,13 μ 1 ÷ 10 (gepresst: 35 ÷ 40) c J/(kg·K) k.A. 3 Rohdichte ρ [kg/m ] 80 ÷ 600 Einsatzbereiche Wand Lieferform Platten, Ballen Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W k.A. Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

1.33 Vakuum-Dämmplatten nach ABZ (aktuell liegen keine Produktzulassungen in Deutschland vor) bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,006 ÷ 0,010 f μ -

c J/(kg·K) k.A. 3 Rohdichte ρ [kg/m ] Kernmaterial HDK: 150 ÷ 180 Einsatzbereiche VIP: Vacuum Isolation Panel (folienumhüllt)

Dach, Wand, Boden, Decke Lieferform Platten Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) VIS: A1, A2, B1; VIP: B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W VIS: ab 130; VIP: 60 ÷ 120 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4)

VIS: Vacuum Insulating Sandwich (edelstahlumhüllt)

57 (VIS) 72, 91 (VIP)

Vermiculite nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,070 μ 3 ÷ 10 c J/(kg·K) ca. 1000 Rohdichte ρ [kg/m3] 70 ÷ 170 (Schüttdichte) Einsatzbereiche W, WD, WS Lieferform Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) A1 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 16 ÷ 24 Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

24

1

1.34

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Wiesengras nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 μ 1÷2 c J/(kg·K) ca. 2100 Rohdichte ρ [kg/m3] 25 ÷ 65 Einsatzbereiche W Lieferform Einblasware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W k.A. Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

1

Zellulose nach ABZ bauphysikalische Rechenwerte λ W/(m·K) 0,040 ÷ 0,045 μ 1÷2 c J/(kg·K) ca. 1900 Rohdichte ρ [kg/m3] 25 ÷ 90 Einsatzbereiche W, WL, WV, T Lieferform Matten, Einblas-/Stopfware, Schüttung Baustoffklasse (nach DIN 4102-1) B1, B2 Materialkosten [€/m2] für R = 2,5 m2·K/W 6 ÷ 13 (Flocken) 10 ÷ 18 (Matten) Hersteller (nach Abschnitt 1.4.4) Struktur-Detail

6, 18, 19, 25, 29, 46, 50, 54

1.35

1.4.4 Verzeichnis der Wärmedämmstoff-Hersteller Diese Auflistung gibt den Stand Anfang September 2005 wieder. Sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. 2B AG 1

Neugutstrasse 66, CH-8600 Dübendorf Tel.: +41 18201962

Fax.: +41 18201950

e-mail: [email protected]

URL: www.2bio.ch

AGRO-DIENST GmbH 2

Sannumer Straße 3, 26197 Großenkneten-Huntlosen Tel.: (04487) 9285-0

Fax.: (04487) 9285-86

e-mail: [email protected]

URL: www.agro-dienst.de

AgroTherm GmbH 3

Flugplatz 1, 55566 Bad Sobernheim Tel.: (06756) 89212-0

Fax.: (06756) 89212-2

e-mail: -

URL: -

Alchimea Naturwaren GmbH 4

Wellesheimer Straße 51e, 66450 Bexbach Tel.: (06826) 520410

Fax.: (06826) 520440

e-mail: [email protected]

URL: www.alchimea.de

aprithan Schaumstoff GmbH 5

In den Kocherwiesen, 73453 Abtsgmünd Tel.: (07366) 88-0

Fax.: (07366) 88-20

e-mail: [email protected]

URL: www.aprithan.de

AZTECO GmbH 6

Jauernicker Straße, 04720 Görlitz Tel.: (03581) 406072

Fax.: (03581) 406072

e-mail: -

URL: -

Badische Naturfaseraufbereitung GmbH 7

Stefanstraße 3, 76316 Malsch Tel.: (07246) 942374

Fax.: (07246) 942376

e-mail: [email protected]

URL: www.bafa-gmbh.de

1

1.36

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen BASF AG

8

Carl-Bosch-Straße 38 Tel.: (0621) 60-0

Fax.: (0621) 60-42525

e-mail: [email protected]

URL: www.basf.de

Paul Bauder GmbH & Co. KG 9

Korntaler Landstraße 63, 70499 Stuttgart Tel.: (0711) 8807-0

Fax.: (0711) 8807-300

e-mail: [email protected]

URL: www.bauder.de

BAUFRITZ GmbH & Co. KG 10

Alpenstraße 25, D-87746 Erkheim/Allgäu Tel.: (08336) 900-0

Fax.: (08336) 900-260

e-mail: [email protected]

URL: www.baufritz.de

Bayerwald-Lamm GmbH 11

Burgstraße 45, 94360 Mitterfels Tel.: (09961) 437

Fax.: (09961) 6055

e-mail: -

URL: -

Binné & Sohn GmbH & Co. KG Dachbaustoffwerk 12

Mühlenstraße 60, 25421 Pinneberg Tel.: (04101) 5005-0

Fax.: (04101) 208037

e-mail: [email protected]

URL: www.binne.de

BÜFA Polyurethane GmbH & Co. KG 13

Mittelkamp 112, 26125 Oldenburg Tel.: (0441) 9317-257

Fax.: (0441) 9317-500

e-mail: [email protected]

URL: www.buefa.de

CALSITHERM Silikatbaustoffe GmbH 14

An der Eiche 15, 33175 Bad Lippspringe Tel.: (05252) 9651-0

Fax.: (05252) 9651-18

e-mail: [email protected]

URL: www.calsitherm.de

Caruso GmbH 15

Garnstadter Straße 38/39, 96237 Ebersdorf/Coburg Tel.: (09562) 925-0

Fax.: (09562) 925-120

e-mail: [email protected]

URL: www.caruso-ebersdorf.de

1.37 COLFIRMIT RAJASIL GmbH & Co. KG 16

1

Thölauer Strasse 25, 95615 Marktredwitz Tel.: (09231) 802-0

Fax.: (09562) 925-120

e-mail: colfi[email protected]

URL: www.colfirmit.de

CORRECTHANE Dämmsysteme GmbH 17

Hagenauer Straße 42, 65203 Wiesbaden Tel.: (0611) 9276-401

Fax.: (0611) 9276-440

e-mail: [email protected]

URL: www.correcthane.de

CWA Cellulosewerk Angelbachtal GmbH 18

Etzwiesenstraße 12, 74918 Angelbachtal Tel.: (07265) 9131-0

Fax.: (07265) 9131-21

e-mail: [email protected]

URL: www.climacell.de

DÄMMSTATT W.E.R.F. GmbH 19

Markgrafendamm 16, 10245 Berlin Tel.: (030) 29394-0

Fax.: (030) 29394-104

e-mail: [email protected]

URL: www.daemmstatt.de

Dennert Poraver GmbH 20

Veit-Dennert-Straße 7, 96132 Schlüsselfeld Tel.: (09552) 71-0

Fax.: (09552) 71-255

e-mail: [email protected]

URL: www.poraver.de

Deutsche FOAMGLAS® GmbH 21

Landstraße 27-29, 42781 Haan Tel.: (02129) 9306-21

Fax.: (02129) 1671

e-mail: [email protected]

URL: www.foamglas.de

Deutsche Heraklith GmbH 22

Heraklithstraße 8, 84359 Simbach am Inn Tel.: (08571) 40-0

Fax.: (08571) 40-241

e-mail: offi[email protected]

URL: www.heraklith.de

Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH & Co. OHG 23

Rockwool Straße 37-41, 45966 Gladbeck Tel.: (02043) 408-0

Fax.: (02043) 408-444

e-mail: [email protected]

URL: www.rockwool.de

1.38

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen Deutsche Vermiculite Dämmstoff-GmbH

24

Poststraße 34, 45549 Sprockhövel Tel.: (02339) 2349

Fax.: (02339) 3308

e-mail: [email protected]

URL: www.vermiculite.de

DOBRY Dämmsysteme GmbH 25

Dauner Str. 23, 54552 Dockweiler Tel.: (06595) 90093-0

Fax.: (06595) 90093-93

e-mail: [email protected]

URL: www.dobry-daemmsysteme.de

Fritz Doppelmayer GmbH 26

Am Petzenbühl 3, 87439 Kempten Tel.: (0831) 59219-0

Fax.: (0831) 59219-29

e-mail: [email protected]

URL: www.doschawolle.de

Doser Holzfaser-Dämmsysteme GmbH 27

Vilstalstraße 80, 87459 Pfronten Tel.: (08363) 9600-0

Fax.: (08363) 9600-20

e-mail: [email protected]

URL: www.doser-dhd.de

Dow Deutschland GmbH & Co. OHG 28

Am Kronberger Hang 4, 65824 Schwalbach/Ts. Tel.: (06196) 566-0

Fax.: (06196) 566-444

e-mail: [email protected]

URL: www.dow.com

ECOTHERM Herbert Fehrensen 29

Niersteheide 16, 44532 Lünen Tel.: (02306) 42326

Fax.: (02306) 370239

e-mail: [email protected]

URL: www.eco-hf.de

emfa Baustoff GmbH 30

Stockerweg 10, 89331 Burgau Tel.: (08222) 9662-0

Fax.: (08222) 9662-80

e-mail: [email protected]

URL: www.emfa.de

endele Kunststoff GmbH 31

Reutlingendorfer Str. 15, 89611 Obermarchtal Tel.: (07375) 9509-0

Fax.: (07375) 9509-30

e-mail: [email protected]

URL: www.endele.de

1.39 epasit GmbH 32

1

Sandweg 12-14, 72119 Ammerbuch Tel.: (07032) 2015-0

Fax.: (07032) 2015-21

e-mail: [email protected]

URL: www.epasit.de

Epilepsiezentrum Kork 33

Landstrasse 1, 77694 Kehl-Kork Tel.: (07851) 84-0

Fax.: (07851) 84-553

e-mail: [email protected]

URL: www.epilepsiezentrum.de

ESP® Dachsysteme 34

Buchenstr. 9, 97249 Eisingen Tel.: (09306) 1092

Fax.: (09306) 8130

e-mail: -

URL: -

Fibrolith-Dämmstoffe Wilms GmbH 35

Hannebacher Straße 1, 56746 Kempenich Tel.: (02655) 9592-0

Fax.: (02655) 9592-18

e-mail: info@fibrolith.de

URL: www.fibrolith.de

Flachshaus GmbH - Werk für Vliesstoffe 36

Pritzwalker Straße 1, 16928 Giesensdorf Tel.: (03395) 700796

Fax.: (03395) 301925

e-mail: info@flachshaus.de

URL: www.flachshaus.de

Flumroc AG 37

CH-8890 Flums Tel.: +41 817341111

Fax.: +41 817341213

e-mail: info@flumroc.ch

URL: www.flumroc.ch

Forster Vliesstoffe u. Textilrecycling 38

Triebeler Str. 107, 03149 Forst (Lausitz) Tel.: (03562) 6986-0

Fax.: (03562) 6986-29

e-mail: [email protected]

URL: -

Glaswolle Wiesbaden GmbH 39

Rheingaustraße 62, 65203 Wiesbaden Tel.: (0611) 279-0

Fax.: (0611) 279-8888

e-mail: [email protected]

URL: www.wiegla.de

1.40

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen Glunz AG

40

Grecostraße 1, 49716 Meppen Tel.: (05931) 405420

Fax.: (05931) 405454

e-mail: [email protected]

URL: www.glunz.de

Gradl & Stürmann Korkhandel 41

Berner Strasse 55, 27751 Delmenhorst Tel.: (04221) 593-03

Fax.: (04221) 593-56

e-mail: -

URL: -

Gutex-Holzfaserplattenwerk H. Henselmann GmbH & Co. KG 42

Postfach 20 13 20, 79753 Waldshut-Tiengen Tel.: (07741) 6099-0

Fax.: (07741) 6099-57

e-mail: [email protected]

URL: www.gutex.de

Hanf-Faser-Fabrik Nowotny GmbH 43

Brüssower Allee 90, 17291 Prenzlau Tel.: (03984) 807-730

Fax.: (03984) 807-264

e-mail: [email protected]

URL: www.hanffaser.de

F. Aug. Henjes GmbH & Co. 44

An der Autobahn 46, 28876 Oyten Tel.: (04207) 698-0

Fax.: (04207) 698-40

e-mail: -

URL: www.henjes.de

Hock GmbH & Co KG 45

An der Autobahn 46, 28876 Oyten Tel.: (09081) 80500-0

Fax.: (09081) 80500-70

e-mail: [email protected]

URL: www.thermo-hanf.de

HOMATHERM® GmbH & Co. KG 46

Ahornweg 1, 06536 Berga Tel.: (034651) 416-0

Fax.: (034651) 416-39

e-mail: [email protected]

URL: www.homatherm.de

ISO - Gesellschaft für Isolier- und Feuchtraumtechnik mbH 47

Bahnhofstraße 44, 74254 Offenau Tel.: (07136) 5820

Fax.: (07136) 8545

e-mail: [email protected]

URL: www.iso.de

1.41 IsoBouw Dämmtechnik GmbH 48

1

Etrastraße, 74232 Abstatt Tel.: (07062) 678-0

Fax.: (07062) 678-199

e-mail: [email protected]

URL: www.isobouw.de

ISOCOTTON GmbH Naturdämmstoffe 49

Meranerstr. 43, D-86165 Augsburg Tel.: (0821) 34383-0

Fax.: (0821) 34383-69

e-mail: [email protected]

URL: www.isocotton.de

isofloc Wärmedämmtechnik GmbH 50

Am Fieseler Werk 3, 34253 Lohfelden Tel.: (0561) 95172-0

Fax.: (0561) 95172-95

e-mail: info@isofloc.de

URL: www.isofloc.de

isolux Dämmsysteme GmbH 51

Hohe Straße 15, 01561 Wildenhain Tel.: (0700) 4006-4006

Fax.: (0700) 4016-4016

e-mail: [email protected]

URL: www.isolux.de

JOMA Dämmstoffwerk GmbH 52

Jomaplatz, 87752 Holzgünz Tel.: (08393) 78-0

Fax.: (08393) 78-15

e-mail: [email protected]

URL: www.joma.de

KEIMFARBEN GmbH & Co. KG 53

Keimstraße 16, 86420 Diedorf Tel.: (0821) 4802-0

Fax.: (0821) 4802-210

e-mail: [email protected]

URL: www.keimfarben.de

Klimatec-System Bau- und Dämmstoff GmbH 54

Steindorfer Strasse 15, 86511 Schmiechen Tel.: (08206) 9030771

Fax.: (08206) 9030772

e-mail: [email protected]

URL: www.klimatec-system.de

Knauf Dämmstoffe 55

Industrieweg 1, 59329 Wadersloh-Liesborn Tel.: (02523) 67-0

Fax.: (02523) 67-30

e-mail: [email protected]

URL: www.knauf-daemmstoffe.de

1.42

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen KNAUF PERLITE GmbH

56

Postfach 10 30 64, 44030 Dortmund Tel.: (0231) 9980-01

Fax.: (0231) 9980-138

e-mail: [email protected]

URL: www.knauf-perlite.de

lambdasave GmbH 57

Am Duckeldamm, 26725 Emden Tel.: (04921) 9768-00

Fax.: (04921) 9768-99

e-mail: [email protected]

URL: www.lambdasave.de

LAMISOL Schülke-Lammer 58

Augsburger Straße 33, 86862 Lamerdingen Tel.: (08241) 6021

Fax.: (08241) 996912

e-mail: -

URL: -

Liapor GmbH & Co. KG 59

Industriestraße 2, 91352 Hallerndorf-Pautzfeld Tel.: (09545) 448-0

Fax.: (09545) 448-80

e-mail: [email protected]

URL: www.liapor.com

Bauelemente GmbH F. J. Linzmeier 60

Industriestrasse 21, 88499 Riedlingen Tel.: (07371) 1806-0

Fax.: (07371) 1806-96

e-mail: [email protected]

URL: www.linzmeier.de

MACO DACH GmbH 61

Hofer Straße 21, 95233 Helmbrechts Tel.: (09252) 9919-0

Fax.: (09252) 9919-29

e-mail: [email protected]

URL: www.maco-dach.de

Magu GmbH 62

An der Hochstrasse, 78183 Hüfingen Tel.: (0771) 92250

Fax.: (0771) 6788

e-mail: [email protected]

URL: www.magu.de

Makor Vertriebsgesellschaft mbH 63

Lange Straße 13, 48282 Emsdetten Tel.: (02572) 96048-0

Fax.: (02572) 96048-29

e-mail: [email protected]

URL: www.makor.de

1.43 MEHA Dämmstoff GmbH 64

1

Böhler Weg 6-10, 67105 Schifferstadt Tel.: (06235) 9255-0

Fax.: (06235) 9255-20

e-mail: [email protected]

URL: www.meha.de

Novoroc SA 65

Route de la Madeleine 1b, CH-1966 Ayent VS Tel.: +41 273985600

Fax.: +41 273984117

e-mail: [email protected]

URL: www.novoroc.ch

Odenwald Faserplattenwerk GmbH 66

Dr.-F. A.-Freundt-Straße 3, 63916 Amorbach Tel.: (09373) 201-0

Fax.: (09373) 201-130

e-mail: [email protected]

URL: www.owa.de

PAROC GmbH 67

Bahnhofstrasse 1, 28844 Weyhe Tel.: (04203) 8150-0

Fax.: (04203) 8150-99

e-mail: [email protected]

URL: www.paroc.de

PAVATEX GmbH 68

Wangener Str. 58, 88299 Leutkirch Tel.: (07561) 9855-0

Fax.: (07561) 9855-30

e-mail: [email protected]

URL: www.pavatex.de

Philippine GmbH & Co. Dämmstoffsysteme KG 69

Bövinghauser Str. 50-58, 44805 Bochum Tel.: (0234) 8796-0

Fax.: (0234) 8796-102

e-mail: [email protected]

URL: www.philippine-eps.de

POESIS-Dämmsysteme 70

Bückeburger Straße 47, 28205 Bremen Tel.: (0421) 4988877

Fax.: (0421) 4986141

e-mail: [email protected]

URL: www.sls20.de

poratec GmbH Dämmstoffsysteme 71

Industriestraße 13, 96120 Bischberg-Trosdorf Tel.: (09503) 4841

Fax.: (09503) 4824

e-mail: [email protected]

URL: www.poratec.de

1.44

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen Porextherm Dämmstoffe GmbH

72

Heisinger Straße 8, 87437 Kempten Tel.: (0831) 57536-0

Fax.: (0831) 57536-3

e-mail: [email protected]

URL: www.porextherm.com

puren Schaumstoff GmbH 73

Rengoldshauser Str. 4, 88662 Überlingen Tel.: (07551) 8099-0

Fax.: (07551) 8099-20

e-mail: [email protected]

URL: www.puren.com

Rigips GmbH 74

Schanzenstraße 84, 40549 Düsseldorf Tel.: (0211) 5503-0

Fax.: (0211) 5503-208

e-mail: [email protected]

URL: www.rigips.de

ROMONTA Ceralith GmbH 75

Chausseestraße 1, 06317 Amsdorf Tel.: (034601) 40-459

Fax.: (034601) 40-378

e-mail: [email protected]

URL: www.ceralith.de

Saint-Gobain Isover G+H AG 76

Bürgermeister-Grünzweig-Straße 1, 67059 Ludwigshafen Tel.: (0800) 5015501

Fax.: (0800) 5016501

e-mail: [email protected]

URL: www.isover.de

Schaumglas-Deutschland GmbH 77

Talstr. 3, 08606 Oelsnitz Tel.: (037421) 20782

Fax.: (037421) 26640

e-mail: [email protected]

URL: www.schaumglasschotter.de

SCHWENK Dämmtechnik GmbH & CO. KG 78

Isotexstrasse 1, 86899 Landsberg Tel.: (08191) 127-1

Fax.: (08191) 32954

e-mail: -

URL: www.schwenk.de

Seegras-Innovation GmbH 79

Dorfstraße 6, 23948 Niederklütz Tel.: (038825) 24127

Fax.: (038825) 24128

e-mail: [email protected]

URL: www.seegras-innovation.com

1.45 Steinbacher Dämmstoff GmbH 80

1

Salzburgerstraße 35, A-6383 Erpfendorf/Tirol Tel.: +43 5352700-0

Fax.: +43 5352700-530

e-mail: offi[email protected]

URL: www.steinbacher.at

Iso-Flachs Benno Steiner GmbH 81

Soinweg 14, 83126 Flintsbach Tel.: (08034) 1037

Fax.: (08034) 8753

e-mail: -

URL: -

STEICO AG 82

Hans-Riedl-Str. 21 , 85622 Feldkirchen Tel.: (08999) 1551-0

Fax.: (08999) 1551-99

e-mail: [email protected]

URL: www.steico.com

Sto AG 83

Ehrenbachstraße 1, 79780 Stühlingen Tel.: (07744) 57-1010

Fax.: (07744) 57-2010

e-mail: [email protected]

URL: www.sto.de

swisspor AG 84

Bahnhofstraße 50, CH-6312 Steinhausen Tel.: +41 566789898

Fax.: +41 566789899

e-mail: [email protected]

URL: www.swisspor.com

TEKTON Werk GmbH 85

Tektonweg 1, 74861 Neudenau-Siglingen Tel.: (06298) 9229-0

Fax.: (06298) 9229-99

e-mail: [email protected]

URL: www.tekton-werk.de

Textilwerkstatt Weitersfelden Punkenhofer KEG 86

A-4272 Weitersfelden 110 Tel.: +43 79528588

Fax.: +43 795285884

e-mail: [email protected]

URL: www.textilwerstatt.at

Thermodach Dachtechnik Vertriebs GmbH 87

Werkstraße 5-7, 95707 Thiersheim Tel.: (09233) 7757-11

Fax.: (09233) 7757-40

e-mail: [email protected]

URL: www.thermodach.de

1.46

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen Thermal Ceramics de France

88

Route de Lauterbourg, F-67160 Wissembourg Tel.: (0800) 8274835

Fax.: (0800) 3974835

e-mail: [email protected]

URL: www.tc-sitec.com

Unidek Deutschland GmbH 89

Julius-Bamberger-Str. 8A, 28279 Bremen Tel.: (0421) 41441-0

Fax.: (0421) 51441-999

e-mail: [email protected]

URL: www.unidek.de

URSA Deutschland GmbH 90

Fuggerstraße 1d, 04158 Leipzig Tel.: (0341) 5211-100

Fax.: (0341) 5211-109

e-mail: [email protected]

URL: www.ursa.de

va-Q-tec AG 91

Karl-Ferdinand-Braun-Str. 7, 97080 Würzburg Tel.: (0931) 35942-0

Fax.: (0931) 35942-10

e-mail: [email protected]

URL: www.va-q-tec.com

Willich Dämmstoffe+Isoliersysteme GmbH & Co. 92

Bünnerhelfstraße 10, 44379 Dortmund Tel.: (0231) 9614180

Fax.: -

e-mail: -

URL: -

Xella International GmbH 93

Franz-Haniel Platz 6-8, 47119 Duisburg Tel.: (0800) 5235665

Fax.: (0800) 5356578

e-mail: [email protected]

URL: www.xella.de

ZEMMERITH Leichtbauplattenwerk GmbH 94

Am Schießberg 35, 54313 Zemmer Tel.: (06580) 566

Fax.: (06580) 533

e-mail: [email protected]

URL: -

J.H. Ziegler GmbH & Co. KG 95

Fabrikstraße 2, 77855 Achern-Oberachern Tel.: (07841) 2027-0

Fax.: (07841) 2027-99

e-mail: [email protected]

URL: www.ziegler-nonwovens.de

1.47

1.5 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte

1

1.5.1 Putze, Mörtel, Asphalt und Estriche Tabelle 1.5.1-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31]

1

2

λ ρ [kg/m³] [W/(m·K)]

1 Stoff 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 30 31 32 33

Putze Putzmörtel aus Kalk, Kalkzement und hydraulischem Kalk Putzmörtel aus Kalkgips, Gips, Anhydrit und Kalkanhydrit

(1800) (1400) < 1300 d 1000 d 700 (1200)

Leichtputz Gipsputz ohne Zuschlag Wärmedämmputz nach DIN 18550-3 [26] Wärmeleitfähigkeitsgruppe

060 070 080 090 100

Kunstharzputz Mauermörtel Zementmörtel Normalmörtel (NM) Dünnbettmauermörtel (DM) Leichtmauermörtel (LM) nach DIN 1053-1 [7]

Leichtmauermörtel

Asphalt Asphalt Estriche Zement-Estrich Anhydrit-Estrich Magnesia-Estrich

3

LM21 LM36

1,0 0,70 0,56 0,38 0,25 0,51

4

μ [-] 15 / 35 10 15 / 20 10

(1100)

0,060 0,070 0,080 0,090 0,100 0,70

(2000) (1800) (1600) d 1000 d 700 250 400 700 1000 1500

1,6 1,2 1,0 0,36 0,21 0,10 0,14 0,25 0,38 0,69

2100

0,70

50000

(2000) (2100) 1400 2300

1,4 1,2 0,47 0,70

15 / 35

(t 200)

5 / 20

50 / 200

15 / 35

5 / 20

1.48

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.2 Beton

1

Tabelle 1.5.2-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31]

1

2

3

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)]

1 Stoff

4

μ [-]

2

1800

1,15

3

2000

1,35

2200

1,65

70 / 120 80 / 130

4

Beton

5 6 7

Stahlbeton

2400

2,00

1 % Stahlanteil

2300

2,3

2 % Stahlanteil

2400

2,5

8

800

0,39

9

900

0,44

10

1000

0,49

11 Leichtbeton und Stahlleichtbeton mit geschlossenem Gefüge 12 nach DIN EN 206 [30] und DIN 1045-1 [6], hergestellt unter 13 Verwendung von Zuschlägen mit porigem Gefüge nach 14 DIN 4226-2 [15] ohne Quarzsandzusatz 15 (Bei Quarzsandzusatz erhöhen sich die Werte von λ um 20 %)

1100

0,55

1200

0,62

1300

0,70

1400

0,79

1500

0,89

16

1600

1,0

17

1800

1,3

18

2000

1,6

19

300

0,10

20

350

0,11

21

400

0,13

22

450

0,15

23

500

0,16

24

550

0,18

25 Dampfgehärteter Porenbeton nach DIN 4223-1 [13]

600

0,19

26

650

0,21

27

700

0,22

28

750

0,24

29

800

0,25

30

900

0,29

31

1000

0,31

(fortgesetzt auf nächster Seite)

60 / 100

80 / 130

70 / 150

5 / 10

1.49 Tabelle 1.5.2-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31] (Fortsetzung)

1 Stoff 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - mit nichtporigen Zuschlägen nach DIN 4226-1 [14], z.B. Kies

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - mit porigen Zuschlägen nach DIN 4226-1 [14], ohne Quarzsandzusatz (Bei Quarzsandzusatz erhöhen sich die Werte von λ um 20 %)

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - ausschließlich unter Verwendung von Naturbims

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - ausschließlich unter Verwendung von Blähton

2

3

λ ρ [kg/m³] [W/(m·K)] 1600 1800 2000 600 700 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

0,81 1,1 1,4 0,22 0,26 0,28 0,36 0,46 0,57 0,75 0,92 1,2 0,16 0,18 0,21 0,24 0,28 0,32 0,37 0,41 0,47 0,13 0,16 0,19 0,23 0,27 0,30 0,35 0,39 0,44 0,50 0,55 0,60 0,68 0,76

4

μ [-] 3 / 10 5 / 10

5 / 15

5 / 15

5 / 15

1

1.50

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.3 Bauplatten

1

Tabelle 1.5.3-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1 1 Stoff 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

2

3

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)]

Porenbetonbauplatten und Porenbeton-Planbauplatten, unbewehrt nach DIN 4166 [12] 400 0,20 500 0,22 Porenbeton-Bauplatten (Ppl) mit normaler Fugendicke und 600 0,24 Mauermörtel nach DIN 1053-1 [7] verlegt 700 0,27 800 0,29 300 0,10 350 0,11 400 0,13 450 0,15 500 0,16 550 0,18 Porenbeton-Planbauplatten (Pppl), dünnfugig verlegt 600 0,19 650 0,21 700 0,22 750 0,24 800 0,25 800 0,29 900 0,32 Wandbauplatten aus Leichtbeton nach DIN 18 162 [23] 1000 0,37 1200 0,47 1400 0,58 600 0,29 750 0,35 Wandbauplatten aus Gips nach DIN 18 163 [24], auch mit 900 0,41 Poren, Hohlräumen, Füllstoffen oder Zuschlägen 1000 0,47 1200 0,58 Gipskartonplatten nach DIN 18 180 [25] 800 0,25

4

μ [-]

5 / 10

5 / 10

5 / 10

5 / 10

8 / 25

1.51

1.5.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln Tabelle 1.5.4-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1 1 Stoff 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 30 31 32 33 34

Mauerwerk aus Vollklinkern (KMz), Hochlochklinkern (KHLz) oder Keramikklinkern mit Normalmörtel oder Dünnbettmörtel

Mauerwerk aus Vollziegeln (Mz) , Hochlochziegeln (HLz) oder Füllziegeln mit Normalmörtel oder Dünnbettmörtel

Mauerwerk aus Hochlochziegeln (HLz) mit Lochung A und B nach DIN 105-2 [1] und E DIN 105-6 [2]

Mauerwerk aus Hochlochziegeln (HLzW) und Wärmedämmziegeln (WDz) nach DIN 105-2 [1], h t 238 mm

(fortgesetzt auf nächster Seite)

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

1800 2000 2200 2400 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

0,81 0,96 1,2 1,4 0,50 0,58 0,68 0,81 0,96 1,2 1,4 LM21/LM36 NM/DM 0,27 0,32 0,28 0,33 0,30 0,35 0,31 0,36 0,33 0,38 0,34 0,39 0,36 0,41 0,37 0,42 0,38 0,44 0,40 0,45 LM21/LM36 NM/DM 0,19 0,22 0,20 0,23 0,20 0,23 0,21 0,24 0,22 0,25 0,23 0,26 0,23 0,26 0,24 0,27 0,25 0,28 0,26 0,29

50 / 100

5 / 10

5 / 10

5 / 10

1

1.52

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Tabelle 1.5.4-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9] (Fortsetzung)

1 Stoff 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

Mauerwerk aus Plan-Wärmedämmziegeln (PWDz) nach E DIN 105-6 [1], h t 248 mm mit Normalmörtel oder Dünnbettmörtel

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

0,20 0,21 0,21 0,22 0,23 0,24 0,24 0,25 0,26 0,27

5 / 10

Tabelle 1.5.4-2 Rohdichte ρ und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ für Wärmedämmziegel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (nach Herstellerangabe)

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

ρ [kg/m³]

2

3

λ [W/(m·K)]

Zulassung/ Bescheid

unipor LM21 LM36 NM Plan-Niedrigenergieziegel PNE

Niedrigenergieziegel NE

Gitterziegel GZ

Unipor-Deltaziegel D

Unipor-Delta-Planziegel PD

(fortgesetzt auf nächster Seite)

650 700 750 650 700 750 600 650 700 750 600 650 700 600 650 700

0,13 0,14 0,16 0,11 0,12 0,13 0,14 0,11 0,12 0,13

DM MM 0,14 0,14 0,16

0,16 0,18 0,16 0,18 0,16 0,21 0,14 0,14 0,16 0,18 0,12 0,13 0,14

Z-17.1-679

Z-17.1-636

Z-17.1-720

Z-17.1-767 0,11 0,12 0,13

Z-17.1-756/ 819

1.53 Tabelle 1.5.4-2 Rohdichte ρ und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ für Wärmedämmziegel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (nach Herstellerangabe) (Fortsetzung)

1 Stoff

ρ [kg/m³]

2

3

λ [W/(m·K)]

Zulassung/ Bescheid

unipor LM21 LM36 NM 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Gitter-Planziegel GPZ

Delta-Ziegel D

Delta-Mittelbettziegel MD

unipor-WS-Planziegel PWS

unipor-WS-Ziegel

600 650 700 750 600 650 700 600 650 700 800 850 900 800 850 900

DM MM 0,11 0,12 0,13 0,14

0,11 0,12 0,12 0,13 0,13 0,14

Z-17.1-721

Z-17.1-767 0,11 0,12 0,13 0,12 0,13 0,14

0,13 0,16 0,14 0,18 0,15 0,18

Z-17.1-768

Z-17.1-795/ 796

Z-17.1-818

Wienerberger LM21 LM36 NM POROTON-Planziegel-T9 POROTON-Planziegel-T12 POROTON-Planziegel-T14 POROTON-Planziegel-T16 POROTON-Planziegel-T POROTON-Objektziegel-T12

POROTON-Hochlochziegel-Plan-T

POROTON-Planelement T 500 POROTON-Keller-Planziegel-T

(fortgesetzt auf nächster Seite)

650 650 700 750 800 800 800 800 900 1200 1400 1000 800 900

DM MM 0,09 0,12 0,14 0,16 0,16 0,18 0,12 0,39 0,42 0,50 0,58 0,45 0,18 0,42

Z-17.1-674 Z-17.1-628 Z-17.1-651 Z-17.1-490/ 651 Z-17.1-678 Z-17.1-812

Z-17.1-728

Z-17.1-706 Z-17.1-678 Z-17.1-728

1

1.54

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Tabelle 1.5.4-2 Rohdichte ρ und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ für Wärmedämmziegel mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (nach Herstellerangabe) (Fortsetzung)

1 Stoff

ρ [kg/m³]

2

3

λ [W/(m·K)]

Zulassung/ Bescheid

Wienerberger 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

POROTON-Blockziegel-T12 POROTON-Blockziegel-T14 POROTON-Blockziegel-T16 POROTON-Blockziegel-T

LM36 NM

650 700 750 800 800 900

LM21 0,12 0,14 0,16 0,16 0,18 0,21

800 900 800

LM21 0,16 0,21 0,16

LM36 NM 0,18 0,21 0,24 0,18 0,21

800

0,18 0,21 0,24

0,16 0,18 0,18 0,21 0,21

DM

MM Z-17.1-627 Z-17.1-673

0,18 0,21 0,21 0,24 0,24

Z-17.1-673/ 489/340 Z-17.1-383

klimaton Ziegel

klimaton ST klimaton STw

63 klimaton SB

DM

MM Z-17.1-328 W 29/93 W 35/83 W 06/85

1.55

1.5.5 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Hüttensteinen und Porenbeton-Plansteinen Tabelle 1.5.5-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1 1 Stoff 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Mauerwerk aus Kalksandsteinen nach DIN 106-1 [3] oder DIN 106-2 [4] mit Normalmörtel oder Dünnbettmörtel

Mauerwerk aus Hüttensteinen nach DIN 398 [5]

Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen (PP) nach DIN 4165 [11] mit Dünnbettmörtel

2

3

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)] 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 1000 1200 1400 1600 1800 2000 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

0,50 0,56 0,70 0,79 0,99 1,1 1,3 0,47 0,52 0,58 0,64 0,70 0,76 0,10 0,11 0,13 0,15 0,16 0,18 0,19 0,21 0,22 0,24 0,25

4

μ [-] 5 / 10

15 / 25

70 / 100

5 / 10

1

1.56

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.6 Mauerwerk aus Betonsteinen

1

Tabelle 1.5.6-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1 1 Stoff 2 3 Hohlblöcke (HBl) nach DIN 18 151 [20] 4 5 Gruppe 1: 6 Steinbreite [cm] Anzahl der Kammerreihen 7 17,5 t2 8 24 t3 9 30 t4 10 36,5 t5 11 49 t6 (Bei Quarzsandzusatz erhöhen sich die Werte von λ 12 für 2 K HBl um 20 % und für 3 K HBl bis 6 K HBl um 13 15 %) 14 Hohlblöcke (HBl) nach DIN 18 151 [20] und 15 Hohlwandplatten nach DIN 18 148 [19] 16 Gruppe 2 17 Steinbreite [cm] Anzahl der Kammerreihen 18 11,5 d1 19 17,5 d1 20 24 d2 21 30 d3 22 36,5 d4 23 49 d5 24 25 26 27 28 29 Vollblöcke (Vbl S-W) nach DIN 18 152 [21] 30 31 32 33 (fortgesetzt auf nächster Seite)

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

450 500 550 600 650 700 800 900 1000

LM21 0,20 0,22 0,23 0,24 0,26 0,28 0,31 0,34

LM36 0,21 0,23 0,24 0,25 0,27 0,29 0,32 0,36

NM 0,24 0,26 0,27 0,29 0,30 0,32 0,35 0,39 0,45

1200

0,53

1400

0,65

450 500 550 600 650 700 800 900 1000 1200 1400 450 500 550 600 650 700 800 900 1000

0,22 0,24 0,26 0,27 0,29 0,30 0,34 0,37

0,23 0,25 0,27 0,28 0,30 0,32 0,36 0,40

0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,21 0,25 0,28

0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23 0,26 0,29

0,28 0,30 0,31 0,32 0,34 0,36 0,41 0,46 0,52 0,60 0,72 0,18 0,20 0,21 0,22 0,23 0,25 0,27 0,30 0,32

5 / 10

5 / 10

5 / 10

1.57 Tabelle 1.5.6-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9] (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

LM21 LM36 NM 34 35

450 500

0,22 0,23

0,23 0,24

0,28 0,29

36

550

0,24

0,25

0,30

37

600

0,25

0,26

0,31

38

650

0,26

0,27

0,32

39 Vollblöcke (Vbl) und Vollblöcke mit Schlitzen 40 (Vbl S) nach DIN 18 152 [21] aus Leichtbeton mit 41 anderen leichten Zuschlägen als Naturbims und 42 Blähton

700

0,27

0,28

0,33

800

0,29

0,30

0,36

900

0,32

0,32

0,39

1000

0,34

0,35

0,42

43

1200

0,49

44

1400

0,57

45

1600

0,69

46

1800

0,79

47

2000

48 49

450 500

0,21 0,22

0,22 0,23

0,31 0,32

50

550

0,23

0,25

0,33

51

600

0,24

0,26

0,34

52

650

0,25

0,27

0,35

53

700

0,27

0,29

0,37

54

800

0,30

0,32

0,40

900

0,33

0,35

0,43

1000

0,36

0,38

0,46

55

Vollsteine (V) nach DIN 18 152 [21]

56

10 / 15

0,89

57

1200

0,54

58

1400

0,63

59

1600

0,74

60

1800

0,87

61

2000

0,99

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5 / 10

5 / 10

10 / 15

1

1.58

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Tabelle 1.5.6-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9] (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

LM21 LM36 NM 62

800

0,60

63

900

0,65

64

1000

0,70

65

1200

0,80

66

1400

0,90

1600

1,1

68

1800

1,2

69

2000

1,4

70

2200

1,7

71

2400

2,1

67

Mauersteine nach DIN 18 153 [22] aus Beton

5 / 15

20 / 30

1.59

1.5.7 Wärmedämmstoffe Die in Tabelle 1.5.7-1 tabellierten Werte der Wärmeleitfähigkeit λ beziehen sich auf die Normenreihe der DIN 13 162 [32] bis DIN 13 171 [41]. Hiermit entfällt die bisherige Unterteilung in Wärmeleitfähigkeitsgruppen zugunsten einer genaueren Regelung. Der Bemessungswert λ ergibt sich in Abhängigkeit des Nennwertes λD. Hinsichtlich der Größenordnung des Bemessungswertes λ wird in die Kategorien I und II unterschieden. In Kategorie I werden Produkte eingeordnet, die ausschließlich CE gekennzeichnet sind. In Kategorie II werden Produkte aufgenommen, die zusätzlich einer Fremdüberwachung (nach ABZ) unterliegen. Die Bemessungswerte in Kategorie I ergeben sich durch Multiplikation der entsprechenden Werte der Kategorie II mit einem Sicherheitsbeiwert von γ = 1,2. Einen Überblick über verfügbare Produkte im Bereich der Dämmstoffe und die jeweils zugeordneten physikalischen Kenngrößen gibt [L5]. Tabelle 1.5.7-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31]

1 1 Stoff 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

Mineralwolle nach DIN EN 13 162 [32] (MW) Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,030 0,031 0,032 10 bis 200 0,033 … 0,050 Exp. Polystyrolschaum nach DIN EN 13 63 [33] (EPS) Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,030 0,031 0,032 10 bis 50 0,033 … 0,050 Extr. Polystyrolschaum nach DIN EN 13 164 [34] (XPS) Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,026 0,027 0,028 20 bis 65 0,029 … 0,040

(fortgesetzt auf nächster Seite)

Kat. II

Kat. I

0,030 0,031 0,032 0,033 … 0,050

0,036 0,037 0,038 0,040 … 0,060

1

0,030 0,031 0,032 0,033 … 0,050

0,036 0,037 0,038 0,040 … 0,060

20 bis 100

0,026 0,027 0,028 0,029 … 0,040

0,031 0,032 0,034 0,035 … 0,048

80 bis 250

1

1.60

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Tabelle 1.5.7-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31] (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

Kat. II

Kat. I

0,020

0,024

0,021

0,025

0,022

0,026

0,023

0,028

…

…

0,040

0,048

24 Polyurethan-Hartschaum nach DIN EN 13 165 [35] (PUR) 25 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 26

0,020 0,021

27

0,022

28

0,023

29

… 0,040

30

28 bis 55

40 bis 200

31 Phenolharz-Hartschaum nach DIN EN 13 166 [36] (PF) 32 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 33

0,020 0,021

0,020

0,024

0,021

0,025

34

0,022

0,022

0,026

35

0,023

0,023

0,028

36 37

… 0,045

… 0,045

… 0,054

39 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 40

0,038 0,039

0,038

0,046

0,039

0,047

41

0,040

0,040

0,048

42

0,041

0,041

0,049

43

… 0,055

20 bis 50

10 bis 50

38 Schaumglas nach DIN EN 13 167 [37] (CG)

44

100 bis 150

…

…

0,055

0,066

f

45 Blähperlit nach DIN EN 13 169 [39] (EPB) 46 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 47

0,038 0,039

0,038

0,046

0,039

0,047

48

0,040

0,040

0,048

49

0,041

0,041

0,049

50

… 0,055

51 (fortgesetzt auf nächster Seite)

30 bis 150

…

…

0,055

0,066

5

1.61 Tabelle 1.5.7-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31] (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

Kat. II 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

Exp. Kork nach DIN EN 13 170 [40] (ICB) Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD

Kat. I

0,041 0,049 0,040 0,041 0,042 0,050 0,042 0,043 0,052 90 bis 140 5 bis 10 0,043 0,044 0,053 … … … 0,055 0,056 0,067 Holzfaserdämmstoff nach DIN EN 13 171 [41] (WF) 0,035 0,043 0,032 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,033 0,036 0,044 0,034 0,037 0,045 0,035 0,038 0,046 150 bis 0,036 0,039 0,047 250 5 0,037 0,040 0,048 (Platten) 0,038 0,041 0,049 0,039 0,043 0,052 … … … 0,065 0,065 0,085 Mehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN EN 13 168 [38] (WW-C) mit Hartschaumschicht nach DIN EN 13 163 [33] 0,030 0,036 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,030 0,031 0,031 0,037 0,032 60 bis 300 0,032 0,038 20 bis 50 [L5] 0,033 0,033 0,040 … 0,050 0,050 0,060 Mehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN EN 13 168 [38] (WW-C) mit Mineralfaserschicht nach DIN EN 13 162 D3] 0,035 0,042 0,035 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λD 0,036 0,036 0,043 180 bis 0,037 0,037 0,044 300 1 0,038 0,038 0,046 [L5] … 0,050 0,050 0,060

(fortgesetzt auf nächster Seite)

1

1.62

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

Tabelle 1.5.7-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9], [31] (Fortsetzung)

1

2

3

ρ [kg/m³]

Stoff

λ [W/(m·K)] Kat. II

Zement

Kauster

4

μ [-] Kat. I

Zement Kauster Zement Kauster

84 Holzwolle-Leichtbauplatten (WW) nach DIN EN 13 168 [38] 85 Nennwert der 86 Wärmeleitfähigkeit λD

0,060 0,061

0,060 0,060

0,063 0,061 0,076 0,073

87

0,062

0,061

0,078 0,076

88

0,063

89

0,064

90

0,065

0,065 0,063 350 bis 0,062 0,066 0,064 600 0,063 0,068 0,065 [L5] 0,064 0,069 0,066

91

… 0,10

… 0,10

92

0,064 0,062 0,077 0,074 0,079 0,077 0,082 0,078

2 bis 5

0,083 0,079

…

…

…

…

0,11

0,11

0,13

0,13

93 Mehrschicht-Leichtbauplatten (WW-C) nach DIN EN 13 168 [38] mit Holzwolleschicht 0,11 0,10 0,14 0,13 94 Nennwert der 0,10 0,10 95 Wärmeleitfähigkeit λD 0,11 0,11 0,12 0,11 0,15 0,14 460 bis 96 0,12 0,12 0,13 0,12 0,16 0,15 650 97 0,13 0,13 0,14 0,13 0,17 0,16 0,14 0,14 98 0,15 0,14 0,18 0,17

2 bis 5

1.63

1.5.8 Holz und Holzwerkstoffe Tabelle 1.5.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [31]

1 Stoff 1

2

3

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)]

4

μ [-]

500

0,13

20 / 50

700

0,18

50 / 200

300

0,09

50 / 150

500

0,13

70 / 200

700

0,17

90 / 220

6

1000

0,24

110 / 250

7 Zementgebundene Spanplatte

1200 300

0,23 0,10

30 / 50 10 / 50

600

0,14

15 / 50

900

0,18

20 / 50

650 250

0,13 0,07

30 / 50 2/5

400

0,10

5 / 10

600

0,14

12 / 10

800

0,18

20 / 10

2

Konstruktionsholz

3 4 5

Sperrholz

8 9 Spanplatte1) 10 11 OSB-Platten 12 13 14

Holzfaserplatte einschl. MDF1)

15 1)

In [3] werden teilweise abweichende Werte für die Wärmeleitfähigkeit angegeben

(OSB  oriented strand board; MDF  medium density fibre board)

1

1.64

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe, Dachbahnen, Folien

1

Tabelle 1.5.9-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ bzw. wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke sd [9], [31]

1 1 Stoff

2

3

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)]

4

μ [-]

2 Fußbodenbeläge 3 Kunststoff

1700

0,25

10000

4 Korkfliesen

> 400

0,065

20 / 40

5 Teppich / Teppichböden

200

0,06

5

6 Linoleum

1200

0,17

7 Keramik / Porzellan

2300

1,3

800 / 1000 f

9 Silikon ohne Füllstoff

1200

0,35

5000

10 Silikon mit Füllstoffen

1450

0,50

5000

70

0,05

60

13 Bitumendachbahn nach DIN 52 128 [27]

(1200)

0,17

10000 / 80000

14 Nackte Bitumenbahnen nach DIN 52 129 [28]

(1200)

0,17

2000 / 20000

15 Glasvlies-Bitumendachb. nach DIN 52 143 [29]

-

0,17

20000 / 60000

16

-

-

50000 / 75000 (2,0K)

8 Abdichtstoffe

11 Polyurethanschaum (PU) 12 Dachbahnen

17

Kunststoff-Dachb. nach DIN 16 729 [16] (ECB)

-

-

70000 / 90000 (2,0)

18 Kunststoff-Dachb. nach DIN 16 730 [17] (PVC-P)

-

-

10000 / 30000

19 Kunststoff-Dachb. nach DIN 16 731 [18] (PIB)

-

-

40000 / 1750000

21 PTFE-Folien, d t 0,05 mm

-

-

10000

22 PA-Folien, d t 0,05 mm

-

-

50000

23 PP-Folien, d t 0,05 mm

-

-

20 Folien

1000

sd [m]

24 weitere Folien 25 PE-Folie, d = 0,15 mm

-

-

50

26 PE-Folie, d = 0,25 mm

-

-

100

27 PE-Folie (gestapelt), d = 0,15 mm

-

-

8

28 Polyestherfolie, d = 0,2 mm

-

-

50

29 PVC-Folie

-

-

30

30 Aluminiumfolie, d = 0,05 mm

-

-

1500

31 Bituminiertes Papier, d = 0,1 mm

-

-

2

32 Aluminiumverbundfolie, d = 0,4 mm

-

-

10

(PTFE  Polytetrafluorethylen; PA  Polyamid; PP  Polypropylen; PE  Polyäthylen; PVC  Polyvinylchlorid)

1.65

1.5.10 Lose Schüttungen Tabelle 1.5.10-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1

2

3

4

ρ λ [kg/m³] [W/(m·K)]

1 Stoff

μ [-]

2 Lose Schüttungen aus porigen Stoffen 3

- Blähperlit

(d 100)

0,060

4

- Blähglimmer

(d 100)

0,070

5

- Korkschrot, expandiert

(d 200)

0,055

6

- Hüttenbims

(d 600)

0,13

7

- Blähton, Blähschiefer

(d 400)

0,16

8

- Bimskies

(d 1000)

0,19

9

- Schaumlava

(d 1200)

0,22

(d 1500)

0,27

(15)

0,050

3

(1800)

0,70

3

10 11 Lose Schüttungen aus Polystyrolschaumstoff-Partikeln 12 Lose Schüttungen aus Sand, Kies, Splitt (trocken)

3

1.5.11 Glas, Natursteine Tabelle 1.5.11-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [31]

1 1 Stoff 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Glas Natronglas (incl. Floatglas) Quarzglas Natursteine Granit Marmor Schiefer

Kalkstein

Sandstein Naturbims

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

2500 2200

1,00 1,40

f f

2500 bis 2700 2800 2000 bis 2800 1600 1800 2000 2200 2600 2600 400

2,8 3,5 2,2 0,85 1,1 1,4 1,7 2,3 2,3 0,12

10000 10000 800 / 1000 20 / 30 25 / 40 40 / 50 150 / 200 200 / 250 30 / 40 6/8

1

1.66

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.12 Lehmbaustoffe

1

Tabelle 1.5.12-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [9]

1 1 Stoff 2 Lehmbaustoffe 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0,14 0,17 0,21 0,25 0,30 0,35 0,47 0,59 0,73 0,91 1,1

5 / 10

1.5.13 Metalle Tabelle 1.5.13-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [31]

1

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

2800 8700 8400

160 65 120

6 Kupfer

8900

380

7 Gusseisen

7500

50

8 Blei

11300

35

1 Stoff 2 3 4 5

Metalle Aluminium-Legierungen Bronze Messing

9 Stahl

7800

50

10 Nichtrostender Stahl

7900

17

11 Zink

7200

110

f

1.67

1.5.14 Böden Tabelle 1.5.14-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ

1

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

Quelle

1200 bis 1800 1700 bis 2200 k.A. k.A. k.A.

1,5 2,0 0,4 1,8 2,0

50 50 k.A. k.A. k.A.

[31] [31] [44] [44] [9]

8 Sand, trocken

k.A.

0,40 0,70

k.A.

[44] [103]

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A.

1,6 2,4 2,1 0,4 0,35 1,45 2,9 0,5 1,7 1,5 1,2 1,5

k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A. k.A.

[43] [44] [43] [44] [43] [103] [103] [44] [44] [9] [43] [43]

1 Stoff 2 3 4 5 6 7

Böden Ton / Schlick / Schlamm (naturfeucht) Sand / Kies (naturfeucht) Kies, trocken Kies, wassergesättigt Sand/Kies

Sand, trocken (8 % Feuchte) Sand, wassergesättigt nasser Sand Torf Torf, 100 % Feuchte Lehm, feucht Lehm, gesättigt Ton/Schluff, trocken Ton/Schluff, wassergesättigt Ton/Schluff Ton Schluff

1.5.15 Gase Tabelle 1.5.15-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [31]

1 1 Stoff 2 3 4 5 6 7 8

Gase trockene Luft Kohlendioxid Argon Schwefelhexafluorid Krypton Xenon

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

1,23 1,95 1,70 6,36 3,56 5,68

0,025 0,014 0,017 0,013 0,0090 0,0054

1

1

1.68

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.5.16 Gummi, Massive Kunststoffe

1

Tabelle 1.5.16-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [31]

1 1 Stoff 2 Gummi 3 Naturkautschuk 4 Neopren (Plychloroplen) 5

Butylkautschuk (Isobuthylenkautschuk),hart/heiß geschmolzen

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

Schaumgummi Hartgummi (Ebonit), hart Ethylen-Propylenedien, Monomer (EPDM) Polyisobuthylenkautschuk Polysulfid Butadien Massive Kunststoffe Akrylkunststoffe Polykarbonate Polytetrafluorethylenkunststoffe (PTFE) Polyvinylchlorid (PVC) Polymethylmethakrylat (PMMA) Polyazetatkunststoffe Polyamid (Nylon) Polyamid 6.6 mit 25 % Glasfasern Polyethylen (hohe Rohdichte) Polyethylen (niedrige Rohdichte) Polystyrol Polypropylen Polypropylen mit 25 % Glasfasern Polyurethan (PU) Epoxiharz Phenolharz Polyesterharz

2

3

4

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

μ [-]

910 1240

0,13 0,23

10000 10000

1200

0,24

200000

60 bis 80 1200 1150 930 1700 980

0,06 0,17 0,25 0,20 0,40 0,25

7000 f 6000 10000 10000 100000

1050 1200 2200 1390 1180 1410 1150 1450 980 920 1050 910 1200 1200 1200 1300 1400

0,20 0,20 0,25 0,17 0,18 0,30 0,25 0,30 0,50 0,33 0,16 0,22 0,25 0,25 0,20 0,30 0,19

10000 5000 10000 50000 50000 100000 50000 50000 100000 100000 100000 10000 10000 6000 10000 100000 10000

1.69

1.5.17 Wasser, Eis, Schnee

1

Tabelle 1.5.17-1 Rohdichte ρ und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit λ [31]

1 1 Stoff 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Wasser, Eis, Schnee Wasser bei 0°C Wasser bei 40 °C Wasser bei 80 °C Eis bei -10 °C Eis bei 0 °C Schnee, frisch gefallen (< 30 mm) Neuschnee, weich (30 bis 70 mm) Schnee, leicht verharscht (70 bis 100 mm) Schnee, verharscht (< 200 mm)

2

3

ρ [kg/m³]

λ [W/(m·K)]

1000 990 970 920 900 100 200 300 500

0,60 0,63 0,67 2,30 2,20 0,05 0,12 0,23 0,60

1.6 Wärme- und schalltechnische Kennwerte für Verglasungen

2

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

3 Maße Scheibenzwischenraum

1

2

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-1 Bauphysikalische Daten für Zweischeiben-Isolierverglasungen

Rw,P [dB ]

3

CLIMALIT

4/4

15

Luft

3,0

82

0,78

32

[105]

4

OKATHERM unbeschichtet

4/6

16

Luft

2,7

81

0,74

36

[104]

1.70

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

2

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

Beschreibung

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

1

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-2 Bauphysikalische Daten für 2-fach-Wärmeschutzverglasungen

Rw,P [dB]

premium

4/4

15

Argon

1,2

80

0,65

32

[102]

4

premium Kr

4/4

12

Krypton

1,1

80

0,65

30

[102]

2000

4/4

15

Argon

1,1

73

0,53

32

[102]

2000 Kr

4/4

12

Krypton

1,0

73

0,53

30

[102]

advance

4/4

15

Argon

1,1

76

0,58

32

[102]

8

advance Kr

4/4

12

Krypton

1,0

76

0,58

30

[102]

9

N Luft

4/4

12

Luft

1,7

80

0,63

30

[105]

10

N Luft

4/4

15(16)

Luft

1,4

80

0,63

32

[105]

11

N Argon

4/4

12

Argon

1,3

80

0,63

30

[105]

12

N Argon

4/4

15(16)

Argon

1,2

80

0,63

32

[105]

N Krypton

4/4

10

Krypton

1,1

80

0,63

32

[105]

N Bioclean

4/4

15(16)

Argon

1,2

77

0,61

32

[105]

Ultra N Luft

4/4

12

Luft

1,6

80

0,63

30

[105]

16

Ultra N Argon

4/4

15(16)

Argon

1,1

80

0,63

32

[105]

17

Ultra N Krypton

4/4

10

Krypton

1,0

80

0,63

32

[105]

18

Ultra N Bioclean

4/4

15(16)

Argon

1,1

78

0,61

32

[105]

19

4S

4/4

15(16)

Argon

1,1

71

0,42

32

[105]

20

SN 2-fach

4/4

16

Argon

1,2

79

0,63

31

[100]

SN 2-fach

4/4

12

Krypton

1,1

79

0,63

31

[100]

S3 2-fach

4/4

16

Argon

1,1

76

0,58

31

[100]

S3 2-fach

4/4

10

Krypton

1,0

76

0,58

31

[100]

Wärmeschutz

4/6

14

Argon

1,2

80

0,62

-

[104]

80/57 neutral

4/6

14

Argon

1,2

80

0,57

-

[104]

79/62 neutral

4/6

14

Argon

1,2

79

0,62

-

[104]

73/54 neutral

4/6

16

Argon

1,1

73

0,54

36

[104]

14 15

21 22 23 24 25 26 27

CLIMAPLUS

13

SGG

7

THERMOPLUS

6

OKATHERM

5

NEUTRALUX

3

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1.71

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

3 Maße Scheibenzwischenraum

Beschreibung

2

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-2 Bauphysikalische Daten für 2-fach-Wärmeschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

E

4/4

12

Luft

1,6

75

0,55

-

[106]

29

E

4/4

14

Luft

1,4

75

0,55

-

[106]

30

E

4/4

16

Luft

1,3

75

0,55

-

[106]

31

E

4/4

12

Argon

1,2

75

0,55

-

[106]

32

E

4/4

16

Argon

1,1

75

0,55

-

[106]

E

4/4

12

Krypton

1,0

75

0,55

-

[106]

N

4/4

12

Luft

1,6

79

0,63

-

[106]

N

4/4

14

Luft

1,5

79

0,63

-

[106]

N

4/4

16

Luft

1,4

79

0,63

-

[106]

37

N

4/4

20

Luft

1,4

79

0,63

-

[106]

38

N

4/4

12

Argon

1,3

79

0,63

-

[106]

39

N

4/4

14

Argon

1,2

79

0,63

-

[106]

40

N

4/4

16

Argon

1,2

79

0,63

-

[106]

41

N

4/4

20

Argon

1,2

79

0,63

-

[106]

42

S

4/4

16

Argon

1,2

81

0,64

-

[101]

43

S

5/6

16

Argon

1,2

80

0,63

-

[101]

44

S

6/6

16

Argon

1,2

79

0,63

-

[101]

45

S

4/4

14

Argon

1,2

81

0,64

-

[101]

S

5/6

14

Argon

1,2

80

0,63

-

[101]

S

6/6

14

Argon

1,2

79

0,63

-

[101]

S

4/4

12

Argon

1,3

81

0,64

-

[101]

49

S

5/6

12

Argon

1,3

80

0,63

-

[101]

50

S

6/6

12

Argon

1,3

79

0,62

-

[101]

51

S

6 / 8VSG

12

Argon

1,3

78

0,62

-

[101]

52

S

8 / 8VSG

12

Argon

1,3

77

0,60

-

[101]

34 35 36

46 47 48

iplus neutral

33

SANCO SILVERSTAR

28

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1

1.72

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-2 Bauphysikalische Daten für 2-fach-Wärmeschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

E

4/4

16

Argon

1,1

80

0,60

-

[101]

54

E

5/6

16

Argon

1,1

79

0,59

-

[101]

55

E

6/6

16

Argon

1,1

79

0,59

-

[101]

E

4/4

14

Argon

1,2

80

0,60

-

[101]

E

5/6

14

Argon

1,1

79

0,59

-

[101]

E

6/6

14

Argon

1,1

79

0,59

-

[101]

59

E

4/4

12

Argon

1,3

80

0,60

-

[101]

60

E

5/6

12

Argon

1,3

79

0,59

-

[101]

61

E

6/6

12

Argon

1,3

79

0,59

-

[101]

62

reno S

4/4

20

Luft

1,4

81

0,64

-

[101]

63

reno S

4/4

18

Luft

1,4

81

0,64

-

[101]

64

reno S

4/4

16

Luft

1,4

81

0,64

-

[101]

65

reno S

5/6

16

Luft

1,4

80

0,63

-

[101]

reno S

6/6

16

Luft

1,4

79

0,62

-

[101]

67

reno S

4/4

14

Luft

1,5

81

0,64

-

[101]

68

reno S

4/4

12

Luft

1,6

81

0,64

-

[101]

69

reno S

6 / 8VSG

12

Luft

1,6

78

0,62

-

[101]

70

reno S

8 / 8VSG

12

Luft

1,6

77

0,60

-

[101]

71

CS

4/4

16

Krypton

1,1

81

0,64

-

[101]

72

CS

5/6

16

Krypton

1,1

80

0,63

-

[101]

73

CS

6/6

16

Krypton

1,1

79

0,63

-

[101]

CS

4/4

12

Krypton

1,1

81

0,64

-

[101]

75

CS

5/6

12

Krypton

1,1

80

0,63

-

[101]

78

CS

6/6

12

Krypton

1,1

79

0,63

-

[101]

58

66

74

iplus

57

iplus

56

iplus neutral

53

1.73

2

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

3 Maße Scheibenzwischenraum

1

2

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-3 Bauphysikalische Daten für 3-fach-Wärmeschutzverglasungen

Rw,P [dB]

premium Kr

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

71

0,50

-

[102]

4

premium Kr

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

71

0,50

-

[102]

5

premium Kr

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

71

0,50

-

[102]

premium Ag

4/4/4

16/16

Argon

0,6

71

0,50

-

[102]

premium Ag

4/4/4

12/12

Argon

0,7

71

0,50

-

[102]

advance

4/4/4

8/8

Krypton

0,6

64

0,44

-

[102]

9

advance

4/4/4

10/10

Krypton

0,5

64

0,44

-

[102]

10

premium solar

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

71

0,56

-

[102]

11

premium solar

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

71

0,56

-

[102]

12

N

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

71

0,50

32

[105]

13

Ultra N

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

72

0,50

32

[105]

N

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

71

0,50

34

[105]

Ultra N

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

72

0,50

34

[105]

16

Solar

4/4/4

10/10

Krypton

0,7

75

0,61

34

[105]

17

Solar

4/4/4

12/12

Krypton

0,6

75

0,61

34

[105]

18

SN 3-fach

4/4/4

12/12

Argon

0,7

70

0,50

-

[100]

19

SN 3-fach

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

70

0,50

-

[100]

20

SN 3-fach

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

70

0,50

-

[100]

SN 3-fach

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

70

0,50

-

[100]

S3 3-fach

4/4/4

12/12

Argon

0,7

72

0,50

-

[100]

S3 3-fach

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

72

0,50

-

[100]

20

S3 3-fach

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

72

0,50

-

[100]

21

S3 3-fach

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

72

0,50

-

[100]

14 15

21 18 19

CLIMTOP

8

SGG

7

THERMOPLUS

6

NEUTRALUX

3

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1

1.74

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

23 24

OKATHERM Wärmeschutz 3x SANCO

22

Silverstar N 3-fach

25

5

6

7

8

Gesamtenergiedurchlassgrad

bewertetes Schalldämm-Maß

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

9

[mm]

[mm]

4/4/6

12/12

Krypton

0,5

72

0,51

-

[104]

4/4/4

12/12

Argon

0,7

71

0,51

-

[106]

4/4/4

16/16

Argon

0,6

71

0,51

-

[106]

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

71

0,51

-

[106]

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

Quelle

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-3 Bauphysikalische Daten für 3-fach-Wärmeschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

3E

4/4/4

16/16

Argon

0,6

71

0,47

-

[101]

27

3E

4/4/4

14/14

Argon

0,6

71

0,47

-

[101]

28

3E

4/4/4

12/12

Argon

0,7

71

0,47

-

[101]

3S

4/4/4

16/16

Argon

0,6

72

0,52

-

[101]

30

3S

4/4/4

14/14

Argon

0,7

72

0,52

-

[101]

31

3S

4/4/4

12/12

Argon

0,7

72

0,52

-

[101]

32

3C S

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

72

0,52

-

[101]

33

3C S

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

72

0,52

-

[101]

34

3C S

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

72

0,52

-

[101]

35

3C S

6/5/6

8/8

Krypton

0,7

70

0,50

-

[101]

3C E

4/4/4

12/12

Krypton

0,5

71

0,47

-

[101]

37

3C E

4/4/4

10/10

Krypton

0,6

71

0,47

-

[101]

38

3C E

4/4/4

8/8

Krypton

0,7

71

0,47

-

[101]

39

3C E

6/5/6

8/8

Krypton

0,7

69

0,46

-

[101]

36

iplus

29

iplus

26

1.75

2

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

3 Maße Scheibenzwischenraum

1

2

Glasdicken in mm innen/(mitte)/außen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-4 Bauphysikalische Daten für Schallschutzverglasungen

Rw,P [dB]

premium 25/36

6/4

15

Argon

1,2

79

0,65

36

[102]

4

premium 27/37

8/4

15

Argon

1,2

78

0,59

37

[102]

premium 27/38

8/4

15

Gemisch

1,4

78

0,59

38

[102]

prem. 29/38 A3

10 / 4

15

Argon

1,2

77

0,59

38

[102]

premium 30/39

10 / 4

16

Argon

1,2

77

0,59

39

[102]

premium 34/41

10 / 4

20

Gemisch

1,4

77

0,59

41

[102]

9

premium 36/42

12 / 4

20

Gemisch

1,6

76

0,55

42

[102]

10

prem. L-31-42

9/6

16

Argon

1,2

77

0,59

42

[102]

11

prem. L-39/44

11,5 / 8

20

Argon

1,2

74

0,55

44

[102]

12

prem. L-31/45

9/6

16

Gemisch

1,4

77

0,59

45

[102]

13

prem. L-35/45

9 / 10

16

Argon

1,2

75

0,59

45

[102]

14

prem. L-35/46

9,5 / 6

20

Gemisch

1,2

76

0,59

46

[102]

pre. L-34/46 A3

10 / 9,5

15

Gemisch

1,6

74

0,59

46

[102]

prem. LL-35/47

11,5/9,5

15

Argon

1,2

74

0,55

47

[102]

prem. LL-35/51

11,5/9,5

15

Gemisch

1,6

74

0,55

51

[102]

prem. LL-42/53

13,5/9,5

20

Gemisch

1,6

73

0,55

53

[102]

19

prem. AF-31/41

4-4/6

16

Argon

1,2

77

0,59

41

[102]

20

prem. AF-35/43

5-5/6

16

Argon

1,2

75

0,55

43

[102]

21

prem. AF-39/45

6-6/10

16

Argon

1,2

73

0,55

45

[102]

22

prem. AF-38/47

6-6/4-4

16

Argon

1,2

73

0,55

47

[102]

23

WS 26/36

6/4

15(16)

Argon

1,2

79

0,61

36

[105]

WS 22/37 Kr

6/4

12

Krypton

1,2

79

0,61

37

[105]

WS 24/37 Kr

8/4

12

Krypton

1,2

78

0,59

37

[105]

WS 28/37

8/4

15(16)

Argon

1,2

78

0,59

37

[105]

7 8

15 16 17 18

24 25 26

ISOLAR AKUSTEX

6

ACOUSTIC

5

ISOLAR AKUSTEX

3

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1

1.76

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken in mm außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-4 Bauphysikalische Daten für Schallschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

WS 28/38

VSG / 4

15(16)

Argon

1,2

77

0,55

38

[105]

28

WS 30/38

10 / 4

15(16)

Argon

1,2

77

0,57

38

[105]

WS 34/39

10 / 4

20

Argon

1,2

77

0,57

39

[105]

WS 36/40

10 / 6

20

Argon

1,2

76

0,56

40

[105]

31

WS 34/41

VSG / 4

20

Argon

1,2

77

0,56

41

[105]

32

WS 26/37

VSG-SI/4 15(16)

Argon

1,2

78

0,58

37

[105]

33

WS 28/39

VSG-SI/4 15(16)

Argon

1,2

77

0,56

39

[105]

34

WS 28/40

VSG-SI/6 15(16)

Argon

1,2

77

0,58

40

[105]

35

WS 24/41 Kr

VSG-SI/6

Krypton

1,1

77

0,58

41

[105]

36

WS 30/42

VSG-SI/6 15(16)

Argon

1,2

77

0,56

42

[105]

37

WS 34/42

VSG-SI/8

20

Argon

1,2

77

0,58

42

[105]

38

WS 26/43 Kr

VSG-SI/6

12

Krypton

1,1

77

0,56

43

[105]

WS 34/43

VSG-SI/6

20

Argon

1,2

77

0,56

43

[105]

WS 32/44

VSG-SI/10 15(16)

Argon

1,2

76

0,57

44

[105]

WS 36/44

VSG-SI/8

Argon

1,2

76

0,56

44

[105]

WS 34/45

VSG-SI/10 15(16)

Argon

1,2

75

0,56

45

[105]

WS 40/45

VSG-SI/8

Argon

1,2

76

0,56

45

[105]

WS 34/46

2xVSG-SI 15(16)

Argon

1,2

75

0,54

46

[105]

45

WS 42/46

VSG-SI/6

Argon

1,2

75

0,53

46

[105]

46

WS 37/47

2xVSG-SI 15(16)

Argon

1,2

73

0,52

47

[105]

47

WS 42/47

VSG-SI/10

24

Argon

1,2

75

0,56

47

[105]

48

WS 41/48

2xVSG-SI

20

Argon

1,2

73

0,52

48

[105]

49

WS 45/50

2xVSG-SI

24

Argon

1,2

73

0,52

50

[105]

50

WS 46/51

2xVSG-SI

24

Argon

1,2

73

0,51

51

[105]

51

WS 49/52

2xVSG-SI

24

Argon

1,2

71

0,50

52

[105]

39 40 41 42 43 44

CLIMAPLUS N SILENCE

30

SGG

29

ACOUSTIC

27

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

12

20 24 24

1.77

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

3 Maße Scheibenzwischenraum

Beschreibung

2

Glasdicken in mm innen/(mitte)/außen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-4 Bauphysikalische Daten für Schallschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

6/4

16

1,2

77

0,59

37

[100]

53

30/38

10 / 4

16

1,2

76

0,57

38

[100]

54

28/38 V

4/8VSG

16

1,2

77

0,63

38

[100]

55

30/38 X

4/10VSG

16

1,2

76

0,63

38

[100]

56

30/38 V

6/8VSG

16

1,2

76

0,61

38

[100]

57

29/39 L

4/8,8L

16

1,2

77

0,63

39

[100]

32/40 V

6/10VSG

16

1,2

75

0,61

40

[100]

31/41 GH

6/9GH

16

1,2

76

0,61

41

[100]

31/41 L

6/8,8L

16

1,2

76

0,61

41

[100]

33/42 GH

8/9GH

16

1,2

75

0,59

42

[100]

33/42 L

8/8,8L

16

1,2

75

0,59

42

[100]

33/43 L

8/9,1L

16

1,2

75

0,59

43

[100]

64

35/44 L

10/8,8L

16

1,2

75

0,57

44

[100]

65

35/45 L

10/9,1L

16

1,2

75

0,57

45

[100]

66

37/47 L

13/9L

16

1,2

74

0,55

47

[100]

67

38/49 L

13/9L

16

1,2

74

0,55

49

[100]

68

42/50 L

13/9L

20

1,2

74

0,55

50

[100]

69

26/37 Kr

6/4

16

1,1

78

0,61

37

[100]

24/37 Kr

8/4

12

1,1

77

0,59

37

[100]

30/40 Kr

10 / 4

16

1,1

76

0,57

40

[100]

31/43 Kr

6 / 9GH

16

1,1

76

0,61

43

[100]

33/44 Kr

8 / 9GH

16

1,1

75

0,59

44

[100]

37/48 Kr

12/9 GH

16

1,1

74

0,55

48

[100]

60 61 62 63

70 71 72 73 74

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

Krypton

59

PHONSTOP TH SN

58

Argon

28/37

PHONSTOP TH SN mit Argon

52

1

1.78

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken in mm innen/(mitte)/außen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-4 Bauphysikalische Daten für Schallschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

6/4

12

1,5

78

0,61

37

[100]

76

26/38

6/4

16

1,5

78

0,61

38

[100]

77

24/38

8/4

12

1,5

77

0,59

38

[100]

78

28/40 V

6/8VSG

14

1,5

76

0,61

40

[100]

79

28/40

10 / 4

14

1,5

76

0,57

40

[100]

80

32/41 V

10/8VSG

14

1,5

75

0,57

41

[100]

81

30/42 A3

4 / A3

16

1,5

76

0,63

42

[100]

82

30/42 A3 V

6 / A3

14

1,5

76

0,61

42

[100]

36/42

12 / 4

20

1,5

75

0,56

42

[100]

31/43 L

6 / 8,8L

16

1,5

76

0,61

43

[100]

27/44 GH

6 / 9 GH

12

1,5

76

0,61

44

[100]

33/44 LX

8 / 8,8L

16

1,5

75

0,59

44

[100]

31/45 GH

6 / 9 GH

16

1,5

76

0,61

45

[100]

29/45 GH

8 / 9 GH

12

1,5

75

0,59

45

[100]

89

35/45 L

6 / 12,8L

16

1,5

75

0,61

45

[100]

90

33/47 GH

10 / 9GH

14

1,5

75

0,57

47

[100]

91

35/47 GH V

13GH/8VSG

14

1,5

74

0,55

47

[100]

92

35/49 GH A3

9GH/A3

16

1,5

75

0,59

49

[100]

93

37/49 GH

12/9GH

16

1,5

74

0,55

49

[100]

94

36/52 GH

13GH/9GH

14

1,5

74

0,55

52

[100]

95

42/54 GH

13GH/9/GH

20

1,6

74

0,55

54

[100]

96

E 36/24

6/4

14

Argon

1,1

74

0,54

36

[106]

E 37/28

8/4

16

Argon

1,1

73

0,52

37

[106]

E 38/28

10 / 4

14

Argon

1,1

72

0,51

38

[106]

E 40/32

10 / 6

16

Argon

1,1

72

0,51

40

[106]

84 85 86 87 88

97 98 99

SANCO PHON

83

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

Argon / SF6

22/37

PHONSTOP mit Gasgemisch

75

1.79

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

3 Maße Scheibenzwischenraum

Beschreibung

2

Glasdicken in mm innen/(mitte)/außen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-4 Bauphysikalische Daten für Schallschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

N 36/24

6/4

14

Argon

1,2

79

0,61

36

[106]

101

N 37/28

8/4

16

Argon

1,2

78

0,58

37

[106]

102

N 38/28

10 / 4

14

Argon

1,2

77

0,57

38

[106]

103

N 40/32

10 / 6

16

Argon

1,2

76

0,56

40

[106]

SC N 37/27

8VSG / 4

14

Argon

1,2

78

0,56

37

[106]

SC N 38/28

8VSG / 4

16

Argon

1,2

78

0,57

38

[106]

SC N 40/30

8VSG / 6

16

Argon

1,2

77

0,57

40

[106]

SC N 41/32

8VSG / 8

16

Argon

1,2

76

0,57

41

[106]

SC N 42/34

10VSG / 8

16

Argon

1,2

75

0,55

42

[106]

SC N 44/35

8VSG / 10

16

Argon

1,2

75

0,56

44

[106]

110

SC N 45/37

8VSG / 10

18

Argon

1,2

75

0,56

45

[106]

111

SC N 47/36

8VSG /12VSG

16

Argon

1,2

74

0,56

47

[106]

112

SC N 49/41

12VSG /8VSG

20

Argon

1,2

74

0,53

49

[106]

113

SC N 50/42

12VSG /8VSG

20

Argon

1,2

74

0,53

50

[106]

114

36/26-1.1

6/4

16

Argon

1,2

80

0,63

36

[101]

115

37/28-1.1

8/4

16

Argon

1,2

79

0,61

37

[101]

116

37/29 V-1.1

9(A1) / 4

16

Argon

1,2

79

0,57

37

[101]

38/26 V-1.3

6 / 8VSG

12

Argon

1,3

77

0,57

38

[101]

10 / 4

20

Argon

1,2

79

0,59

39

[101]

8 / 12VSG

16

Argon

1,1

75

0,55

43

[101]

S 41/31VG1.1

VG9 / 6

16

Argon

1,2

77

0,56

41

[101]

121

S 44/35VG1.1

VG9 / 10

16

Argon

1,1

75

0,56

44

[101]

122

S 45/39VG1.1

VG13 / 6

16

Argon

1,1

74

0,53

45

[101]

123

S 48/38VG1.1

VG13 / VG6

16

Argon

1,1

75

0,53

48

[101]

105 106 107 108 109

117 118 119 120

iplus S / ipaphon

104

SANCO PHON SILVERSTAR

100

39/34-1.1 43/36 V-1.1

1

1.80

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

[mm]

[mm]

7

8

Ug-Wert [W/m²K] [%] g-Wert

9

Quelle

2

6

bewertetes Schalldämm-Maß

1

Beschreibung

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3 Maße Scheibenzwischenraum

2 Glasdicken innen/(mitte)/außen

1

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-5 Bauphysikalische Daten von Sonnenschutzverglasungen

Rw,P [dB]

platin 71/42/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

71

0,42

36

[102]

4

polaris 65/36/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

65

0,36

36

[102]

5

arctis 52/27/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

52

0,27

36

[102]

6

scandic 53/27/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

53

0,27

36

[102]

7

neutral 52/31 1,2

6/4

15-16

Argon

1,2

52

0,31

36

[102]

8

neutral 59/41/1,3

6/4

15-16

Argon

1,3

59

0,41

36

[102]

silber 56/47/1,2

6/4

15-16

Argon

1,2

56

0,47

36

[102]

silber 50/31/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

50

0,31

36

[102]

11

silber 42/27/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

42

0,27

36

[102]

12

silber-blau 37/29

6/4

15-16

Argon

1,2

37

0,29

36

[102]

13

blau 62/46/1,3

6/4

15-16

Argon

1,3

62

0,46

36

[102]

14

blau 40/24/1,2

6/4

15-16

Argon

1,2

40

0,24

36

[102]

15

smaragd 31/19/1,2

6/4

15-16

Argon

1,2

31

0,19

36

[102]

16

grün 59/31/1,1

6/4

15-16

Argon

1,1

59

0,31

36

[102]

17

SKN 165 60/30

6/4

15(16)

Argon

1,1

60

0,32

36

[105]

SKN 154 50/25

6/4

15(16)

Argon

1,1

50

0,27

36

[105]

KN 169 62/42

6/4

15(16)

Argon

1,3

62

0,44

36

[105]

SKN 172 66/38

6/4

15(16)

Argon

1,2

67

0,40

36

[105]

KB 159 53/39

6/4

15(16)

Argon

1,4

53

0,41

36

[105]

KN 155 50/36

6/4

15(16)

Argon

1,4

51

0,38

36

[105]

KS 147 44/27

6/4

15(16)

Argon

1,1

44

0,29

36

[105]

Silber

6/4

15(16)

Argon

1,2

59

0,47

36

[105]

Grün

6/4

15(16)

Argon

1,2

48

0,31

36

[105]

Klar

6/4

15(16)

Argon

1,2

40

0,36

36

[105]

Bronze

6/4

15(16)

Argon

1,2

21

0,23

36

[105]

19 20 21 22 23 24 25 26 27

CLIMAPLUS COOL-LITE

18

SGG

10

N ANTELIO

9

SOLARLUX

3

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1.81

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

3 Maße Scheibenzwischenraum

Beschreibung

2 Glasdicken außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-5 Bauphysikalische Daten von Sonnenschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

TB 140 Blau

6/4

15(16)

Argon

1,2

36

0,29

36

[105]

29

SS 120 Silber

6/4

15(16)

Argon

1,2

18

0,17

36

[105]

SS 432 Grün

6/4

15(16)

Argon

1,2

24

0,17

36

[105]

SR 132 Grau

6/4

15(16)

Argon

1,2

29

0,26

36

[105]

PB 120 N Blau

6/4

15(16)

Argon

1,2

18

0,19

36

[105]

33

ST 150 Neutral

6/4

15(16)

Argon

1,2

45

0,37

36

[105]

34

Blau 50/27

6/4

16

Argon

1,1

50

0,29

34

[100]

35

Brilliant 66/33

6/4

16

Argon

1,1

66

0,36

34

[100]

36

Brilliant 50/25

6/4

16

Argon

1,1

50

0,27

34

[100]

37

Brilliant 30/17

6/4

16

Argon

1,1

30

0,19

34

[100]

38

Neutral 70/40

6/4

16

Argon

1,1

71

0,43

34

[100]

39

Neutral 53/40

6/4

16

Argon

1,3

53

0,42

34

[100]

40

Neutral 51/37

6/4

16

Argon

1,3

51

0,39

34

[100]

Silber 50/30

6/4

16

Argon

1,2

50

0,32

34

[100]

Titan 65/41

6/4

16

Argon

1,1

65

0,43

34

[100]

Brilliant 57/35

6/4

16

Argon

1,1

58

0,37

34

[100]

44

Neutral 51/39

6/4

16

Argon

1,5

51

0,42

34

[100]

45

Auresin 66/40

6/4

16

Argon

1,2

66

0,42

34

[100]

46

Auresin 40/26

6/4

16

Argon

1,1

41

0,27

34

[100]

47

Auresin 39/25

6/4

16

Argon

1,2

41

0,27

34

[100]

48

Silber 50/32

6/4

16

Argon

1,1

51

0,35

34

[100]

49

Grün 38/28

6/4

16

Argon

1,2

40

0,29

34

[100]

50

Grau 49/39

6/4

16

Argon

1,2

48

0,41

34

[100]

31 32

41 42 43

INFRASTOP

30

N COOL-LITE

28

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1

1.82

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-5 Bauphysikalische Daten von Sonnenschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

80/57 neutral

4/6

14

Argon

1,2

80

0,57

-

[104]

52

79/62 neutral

4/6

14

Argon

1,2

79

0,62

-

[104]

53

73/54 neutral

4/6

14

Argon

1,2

73

0,54

-

[104]

54

68/37 neutral

4/6

14

Argon

1,1

68

0,37

-

[104]

55

67/37 neutral

4/6

14

Argon

1,1

67

0,37

-

[104]

56

64/44 neutral

4/6

14

Argon

1,3

64

0,44

-

[104]

57

64/35 neutral

4/6

14

Argon

1,2

64

0,35

-

[104]

58

58/45 blau

4/6

14

Argon

1,4

58

0,45

-

[104]

59

56/47 silber

4/6

14

Argon

1,2

56

0,47

-

[104]

60

55/28 grün

4/6

16

Argon

1,1

55

0,28

36

[104]

61

54/32 neutral

4/6

14

Argon

1,2

54

0,32

-

[104]

54/29 neutral

4/6

14

Argon

1,1

54

0,29

-

[104]

52/33 grün

4/6

14

Argon

1,3

52

0,33

-

[104]

52/31 neutral

4/6

14

Argon

1,2

52

0,31

-

[104]

65

50/42 neutral

4/6

16

Argon

1,3

50

0,42

36

[104]

66

50/41 neutral

4/6

14

Argon

1,3

50

0,41

-

[104]

67

49/38 grau

4/6

16

Argon

1,2

49

0,38

36

[104]

68

48/32 silber

4/6

14

Argon

1,2

48

0,32

-

[104]

69

47/30 platin

4/6

16

Argon

1,1

47

0,30

36

[104]

70

45/36 neutral

4/6

14

Argon

1,2

45

0,36

-

[104]

71

44/25 grün

4/6

14

Argon

1,2

44

0,25

-

[104]

72

42/27 silber

4/6

16

Argon

1,1

42

0,27

36

[104]

73

41/24 grün

4/6

14

Argon

1,2

41

0,24

-

[104]

74

40/24 blau

4/6

14

Argon

1,2

40

0,24

-

[104]

75

36/23 grün

4/6

14

Argon

1,2

36

0,23

-

[104]

62 63 64

OKATHERM

51

(Fortsetzung auf der nächsten Seite)

1.83

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

7

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

6

Gesamtenergiedurchlassgrad

[mm]

5

Lichtdurchlässigkeit

4

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

3 Maße Scheibenzwischenraum

Beschreibung

2 Glasdicken außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-5 Bauphysikalische Daten von Sonnenschutzverglasungen (Fortsetzung)

Rw,P [dB]

34/23 blau

4/6

14

Argon

1,2

34

0,23

-

[104]

77

28/24 neutral

4/6

14

Argon

1,2

28

0,24

-

[104]

27/20 grau

4/6

14

Argon

1,2

27

0,20

-

[104]

23/16 grün

4/6

14

Argon

1,2

23

0,16

-

[104]

19/17 silber

4/6

14

Argon

1,2

19

0,17

-

[104]

81

16/13 silbergrün

4/6

14

Argon

1,2

16

0,13

-

[104]

82

Selekt

4/4

16

Luft

1,4

73

0,44

-

[106]

83

Selekt

4/4

18

Luft

1,4

73

0,44

-

[106]

84

Selekt

4/4

12

Argon

1,3

73

0,44

-

[106]

Selekt

4/4

16

Argon

1,1

73

0,44

-

[106]

Selekt

4/4

18

Argon

1,1

73

0,44

-

[106]

Combi neutr. 40/21

6/4

16

Argon

1,1

40

0,22

-

[106]

Combi neutr. 50/25

6/4

16

Argon

1,1

50

0,27

-

[106]

Combi neutr. 50/37

6/4

16

Argon

1,3

51

0,39

-

[106]

90

Combi neutr. 61/32

6/4

16

Argon

1,1

61

0,34

-

[106]

91

Combi neutr. 70/40

6/4

16

Argon

1,1

71

0,43

-

[106]

92

Combi silber 43/27

6/4

16

Argon

1,1

44

0,28

-

[106]

93

sun

4/4

16

Argon

1,1

71

0,43

-

[101]

sun

4/4

14

Argon

1,2

71

0,43

-

[101]

95

sun

4/4

12

Argon

1,3

71

0,43

-

[101]

96

shine 40/21

6/4

16

Argon

1,1

40

0,22

36

[101]

97

neutral 50/25

6/4

16

Argon

1,1

50

0,27

36

[101]

neutral 73/39

6/4

16

Argon

1,1

73

0,42

36

[101]

99

neutral 68/34

6/4

16

Argon

1,1

68

0,37

36

[101]

100

neutral 52/29

6/4

16

Argon

1,2

52

0,31

36

[101]

85 86 87 88 89

94

98

SANCO SILVERSTAR

80

iplus

79

ipasol

78

OKATHERM

76

1

1.84

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

7

8

g-Wert Ug-Wert [W/m²K] [%]

9

Quelle

[mm]

6

bewertetes Schalldämm-Maß

[mm]

5

Gesamtenergiedurchlassgrad

4

Lichtdurchlässigkeit

3

Nennwert Wärmedurchgangskoeffizient

Beschreibung

2

Maße Scheibenzwischenraum

1

Glasdicken außen/(mitte)/innen

1

Einlage / Gasfüllung Scheibenzwischenraum

Tabelle 1.6-6 Bauphysikalische Daten von Isoliergläsern mit Kapillareinlage

Rw,P [dB]

ISOLAR HELIORAN

6/6

88

Helioran

1,1

83

0,82

50

[102]

2

OKALUX 8

6 / 8 VSG

8

3,4

45

46

38

[104]

3

OKALUX 12

6 / 8 VSG

12

2,5

45

46

40

[104]

4

OKALUX 16

6 / 8 VSG

16

OKAPANE + beidseitig Glasvlies

2,2

45

46

41

[104]

5

KAPILUX-T 61/45

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

61

0,45

-

[104]

6

KAPILUX-T 61/45

6/4/4

8 / 20

Krypton

0,8

61

0,45

-

[104]

7

KAPILUX-T 55/35

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

55

0,35

-

[104]

8

KAPILUX-T 51/29

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

51

0,29

-

[104]

9

KAPILUX-T 50/28

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

50

0,28

-

[104]

10 KAPILUX-W 35/29

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

35

0,29

-

[104]

11 KAPILUX-W 32/22

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

32

0,22

-

[104]

12 KAPILUX-W 29/18

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

29

0,18

-

[104]

13 KAPILUX-W 28/18

6/4/4

8 / 20

Luft

1,2

28

0,18

-

[104]

KAPIPANE-W

KAPIPANE-T

1

1.85

1.7 Formularvorlagen für Berechnungen nach EnEV EnEV-Nachweis nach dem Periodenbilanzverfahren

1

1.86

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.87 Formulare zur Anlagenbewertung gemäß DIN 4701-10 im Tabellenverfahren

1

1.88

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.89

1

1.90

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.91 Formblätter zum Energiebedarfsausweis / Wärmebedarfsausweis für Berechnungen nach EnEV

1

1.92

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.93

1

1.94

1

Grundbegriffe und Berechnungshilfen

1.8 Literatur [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 (06.02): Mauerziegel – Teil 2: Wärmedämmziegel und Hochlochziegel der Rohdichteklassen d 1, 0 (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 105-100, DIN EN 771-1) DIN V 105-6 (06.02): Mauerziegel – Teil 6: Planziegel (wird durch DIN EN 771-1 ersetzt werden) DIN 106-1 (02.03): Kalksandsteine – Teil 1: Voll-, Loch-, Block-, Hohlblock-, Plansteine, Planelemente, Fasensteine, Bauplatten, Formsteine (wird ab 05.06 von DIN V 106 ersetzt) DIN 106-2 (02.03): Kalksandsteine – Teil 2: Vormauersteine und Verblender (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 106, DIN EN 771-2) DIN 398 (06.76): Hüttensteine, Vollsteine, Lochsteine, Hohlblocksteine DIN 1045-1 (07.01): Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton DIN 1053-1 (11.96): Mauerwerk – Teil 1: Berechnung und Ausführung DIN 4102-1 (05.98): Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 1: Baustoffe, Begriffe, Anforderungen und Prüfungen DIN V 4108-4 (02.02): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte DIN V 4108-10 (06.04): Wärmeschutz und EnergieEinsparung in Gebäuden – Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe – Teil 10: Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe DIN V 4165 (06.03): Porenbetonsteine – Plansteine und Planelemente (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 4165-100, DIN EN 771-4) DIN 4166 (10.97): Porenbeton-Bauplatten und Porenbeton-Planbauplatten DIN 4223-1 (12.03): Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus dampfgehärtetem Porenbeton – Teil 1: Herstellung, Eigenschaften, Übereinstimmungsnachweis DIN 4226-1 (07.01): Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel – Teil 1: Normale und schwere Gesteinskörnungen (zurückgezogen) DIN 4226-2 (02.02): Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel – Teil 2: Leichte Gesteinskörnungen (Leichtzuschläge) DIN 16 729 (09.84): Kunststoff-Dachbahnen und Kunststoff-Dichtungsbahnen aus Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB); Anforderungen DIN 16 730 (12.86): Kunststoff-Dachbahnen aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P) nicht bitumenverträglich; Anforderungen DIN 16 731 (12.86): Kunststoff-Dachbahnen aus Polyisobutylen (PIB), einseitig kaschiert; Anforderungen DIN 18 148 (10.00): Hohlwandplatten aus Leichtbeton DIN V 18 151 (10.03): Hohlblöcke aus Leichtbeton (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 18151-100, DIN EN 771-3) DIN V 18 152 (10.03): Vollsteine und Vollblöcke aus Leichtbeton (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 18151-100, DIN EN 771-3) DIN 18 153 (10.03): Mauersteine aus Beton (Normalbeton) (zurückgezogen, Nachfolgedokumente: DIN V 18153-100, DIN EN 771-3) DIN 18 162 (10.00): Wandbauplatten aus Leichtbeton, unbewehrt

1.95 [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34]

[35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44]

DIN 18 163 (06.78): Wandbauplatten aus Gips – Eigenschaften, Anforderungen, Prüfung (zurückgezogen, Nachfolgedokument: DIN EN 12859) DIN 18 180 (09.89): Gipskartonplatten; Arten, Anforderungen, Prüfung (zurückgezogen, Nachfolgedokument: DIN EN 520) DIN 18 550-3 (03.91): Putz – Wärmedämmputzsysteme aus Mörteln mit mineralischen Bindemitteln und expandiertem Polystyrol (EPS) als Zuschlag DIN 52 128 (03.77): Bitumendachbahnen mit Rohfilzeinlage; Begriff, Bezeichnung, Anforderungen (wir durch DIN EN 13707 ersetzt werden) DIN 52 129 (11.93): Nackte Bitumenbahnen; Begriff, Bezeichnung, Anforderungen (wir durch DIN EN 13707 ersetzt werden) DIN 52 143 (08.85): Glasvlies-Bitumendachbahnen; Begriffe, Bezeichnung, Anforderungen (wir durch DIN EN 13707 ersetzt werden) DIN EN 206-1 (07.01): Beton – Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität DIN EN 12 524 (07.00): Baustoffe und –produkte – Wärme- und feuchteschutztechnische Eigenschaften – Tabellierte Bemessungswerte DIN EN 13 162 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) – Spezifikation DIN EN 13 163 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol (EPS) – Spezifikation DIN EN 13 164 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) – Spezifikation DIN EN 13 165 (02.05): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Polyurethan-Hartschaum (PUR) – Spezifikation DIN EN 13 166 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Phenolharzschaum (PF) – Spezifikation DIN EN 13 167 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) – Spezifikation DIN EN 13 168 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzwolle (WW) – Spezifikation DIN EN 13 169 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Blähperlit (EPB) – Spezifikation DIN EN 13 170 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Kork (ICB) – Spezifikation DIN EN 13 171 (10.01): Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzfasern (WF) – Spezifikation DIN EN 13 501 (06.02): Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten DIN EN ISO 13 370 (12.98): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Wärmeübertragung über das Erdreich – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 13 789 (10.99): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Spezifischer Transmissionswärmeverlustkoeffizient – Berechnungsverfahren

1

1.96 [100]

1

[101] [102] [103] [104] [105] [106]

Grundbegriffe und Berechnungshilfen Flachglas MarkenKreis GmbH: Isolierglas-Programm, Stand 06/2005 und Ergänzung „Wärmeschutzgläser“ vom Nov. 2005 INTERPANE Entwicklungs- und BeratungsGmbH & Co: im WWW unter www.interpane.de, Stand 05/2005 ISOLAR: Im WWW unter www.isolar.de, Stand 10/2005 Jäger, F.; Reichert, J.; Terz, H.: Überprüfung eines Erdwärmespeichers, Forschungsbericht T81-200, Bonn, BMFT, 1981 OKALUX GmbH: Technische Unterlagen, Stand 10/2005 SAINT-GOBAIN GLASS COMFORT: Isolierglas-Übersicht, Stand 08/2005 SANCO: im WWW unter www.glastroesch.de, Stand: 07/2004

2.1

2 Wärmeschutz 2.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten Tabelle 2.1-1 Physikalische Größen, Formelzeichen und Einheiten

1

2

3

1 Physikalische Größe

Formelzeichen

Einheit

2 Anlagenaufwandszahl

ep

-

3 Breite

b

m

4 Celsius-Temperatur

T

°C

5 Emissionsgrad

H

-

6 Fläche

A

m2

AN

m2

8 Länge

A

m

9 längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient

\

W/(m·K)

10 Luftfeuchte, relativ

I

%

11 Lüftungswärmeverlust

Hv

W/K

12 Luftwechselrate

n

h-1

n 50

h-1

14 Masse

m

kg

15 punktbezogener Wärmedurchgangskoeffizient

F

W/K

16 Rohdichte

U

kg/m3

17 Schichtdicke

d

m

c

J/(kg·K)

19 Stefan-Boltzmann-Konstante (= 5,67·10 )

V

W/(m2·K4)

20 Temperatur, innen

Ti

°C

21 Temperatur, Innenoberfläche

T si

°C

22 Temperatur, außen

Te

°C

23 Temperatur, Außenoberfläche

T se

°C

'T / 'T

K

f Rsi

-

26 Temperaturleitfähigkeit

a

m2/s

27 Thermischer Leitwert

L

W/K

7 Gebäudenutzfläche

13 Luftwechselrate bei 50 Pa Druckdifferenz

18 spezifische Wärmekapazität -8

24 Temperaturdifferenz 25 Temperaturfaktor

28 Thermischer Leitwert im Regelquerschnitt 29 Thermischer Leitwert aus einer num. 2D-Berechnung 30 Thermischer Leitwert aus einer num. 3D-Berechnung

0

W/K

L

2D

W/K

L

3D

W/K

L

2

2.2 31 Thermodynamische Temperatur (T = T + 273,15)

2

Wärmeschutz

T

K

32 Transmissionswärmeverlust

HT

W/K

33 Volumen

V

m3

34 Volumen, netto (nach EnEV)

V

m3

35 Volumen, brutto (nach EnEV)

Ve

m3

36 Wärmedurchgangskoeffizient

U

W/(m2·K)

37 Wärmedurchgangskoeffizient eines Fensters

Uw

W/(m2·K)

38 Wärmedurchgangskoeffizient eines Fensterrahmens

Uf

W/(m2·K)

39 Wärmedurchgangskoeffizient einer Verglasung

Ug

W/(m2·K)

40 Wärmedurchgangswiderstand

RT

m2·K/W

41 Wärmedurchgangswiderstand, oberer Grenzwert

R´ T

m2·K/W

42 Wärmedurchgangswiderstand, unterer Grenzwert

R´´ T

m2·K/W

43 Wärmedurchlasswiderstand

R

m2·K/W

44 Wärmedurchlasswiderstand von Luftschichten/Lufträumen

Rg

m2·K/W

45 Wärmedurchlasswiderstand eines unbeheizten Raumes

Ru

m2·K/W

46 Wärmeeindringkoeffizient

b

J/(m2·K·s1/2)

47 Wärmegewinne, solare

Qs

kWh/a

48 Wärmegewinne, interne

Qi

kWh/a

49 Wärmeleitfähigkeit

O

W/(m·K)

50 Wärmemenge

Q

J  W·s  N·m

51 Wärmestrom

)

W

52 Wärmestrom über den Regelquerschnitt

)0

W

53 Wärmestromdichte

q

W/m2

54 Wärmeübergangskoeffizient

h

W/(m2·K)

55 Wärmeübergangskoeffizient infolge Strahlung

hr

W/(m2·K)

56 Wärmeübergangskoeffizient infolge Konvektion

hc

W/(m2·K)

57 Wärmeübergangskoeffizient infolge Leitung & Konvektion

ha

W/(m2·K)

58 Wärmeübergangskoeffizient, innen

hi

W/(m2·K)

59 Wärmeübergangskoeffizient, außen

he

W/(m2·K)

60 Wärmeübergangswiderstand innen

R si

m2·K/W

61 Wärmeübergangswiderstand außen

R se

m2·K/W

62 Wärmespeicherfähigkeit

C

J/(m3·K)

64 Zeit

t

s

2.3

2.2 Wärmeschutztechnische Begriffe 2.2.1 Rohdichte Als Rohdichte U eines Stoffes wird der Quotient aus der Masse m und dem von dieser Masse eingenommenen Volumen V bezeichnet. m U= V

(2.2.1-1)

Bauphysikalisch ist die Rohdichte beispielsweise für die wärme- und schalldämmenden Eigenschaften eines Stoffes von Bedeutung. Eine hohe Rohdichte führt im Allgemeinen zu schlechteren wärmedämmenden Eigenschaften, jedoch zu einer besseren Dämmwirkung gegenüber Luftschall. Die Ermittlung der Rohdichte beispielsweise für Dämmstoffe erfolgt gemäß DIN EN 1602 [15].

2.2.2 Wärmeleitfähigkeit Die Wärmeleitfähigkeit O gibt an, welche Wärmemenge Q innerhalb einer Stunde bei einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin durch eine 1 m dicke Schicht eines Stoffes über eine Fläche von 1 m2 übertragen wird. Primärer Einflussfaktor für die Größe der Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes ist seine Rohdichte (siehe Bild 2.2.2-1).

Bild 2.2.2-1 Abhängigkeit zwischen Wärmeleitfähigkeit und Rohdichte (schematisch, siehe auch [100],[102])

2

2.4

2

Wärmeschutz

Je größer die Rohdichte eines Stoffes ist, desto größer ist auch seine Wärmeleitfähigkeit (Wärmeleitung über den Feststoffanteil). Bei sehr geringen Rohdichten ist bei vielen Stoffen ebenfalls mit einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit zu rechnen (Erhöhter Wärmetransport durch Konvektion und Strahlung im Porenraum). Das Optimum hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit üblicher Materialien (z.B. nicht bei Vakuumdämmungen) liegt bei Rohdichten zwischen 20 kg/m3 und 100 kg/m3. Bei geschäumten Dämmstoffen mit geschlossener Zellstruktur sind bei gleich bleibend niedriger Wärmeleitfähigkeit ggf. auch geringere Rohdichten möglich. Die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes hängt u.a. auch von dessen Feuchtegehalt ab. Nach [127] ist für Leichtbeton beispielsweise mit einer 4 %-igen Zunahme der Wärmeleitfähigkeit pro Masseprozent Feuchtezunahme zu rechnen, bei Kalksandstein mit einer 8 %-igen Zunahme, bei Ziegeln mit einer 16 %-igen Zunahme. Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes geschieht i.d.R. mit einem Plattengerät oder einem Wärmestrommessplatten-Gerät. Abhängig von der Probekörpergeometrie und den zu erwartenden physikalischen Eigenschaften erfolgt die Bestimmung gemäß DIN EN 12 664 [17], DIN EN 12 667 [18] oder DIN EN 12 939 [19]. Alternativ kann die Wärmeleitfähigkeit auch mit dem kalibrierten oder geregelten Heizkasten nach DIN EN ISO 8990 [24] ermittelt werden.

2.2.3 Spezifische Wärmekapazität Mit der spezifischen Wärmekapazität c wird diejenige Wärmemenge Q beschrieben, die benötigt wird, um 1 kg eines Stoffes um 1 K zu erwärmen. Sie dient als Maß dafür, wie viel Wärme ein Stoff speichern kann. Je größer die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes ist, desto langsamer erfolgt der Erwärmungsvorgang. In Tabelle 2.2.3-1 sind Werte für die spezifische Wärmekapazität von Baustoffen gegeben. Bezüglich weiterer Werte für handelsübliche Dämmstoffe wird auf [136] oder Abschnitt 1.4 verwiesen. Tabelle 2.2.3-1 Spezifische Wärmekapazität c von Baustoffen (nach DIN EN 12 524 [16])

1

2

2 Beton

Spez. Wärmekapazität c [J/(kg·K)] 1000

3 Glas

750

4 Holz

1600

1 Baustoff

5 Holzfaserdämmplatten

1400

6 Kalksandstein

1000

7 Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

1030

8 Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS)

1450

9 Porenbeton

1000

10 Stahl

450

11 Vollziegel

1000

12 Zellulosefasern

1600

2.5

2.2.4 Temperaturleitzahl Unter der Temperaturleitzahl a wird der Quotient aus dem Wärmedämmvermögen eines Stoffes und seiner Wärmespeicherfähigkeit verstanden. a=

O c⋅ U

(2.2.4-1)

Aus niedrigen Werten für a folgt eine langsames Fortschreiten einer Temperaturwelle in einem Stoff. Für die zeitliche Verzögerung eines solchen Temperaturdurchganges eignen sich daher Stoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig großer spezifischer Wärmekapazität und hoher Rohdichte. Anhaltswerte für die Temperaturleitzahl verschiedener Baustoffe sind in Tabelle 2.2.4-1 zusammengestellt. Tabelle 2.2.4-1 Anhaltswerte für die Temperaturleitzahl a verschiedener Baustoffe

1 1 Baustoff

2 Temperaturleitzahl a [106·m2/s]

2 Beton

1

3 Glas

0,9

4 Holz

0,15

5 Holzfaserdämmplatten

0,2

6 Kalksandstein

0,6

7 Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

0,8

8 Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS)

1,2

9 Porenbeton

0,4

10 Stahl

14

11 Vollziegel

0,4

12 Zellulosefasern

0,5

2.2.5 Wärmeeindringkoeffizient Wie die Temperaturleitzahl a , so dient auch der Wärmeeindringkoeffizient b zur Beurteilung des wärmetechnischen Verhaltens eines Stoffes unter instationären Temperaturrandbedingungen. b = O ⋅ c⋅ U

(2.2.5-1)

Anhaltswerte des Wärmeeindringkoeffizienten können Tabelle 2.2.5-1 entnommen werden. Je größer der Wärmeeindringkoeffizient eines Stoffes ist, desto schneller kann Wärme an der Oberfläche aufgenommen und in das Material abgeleitet werden. Von Bedeutung ist dies beispielsweise für die Wirksamkeit interner Speichermassen. Stoffe mit großem Wärmeeindringkoeffizient sind berührungskalt. Stoffe mit einem geringen Wärmeeindringkoeffizient können (bei auch sonstiger materialtechnischer Eignung)

2

2.6

Wärmeschutz

daher beispielsweise gut als Fußboden-Obermaterial eingesetzt werden, da sich die Oberfläche bedingt durch die geringe Wärmeableitung schnell erwärmt. Tabelle 2.2.5-1 Anhaltswerte für den Wärmeeindringkoeffizient b verschiedener Baustoffe

2

1 1 Baustoff

2 Wärmeeindringkoeffizient b [J/(m2·K·s1/2)]

2 Beton

2300

3 Glas

1500

4 Holz

300

5 Holzfaserdämmplatten

100

6 Kalksandstein

1100

7 Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

35

8 Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS)

35

9 Porenbeton

250

10 Stahl

13000

11 Vollziegel

1100

12 Zellulosefasern

50

2.2.6 Wärmestrom Der Wärmestrom ) (auch: Q ) beschreibt diejenige Wärmemenge Q , die pro Zeiteinheit t transportiert wird. Wärmeströme stellen sich stets entlang eines Temperaturgefälles ein. Hierbei wird Wärmeenergie vom höheren Potential (höhere Temperatur) zum niedrigeren Potential (niedrigere Temperatur) abgeführt. Q ) = Q = t

(2.2.6-1)

2.2.7 Wärmestromdichte Die Wärmestromdichte q gibt an, welcher Wärmestrom ) durch eine Bauteilfläche A fließt. q=

) A

(2.2.7-1)

Für eine Schicht der Dicke d eines isotropen Materials ohne innere Wärmequellen berechnet sich bei konstanten Oberflächentemperaturen T 1 und T 2 die Wärmestromdichte gemäß Gl. 2.2.7-2 mit dem Wärmedurchlasswiderstand R gemäß Abschnitt 2.2.9. q=

O 1 ⋅ (T 1 − T 2 ) = ⋅ (T 1 − T 2 ) d R

(2.2.7-2)

2.7 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 zu Gl. 2.2.7-2 äquivalente Formulierungen für den Bereich des inneren bzw. äußeren Wärmeübergangs (Gl. 2.2.7-3) und für das gesamte Bauteil (Gl. 2.2.7-4) q = hi( e ) ⋅ (T1 − T 2 )

(2.2.7-3)

q = U ⋅ (θi − θe )

(2.2.7-4)

2.2.8 Wärmeübergangswiderstand Den Wärmeaustausch zwischen einem Gas (hier: Luft) und einer angrenzenden festen Oberfläche bezeichnet man als Wärmeübergang. Dieser Wärmeübergang wird durch den Wärmeübergangskoeffizienten h bzw. den Wärmeübergangswiderstand R s beschrieben. Rs =

1 h

(2.2.8-1)

Der Wärmeübergangskoeffizient h beschreibt dabei diejenige Wärmemenge Q , die durch eine 1 m2 große Fläche der Grenzschicht in 1 s ausgetauscht wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen „ungestörter“ Luft und Wandoberfläche 1 K beträgt. Da die Wärmeleitfähigkeit der Luft in diesem Zusammenhang nahezu vernachlässigt werden kann (O Luft = 0,02 W/(măK)), setzt sich der Wärmeübergangskoeffizient h im Wesentlichen aus einem Strahlungsanteil h r und einen konvektiven Anteil h c zusammen. h = hr + hc

(2.2.8-2)

Zur Berechnung von h r und h c ist in DIN EN ISO 6946 [23], Anhang A ein Rechenverfahren angegeben. Der Strahlungsanteil h r berechnet sich demnach gemäß Gl. 2.2.8-3. hr = H ⋅ hro

(2.2.8-3)

Hierbei bezeichnet h ro den Wärmeübergangskoeffizienten durch Strahlung eines schwarzen Körpers (Tabelle 2.2.8-1). Der Wert h ro ist gemäß Gl. 2.2.8-4 zu berechnen. Emissionsgrade H verschiedener Oberflächen sind Tabelle 2.2.8-2 zu entnehmen. Anmerkung: Die Emission realer Körper wird mit der des schwarzen Körpers verglichen, da ein schwarzer Körper hinsichtlich seiner Emission durch genaue Gesetze definiert ist. Ein schwarzer Körper ist gemäß [25] als Körper definiert, der die gesamte auf in einfallende Strahlung aller Wellenlängen, Richtungen und Polarisationen absorbiert. Bei einer gegebenen Temperatur emittiert er für jede Wellenlänge die maximale Wärmeenergie (maximale spektrale spezifische Ausstrahlung). hro = 4 ⋅ M ° = 4 ⋅ σ ⋅ Tm3

(2.2.8-4)

2

2.8

2

Wärmeschutz

Darin ist: M°  spezifische Ausstrahlung des schwarzen Körpers V  Stefan-Boltzmann-Konstante (= 5,67ă10-8 W/(m2ăK4)) T m  Mittelwert aus der Temperatur der Umgebung und des schwarzen Körpers [K] T m = T + 273 Der Anteil h c infolge Konvektion ergibt sich für Innenoberflächen in Abhängigkeit von der Richtung des Wärmestroms gemäß Gl. 2.2.8-5 und für Außenoberflächen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit v [m/s] gemäß Gl. 2.2.8-6. ⎧ 5 ,0 W /( m 2 ⋅ K ) ⎪⎪ hci = ⎨ 2 ,5 W /( m 2 ⋅ K ) ⎪ 2 ⎪⎩0 ,7 W /( m ⋅ K ) hce = 4 + 4 ⋅ v

bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom bei horizontal gerichtetem Wärmestrom

(2.2.8-5)

bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

(2.2.8-6)

[W ( m 2 ⋅ K )]

Tabelle 2.2.8-1 Wärmeübergangskoeffizient h ro durch Strahlung eines schwarzen Körpers [23]

1

2

1

Temperatur T [°C]

Wärmeübergangskoeffizient h ro [W/(m2·K)]

2

-10

4,13

3

0

4,61

4

10

5,10

5

20

5,70

6

30

6,31

7

40

6,95

8

50

7,64

9

60

8,37

Tabelle 2.2.8-2 Emissionsgrad H verschiedener Oberflächen bei Temperaturen zwischen 0 °C und 100 °C (Anhaltswerte)

1 1 Oberfläche

2 Emissionsgrad H [-]

2 Aluminium, walzblank

0,05

3 Beton

0,93

4 Dachpappe

0,93

5 Glas

0,90

6 Heizkörperlack

0,93

(fortgesetzt auf nächster Seite)

2.9 Tabelle 2.2.8-2 Emissionsgrad H verschiedener Oberflächen bei Temperaturen zwischen 0 C° und 100 °C (Anhaltswerte) (Fortsetzung)

Emissionsgrad H [-]

Oberfläche 7 Holz

0,94

8 Lehm, nass

0,98

9 Putz, Mörtel

0,93

10 Sand, trocken

0,88

11 Silber, poliert

0,03

12 Stahl, frisch gewalzt

0,24

13 Stahl, oxidiert

0,80

14 Ziegelstein, rot

0,93

Für wärmeschutztechnische Berechnungen sind in DIN EN ISO 6946 [23] Werte für den inneren Wärmeübergangswiderstand R si und den äußeren Wärmeübergangswiderstand R se angegeben. Tabelle 2.2.8-3 Wärmeübergangswiderstände Rsi und Rse für ebene Bauteile

1

2 R si 1 [m2·K/W] 2 gemäß DIN EN ISO 6946 [23] (für wärmeschutztechnische Berechnungen) 3 bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom

0,10

4 bei horizontal gerichtetem Wärmestrom

0,13

5 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,17

3 R se [m2·K/W]

0,04

6

gemäß DIN 4108-3 [3] (für Berechnungen zur Vermeidung von Tauwasserausfall im Bauteilinnern)1)

7

bei aufwärts und horizontal gerichtetem Wärmestrom sowie für Dachschrägen

8 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,13

0,04 (0,08)2)

0,17

9 gemäß DIN 4108-2 [1] (für Berechnungen zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung)1) 10 beheizte Räume

0,25

11 unbeheizte Räume

0,17

1)

2)

0,04

Gemäß DIN EN ISO 13788 [32] ist abweichend R si = 0,13 m2·K/W an Verglasungen und Rahmen sowie R si = 0,25 m2·K/W an allen anderen raumseitigen Oberflächen anzusetzen. Der äußere Wärmeübergangswiderstand ist mit R se = 0,04 m2·K/W anzunehmen.

R se = 0,08 m2·K/W, wenn die Außenoberfläche an belüftete Luftschichten grenzt (z.B. hinterlüftete Außenbekleidungen, belüftete Dachräume, belüftete Luftschichten in belüfteten Dächern). Bei zweischaligem Mauerwerk nach DIN 1053-1 ist R se = 0,04 m2·K/W anzusetzen.

2

2.10

2

Wärmeschutz

Hiervon abweichende Angaben werden in DIN 4108-3 [3] für Berechnungen zur Vermeidung von Tauwasserausfall im Bauteilinnern und in DIN 4108-2 [1] für Berechnungen zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung auf Innenoberflächen gemacht. Die entsprechenden Datensätze werden in Tabelle 2.2.8-3 wiedergegeben. Grenzen Außenoberflächen an Erdreich, so ist grundsätzlich R se =0 anzusetzen. Andere Werte für R si und R se werden in DIN EN ISO 10 211-1 [27] und DIN 4108, Bbl. 2 [2] für Wärmestromberechnungen (Berechnung von \ -Werten) und Berechnungen zur Beurteilung der Oberflächentemperatur (Berechnung von f Rsi -Werten) im Bereich von Wärmebrücken vorgegeben (siehe Abschnitt 2.5.2). Weist ein Bauteil auf der Oberfläche Vorsprünge (z.B. Pfeiler) aus einem Material mit O < 2,0 W/(măK) auf, so können diese Vorsprünge bei der Berechnung des Wärmedurchgangswiderstandes vernachlässigt und das Bauteil als eben angenommen werden. Die Verschlechterung der Dämmwirkung des Bauteils infolge des Vorsprunges kann in diesem Fall (Vorsprung aus Material mit O < 2,0 W/(măK) und nicht gedämmt) vereinfachend durch Ansatz eines modifizierten Wärmeübergangswiderstandes R sp gemäß Gl. 2.2.8-7 für das Bauteil berücksichtigt werden (siehe auch Bild 2.2.8-1). Gl. 2.2.8-7 gilt sowohl für den inneren (bei Vorsprüngen auf der Innenseite) als auch für den äußeren (bei Vorsprüngen auf der Außenseite) Wärmeübergangswiderstand. Rsp = Rs ⋅

Ap A

(2.2.8-7)

Bild 2.2.8-1 Oberfläche A und projizierte Oberfläche A p des Vorsprungs

2.2.9 Wärmedurchlasswiderstand In Analogie zum Wärmeübergang ist für bauphysikalische Berechnungen auch für Wärmeübertragungsvorgänge in Bauteilschichten (Baustoff- oder Luftschicht) ein Transportwiderstand definiert. Wärmedurchlasswiderstand für eine Baustoffschicht Der Wärmedurchlasswiderstand R ist für eine Schicht eines homogenen Baustoffes als Quotient aus der Schichtdicke d (mit d wird hierbei die Dicke der Bauteilschicht im eingebauten Zustand bezeichnet, welche ggf. von der Nenndicke abweichen kann) und der Wärmeleitfähigkeit O definiert. Werte für R müssen gemäß DIN EN ISO 6946 [23] in Zwischenrechnungen auf mindestens 3 Dezimalstellen berechnet werden. R=

d O

(2.2.9-1)

2.11 Grenzt eine nicht ebene Schicht eines Bauteils an eine Luftschicht (z.B. bei einem in die Hinterlüftungsebene hineinragenden Sparren und Zwischensparrendämmung), so ist der Wärmedurchlasswiderstand der Schicht wie für eine ebene Schicht zu berechnen (siehe Bild 2.2.9-1).

2

Bild 2.2.9-1 Bestimmung der rechnerischen Schichtdicke bei nicht ebenen Schichten, die an eine Luftschicht grenzen

Hierbei sind entweder a) die schmaleren Abschnitte erweitert anzunehmen (jedoch ohne Änderung des Wärmedurchlasswiderstandes) oder b) die überstehenden Abschnitte als entfernt anzunehmen (wobei der Wärmedurchlasswiderstand dieser Abschnitte dann für die geringere Schichtdicke zu berechnen ist). Wärmedurchlasswiderstand für eine Luftschicht Zur Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes R g einer Luftschicht oder eines Luftraumes stellt DIN EN ISO 6946 [23] abhängig von der Geometrie der betrachteten Schicht und dem Emissionsgrad H der Oberflächen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Als Luftschicht wird hierbei eine Schicht bezeichnet, deren Ausdehnung in Wärmestromrichtung weniger als das 0,1-fache einer der beiden anderen Ausdehnungen beträgt. Ist diese Bedingung nicht eingehalten, so liegt ein Luftraum vor. In diesem Fall ist der Wärmedurchlasswiderstand gemäß Gl. 2.2.9-4 zu bestimmen. Bild 2.2.9-2 verdeutlicht die Zusammenhänge und enthält Verweise auf das jeweils gültige Verfahren zur Bestimmung von R g . Die Größe des Wärmedurchlasswiderstandes einer Luftschicht ist abhängig von deren Dicke. Es gilt: Mit größerer Luftschichtdicke nimmt der Anteil von Strahlung und Leitung am Wärmetransport ab, während der Konvektionsanteil steigt. Als Luftschicht im Sinne von DIN EN ISO 6946 [23] gilt eine Luftschicht mit einer Dicke von bis zu 300 mm. Für Luftschichten mit größeren Dicken sollten die Wärmeströme durch Aufstellen einer Wärmebilanz gemäß DIN EN ISO 13 789 [33] ermittelt werden. Besitzen die Oberflächen zu beiden Seiten der Luftschicht einen Emissionsgrad H t 0,8 und sind die Oberflächen parallel, so kann der Wärmedurchlasswiderstand in Abhängigkeit vom Durchlüftungszustand der Luftschicht (ruhend, schwach belüftet, stark belüftet) wie im Folgenden beschrieben angesetzt werden.

2.12

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.9-2 Unterschiedliche Spezifikationen einer Luftschicht bzw. eines Luftraumes und zugehöriges Verfahren zur Bestimmung von R g

Als ruhende Luftschicht im Sinne von [23] wird eine Luftschicht bezeichnet, die von der Umgebung abgeschlossen ist. Eine Luftschicht mit kleinen Öffnungen zur Außenumgebung gilt (wenn keine Dämmschicht zwischen der betrachteten Luftschicht und der Außenumgebung angeordnet ist) ebenfalls als ruhend, wenn bedingt durch diese Öffnungen ein Luftstrom durch diese Schicht nicht möglich ist und der Öffnungsquerschnitt die entsprechenden Werte der Tabelle 2.2.9-1 nicht überschreitet. Entwässerungsöffnungen (offene vertikale Fugen) in der Außenschale eines zweischaligen Mauerwerkes gelten gemäß [23] nicht als Lüftungsöffnung. Für ruhende Luftschichten kann der Wärmedurchlasswiderstand aus Tabelle 2.2.9-2 entnommen werden. Tabelle 2.2.9-1 Zulässige Öffnungsquerschnitte für ruhende, schwach belüftete und stark belüftete Luftschichten [23]

1 1 Zustand der Luftschicht 2 Ruhende Luftschicht 3 Schwach belüftete Luftschicht 4 Stark belüftete Luftschicht

2 Zulässiger Öffnungsquerschnitt A [mm2] je m Länge bei vertikaler bzw. je m² Oberfläche bei horizontaler Luftschicht

A d 500 500 < A d 1500

A > 1500

2.13 1)2)

Tabelle 2.2.9-2 Wärmedurchlasswiderstände R g ruhender Luftschichten mit hohem Emissionsgrad (H t 0,8) [23]

1 1

2

für Oberflächen

3

4

Richtung des Wärmestroms

2

Dicke der Luftschicht [mm]

aufwärts

horizontal3)

abwärts

3

0

0,00

0,00

0,00

4

5

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 interpolieren werden

2)

Die Tabellenwerte gelten für Luftschichten (d d 300 mm) mit einer Dicke (in Wärmestromrichtung) von weniger als dem 0,1-fachen einer der beiden anderen Ausdehnungen

3)

Gilt für Richtungen des Wärmestroms ±30° zur horizontalen Ebene

Als Bemessungswert für den Wärmedurchlasswiderstand einer schwach belüfteten Luftschicht ist die Hälfte des entsprechenden Wertes gemäß Tabelle 2.2.9-2 anzuset-zen. Für den Wärmedurchlasswiderstand der Schicht (bzw. der Teilkonstruktion) zwischen der schwach belüfteten Luftschicht und der Außenumgebung darf maximal R = 0,15 m2ăK/W angesetzt werden. Bei Vorhandensein einer stark belüfteten Luftschicht ist der Wärmedurchlasswiderstand aller Schichten zwischen Luftschicht und Außenumgebung zu vernachlässigen. Als äußerer Wärmeübergangswiderstand ist in diesem Fall derselbe Wert anzusetzen wie der innere Wärmeübergangswiderstand desselben Bauteils (R se = R si ). Für Luftschichten mit Oberflächen mit H < 0,8 und/oder nichtparallelen Oberflächen gibt DIN EN ISO 6946 [23] in Anhang B.2 ein Verfahren zur Ermittlung des Wärmedurchlasswiderstandes R g der Luftschicht vor. Dieser errechnet sich demnach gemäß Gl. 2.2.9-2 mit Hilfe der Wärmeübergangskoeffizienten h a (infolge Leitung und Konvektion) und h r (infolge Strahlung). Der Wert h a ist abhängig von der Dicke d der Luftschicht und der Richtung des Wärmestromes der Tabelle 2.2.9-3 zu entnehmen. Variiert die Dicke der Luftschicht, sollte mit der mittleren Dicke gerechnet werden. Der Strahlungsanteil h r ergibt sich nach Gl. 2.2.9-3 in Abhängigkeit der Emissionsgrade H 1 und H 2 der Oberflächen (siehe Tabelle 2.2.8-2) und h ro (siehe Tabelle 2.2.8-1). Rg =

1 ha + hr

(2.2.9-2)

2

2.14 hr =

2

Wärmeschutz 1 ⋅ hro 1 1 + −1 H1 H 2

(2.2.9-3)

Tabelle 2.2.9-3 Werte des Wärmeübergangskoeffizienten h a zur Berechnung von R g

1

2

1 Richtung des Wärmestromes

2

3

4

Wärmeübergangskoeffizient h a [W/(m2·K)]

horizontal

⎧1,25 ⎪ ha = max ⎨ 0 ,025 ⎪⎩ d

aufwärts

⎧1,95 ⎪ ha = max ⎨ 0 ,025 ⎪⎩ d

abwärts

⎧0 ,12 ⋅ d −0 ,44 ⎪ ha = max ⎨ 0 ,025 ⎪ ⎩ d

Wärmedurchlasswiderstand für einen Luftraum Ein Luftraum im Sinne von DIN EN ISO 6946 [23] wird durch Abmessungen gekennzeichnet, bei denen entweder Breite oder Länge mit der Dicke vergleichbar sind (siehe Bild 2.2.9-2). Seine Oberflächen müssen nicht parallel zueinander stehen, ggf. ist die mittlere Dicke der Luftschicht anzusetzen. Der Wärmedurchlasswiderstand eines solchen Luftraumes berechnet sich gemäß Gl. 2.2.9-4 mit h a gemäß Tabelle 2.2.9-3 und h ro gemäß Tabelle 2.2.8-1. Rg =

1 ⎞ ⎛ 2 1 d ⎛d⎞ ⋅ hro ⋅ ⎜ 1 + 1 + ⎜ ⎟ − ⎟ ha + ⎜ b⎟ ⎞ ⎛ 1 1 ⎝ b⎠ 2⋅⎜ + − 1⎟ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ H1 H 2

(2.2.9-4)

Wärmedurchlasswiderstand unbeheizter Räume Ist die äußere Umfassungsfläche eines unbeheizten Raumes nicht gedämmt, kann die wärmeschutztechnische Wirksamkeit dieses Raumes durch einen zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand erfasst werden. In DIN EN ISO 6946 [23] wird hinsichtlich unbeheizter Räume unterschieden in Dachräume und andere unbeheizte Räume (z.B. Garagen, Lagerräume, Wintergärten). Werden im Rahmen des wärmeschutztechnischen Nachweises jedoch pauschale Temperaturkorrekturfaktoren F x verwendet, so darf R u nicht zusätzlich berücksichtigt werden. Für diesen Fall ist auf der Außenseite mit demselben Wärmeübergangswiderstand zu rechnen, wie auf der Innenseite. Der zusätzliche Wärmedurchlasswiderstand R u eines Dachraumes (gilt für Dachkons-

2.15 truktionen bei gedämmter Decke zum beheizten Geschoss und ungedämmtem Schrägdach) kann Tabelle 2.2.9-4 entnommen werden. Die Tabellenwerte sind als kumulierte Werte aus den Einzelwiderständen des „Luftraumes“ und der Dachkonstruktion zu verstehen. Der äußere Wärmeübergangswiderstand R se ist zusätzlich anzusetzen. Tabelle 2.2.9-4 Wärmedurchlasswiderstand R u von Dachräumen [23]

1 1 Beschreibung des Dachaufbaus

2 Ziegeldach ohne Pappe, Schalung oder ähnlichem

2 Wärmedurchlasswiderstand Ru 2 [m ·K/W] 0,06

3

Plattendach oder Ziegeldach mit Pappe oder Schalung oder ähnlichem unter den Ziegeln

0,2

4

Wie Zeile 2, jedoch mit Aluminiumverkleidung oder einer anderen Oberfläche mit geringem Emissionsgrad an der Dachunterseite

0,3

5 Dach mit Schalung und Pappe

0,3

Die Definition anderer unbeheizter Räume (Garagen, Lagerräume, Wintergärten) in DIN EN ISO 6946 ist nicht unbedingt glücklich. Es ist hier zu betonen, dass im Sinne der Regelungen zur Berechnung von R u solche unbeheizte Räume „kleine“ unabhängig vom eigentlichen Gebäude zu betrachtende Räume sind. Die Anwendung von R u auf trennende Bauteile zum unbeheizten Treppenhaus oder zum unbeheizten Keller ist nicht im Sinne der DIN EN ISO 6946. Für unbeheizte Räume im Sinne von [23] berechnet sich R u nach Gl. 2.2.9-5. Ru = 0 ,09 + 0 ,4 ⋅

Ai Ae

(2.2.9-5)

Hierbei ist A i die Fläche der trennenden Bauteile zwischen dem beheizten Innenraum und dem unbeheizten Raum. Die Fläche A e ergibt sich als Summe aller Bauteilflächen zwischen unbeheiztem Raum und Außenumgebung. Der zusätzliche Wärmedurchlasswiderstand R u gemäß Gl. 2.2.9-5 darf nur angesetzt werden, wenn sich ein Wert R u d 0,5 m2ăK/W ergibt. Für eine außen liegende, längs angeordnete Einzelgarage (b / A / h=3,0 m / 5,5 m / 2,5 m) ergibt sich gemäß Gl. 2.2.9-5 beispielsweise ein Zuschlag R u = 0,21 m2ăK/W für die trennende Wand zum beheizten Innenraum.

2.2.10 Wärmedurchgangswiderstand Mit dem Wärmedurchgangswiderstand R T wird der Gesamtwiderstand beschrieben, den ein Bauteil und die oberflächennahen Luftschichten dem Wärmedurchgang entgegensetzen.

2

2.16

Wärmeschutz

Bei Berechnungen ist der Wärmedurchgangswiderstand auf zwei Dezimalstellen gerundet anzugeben. Für den einfachsten Fall eines einschichtigen homogenen Bauteils ergibt sich R T zu

2

RT = Rsi + R + Rse

(2.2.10-1)

Für den Regelfall eines Bauteils aus mehreren Schichten werden bei der Berechnung von R T die Einzelwiderstände der Schichten sequentiell addiert. Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt daher n

RT = Rsi +

∑

n

R + Rse = Rsi +

i=1

∑O + R d

(2.2.10-2)

se

i=1

Als ein einfaches Beispiel wird für den in Bild 2.2.10-1 dargestellten Außenwandquerschnitt die Berechung von R T in Tabelle 2.2.10-1 gezeigt.

Bild 2.2.10-1 Außenwandaufbau zum Beispiel in Tabelle 2.2.10-1 Tabelle 2.2.10-1 Beispiel - Berechnung von R T für mehrschichtige homogene Bauteile

1

2

3

4

Schichtdicke d [m]

Wärmeleitfähigkeit O [W/(m·K)]

Widerstand R bzw. R s [m2·K/W]

-

-

0,13

3 Gipsputz ohne Zuschlag

0,01

0,51

0,020

4 KSL 12/1,2 – IIa

0,24

0,56

0,429

5 exp. Polystyrol

0,12

0,04

3,000

6 Putzmörtel aus Kalkzement

0,01

1,00

0,010

-

-

0,04

1 Schicht 2 Wärmeübergangswiderstand innen

7 Wärmeübergangswiderstand außen

RT =

3,63

2.17 Weist ein Bauteil eine oder mehrere inhomogene Schichten auf, wird R T für ein solches mehrschichtiges inhomogenes Bauteil gemäß Gl. 2.2.10-3 berechnet. R´ + R´´ T RT = T 2

(2.2.10-3)

Darin ist:  der obere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes R´T  der untere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes R´´ T Dieses Verfahren stellt ein Näherungsverfahren dar. Es darf nicht angewendet werden, wenn wärmedämmende Schichten von metallischen Schichten durchdrungen werden. Darüber hinaus ist jedoch auch für Fälle, bei denen Materialien mit erheblich unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit nebeneinander liegen, mit einem signifikanten Fehler zu rechnen. Die berechneten Werte liegen dann mitunter sehr weit auf der sicheren Seite. Einige Beispiele hierfür werden in Tabelle 2.2.10-2 gegeben. Tabelle 2.2.10-2 Wärmedurchgangswiderstände inhomogener Bauteile. Näherung nach DIN EN ISO 6946 [23] und numerische FE-Berechnung im Vergleich

1 1 2

2

3 2

Bauteil

R T [m xK/W] gemäß Näherung

4

5

Fehler

FE-Berechnung abs.

[%]

3

0,67

0,76

0,09 11,8

4

0,85

1,06

0,21 19,8

5

1,16

1,32

0,16 12,1

6

1,79

1,96

0,17

8,7

2

2.18

Wärmeschutz

Der obere Grenzwert R´T aus Gl. 2.2.10-3 berechnet sich (für ein Bauteil mit j Schichten und q Abschnitten) gemäß Gl. 2.2.10-4.

2

R´T =

1 fq fa f + b + ... + RTa RTb RTq

(2.2.10-4)

n

RTm = Rsi +

∑R

mj

+ Rse

(2.2.10-5)

j= 1

Darin sind: j m f a , f b , ... f q R Ta , R Tb , ... R Tq

   

R mj



die Schichten des Bauteils (j = 1 bis n ) die Abschnitte des Bauteils (m = a bis q ) die Teilflächen der Abschnitte a bis q die Wärmedurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte (siehe auch Bild 2.2.10-2) der Wärmedurchlasswiderstand in Abschnitt m und Schicht j

Bild 2.2.10-2 Erläuterung der Berechnung für a) den oberen Grenzwert R T ´ und b) den unteren Grenzwert R T ´´

Der untere Grenzwert R´´ T des Wärmedurchgangswiderstandes berechnet sich gemäß Gl. 2.2.10-6 wobei sich der Wärmedurchlasswiderstand R j der Schicht j aus Gl. 2.2.10-7 ergibt. n

R´´ T = Rsi +

∑R + R j

se

(2.2.10-6)

j=1

Rj =

1 fq fa f + b + ... + Raj Rbj Rqj

(2.2.10-7)

2.19 In Tabelle 2.2.10-3 wird beispielhaft – anhand des in Bild 2.2.10-3 dargestellten Außenwandabschnittes – der Berechnungsablauf zur Bestimmung von R T für mehrschichtige inhomogene Bauteile dargestellt. Enthält das Bauteil, für welches der Wärmedurchgangswiderstand berechnet werden soll, Abdichtungen (Bauwerksabdichtungen oder Dachabdichtungen), dann sind gemäß DIN 4108-2 [1] bei der Berechnung von R T nur die raumseitigen Schichten bis zur Abdichtung zu berücksichtigen. Ausgenommen hiervon sind die folgenden zwei Konstruktionen: a) Wärmedämmsysteme als Umkehrdach, wenn für diesen Anwendungszweck geeignete einlagig verlegte Dämmstoffplatten aus extrudiertem Polystyrol verwendet werden, die mit einer Kiesschicht oder mit einem Gehbelag in Kiesbettung oder auf Abstandhaltern abgedeckt sind. Die Dachentwässerung ist dabei so zu konstruieren, dass ein langfristiges Überstauen der Dämmschicht ausgeschlossen ist. Der U -Wert des Bauteils ist um den Faktor 'U r nach Abschnitt 2.2.11 zu erhöhen. Beträgt die flächenbezogene Masse der Unterkonstruktion weniger als 250 kg/m2, muss der Wärmedurchgangswiderstand unterhalb der Abdichtung mindestens 0,15 m2W/K betragen. b) Wärmedämmsysteme als Perimeterdämmung, wenn für diesen Anwendungszweck geeignete dicht gestoßene und im Verband verlegte Dämmstoffplatten aus extrudiertem Polystyrol oder Schaumglas verwendet werden. Die Dämmschicht darf nicht ständig im Grundwasser liegen oder lang anhaltendem Stauwasser oder drückendem Wasser ausgesetzt sein. Für Platten aus Schaumglas ist zusätzlich zu beachten, dass diese miteinander vollfugig und an den Bauteiloberflächen großflächig mit Bitumenkleber zu verkleben sind. Des Weiteren sind unbeschichtete Schaumglasplatten mit einer bituminösen, frostbeständigen Deckbeschichtung zu versehen.

Bild 2.2.10-3 Außenwandabschnitt zum Beispiel in Tabelle 2.2.10-3

2

2.20

Wärmeschutz

Tabelle 2.2.10-3 Beispiel zur Berechnung von R T für den Außenwandabschnitt aus Bild 2.2.10-3

1 2

2

1 Flächenanteile [m ] 2 f a = 0,054; f b = 0,006; f c = 0,846; f d = 0,094 3 Wärmedurchgangswiderstände R T in den Bereichen a bis d 4 RTa = 0 ,13 +

0 , 24 0 , 08 m2 ⋅ K + + 0 , 04 = 1, 99 0 , 2 0 ,13 W

5 RTb = 0 ,13 +

0 , 24 0 , 08 m2 ⋅ K + + 0 , 04 = 0 , 89 2 , 3 0 ,13 W

6 RTc = 0,13 +

0, 24 0, 08 m2 ⋅ K + + 0, 04 = 3, 37 0, 2 0, 04 W

7 RTd = 0 ,13 +

0 , 24 0 , 08 m2 ⋅ K + + 0 , 04 = 2 , 27 2, 3 0 , 04 W

8 Wärmedurchlasswiderstände R der Schichten 1 und 2

9

10

R1 =

R2 =

1 fa f f f + b + c + d Ra1 Rb1 Rc1 Rd1

=

1 fa f f f + b + c + d Ra 2 Rb2 Rc 2 Rd 2

1

0 , 054 0 , 006 0 , 846 0 , 094 + + + 0 , 24 0 , 24 0 , 24 0 , 24 0,2 0,2 2, 3 2, 3

=

1

0 , 054 0 , 006 0 , 846 0 , 094 + + + 0 , 08 0 , 08 0 , 08 0 , 08 0 ,13 0 ,13 0 , 04 0 , 04

11 Oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes

12

RT´ =

1

0 , 054 0 , 006 0 , 846 0 , 094 + + + 1, 99 0 , 89 3, 37 2, 27

= 3, 06

m2 ⋅ K W

13 Unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes 14 RT´´ = 0 ,13 + 0 , 585 + 1,762 + 0 , 04 = 2, 517

m2 ⋅ K W

15 Wärmedurchgangswiderstand R T des Bauteils 16 RT =

3, 06 + 2, 517 m2 ⋅ K = 2,79 2 W

=

1

0,9 0 ,1 + 0 , 24 0 , 24 0,2 2, 3

=

1

= 0 , 585

0 , 06 0 , 94 + 0 , 08 0 , 08 0 ,13 0 , 04

m2 ⋅ K W

= 1,762

m2 ⋅ K W

2.21

2.2.11 Wärmedurchgangskoeffizient für opake Bauteile Als Maß für seine wärmedämmtechnische Qualität ergibt sich der Wärmedurchgangskoeffizient U eines Bauteils als Kehrwert seines Wärmedurchgangswiderstandes zu U=

1 RT

(2.2.11-1)

Je kleiner der U -Wert eines Bauteils ist, desto besser sind seine wärmedämmtechnischen Eigenschaften. In Berechnungen ist der U -Wert auf zwei Dezimalstellen gerundet anzugeben. In verschiedenen Fällen ist gemäß DIN EN ISO 6946 [23] der U -Wert eines Bauteils durch Addition eines Korrekturterms 'U gemäß Gl. 2.2.11-2 zu modifizieren.

'U = 'U g + 'U f + 'U r

(2.2.11-2)

Eine solche Korrektur wird ggf. notwendig bei Luftspalten im Bauteil ('U g ), bei Befestigungsteilen, die Dämmschichten durchdringen ('U f ) und durch Niederschlag auf Umkehrdächern ('U r ). Rechnerisch zu berücksichtigen ist eine solche Korrektur jedoch nur, wenn die Gesamtkorrektur größer als 3 % des U-Wertes des Bauteils ist. Korrektur des U-Wertes bei Luftspalten im Bauteil Der Korrekturwert 'U g berechnet sich abhängig von der dem Bauteilaufbau nach Tabelle 2.2.11-1 zugeordneten Korrekturstufe gemäß Gl. 2.2.11-3. ⎛R ⎞ 'U g = 'U´´ ⋅ ⎜ I ⎟ ⎝ RT ⎠

(2.2.11-3)

Hierbei stellt R I den Wärmedurchlasswiderstand der die Luftspalte enthaltenden Schicht dar. Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungsteile Befestigungsteile, die eine Dämmschicht durchdringen, bilden den einzigen bei Berechnungen nach DIN EN ISO 6946 zulässigen Fall, bei dem eine Wärmebrücke aus Metall die Dämmschicht durchdringen darf. In diesem Fall ist der U-Wert unter Vernachlässigung der Durchdringungen zu berechnen und nachträglich eine Korrektur, wie hier beschrieben, vorzunehmen. Die Berechnung des Korrekturwertes 'U f erfolgt in Abhängigkeit von der Wärmeleitfähigkeit der Befestigungselemente O f , der Anzahl n f der Befestiger je m2 und der Querschnittsfläche A f eines Befestigungselementes gemäß Gl. 2.2.11-4. Der Koeffizient D kann der Tabelle 2.2.11-2 entnommen werden.

'U f = D ⋅ O f ⋅ n f ⋅ Af

(2.2.11-4)

Für ein zweischaliges Mauerwerk mit Edelstahl-Drahtankern (O f = 17 W/m·K) eines Ankerdurchmessers von 5 mm (A f = 0,00002 m2) ergibt sich bei einem Verbrauch von 6 Ankern pro m2 (n f = 6) beispielsweise ein Korrekturwert 'U f = 0,012 W/(m2ăK). Dieser wäre bei Konstruktionen mit U d 0,4 W/(m2ăK) zu berücksichtigen.

2

2.22

Wärmeschutz

Auf eine Korrektur kann gemäß [23] in den folgenden Fällen verzichtet werden: -

2

Mauerwerksanker über einer Luftschicht (z.B. zweischaliges Mauerwerk ohne Dämmschicht in der Luftschicht) Mauerwerksanker zwischen einer Mauerwerksschale und Holz (Verankerung erfolgt in einem schlecht wärmeleitenden Material) Verwendung eines Befestigers, bei dem zumindest einem Teil eine Wärmeleitfähigkeit O < 1 W/(măK) zugeordnet ist (thermisch getrennte Befestiger).

-

Tabelle 2.2.11-1 Korrektur-Beiwert für Luftspalte in Bauteilen (nach DIN EN ISO 6964 [23])

1 1

2

3

Korrektur- 'U´´ Beschreibung der Luftspalte stufe [W/(m2·K)] Die Dämmung ist so angebracht, dass keine Luftzirkulation auf der warmen Seite der Dämmung möglich ist. Keine die gesamte Dämmschicht durchdringende Luftspalte möglich.

2

3

4

0

1

2

0,00

0,01

0,04

Beispiele: mehrlagige Dämmung; einlagige Dämmung mit Nut-Feder- oder Stufenfalz-Verbindung; Dämmung mit abgedichteten Fugen; zweilagige Dämmung, bei der die eine durchgehend die andere (ggf. auch durch Sparren o.ä. unterbrochene) Schicht bedeckt; einlagige Dämmschicht auf einer Konstruktion, deren Wärmedurchlasswiderstand mindestens 50 % des Wärmedurchgangswiderstandes beträgt; einlagige stumpf gestoßene Dämmung mit einer Maßtoleranz unter 5 mm Die Dämmung ist so angebracht, dass keine Luftzirkulation auf der warmen Seite der Dämmung möglich ist. Luftspalte können die Dämmschicht durchdringen.

Beispiele: einlagige Dämmung zwischen Sparren, Querbalken, Stützen o.ä.; einlagige stumpf gestoßene Dämmung mit einer Maßtoleranz über 5 mm Mögliche Luftzirkulation auf der warmen Seite der Dämmung. Luftspalte können die Dämmschicht durchdringen.

Beispiele: Konstruktionen mit einer unzureichenden Befestigung der Dämmschicht oder unzureichender Abdichtung oben oder unten

Tabelle 2.2.11-2 Werte für den Koeffizient D zur Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungsteile

2 1 Typ des Befestigungsteils

3 Koeffizient D [m-1]

2 Mauerwerksanker bei zweischaligem Mauerwerk

6

3 Dachbefestigung

5

2.23 Korrektur des U-Wertes durch Niederschlag auf Umkehrdächern Durch den Korrekturwert 'U r wird der Einfluss von fließendem Wasser zwischen Dämmschicht und Dachabdichtung berücksichtigt. Hierzu werden in DIN 4108-2 [1] allgemeine Zuschläge für Umkehrdächer gemäß Tabelle 2.2.11-3 angegeben. Diese werden in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen dem Wärmedurchgangswiderstand R i der Dämmschicht und dem Wärmedurchgangswiderstand R T der gesamten Konstruktion festgelegt. Werden Dämmplatten aus extrudiertem Polystyrol verwendet, gibt DIN EN ISO 6946 [23], Anhang D.4 ein genaueres Korrekturverfahren an. Demnach berechnet sich der Korrekturwert 'U r gemäß Gl. 2.2.11-5. ⎛ R ⎞ 'U r = p ⋅ f ⋅ x ⋅ ⎜ i ⎟ ⎝ RT ⎠

2

(2.2.11-5)

Darin ist: p  Durchschnittliche Niederschlagsmenge während der Heizperiode [mm/Tag] f  Entwässerungsfaktor, der den Anteil an p , der die Dachabdichtungen erreicht, angibt. Bei einlagigen, stumpf gestossenen Dämmschichten und offenen Abdeckungen, wie z.B. Kiesschüttungen ist făx = 0,04. Bei Dachkonstruktionen, die als Folge ihrer Bauart geringere Wasserdurchtritte durch die Dämmung erwarten lassen (z.B. bei Überlappungsstößen oder Nut-Feder-Verbindungen), können - wenn die Wirkung der jeweiligen Maßnahme in unabhängigen Berichten dokumentiert ist - niedrigere Werte für făx angesetzt werden. x  Faktor für den gestiegenen Wärmeverlust infolge von Regenwasser, das auf die Dachabdichtung gelangt [(W·Tag)/(m2·K·mm)] Wird durch einen geeigneten Systemaufbau (z.B. diffusionsoffene Trennlage) ein Durchtritt von Wasser durch die Dämmschicht verhindert, kann auf eine Erhöhung des U -Wertes ggf. verzichtet werden. Bezüglich der anzuordnenden Trennlage ist zu beachten, dass diese zwar gegenüber flüssigem Wasser abdichtend wirkend soll, jedoch zur Vermeidung von Tauwasserausfall in der Konstruktion (i.d.R. an der Innenseite der Trennlage) keinen oder einen sehr geringen Widerstand gegenüber Dampfdiffusion aufweisen muss. Tabelle 2.2.11-3 Zuschlagswerte für Umkehrdächer (nach [1])

1

2

1

(R T - R i )/ R T [%]

Zuschlagswert 'U r [W/(m2·K)]

2

< 10

0,05

3

10 bis 50

0,03

4

> 50

0

2

2.24

2

Wärmeschutz

Berechnung des U-Wertes für Bauteile mit keilförmigen Schichten Enthält ein Bauteil keilförmige Schichten (z.B. Gefälledämmung), so kann – bei einem Gefälle der keilförmigen Schicht von höchstens 5 % - der Wärmedurchgangskoeffizient nach dem in Bild 2.2.11-1 gezeigten Ablaufschema bestimmt werden. Ein Beispiel ist in Bild 2.2.11-2 berechnet.

Bild 2.2.11-1 Ablauf zur Bestimmung des U -Wertes von Bauteilen mit keilförmigen Schichten

2.25

2

Bild 2.2.11-2 Beispiel: Bestimmung des U-Wertes eines Flachdaches mit Gefälledämmung

Berechnung des U-Wertes für zweischalige Dach- und Wandaufbauten im Stahlleichtbau [129] Die rechnerische Bestimmung eines mittleren U-Wertes für Dach- und Wandkonstruktionen im Stahlleichtbau gestaltet sich als Folge der konstruktionsbedingt vorhandenen Wärmebrücken in aller Regel recht aufwändig. Im Rahmen einiger Forschungsvorhaben wurden an der TH Karlsruhe Bemessungsnomogramme zur Bestimmung mittlerer U-Werte für die in Bild 2.2.11-3 dargestellten Konstruktionen entwickelt. Tabelle 2.2.11-4 enthält die jeweils zulässigen Wertebereiche der Abmessungen bzw. Materialkenngrößen. Zusätzliche Anwendungshinweise in den einzelnen Nomogrammen sind zu beachten. Die Nomogramme (Bild 2.2.11-4 bis Bild 2.2.11-10) werden auf den nachfolgenden Seiten wiedergegeben.

2.26

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.11-3 Darstellung der den Bemessungsnomogrammen zugrundeliegenen Dach- und Wandaufbauten a) Zweischalige wärmegedämmte Trapezprofil- oder Kassettenwand mit einseitig angeordnetem Trennstreifen b) Zweischalige wärmegedämmte Trapezprofilwand mit doppelseitig angeordnetem Trennstreifen c) Zweischalige wärmegedämmte Trapezprofil- oder Kassettenwand mit vorgehängter Dämmschicht d) Zweischalige wärmegedämmte Kassettenwand mit zusätzlichem Distanzprofil und einseitig angeordnetem Trennstreifen e) Einschalige wärmegedämmte Trapezprofilwand auf massivem Untergrund f) Zweischaliges wärmegedämmtes Dach mit Distanzprofil und einseitig angeordnetem Trennstreifen g) Zweischaliges wärmegedämmtes Dach mit Distanzprofil und beidseitig angeordnetem Trennstreifen Schichten: c Außenschale (z.B. Trapezprofil aus Stahl oder Aluminium d Innenschale (Trapezprofil oder Kassette e Trennstreifen f Wärmedämmung g Dichtung h Verbindungselement i Distanzprofil j massive Wand k Dampfsperre und Luftdichtheitsschicht

2.27 Tabelle 2.2.11-4 Zur Anwendung der Bemessungsnomogramme zulässige Wertebereiche der Abmessungen bzw. Materialkenngrößen (nach [129])

1 1 Abmessung / Materialkenngröße 2 Blechdicke der Innenschale (Stahl)

2

3

zul. Wertebereich Wand zul. Wertebereich Dach 0,75 bis 2,00 mm

0,75 bis 2,00 mm

3

Blechdicke der Außenschale (Aluminium oder Stahl)

0,50 bis 2,00 mm

0,50 bis 1,25 mm

4

Blechdicke des Distanz- bzw. Kassettenprofils (Stahl)

1,00 bis 3,00 mm

1,00 bis 3,00 mm

20 bis 100 mm

20 bis 100 mm

80 bis 300 mm

80 bis 300 mm

7 Trennstreifendicke

5 bis 30 mm

5 bis 30 mm

8 Dicke der vorgehängten Dämmschicht

5 bis 50 mm

-

9 Wärmeleitfähigkeit des Trennstreifens

0,03 bis 0,15 W/(m·K)

0,03 bis 0,17 W/(m·K)

10 Wärmeleitfähigkeit der Dämmschichten

0,025 bis 0,05 W/(m·K) 0,025 bis 0,05 W/(m·K)

5 Flanschbreite und Trennstreifenbreite 6

11

Höhe des Distanz- bzw. Kassettenprofils sowie Dicke der Wärmedämmschicht

Abstand der Distanzprofile bzw. Baubreite der Kassettenprofile

12 Anzahl der Verbindungselemente (VE) 13

Gewindedurchmesser der Verbindungselemente1)

14 Dicke der massiven Wand 1)

0,4 bis 2,0 m

0,4 bis 3,5 m

1 bis 5 VE/m2

1 bis 10 VE/m2

4 bis 10 mm

4 bis 10 mm

0,175 bis 0,49 m

-

Anmerkungen: In den Nomogrammen selbst sind gemäß [116] als Verbindungselemente nichtrostende Schrauben mit einem Durchmesser von 6,3 mm berücksichtigt. Aus Abweichungen hinsichtlich Durchmesser oder Wärmeleitfähigkeit (O Edelstahl = 15 W/(m·K)) resultieren folglich geringfügig abweichende U-Werte. Die Länge der Verbindungselemente muss unter statisch-konstruktiven Aspekten festgelegt werden, sollte aber aus wärmedämmtechnischen Gründen so gering wie möglich sein.

2

2.28

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.11-4 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für eine zweischalige wärmegedämmte Trapezprofilwand- oder Kassettenwand mit einseitig angeordnetem Trennstreifen [129]

2.29

2

Bild 2.2.11-5 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für eine zweischalige wärmegedämmte Trapezprofilwand mit beidseitig angeordnetem Trennstreifen [129]

2.30

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.11-6 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für eine zweischalige wärmegedämmte Trapezprofilwand oder Kassettenwand mit vorgehängter Dämmschicht [129]

2.31

2

Bild 2.2.11-7 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für eine zweischalige wärmegedämmte Kassettenwand mit zusätzlichem Distanzprofil und einseitig angeordnetem Trennstreifen [129]

2.32

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.11-8 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für eine einschalige wärmegedämmte Trapezprofilwand auf massivem Untergrund [129]

2.33

2

Bild 2.2.11-9 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für ein zweischaliges wärmegedämmtes Dach mit Distanzprofil und einseitig angeordnetem oder fehlenden Trennstreifen [129]

2.34

Wärmeschutz

2

Bild 2.2.11-10 Nomogramm zur Bestimmung des mittleren U-Wertes für ein zweischaliges wärmegedämmtes Dach mit Distanzprofil und beidseitig angeordnetem Trennstreifen [129]

2.35 Berechnung des U-Wertes für Sandwichelemente gemäß prEN 14509 [22] Zur Bestimmung des U-Wertes für Sandwichelemente liegen verschiedene Ansätze vor, die auf älteren FEM-Berechnungen beruhen ([123], [124]). Alternativ kann eine numerische Berechnung gemäß DIN EN ISO 10211-1 [27] erfolgen. Ein neues Verfahren wird in prEN 14509 [22] vorgestellt. Dieses berücksichtigt sowohl eine evtl. vorhandene Profilierung der Elemente als auch den Wärmebrückeneinfluss der Längsstöße unterschiedlicher Elementtypen. Das Verfahren ist anwendbar für Sandwichelemente mit metallischen Deckschichten, die im Kern aus Mineralfasern, EPS, XPS, PUR, Phenolharzschaum oder Schaumglas bestehen. Der U-Wert für solche Sandwichelemente berechnet sich gemäß Gl. 2.2.11-6. U=

1 ψ + dni Dn1 + Δ e dne Rsi + + + + Rse B λ fi λ design λ fe

(2.2.11-6)

Darin ist: R si  raumseitiger Wärmeübergangswiderstand [W/m2xK] gemäß DIN EN ISO 6946 [23] d ni  Nenndicke der Innenschale [m] O fi  Wärmeleitfähigkeit der Innenschale [W/(mxK)] D n1  Nenndicke des Kerns (ohne Deckschalen) [m] 'e  Dickenaufschlag bei vorhandener Profilierung gemäß Tab. 2.2.11-5 [m] d ne  Nenndicke der Außenschale [m] O fe  Wärmeleitfähigkeit der Außenschale [W/(mxK)] R se  außenseitiger Wärmeübergangswiderstand [W/m2xK] gemäß DIN EN ISO 6946 [23] \  linearer Wärmedurchgangskoeffizient der Längsstöße [W/(mxK)] B  Breite des Elements [m]

Bild 2.2.11-11 Erläuterung der Bezeichnungen in Gl. 2.2.11-6 und Tab. 2.2.11-5

2

2.36

Wärmeschutz

Tabelle 2.2.11-5 Dickenaufschlag 'e

2

1 mittlerer Rippenanteil r [%] 1 r=

0, 5 ⋅ (b1 + b2 ) p

2

3

4

5

Höhe der Sicken h [mm] (für h > 120 mm ⇒ genauere Berechnung erforderlich)

⋅ 100

10 d h d 25

25  h d 50

2

0 d r d 25

0

0

0

0

3

0  r d 50

0,003

0,005

0,006

0,007

4

50  r d 60

0,005

0,009

0,012

0,014

5

60  r d 70

0,007

0,012

0,016

0,019

6

70  r d 85

0,008

0,015

0,020

0,024

Tabelle 2.2.11-6 Zuschläge f joint

1)

50  h d 70 70  h d 120

für verschiedene Ausführungen der Längsstöße

1

2

3

60

Elementdicke D n1 [mm] 80 120 160

1 Elementtyp

4

5

6

200

Typ I (Wandelement mit sichtbarer Befestigung) 2

0,04

0,04

0,03

0,03

0,03

0,08

0,06

0,05

0,04

Typ II (Wandelement mit sichtbaren oder 3 verdeckten Klammern)

f joint,nc

0,14

4

f joint,c

1,156 1,389 1,719 1,948 2,106

Typ III (Wandelement mit verdeckter Befestigung) 5

0,16

0,10

0,06

0,05

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,03

0,02

0,02

0,01

0,01

0,01

Typ IV (Dachelement) 6

Typ V (wie Typ I, jedoch ohne Dichtband) 7

1)

Zwischenwerte dürfen interpoliert werden

2.37 Für verschiedene Ausführungen der Längsstöße sind in [22] pauschale Zuschläge f joint angegeben (Die Werte sind auf eine Standardelementbreite von 1 m bezogen und müssen daher auf die tatsächliche Breite B umgerechnet werden). Werte für f joint sind in Tabelle 2.2.11-6 zusammengestellt. Bei Nutzung der Zuschläge f joint ist der U-Wert statt nach Gl. 2.2.11-6 gemäß Gl. 2.2.11-7 zu berechnen. f joint ⎞ ⎛ 1 U= ⋅⎜1+ d D + Δ e dne B ⎟⎠ Rsi + ni + n1 + + Rse ⎝ λ fi λ design λ fe

(2.2.11-7)

Für Elementtyp II errechnet sich f joint gemäß Gl. 2.2.11.8. ⎛ a − bc ⎞ ⎛b ⎞ f joint,TypII = f joint,nc ⋅ ⎜ + f joint,c ⋅ ⎜ c ⎟ ⎝ a ⎟⎠ ⎝ a⎠ Darin ist: f joint,nc f joint,c a bc

   

(2.2.11-8)

Zuschlag für die ungestörte Fuge ohne Klammer Zuschlag für die Fugen im Bereich der Klammer Abstand der Klammern Breite der Klammern

2.2.12 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung Der Nennwert U g des Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung ist gemäß DIN EN 673 [11] zu berechnen bzw. gemäß DIN EN 674 [12] oder DIN EN 675 [13] experimentell zu ermitteln. Für edelgasgefüllte Verglasungen gibt DIN V 4108-4 [4] eine Vorgehensweise an, wie der Wärmedurchgangskoeffizient durch Messungen nach [12] bzw. [13] zu bestimmen ist. Für Berechnungen zur Bestimmung des Nennwertes U w des Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern gemäß DIN EN ISO 10077-1 [26] sind dort vereinfachte Beziehungen zur Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten U g angegeben. Anmerkung: Noch im Rahmen der Wärmeschutzverordnung ´95 mussten Wärmedurchgangskoeffizienten von Verglasungen für wärmeschutztechnische Nachweise im Bundesanzeiger veröffentlicht werden. Diese Werte waren meist geringfügig höher als die rechnerisch oder experimentell ermittelten Werte. Seit Gültigkeit der Bauregelliste 01/2003 ist der Ug -Wert europaweit einheitlich nach DIN EN 673 zu bestimmen. Eine Veröffentlichung der Werte im Bundesanzeiger entfällt seither. In der Regel werden die neuen Ug -Werte von den alten Uv -Werten abweichen. Grund hierfür ist in erster Linie die veränderte Bezugstemperaturdifferenz, die von vormals 10 K auf 15 K verändert wurde. Anhaltswerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten U g enthält Tabelle 2.2.12-1. In der Regel dient der Wert U g als Bestandteil zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten U w des Fensters. Ist ausschließlich das Glas festzulegen, wie z.B. bei Ersatz bzw. Erneuerung, so ist aus dem Nennwert U g der Bemessungswert U g,BW abzuleiten. Dieser Bemessungswert wird gemäß Gl. 2.2.12-1 ermittelt. Hierbei ist bei Sprossenverglasung eine Korrektur 'U g sinngemäß entsprechend Tabelle 2.2.12-3, Zl. 6 oder 7 vorzunehmen.

2

2.38

Wärmeschutz

U g ,BW = U g + ΔU g

(2.2.12-1)

Tabelle 2.2.12-1 Wärmedurchgangskoeffizienten U g für verschiedene Fensteraufbauten (Anhaltswerte)

2

1 1 2

Aufbau der Verglasung (innen – SZR – außen)1)

2 Art des Gases im Scheibenzwischenraum Luft

Argon

Krypton

3

4-12-4

3,0

4

4-12-:4

1,6

1,3

1,1

5

4-16-:4

1,4

1,2

1,1

6

6-16-:6

1,4

1,2

1,1

7

4:-12-4-12-:4

0,7

0,5

8

4:-16-4-16-:4

0,6

1)

:  Lage der, den strahlungsbedingten Wärmetransport behindernden Beschichtung

Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens Der Wärmedurchgangskoeffizient U f des Rahmens ist in erheblichem Maße abhängig von den verwendeten Materialien sowie dem konstruktiven Aufbau. Er ist daher in der Regel durch den Hersteller anzugeben. Tabelle 2.2.12-2 enthält Anhaltswerte für U f gebräuchlicher Rahmenmaterialien. Tabelle 2.2.12-2 Erzielbare Wärmedurchgangskoeffizienten U f für verschiedene Rahmenmaterialien (Anhaltswerte)

1 1 Rahmenmaterial

2 Wärmedurchgangskoeffizient U f [W/(m2·K)]

2 Holz

1,4 bis 1,8

3 PVC 3-Kammer

1,7 bis 1,8

4 PVC 4-Kammer

1,4 bis 1,6

5 PVC 5-Kammer

1,2 bis 1,3

6 Aluminium, thermisch getrennt

2,8 bis 3,5

7 Aluminium, thermisch optimierte Profile

1,4 bis 1,5

8 „Passivhaus-Rahmensysteme“

0,7 bis 0,8

Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters Der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten U w,BW (Anmerkung: In weiterführenden Berechnungsvorschriften wird der Index BW in der Regel nicht verwendet, daher besteht mitunter eine Verwechselungsgefahr mit dem Nennwert U w ) für Fenster und Fenstertüren berechnet sich gemäß DIN V 4108-4 [4] aus der Addition

2.39 des Nennwertes U w und ggf. eines Korrekturfaktors 'U w (zur Berücksichtigung eines wärmedämmtechnisch verbesserten Randverbundes oder von Sprossen; 'U w gemäß Tabelle 2.2.12-3). U w ,BW = U w +

∑ 'U

(2.2.12-2)

w

Tabelle 2.2.12-3 Korrekturwerte 'U w zur Berechnung der Bemessungswerte U w,BW [4]

1 1 Bezeichnung des Korrekturwertes 2 Korrektur für wärmeschutztechnisch verbesserten Randverbund des Glases1) 3 (siehe auch [4], Anhang C)

2

3

'U w [W/(m2·K)]

Grundlage

-0,1 0,0

Randverbund erfüllt die Anforderung Σ(d·O) d 0,007 W/K

Randverbund erfüllt nicht die Anforderung Σ(d·O) d 0,007 W/K

4 Korrektur für Sprossen1) 5 6 7

0,0

-

Sprossen im Scheibenzwischenraum (einfaches Sprossenkreuz)

+0,1

-

Sprossen im Scheibenzwischenraum (mehrfache Sprossenkreuze)

+0,2

Glasteilende Sprossen

+0,3

8 1)

aufgesetzte Sprossen

Abweichungen in den Berechnungsannahmen und bei der Messung

wenn nicht bereits bei Berechnung oder Messung berücksichtigt

Der Nennwert U w ist abhängig vom Wärmedurchgangskoeffizienten U g und der Fläche A g der Verglasung (Index g  glazing) sowie vom Wärmedurchgangskoeffizienten U f und der Fläche A f des Rahmens (Index f  frame). Des Weiteren ist die Wärmebrückenwirkung im Bereich des Randverbundes (Abstandhalter, Glas und Rahmen) durch den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizient \ g zu berücksichtigen (Anhaltswerte für \ enthält Tabelle 2.2.12-4). Zur Berechnung von U w sind in DIN EN ISO 10 077-1 [26] Rechenverfahren für Einfachfenster, Kastenfenster und Verbundfenster (siehe Bild 2.2.12-1) angegeben. Alternativ kann U w auch durch Messung nach DIN EN ISO 12 567-1 [29] bestimmt werden. In DIN EN ISO 10007-1 ist die Möglichkeit gegeben, den zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand von geschlossenen äußeren Abschlüssen zu berücksichtigen. Auf diese Weise kann das Vorhandensein von Rollläden, Fensterläden o.ä. in die Berechnung miteinbezogen werden. Für übliche Rollläden ergibt sich hiernach ein zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand von etwa 0,2 bis 0,3 m2xK/W, für dichte Abschlüsse ergeben sich Werte bis zu 0,45 m2xK/W. Bei Berechnungen nach EnEV darf dieser zusätzliche Anteil infolge äußerer Abschlüsse nicht berücksichtigt werden.

2

2.40

Wärmeschutz

2 Bild 2.2.12-1 a) Einscheibenverglaste Fenster, b) Kastenfenster und c) Verbundfenster nach DIN EN ISO 10 077-1 [26]

Nach DIN EN ISO 10 077-1 [26] ergibt sich für Fenster mit Einscheibenverglasung (unter Verwendung einer Einfach- oder Mehrfachverglasung) der Wärmedurchgangskoeffizient U w gemäß Gl. 2.2.12-3. Uw =

Ag ⋅ U g + Af ⋅ U f + A g ⋅\ g Ag + Af

(2.2.12-3)

Tabelle 2.2.12-4 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \ g für Abstandhalter aus Aluminium und Stahl (kein Edelstahl) [26]

1

1 Rahmenwerkstoff

2 Zweischeiben- oder Zweischeiben-Isolierglas mit Dreischeiben-Isolierverglasung, niedrigem Emissionsgrad (U § unbeschichtetes Glas, Luft- oder 1,3 W/(m2·K)), DreischeibenGaszwischenraum Isolierglas mit zwei Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad (U § 0,7 W/(m2·K)) \ g [W/(m·K)] \ g [W/(m·K)]

2 Holz- und Kunststoffrahmen

0,04

0,06

3

Metallrahmen mit wärmetechnischer Trennung

0,06

0,08

4

Metallrahmen ohne wärmetechnische Trennung

0

0,02

Eine Auswertung von Gl. 2.2.12-3 für einen Rahmenanteil A f /(A g +A f )=0,3 und einer Standardfenstergröße von 1,23 m x 1,48 m ( Prüffenstergröße bei experimenteller Bestimmung von U w gemäß [29]) ergibt die für die Berechnung zu verwendenen Nennwerte in DIN V 4108-4 [4] (siehe Tabelle 2.2.12-5). Alternativ dürfen bei der Berechnung auch die tatsächlich vorhandenen Abmessungen angesetzt werden. Weitere tabellierte Werte finden sich in [4] und für einen Rahmenanteil von 20 % in [26].

2.41 2

Tabelle 2.2.12-5 Wärmedurchgangskoeffizient U w [W/(m ·K)] von Fenstern und Fenstertüren für einen Flächenanteil des Rahmens am Gesamtfenster von 30 % (nach [4])

1

2

Art der Verglasung

Ug [W/(m2·K)]

1 2

3

Uf [W/(m2·K)] 0,8

1,0

1,2

1,4

1,8

2,2

2,6

3,0

3,4

3,8

3 Einfachglas

5,7

4,2

4,3

4,3

4,4

4,5

4,6

4,8

4,9

5,0

5,1

4

2,2

1,9

2,0

2,0

2,1

2,2

2,3

2,5

2,6

2,8

2,9

5

2,1

1,9

1,9

2,0

2,0

2,2

2,3

2,4

2,5

2,7

2,8

6

2,0

1,8

1,8

1,9

2,0

2,1

2,2

2,4

2,5

2,6

2,7

7

1,9

1,7

1,8

1,8

1,9

2,0

2,1

2,3

2,4

2,5

2,7

8

1,8

1,6

1,7

1,8

1,8

1,9

2,1

2,2

2,4

2,5

2,6

9

1,7

1,6

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,2

2,3

2,4

2,5

1,6

1,5

1,6

1,6

1,7

1,8

1,9

2,1

2,2

2,3

2,5

1,5

1,4

1,5

1,6

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

2,3

2,4

12

1,4

1,4

1,4

1,5

1,5

1,7

1,8

2,0

2,1

2,2

2,3

13

1,3

1,3

1,4

1,4

1,5

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

2,2

14

1,2

1,2

1,3

1,3

1,4

1,5

1,7

1,8

1,9

2,1

2,2

15

1,1

1,2

1,2

1,3

1,3

1,5

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

16

1,0

1,1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,7

1,8

1,9

2,0

17

1,5

1,4

1,5

1,6

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

2,3

2,4

18

1,4

1,4

1,4

1,5

1,5

1,7

1,8

2,0

2,1

2,2

2,3

19

1,3

1,3

1,4

1,4

1,5

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

2,2

20

1,2

1,2

1,3

1,3

1,4

1,5

1,7

1,8

1,9

2,1

2,2

21

1,1

1,2

1,2

1,3

1,3

1,5

1,6

1,7

1,9

2,0

2,1

1,0

1,1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,7

1,8

1,9

2,0

0,9

1,0

1,1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,6

1,7

1,8

2,0

24

0,8

0,9

1,0

1,1

1,1

1,3

1,4

1,5

1,7

1,8

1,9

25

0,7

0,9

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,5

1,6

1,7

1,8

26

0,6

0,8

0,9

0,9

1,0

1,1

1,2

1,4

1,5

1,6

1,8

27

0,5

0,7

0,8

0,9

0,9

1,0

1,2

1,3

1,4

1,6

1,7

Zweischeiben10 Isolierverglasung 11

Dreischeiben22 Isolierverglasung 23

2

2.42

2

Wärmeschutz

Werden Teilbereiche mit opaken Füllungen versehen, geht in die Berechnung von U w zusätzlich der Wärmedurchgangskoeffizient U p der opaken Füllung und der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient \ p zur Berücksichtigung der Wärmebrückenwirkung im Randbereich der opaken Füllung ein (Gl. 2.2.12-4). Werte für \ p können Tabelle 2.2.12-6 entnomemen werden. Uw =

Ag ⋅ U g + Ap ⋅ U p + Af ⋅ U f + A g ⋅\ g + A p ⋅\ p Ag + Ap + Af

(2.2.12-4)

Tabelle 2.2.12-6 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \ p für Füllungsabstandshalter [21]

1

2

1 Füllungstyp

2 Typ 1 3

Aluminium/ Aluminium

4 5 6

Typ 2

7 1)

Aluminium/ Glas Stahl/Glas

8

3

Längenbezogener Wärmeleitfähigkeit der Füllungsabstandshalter Wärmedurchgangskoeffizient O \p [W/(m·K)] [W/(m·K)] -

0,13

0,2

0,13 bis 0,201)

0,4

0,23 bis 0,21)

0,2

0,14

0,4

0,20

0,2

0,09 bis 0,141)

0,4

0,15 bis 0,181)

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

Für Kastenfenster sind die Wärmedurchgangskoeffizienten des äußeren Fensters (U w1 ) und des inneren Fensters (U w2 ) gemäß Gl. 2.2.12-2 zu bestimmen. Damit errechnet sich der Wärmedurchgangskoeffizient des Kastenfensters gemäß Gl. 2.2.12-5. Uw =

1 1 1 − Rsi + Rs − Rse + Uw1 Uw 2

(2.2.12-5)

Darin ist: R si  raumseitiger Wärmeübergangswiderstand des äußeren Fensters R si = 0,13 m2ăK/W nach DIN EN ISO 10 077-1[26] R se  außenseitiger Wärmeübergangswiderstand des inneren Fensters R se = 0,04 m2ăK/W nach DIN EN ISO 10 077-1 [26] Rs  Wärmedurchlasswiderstand des Luftraumes zwischen den Verglasungen (siehe Tabelle 2.2.12-7)

2.43 Für Verbundfenster kann der Wärmedurchgangskoeffizient U w gemäß Gl. 2.2.12-3 mit dem Wärmedurchgangskoeffizient U g der Verglasung gemäß Gl. 2.2.12-6 bestimmt werden. Ug =

1 1 1 − Rsi + Rs − Rse + U g1 Ug2

(2.2.12-6)

Darin ist: U g1  Wärmedurchgangskoeffizient der äußeren Verglasung U g2  Wärmedurchgangskoeffizient der inneren Verglasung R si  raumseitiger Wärmeübergangswiderstand des äußeren Fensters R si = 0,13 m2ăK/W nach DIN EN ISO 10 077-1 [26] R se  außenseitiger Wärmeübergangswiderstand des inneren Fensters R se = 0,04 m2ăK/W nach DIN EN ISO 10 077-1 [26] Rs  Wärmedurchlasswiderstand des Luftraumes zwischen den Verglasungen (siehe Tabelle 2.2.12-7) Tabelle 2.2.12-7 Wärmedurchlasswiderstand R s von unbelüfteten mit Luft gefüllten Zwischenräumen bei Kasten- und Verbundfenstern mit Zweischeiben-Isolierverglasung [26]

1 1 Dicke des Luftraumes 2 [mm]

2

3

4

5

Einseitige Beschichtung mit normalem Emissionsgrad von

6

0,1

0,2

0,4

0,8

beide Seiten unbeschichtet

3

6

0,211

0,190

0,163

0,132

0,127

4

9

0,298

0,259

0,211

0,162

0,154

5

12

0,376

0,316

0,247

0,182

0,173

6

15

0,446

0,363

0,276

0,197

0,186

7

50

0,406

0,335

0,260

0,189

0,179

8

100

0,376

0,315

0,247

0,182

0,173

9

300

0,333

0,284

0,228

0,171

0,163

2

2.44

Wärmeschutz

2.3 Bestimmung von Temperaturverteilungen 2.3.1 Stationäre Randbedingungen

2

Rechnerisches Verfahren Unter der Annahme stationärer Bedingungen (q = konst.) gelten für ein Bauteil die Beziehungen gemäß Abschnitt 2.2.7. Für ein mehrschichtiges Bauteil ergeben sich bei bekannten Innen- und Außentemperaturen sowie bekanntem U -Wert die Temperaturen an den Schichtgrenzen, indem Gl. 2.2.7-4 jeweils mit Gl. 2.2.7-2 (für Grenzen zwischen Baustoffschichten) oder Gl. 2.2.7.3 (bei Wärmeübergängen) gleichgesetzt wird. Der Berechnungsablauf ist anhand eines Beispiels in Bild 2.3.1-1 dargestellt.

Bild 2.3.1-1 Ermittlung des Temperaturverlaufes in einem mehrschichtigen Bauteil nach dem rechnerischen Verfahren

Graphisches Verfahren Beim graphischen Verfahren zur Bestimmung des Temperaturverlaufes in einem Bauteil wird ein Diagramm erstellt, bei dem der Temperaturbereich auf der Ordinate (y-Achse) in einem geeigneten Maßstab aufgetragen werden und die Wärmedurchgangs- bzw. Wärmeübergangswiderstände auf der Abszisse (x-Achse). Beide Maßstäbe können unabhängig voneinander festgelegt werden. Im Diagramm werden nun die Innentemperatur T i bei R = 0 und die Außentemperatur T e bei R = R T eingezeichnet. Aus Gl. 2.2.7-4 ergibt sich q=

(Ti − Te ) RT

(2.3.1-1)

Die Wärmestromdichte q stellt im Diagramm also die Steigung der Geraden dar, welche die beiden eingezeichneten Punkte miteinander verbindet. Die Temperaturen an den Schichtgrenzen können jetzt an den Schnittpunkten zwischen den auf der Abszisse angetragenen Einzelwiderständen und der Geraden abgelesen werden.

2.45

2

Bild 2.3.1-2 Ermittlung des Temperaturverlaufes für das in Bild 2.3.1-1 dargestellte mehrschichtigen Bauteil nach dem graphischen Verfahren

Beispiele für Temperaturverläufe in verschiedenen Außenwandkonstruktionen

Bild 2.3.1-3 Temperaturverläufe in verschiedenene Außenwandkonstruktionen

2.46

Wärmeschutz

2.3.2 Instationäre Randbedingungen

2

Liegen an einem Körper zeitlich veränderliche Temperaturen an, so entstehen daraus ebenfalls zeitlich veränderliche Wärmeströme. Die Richtung dieser Ströme stimmt mit der Richtung des Temperaturgefälles überein. Darstellungen typischer Fälle für solche instationären Temperaturverhältnisse werden in Bild 2.3.2-1 angegeben.

Bild 2.3.2-1 Wärmeströme und Temperaturverläufe für instationäre Temperaturrandbedingungen a) Abkühlung b) Erwärmung c) Periodische Temperaturwechsel

Die Temperaturverteilung (Temperaturfeld) in einem Körper mit internen Wärmequellen (z.B. Wandheizungen) der Wärmeleistung w [W/m3] lässt sich mit Hilfe der Wärmeleitungsgleichung (Fourier-Gleichung) beschreiben, die allgemein die Form gemäß Gl. 2.3.2-1 annimmt. ∂T ⎞ ∂ ⎛ ∂T ∂T 1 ⎛ ∂ ⎛ ∂T ⎞ ∂ ⎛ = ⋅ ⎜ ⎜ Ox ⋅ ⎟ + ⎜ O y ⋅ ⎟ + ⎜ Oz ⋅ ∂y ⎠ ∂z ⎝ ∂z ∂t c ⋅ U ⎜⎝ ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝

⎞ ⎞ w ⎟ ⎟⎟ + ⎠⎠ c ⋅ U

(2.3.2-1)

Mit der Vereinfachung, dass die Wärmeleitfähigkeit nicht richtungsabhängig ist und keine internen Wärmequellen vorhanden sind, ergibt sich die geläufigere Formulierung ∂T O ⎛ ∂ 2T ∂ 2T ∂ 2T = ⋅⎜ + + ∂t c ⋅ U ⎜⎝ ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

(2.3.2-2)

In einer weiteren Vereinfachung (Gl. 2.3.2-3) wird nun davon ausgegangen, dass ein ebenes Bauteil mit einem eindimensionalen Wärmestrom vorliegt. ∂T O ∂ 2T = ⋅ ∂t c ⋅ U ∂x 2

(2.3.2-3)

Für den Fall stationärer Randbedingungen (zeitlich konstantes Temperaturfeld) ergibt sich ∂T / ∂t = 0, womit Gl. 2.3.2-3 in eine Form gebracht ist, aus der sich die bekannten Beziehung für den stationären Zustand ableiten lassen. Zur Lösung von Gl. 2.3.2-3 im instationären Zustand ( ∂T / ∂t  0) bedient man sich numerischer oder graphischer Näherungsverfahren, bei denen die Differentialgleichung in eine Differenzengleichung gemäß Gl. 2.3.2-4 umgewandelt wird. Ein relativ einfaches graphisches Lösungsverfahren für dieses Problem wurde von Binder [104] und Schmidt [137] entwickelt.

2.47

'T O ' 2T = ⋅ 't c ⋅ U ( ' x )2

(2.3.2-4)

Graphisches Differenzenverfahren nach Binder/Schmidt Zur Berechnung wird ein Bauteil der Gesamtdicke s gleichmäßig in n Teilschichten der Dicke 'x unterteilt.

'x =

s n

(2.3.2-5)

Auch der stetige Ablauf der Zeit wird durch Intervallschritte 't ersetzt. Im Zeitpunkt t = m ă't wird der Schicht n die Mittentemperatur T n,m zugeordnet. Beim Übergang zwischen den Zeitschritten m und m +1 ergibt sich damit aus Gl. 2.3.2-4

T n ,m +1 − T n ,m 't

=

O T n +1,m − 2 ⋅ T n ,m + T n −1,m ⋅ c⋅U ( ' x )2

(2.3.2-6)

Auflösen von Gl. 2.3.2-6 nach der Temperatur in der Schicht n im nächstfolgenden Zeitschritt m+1 liefert die Bestimmungsgleichung

T n ,m +1 =

⎛ O ⋅ 't ⎞⎟ ⋅ T n ,m ⋅ (T n +1,m + T n −1,m ) + ⎜ 1 − 2 ⋅ 2 2 ⎜ c ⋅ U ⋅ ( 'x ) c ⋅ U ⋅ ( ' x ) ⎟⎠ ⎝

O ⋅ 't

= p ⋅ (T n +1,m + T n −1,m ) + ( 1 − 2 ⋅ p ) ⋅ T n ,m

(2.3.2-7)

mit dem Modul p=

O ⋅ 't c ⋅ U ⋅ ( 'x )

2

't ⎞ ⎛ ⎜ a⋅ 2 ⎟ ' x ⎠ ⎝

(2.3.2-8)

Damit Gl. 2.3.2-7 stabile Lösungen liefert, muss p d 0,5 sein. Für p = 0,5 ergibt sich die eine vereinfachte Form der Gl. 2.3.2-7, bei der der letzte Term wegfällt und sich die Temperatur T n,m+1 als Mittelwert der Temperaturen T n+1,m und T n-1,m ergibt.

T n ,m +1

=

(Tn +1,m + Tn −1,m ) 2

(2.3.2-9)

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 2.3.2-2). Die Bedingung p = 0,5 lässt sich durch eine geeignete Wahl der Schrittweite für 'x oder 't erreichen. Man wird also

't =

c ⋅ U ⋅ ( 'x ) 2⋅O

2

(2.3.2-10)

wählen. Damit der Einfluss des Wärmeüberganges in diesem Verfahren berücksichtigt werden kann, wird jeweils ein Richtpunkt X i bzw. X e mit der Temperaturordinate T i

2

2.48

Wärmeschutz

bzw. T e im Abstand d Xi bzw. d Xe vor der entsprechenden Bauteiloberfläche eingefügt. d Xi =

O hi

(2.3.2-11)

d Xe =

O he

(2.3.2-12)

2

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

'x < d Xi bzw. d Xe 2

(2.3.2-13)

Die grundsätzliche Vorgehensweise wird noch einmal anhand der Darstellung in Bild 2.3.2-2 verdeutlicht. In diesem Bild ist die Bestimmung des Temperaturverlaufes nach den ersten beiden Zeitschritten (m+1 ; m+2 ) beispielhaft für eine 30 cm dicke monolithische Mauerwerkswand (O = 0,99 W/(măK); c = 1000 J/(kgăK); U = 500 kg/m3) bei bekanntem Temperaturverlauf im Ausgangszustand m dargestellt.

Bild 2.3.2-2 Schematische Darstellung des Binder/Schmidt-Verfahrens zur Ermittlung des Temperaturverlaufes in einer monolithischen Außenwand unter instationären Randbedingungen

2.49 In der Regel wird als Ausgangszustand für die Berechnung keine beliebige Temperaturverteilung zur Verfügung stehen, sondern man wird von einem Beharrungszustand (stationäre Temperaturrandbedingungen) ausgehen. In Bild 2.3.2-3 wird für die bereits in Bild 2.3.2-2 betrachtete Wand der Fall untersucht, das ausgehend von einem stationären Zustand (T i = 20°C; T e = -10°C) die Außentemperatur plötzlich auf T e = 5°C ansteigt.

Bild 2.3.2-3 Ermittlung des Temperaturverlaufes in einer monolithischen Außenwand bei plötzlichem Anstieg der Außentemperatur von T e = -10°C auf T e = 5 °C

Entgegen der weit verbreiteten gegenteiligen Annahme kann das Binder/Schmidt-Verfahren auch für die Bestimmung des Temperaturverlaufes in mehrschichtigen Bauteilen angewendet werden. Hierbei ist zu beachten, dass aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften die Schichtdicken 'x unterschiedlich groß gewählt werden müssen. Die Zeitspanne 't gilt dabei für die gesamte Wand. Der Berechnungsablauf für den Fall mehrschichtiger Bauteile wird nachfolgend beispielhaft für eine Außenwand gezeigt, welche aus einer Mauerwerkschicht (d 1 = 30 cm; O 1 = 0,4 W/(măK); c 1 = 1000 J/(kgăK); U 1 = 420 kg/m3) und einer innenseitigen Wärmedämmschicht (d 2 = 10 cm; O 2 = 0,10 W/(măK); c 2 = 1600 J/(kgăK); U 2 = 90 kg/m3) besteht. In der Ausgangssituation herrscht auf beiden Seiten der Wand eine Temperatur von 20°C, dann erfolgt auf der Außenseite ein plötzlicher Temperaturabfall auf 0°C.

2

2.50

Wärmeschutz

Mit 't 1 = 't 2 = 't folgt aus Gl. 2.3.2-10 dann c1 ⋅ U1 ⋅ ( ' x1 )

2

2

2 ⋅ O1

=

c2 ⋅ U 2 ⋅ ( ' x2 ) 2 ⋅ O2

2

'x → 1 = ' x2

O1 c1 ⋅ U1 O2 c2 ⋅ U 2

(2.3.2-14)

Des Weiteren muss die Anzahl m bzw. n der Unterteilungen in jeder Schicht ganzzahlig sein. m d1 ⋅ ' x2 = n d 2 ⋅ ' x1

(2.3.2-15)

Für das hier behandelte Beispiel ergeben sich danach 'x 1 /'x 2 = 1,171, m /n | 10/4 und damit die Schichtdicken 'x 1 = 3cm und 'x 2 = 2,5 cm. Die Zeitschrittweite beträgt 't | 8 min. Entsprechend dem bereits in Abschnitt 2.3.1 beschriebenen graphischen Verfahren zur Bestimmung des Temperaturverlaufes im stationären Zustand muss im Weiteren eine linearisierte Darstellung des stationären Temperaturverlaufes über den Querschnitt verwendet werden. Aus der Forderung, dass die Steigung der entsprechenden Geraden im stationären Zustand in allen Schichten gleich sein soll, ergibt sich die verzerrte Schichtdicke d 2 ' aus der Beziehung

'T1 'T 2 = d1 d2 '

d2 'T O O q ⋅ R2 → d 2 ' = d1 ⋅ 2 = d 1 ⋅ = d1 ⋅ 2 = 1 ⋅ d 2 d1 O2 'T1 q ⋅ R1 O1

(2.3.2-16)

Im gleichen Maßstab werden auch 'x 2 und der Abstand d Xi des Richtpunktes X i von der Bauteiloberfläche verzerrt. Damit ergibt sich d ' ' x2 ' = 2 n

(2.3.2-17)

O d Xe = 1 he

(2.3.2-18)

O d ' d Xi = 2 ⋅ 2 hi d 2

(2.3.2-19)

Wieder auf das Beispiel bezogen ergeben sich damit d 2 ' =0,4 m, ' x2 ' =0,1 m, d Xe = 0,016 m und d Xi = 0,052 m. Zur Verdeutlichung wurden in Bild 2.3.2-4 die Schichtdicken verdoppelt (daraus ergibt sich eine Vervierfachung der Zeitschrittweite auf 't | 32 min).

2.51

2

Bild 2.3.2-4 Ermittlung des Temperaturverlaufes in einer zweischichtigen Außenwand bei einem plötzlichen Abfall der Außentemperatur von T e = 20°C auf T e = 0°C

2.4 Wärmebilanzen 2.4.1 Einführung Bislang wurden Lösungsmöglichkeiten für eindimensionale stationäre Probleme (Abschnitt 2.3.1) und mit dem Binder-Schmidt-Verfahren in Abschnitt 2.3.2 eine Lösungsmöglichkeit für eindimensionale instationäre Probleme beschrieben. Sollen jedoch zwei- oder dreidimensionale Temperaturverteilungen in einem Bauteil beschrieben werden, so wie dies beispielsweise für Wärmebrückenuntersuchungen der Fall ist, kommt man nicht umhin, sich rechnergestützter Verfahren zu bedienen. Eine numerische Näherungslösung wird aus der Analogie mit elektrischen Netzwerken abgeleitet (die Temperatur entspricht dabei als treibendes Potential der elektrischen Spannung, der Wärmestrom dem elektrischen Strom). Diese, vielfach als NetzwerkVerfahren bezeichnete, Lösungsmöglichkeit wird für den zweidimensionalen Fall im Folgenden erläutert.

2.4.2 Netzwerk-Verfahren Als Ausgangssituation wird der relevante Abschnitt des Bauteils in ausreichend kleine Abschnitte (Elemente) mit finiten Abmessungen 'x i und 'y j unterteilt. Diese Abmessungen müssen nicht gleich sein, auch rechteckige Elementgeometrien sind somit

2.52

2

Wärmeschutz

möglich. Die Lage und Größe der Elemente wird so gewählt, dass im Bauteil vorhandene Schichtgrenzen auf Elementrändern zu liegen kommen. Die Temperaturen T i,j werden anhand einer Wärmestrombilanz jeweils an Knoten in der Mitte der Elemente bestimmt. Die Wärmeströme, die von einem Element zu den Nachbarelementen fließen, müssen Widerstände überwinden, die ihrerseits von den Abmessungen und der Wärmeleitfähigkeit in den Elementen abhängen. Ein Ausschnitt aus einem Elementnetz mit einer Erklärung der relevanten Größen ist in Bild 2.4.2-1 dargestellt.

Bild 2.4.2-1 Mit rechteckigen Elementen vernetzter Abschnitt eines Bauteils. Dargestellt sind die maßgebenden Bezeichungen und Kenngrößen

Der Widerstand R (i-1,j),(i,j) zwischen den Elementen (i -1,j ) und (i ,j ) berechnet sich demnach als Summe aus dem Wärmedurchlasswiderstand R x(i-1,j) gemäß Gl. 2.4.21 des halben Elementes (i -1,j ) und dem Wärmedurchlasswiderstand R x(i,j) gemäß Gl. 2.4.2-2 des halben Elementes (i ,j ).

2.53 R x( i − 1 , j ) =

R x( i , j ) =

' x( i − 1)

(2.4.2-1)

2 ⋅ O x( i − 1 , j )

' x( i )

(2.4.2-2)

2 ⋅ O x( i , j )

Der dritte Anteil – der Widerstand R (i-1/2,j) – ist optional und bietet die Möglichkeit, einen weiteren Widerstand an der Elementkante zu definieren. An den Oberflächen stellen diese Widerstände beispielsweise Wärmeübergangswiderstände dar. Werden die Widerstände auf die Kantenlänge der Elemente bezogen, ergibt sich für R (i-1,j),(i,j) die folgende Bestimmungsgleichung:

' x( i − 1) 2 ⋅ O x( i − 1 , j )

R( i − 1 , j ),( i , j ) =

+

' x( i ) 2 ⋅ O x( i , j )

+ R( i − 1 / 2 , j )

'yj

(2.4.2-3)

Auf die gleiche Art ergibt sich R (1,1/2),(1,1) für ein Randelement gemäß Gl. 2.4.2-4, wobei R (1,1/2) , wie bereits erwähnt, der Wärmeübergangswiderstand an der Oberfläche ist.

' y( 1) R( 1 ,1 / 2 ),( 1 ,1) =

2 ⋅ O y( 1 ,1)

+ R( 1 ,1 / 2 )

' xi

(2.4.2-4)

Für jedes Element ist nun an den Knoten eine Wärmestrombilanz aufzustellen. Hierbei ist zu beachten, dass in jedem Element die ein- und ausströmenden Wärmemengen im Gleichgewicht stehen müssen (6q =0). Für das Element (i,j) ergeben sich für die vier zugehörigen Elementränder die ein- und auströmenden Wärmemengen gemäß den Gleichungen 2.4.2-5 bis 2.4.2-8. q( i − 1 , j ),( i , j ) =

q( i + 1 , j ),( i , j ) =

q( i , j − 1),( i , j ) =

q( i , j + 1),( i , j ) =

T( i − 1 , j ) − T( i , j ) R( i − 1 , j ),( i , j )

T( i + 1 , j ) − T( i , j ) R( i + 1 , j ),( i , j )

T( i , j − 1) − T( i , j ) R( i , j − 1),( i , j )

T( i , j + 1) − T( i , j ) R( i , j + 1),( i , j )

Aus 6q =0 folgt dann für die Temperatur T (i,j) :

(2.4.2-5)

(2.4.2-6)

(2.4.2-7)

(2.4.2-8)

2

2.54

Wärmeschutz

T( i − 1 , j ) T( i , j ) =

2

+

R( i − 1 , j ),( i , j ) 1 + R( i − 1 , j ),( i , j )

T( i + 1 , j )

+

R( i + 1 , j ),( i , j ) 1 + R( i + 1 , j ),( i , j )

T( i , j − 1)

+

R( i , j − 1),( i , j ) 1 + R( i , j − 1),( i , j )

T( i , j + 1) R( i , j + 1),( i , j ) 1 R( i , j + 1),( i , j )

(2.4.2-9)

Somit kann, bei bekannten Widerständen, die Temperatur des Elementes (i ,j ) aus der Temperatur der benachbarten Elemente abgeleitet werden. Für jedes Rechteck lässt sich auf diese Weise eine äquivalente Gleichung aufstellen. So entsteht ein lineares Gleichungssystem mit so vielen Unbekannten, wie man gesuchte Temperaturen hat. An den Bauteilrändern werden durch die Vorgabe entsprechender Randbedingungen in der Regel vereinfachte Beziehungen gelten. Sind Außenlufttemperaturen vorgegeben, so ergibt sich beispielsweise für den Wärmestrom q (1,1/2),(1,1) durch den unteren Rand in das Element (1,1): q( 1 ,1 / 2 ),( 1 ,1) =

(T e − T( 1 ,1) )

(2.4.2-10)

R( 1 ,1 / 2 ),( 1 ,1)

Wird an der Oberfläche ein Wärmestrom q e vorgegeben, so ergibt sich für q (1,1/2),(1,1) die Formulierung q( 1 ,1 / 2 ),( 1 ,1) = qe ⋅ ' y1

(2.4.2-11)

Die bislang beschriebenen Zusammenhänge gelten für stationäre Verhältnisse. Sollen instationäre Verhältnisse beschrieben werden, so ist zum einen die volumenbezogene Wärmespeicherfähigkeit C (i,j) [J/(m3ăK)] in den Elementen zu berücksichtigen und zum anderen evtl. vorhandene innere Wärmequellen oder -senken I (i,j) [W/m3]. Des Weiteren ist eine Zeitschrittweite 't vorzugeben. Für das Element (i,j) ergibt sich damit eine Energiebilanz gemäß Gl. 2.4.2-12.

(

C( i , j ) ⋅ ' xi ⋅ ' y j ⋅ T(neu i , j ) − T( i , j )

(

)

)

= q( i − 1 , j ),( i , j ) + q( i + 1 , j ),( i , j ) + q( i , j − 1),( i , j ) + q( i , j + 1),( i , j ) + I( i , j ) ⋅ ' xi ⋅ ' y j ⋅ 't

(2.4.2-12)

Durch Umstellen erhält man die letztendliche Beziehung zur Bestimmung der neuen Temperaturen am Ende des Zeitschrittes 't .

T(neu i , j ) = T( i , j ) +

(

't C( i , j ) ⋅ ' xi ⋅ ' y j

⋅ q( i − 1 , j ),( i , j ) + q( i + 1 , j ),( i , j ) + q( i , j − 1),( i , j ) + q( i , j + 1),( i , j ) + I( i , j ) ⋅ ' xi ⋅ ' y j

)

(2.4.2-13)

Die Berechnung erfolgt dann durch Lösen des Gleichungsystems oder alternativ iterativ: Hierbei wird ein Anfangszustand des Temperaturfeldes angenommen. Mit Gl. 2.4.2-13 werden dann die neuen Temperaturen bestimmt. Diese verursachen veränderte Wärmeströme (Gleichungen 2.4.2-5 bis 2.4.2-8), was wiederum zu veränderten Temperaturen führt. Das Ende der Berechnung ist erreicht, wenn sich zwischen zwei

2.55 Lastschritten die Temperaturen nicht signifikant ändern. So wie hier für den zweidimensionalen Fall beschrieben, lässt sich die Berechnung auch für den dreidimensionalen Fall durchführen, wenn statt Rechteck-Elementen QuaderElemente genutzt werden. Da die Berechnung in beiden Fällen rechnergestützt abläuft, soll hier auf weitere Einzelheiten nicht eingegangen werden. Ein für Handrechnungen interessanter Fall ergibt sich, wenn die zuvor beschriebenen Zusammenhänge für den eindimensionalen Fall vereinfacht werden. In diesem Fall ist das Bauteil in einzelne Schichten zu unterteilen. Für diesen Fall ist an jeder Schichtgrenze die Wärmebilanz über die jeweils vorhandenen Anteile am Wärmestrom aufzustellen (siehe Bild 2.4.2-2). Solche Anteile ergeben sich aus Wärmeleitung (q 2 , q 3 ), Wärmeübergang (q 1 , q 4 ), Sonnenstrahlung (kurzwellige Strahlung) (q 5 ), absorbierter Wärmestrahlung (langwellige Strahlung) aus der Umgebung (q 7 ), reflektierter Wärmestrahlung (q 6 ) und der Wärmespeicherung (q 9 , q 10 , q 11 ). Des Weiteren können Wärmequellen oder -senken auftreten, die dem Bauteil eine Wärmestromdichte q 8 zuführen oder entziehen. Sind die Lufttemperaturen auf der Innen- und auf der Außenseite bekannt und wird der Einfluss der Wärmespeicherung vernachlässigt, so kann der Temperaturverlauf im Bauteil analytisch durch Lösen des Gleichungssystems bestimmt werden. Wird die Wärmespeicherung berücksichtigt, muss zur Lösung ein Ausgangszustand des Temperaturverlaufes bekannt sein. Die Anwendung der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise wird anhand eines Beispiels in Bild 2.4.2-3 verdeutlicht. Zu berechnen ist dabei die Temperaturverteilung in einer Außenwand mit hinterlüfteter Bekleidung im Sommerfall, d.h. wenn die Außenoberfläche durch die solare Einstrahlung auf eine Temperatur T e erwärmt wird. Nach Aufstellen der Wärmebilanzen für die einzelnen Schichten und der Berechnung der Einzelanteile aus den Wärmedurchlass- und Wärmeübergangswiderständen sowie der Luftströmung in der Hinterlüftungsebene ergibt sich ein Gleichungssystem mit den Temperaturen an den Rändern und der Mitte der Luftschicht als Ergebnisvektor. Die übrigen Temperaturen können wegen der Konstanz des Wärmestromes nachfolgend wie schon in Abschnitt 2.3.1 gezeigt errechnet werden.

2

2.56

2

Bild 2.4.2-2 Anteile der Wärmebilanz für ein Bauteil aus zwei Schichten

Wärmeschutz

2.57

2

Bild 2.4.2-3 Beispiel: Aufstellen des Gleichungssystems zur Bestimmung des Temperaturverlaufes in einer Außenwand mit hinterlüfteter Bekleidung im Sommerfall (d.h. bei Aufheizung der Oberfläche auf die Temperatur T se ).

2.58

Wärmeschutz

2.5 Wärmebrücken 2.5.1 Einführung in die Thematik

2

Definition nach DIN EN ISO 10211-1 [27] Teil einer Gebäudehülle, wo der ansonsten normal zum Bauteil auftretende Wärmestrom deutlich verändert wird durch: a) eine volle oder teilweise Durchdringung der Gebäudehülle durch Baustoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit (siehe Bild 2.5.1-1 a) b) einen Wechsel in der Dicke der Bauteile (siehe Bild 2.5.1-1 b) c) eine unterschiedlich große Innen- und Außenoberfläche (siehe Bild 2.5.1-1 c)

Bild 2.5.1-1 Beispiele für Bauteilbereiche mit Wärmebrücken a) Stahlbetonstütze in einer Mauerwerksaußenwand b) Installationsschacht in einer Außenwand c) Stahlbetonpfeiler mit beidseitigem Fensteranschluss

Konstruktiv bedingte Wärmebrücken / stoffbedingte Wärmebrücken Besteht ein Bauteil in nebeneinander liegenden Bereichen aus Baustoffen mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten, so treten an den Übergängen zwischen den Bereichen Wärmebrücken (siehe Tafel 1 und Tafel 2) auf. Dieser Effekt tritt auch auf, wenn in beiden Bereichen derselbe U-Wert vorliegt (siehe Tafel 3). Geometrisch bedingte Wärmebrücken / formbedingte Wärmebrücken Weicht ein Bauteil von der ebenen Form (z.B. Platte, Scheibe) ab, so entstehen an den geometrischen Diskontinuitäten (z.B. Ecken, Kanten) Wärmebrücken. Der Einfluss dieser Wärmebrücken ist dabei abhängig von dem Verhältnis zwischen wärmezuführender Innenoberfläche und wärmeabführender Außenoberfläche im Bereich der Wärmebrücke. Im ungünstigsten Fall steht einer großen Fläche auf der Bauteilaußenseite im Bereich der Wärmebrücke eine kleine Fläche auf der Bauteilinnenseite gegenüber (Kühlrippeneffekt). Dies ist insbesondere dort der Fall, wo ein dreidimensionaler Bauteilanschluss (siehe Tafel 4) vorliegt. Mischformen Hierbei treten die beiden o.g. Phänomene zusammen auf. Beispiele hierfür sind Außenwanddurchdringungen bei Balkonplatten oder Deckendurchdringungen von Stützen (Tafel 5).

2.59 Lüftungs- und umgebungsbedingte „Wärmebrücken“ Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Wärmebrücken werden in der Literatur bisweilen auch lüftungsbedingte Wärmebrücken (Wärmeverluste an Undichtigkeiten in der Gebäudehülle) und umgebungsbedingte Wärmebrücken (Wärmeverluste an Stellen mit einer erhöhten Umgebungstemperatur) genannt. Sowohl im Sinne der Definition nach DIN EN ISO 10 211-1 [27] als auch infolge des Fehlens typischer Wärmebrückenmerkmale (z.B. niedrigere Innenoberflächentemperatur) liegt an solchen Stellen allerdings keine Wärmebrücke im eigentlichen Sinne vor. Auswirkungen von Wärmebrücken Im Bereich von Wärmebrücken liegt im Vergleich zu den ungestörten Bauteiloberflächen stets eine niedrigere Oberflächentemperatur vor. Des Weiteren kommt es – bedingt durch den erhöhten Wärmestrom – zu erhöhten Wärmeverlusten. Welche Auswirkungen diese Effekte haben, hängt von der Ausprägung der Wärmebrücke ab. Während durch den erhöhten Wärmeverlust in der Regel „lediglich“ ökonomische Nachteile entstehen (Quantifizierung: z.B. durch einen Nachweis nach EnEV), muss die Auswirkung einer Absenkung der Innenoberflächentemperatur T si ausführlicher betrachtet werden. Als maßgebender Grenzwert wird dabei zunächst die Temperatur T si,min festgelegt, bei deren Unterschreitung mit der Gefahr von Schimmelpilzbildung zu rechnen ist (hinsichtlich weiterführender Informationen zur Schimmelpilzproblematik sei hier auf Abschnitt 5 sowie auf [114],[142] und [115] verwiesen). Da ein das Schimmelpilzwachstum begünstigendes Milieu bereits bei einer relativen Luftfeuchte von etwa 80 % vorliegt, ist das Kriterium bezüglich T si,min nicht hinsichtlich der Beurteilung des Ausfalls von Tauwasser auf der Bauteiloberfläche (hierzu siehe ebenfalls auch Abschnitt 5) anwendbar. Ein weiteres Kriterium stellt daher die Taupunkttemperatur T s dar, bei deren Unterschreitung Tauwasserausfall an der Bauteiloberfläche auftritt. Zur Bestimmung der Taupunkttemperatur T s (also bei 100% rel. Luftfeuchte an der Oberfläche) kann als Näherung (gilt für T i und T s t 0 °C) Gl. 2.5.1-1 verwendet werden. Hieraus ergibt sich unter der Annahme, dass die Raumluftfeuchte I um das Maß 100 %/80 % = 1,25 größer ist als in Wirklichkeit, die Beziehung gemäß Gl. 2.5.1-2 zur Ermittlung von T si,min . ⎛ I ⎞ Ts = ⎜ ⎟ ⎝ 100 ⎠

0 ,1247

⋅ ( 109 ,8 + T i ) − 109 ,8

⎛ 1 , 25 ⋅ I ⎞ T si ,min = ⎜ ⎟ ⎝ 100 ⎠

0 ,1247

⋅ ( 109 ,8 + T i ) − 109 ,8

(2.5.1-1)

(2.5.1-2)

In DIN 4108-2 [1] wird zur Beurteilung der wärmedämmtechnischen Qualität von Außenbauteilen und zur Abschätzung einer möglichen Gefahr durch Schimmelpilzbildung der Temperaturfaktor f Rsi herangezogen.

T −T fRsi = si e Ti − Te

(2.5.1-3)

2

2.60

2

Wärmeschutz

Zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung ist gemäß DIN 4108-2 [1] die Bedingung f Rsi t 0,7 an jedem Punkt auf der Innenoberfläche einzuhalten. Dieser Grenzwert gilt jedoch nur für Berechnungen unter Zugrundelegung der Randbedingungen aus [1], d.h. T i = 20°C; T e = -5°C; I i = 50 %. Anders – und deutlich übersichtlicher – ausgedrückt, ist zur Gewährleistung eines hygienisch erforderlichen Mindestwärmeschutzes unter den Randbedingungen gemäß DIN 4108-2 [1] an jeder Stelle der Innenoberfläche einzuhalten: T si,min = 12,6 °C. Eine allgemeinere Aussage hinsichtlich der Vermeidung des Auftretens von Schimmelpilzen erhält man für T si = T si,min durch Einsetzen von Gl. 2.5.1-2 in Gl. 2.5.1-3.

fRsi ≥

⎛ 1 , 25 ⋅ φ ⎞ ⎜⎝ ⎟ 100 ⎠

0 ,1247

⋅ ( 109 ,8 + θ i ) − 109 ,8 − θ e ! >0 θi − θe

(2.5.1-4)

Wertet man Gl. 2.5.1-4 für verschiedene Parameterkombinationen aus, so erhält man das in Bild 2.5.1-2 dargestellte Diagramm. Hieraus ist auf einfache Weise ableitbar, dass bei höheren relativen Luftfeuchten als den gemäß [1] vorgegebenen 50 % deutlich höhere Werte für f Rsi eingehalten werden müssen. Gleiches gilt auch, wenn über längere Zeiträume (mehrere Tage) mit Außenlufttemperaturen gerechnet werden muss, die unterhalb von -5 °C liegen. Eine allgemeine Betrachtung des f Rsi -Wertes ist darüber hinaus auch im Rahmen der Berechnungsverfahren gemäß DIN EN ISO 13788 [32] notwendig (siehe Abschnitt 5.6).

Bild 2.5.1-2 Zur Vermeidung des Auftretens von Schimmelpilzen notwendiger Temperaturfaktor f Rsi in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur T e [°C] und der rel. Luftfeuchte I [%] für eine Innenlufttemperatur T i = 20°C. Anmerkung: Für Innenlufttemperaturen T i > 20°C liegen die abgelesenen Werte auf der sicheren Seite. Beispiel: Für eine Außenlufttemperatur von -5 °C und eine rel. Luftfeuchte von 50 % ergibt sich f Rsi = 0,7.

2.61

2.5.2 Rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken Die Grundlage für eine rechnerische Untersuchung von Wärmebrücken bildet allgemein DIN EN ISO 10211-1 [27] und zusätzlich für linienförmige Wärmebrücken DIN EN ISO 10211-2 [28]. Für die Berechnung selber werden in der Regel hierfür geeignete EDV-Programme eingesetzt, die entweder auf der Finite-Differenzen-Methode (FD-Methode) oder der Finite-Elemente-Methode (FE-Methode) beruhen. Spezielle Wärmebrücken-Berechnungsprogramme arbeiten in der Regel nach der FD-Methode. Sie bieten den Vorteil einer relativ einfachen Benutzerführung und führen für eine Vielzahl von Anwendungsfällen zu hinreichend genauen Lösungen. Programmsysteme auf Basis der FE-Methode hingegen sind in ihrer Bedienung meist erheblich aufwändiger, aber in speziellen Anwendungssituationen (z.B. bei thermisch anisotropen Baustoffe oder filigranen Konstruktionen sowie bei Geometrien, die vom rechten Winkel abweichen) in der Regel besser geeignet. Die Genauigkeit der Ergebnisse hängt bei beiden Verfahren entscheidend von der korrekten Wahl der Randbedingungen (Stoffkennwerte, Modellgeometrie, Temperaturen, Wärmeübergänge) einerseits und der Wahl einer ausreichend feinen Netzdichte andererseits ab. Insbesondere bei schlecht wärmegedämmten Konstruktionen beeinflusst die korrekte Annahme des inneren Wärmeübergangswiderstandes das Ergebnis in erheblichem Maße (siehe Bild 2.5.2-1). Es ist daher zu überprüfen, ob im jeweiligen Anwendungsfall Normrandbedingungen sinnvoll zu verwenden sind, oder ob – beispielsweise bei vorhandener Möblierung im Wärmebrückenbereich – höhere Werte für R si anzusetzen sind.

Bild 2.5.2-1 Einfluss des inneren Wärmeübergangswiderstandes R si auf die Innenoberflächentemperatur im Eckbereich T si,Ecke und die Wandoberflächentemperatur T si am Beispiel einer Außenecke mit variablem Wärmedurchlasswiderstand R

Als Ergebnis einer rechnerischen Untersuchung einer Wärmebrücke erhält man im Allgemeinen folgende Kenngrößen: - die Temperaturverteilung im Bauteil (Isothermenverläufe) und speziell der Temperaturverlauf auf der Bauteilinnenoberfläche;

2

2.62 -

2

Wärmeschutz

die geringste Innenoberflächentemperatur und die durch die Wärmebrücke verursachten zusätzlichen Wärmeverluste (quantifiziert durch den längenbezogenen bzw. den punktbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \ bzw. F ).

Hinsichtlich der Wahl der Randbedingungen ist zu unterscheiden zwischen der allgemeinen Wärmebrückenberechnung und dem Gleichwertigkeitsnachweis von Detailausführungen gemäß DIN 4108, Beiblatt 2 [2]. Für den allgemeinen Fall ist die Wahl der Randbedingungen von den tatsächlichen Verhältnissen im jeweiligen Anwendungsfall abhängig. Entsprechende Vorgaben für die Modellgeometrie sowie für Temperaturund Wärmeübergangsrandbedingungen sind in DIN EN ISO 10211-1 [27] gegeben. Für Gleichwertigkeitsnachweise im Sinne von [2] sind ausschließlich die dort vorgegebenen Randbedingungen anzusetzen. Randbedingungen gemäß DIN EN ISO 10 211-1 [27] Bei der Wahl der Modellgeometrie ist zu beachten, dass die Schnittebenen mindestens 1 m von der Wärmebrücke entfernt sind. Abhängig von der betrachteten Konstruktion kann es notwendig sein, größere Abstände zu wählen, wenn der Einfluss der Wärmebrücke auf den Verlauf der Wärmeströme auch in 1 m Abstand noch nicht abgeklungen ist. Liegen Symmetrie-Ebenen in einem Abstand < 1 m zur Wärmebrücke vor, so ist die Schnittebene in diese Symmetrie-Ebene zu legen (siehe Bild 2.5.2-2). Die Vorgaben gemäß [27] bezüglich der Modellgeometrie werden in Bild 2.5.2-3 erläutert und sind in Tabelle 2.5.2-1 zusammengestellt, die Temperaturrandbedingungen in Tabelle 2.5.2-2, die Wärmeübergangswiderstände in Tabelle 2.5.2-3. Hinsichtlich der Vorgaben zur Wahl der Temperaturrandbedingungen ist hier noch darauf hinzuweisen, dass die Forderung eines adiabatischen Randes (Rand, über den keine Wärme ausgetauscht wird) als untere Begrenzung des Modells offensichtlich falsch ist (da an adiabatischen Rändern z.B. die Isothermen senkrecht zum Rand verlaufen müssen). Es wird empfohlen, statt dessen als Randbedingung das Jahresmittel der Außenlufttemperatur anzunehmen.

Bild 2.5.2-2 Symmetrieebenen als Begrenzung des geometrischen Modells. „WB“ bezeichnet die betrachtete Wärmebrücke (nach [27])

2.63

2

Bild 2.5.2-3 Maße im Erdreich zur Berechnung a) der Oberflächentemperaturen und b) zur Berechnung des Wärmestroms (nach [27])

Validierungsbeispiele nach DIN EN ISO 10 211-1 [27] In DIN EN ISO 10 211-1, Anhang A werden Beispiele zur Validierung von numerischen Berechnungsverfahren angegeben. Abweichungen zu eigenen Berechnungen sind für Temperaturen bis zu 0,1 K zulässig, für Wärmeströme bis zu 0,1 W/m bei Referenzfall 2 und 0,2 % bei Referenzfall 3. Die drei Prüfreferenzfälle werden in Tafel 7 bis Tafel 9 vorgestellt. Tabelle 2.5.2-1 Anordnung der Schnittebenen bei erdberührten Bauteilen nach DIN EN ISO 10 211-1[27]

1 1 2

Richtung

2

3 Berechnungszweck

Oberflächentemperaturen

Wärmestrom

3

Horizontaler Abstand im Gebäude

mindestens 1 m

0,5·b 2)

4

Horizontaler Abstand außerhalb des Gebäudes

gleicher Abstand wie innerhalb des Gebäudes

2,5·b 2)

5

Vertikaler Abstand unter Fußbodenniveau

3 m (1 m)1)

2,5·b 2)

1)

Der Wert in Klammern ist anzusetzen, wenn das Niveau des betrachteten Fußbodens mehr als 2 m unter dem Erdbodenniveau liegt

2)

b ist die Breite (bzw. das kleinere Maß) der Fußbodenfläche.

2.64

Wärmeschutz

Tabelle 2.5.2-2 Temperaturrandbedingungen für Wärmebrückenberechnungen nach DIN EN ISO 10 211-1 [27]

1

2

1 2

Lage

2 Berechnungszweck Oberflächentemperaturen

Wärmestrom

Lufttemperatur

Innentemperatur

3 innen

4

innen in unbeheizten Räumen

Stehen die entsprechenden Angaben zur Verfügung, so ist T u gemäß DIN EN ISO 13 789 [33] zu berechnen. Ist die Temperatur in einem benachbarten, unbeheizten Raum nicht bekannt und kann sie nicht nach DIN EN ISO 13789 berechnet werden, weil die notwendigen Angaben nicht zur Verfügung stehen, so können die Wärmeströme und Innenoberflächentemperaturen nicht berechnet werden.

5 außen 6 Erdreich

3

Lufttemperatur ohne Strahlungseinfluss In Höhe des in Tabelle 2.5.2-1 angegebenen Bodenniveaus: Jahresmittel der Außenlufttemperatur

In Höhe des in Tabelle 2.5.2-1 angegebenen Bodenniveaus: adiabatische Randbedingung1)

Tabelle 2.5.2-3 Anzusetzende Wärmeübergangswiderstände für Wärmebrückenberechnungen nach DIN EN ISO 10 211-1 [27]

1 1

2 R si [m2xK/W]

3 R se [m2xK/W]

0,13

0,04

2 Berechnungszweck: Wärmestrom 3 bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom 4 bei horizontal gerichtetem Wärmestrom 5 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom 6 Berechnungszweck: Oberflächentemperaturen 7 Obere Raumhälfte

0,251)

8 Untere Raumhälfte

0,351)

9 Verglasungen

0,131)

10 1)

Wenn der Wärmeübergang durch Gegenstände (z.B. Möbel) behindert ist

0,04

0,501)

In [27], Anhang E wird ein Verfahren zur Bestimmung genauerer Werte für R si angegeben.

Randbedingungen gemäß DIN 4108, Beiblatt 2 [2] Abweichend von den Angaben gemäß DIN EN ISO 10 211-1 [27] ist beim Nachweis der Gleichwertigkeit eines Details mit den Ausführungen gemäß [2] für Wärmestromberechnungen (\ -Wert-Berechnungen) in der Modellgeometrie kein Erdreich anzusetzen; die entsprechenden Temperatur- und Wärmeübergangsrandbedingungen sind demnach direkt an der Außenoberfläche aufzubringen. Die notwendigen Angaben zu Temperaturrandbedingungen sind in Tabelle 2.5.2-4 zusammengestellt, die Angaben hinsichtlich der anzusetzenden Wärmeübergangswiderstände in Tabelle 2.5.2-5.

2.65 Tabelle 2.5.2-4 Temperaturrandbedingungen für Wärmebrückenberechnungen nach DIN 4108, Beiblatt 2 [2]

1

2

1

3 Berechnungszweck

2 Lage

Oberflächentemperaturen

3

Wärmestrom

f

T

f

T

4 innen 5 -

allgemein

f i = 1,0

T i = 20°C

f i = 1,0

T i = 20°C

6 -

in unbeheizten Räumen

f i = 0,6

T i = 10°C

f i = 0,6

T i = 10°C

7 -

in unbeheizten Dachräumen

fu = 0

T u = -5°C

f u = 0,2

T u = 0°C

fe = 0

T e = -5°C

fe = 0

T e = -5°C

8 außen 9 -

Bauteile gegen Außenluft

10 -

Erdreich

11 -

erdberührter Teil der Außenwand

12 13

-

bei geringer (d 1 m) oder keiner Erdreichanschüttung

-

bei Erdreichanschüttung > 1 m

f G = 0,61) T G = 10°C1) f bf = 0,42)5) T e = 5°C2)5)

f e = 03) -4)

T e = -5°C3) f bw = f e = 0 T e = -5°C -4)

f bw = 0,45) T e = 5°C5)

1)

Die Temperaturrandbedingungen sind entlang der horizontalen Systemgrenze bis zur vertikalen Systemgrenze aufzubringen

2)

Die Temperaturrandbedingungen sind unter der Bodenplatte bis Außenkante Bodenplatte/Fundament inkl. Dämmschicht aufzubringen

3)

Die Erdreichanschüttung ist in diesem Fall zu vernachlässigen. Die Randbedingung für T e ist daher direkt auf der Wandoberfläche und dann bis zur vertikalen Modellgrenze auf OK Erdreich aufzubringen

4)

Es ist keine Temperaturrandbedingung anzusetzen, da in diesem Fall im erdberührten Bereich eine vertikale adiabatische Systemgrenze anzunehmen ist (R se = f, siehe auch Tabelle 2.5.2-2)

5)

Anmerkung: Die tabellierten Werte f bf = f bw = 0,4 sind gemäß [2] vereinfachend anzuset-

zen. Unterhalb der Bodenplatte eines beheizten Kellers eine Temperatur von 5°C anzunehmen, erscheint jedoch vor dem Hintergrund einer konstanten Erdreichtemperatur von in der Regel ca. 10°C in 10 m Tiefe und einer Innentemperatur von 20°C eher realitätsfern zu sein. Sinnvoller erscheint es, bei genaueren Berechnungen aus den in Tabelle 2.7.7-2 angegebenen Temperaturkorrekturfaktoren F genauere Werte zu berechnen (f = 1 – F ). Anmerkung: Da der \ -Wert auf eine Temperaturdifferenz von 1 K normiert wird, kann bei Wärmestromberechnungen auch mit jedem anderen „f -Wert-kompatiblen“ Temperaturensatz gerechnet werden. Also beispielsweise auch mit T i = 1 K und T e = 0 K. Da jedoch in der Regel auch die Oberflächentemperaturen berechnet werden, bietet es sich an, dieselben Temperaturrandbedingungen für beide Berechnungen zu wählen.

2

2.66

Wärmeschutz

Tabelle 2.5.2-5 Anzusetzende Wärmeübergangswiderstände für Wärmebrückenberechnungen nach DIN 4108, Beiblatt 2 [2]

1

2

3 2)

2

R si [m2xK/W]

1

R se [m2xK/W]

2 Berechnungszweck: Wärmestrom 3 bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom

0,10

4 bei horizontal gerichtetem Wärmestrom

0,13

5 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,17

0,041)3)

6 Berechnungszweck: Oberflächentemperaturen 7 beheizte Räume

0,25

8 unbeheizte Räume

0,17

9 Verglasungen

0,13

1)

0,044)5)

Grenzen Bauteile an Erdreich, so ist wie folgt zu verfahren: Erdreich (unter Bodenplatte bis Außenkante Bodenplatte/Fundament inkl. Dämmschicht: -

R se = 0 m2·K/W

Erdberührter Teil der Außenwand: -

bei Erdreichanschüttung d 1 m: R se = 0,04 m2·K/W bei Erdreichanschüttung > 1 m: R se = 0 m2·K/W

2)

Trennt ein Bauteil zwei beheizte Räume, so ist auf beiden Seiten R si = 0,13 m2·K/W anzusetzen.

3)

R se = 0,10 m2·K/W, wenn die Außenoberfläche an belüftete Luftschichten grenzt (z.B. hinterlüftete Außenbekleidungen, unbeheizte Dachräume (bei diesen ist R u dann bereits berücksichtigt) und belüftete Luftschichten in belüfteten Dächern). Bei zweischaligem Mauerwerk nach DIN 1053-1 ist R se = 0,04 m2·K/W anzusetzen. Anmerkung: Der Fall einer hinterlüfteten Außenbekleidung wird in [2] nicht explizit geregelt. Es bleibt daher offen, ob mit R se = 0,04 m2·K/W oder R se = 0,10 m2·K/W zu rechnen ist. Die zweite Variante erscheint hier sinnvoller.

4)

Grenzen Bauteile an Erdreich, so ist wie folgt zu verfahren: Erdreich (unter Bodenplatte bis zur vertikalen Modellgrenze): R se = 0 m2·K/W Erdberührter Teil der Außenwand:

5)

-

bei Erdreichanschüttung d 1m: Erdreichanschüttung wird vernachlässigt; Randbedingungen im Bereich der Anschüttung vertikal entlang der Wandaußenoberfläche und dann horizontal bis zur vertikalen Modellgrenze wie bei luftberührter Außenwand, darunter: R se = f entlang der vertikalen Modellgrenze bis zur horizontalen Modellgrenze

-

bei Erdreichanschüttung > 1 m: im gesamten erdberührten Bereich ist an der vertikalen Modellgrenze R se = f anzusetzen

R se = 0,10 m2·K/W im Falle unbeheizter Dachräume (R u ist dann bereits berücksichtigt)

2.67 Ermittlung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \ 1) Die Berechnung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \ erfolgt allgemein nach DIN EN ISO 10 211-1 [27], wobei die vereinfachten Beziehungen aus DIN EN ISO 10 211-2 [28] genutzt werden können. Für ein Modell mit zwei Temperaturrandbedingungen berechnet sich der Gesamtwärmestrom ) zwischen einem beheizten Bereich i und einem damit verbundenen kälteren Bereich j demnach gemäß Gl 2.5.2-1.

(

) = Li , j ⋅ Ti − T j

)

(2.5.2-1)

In dieser Gleichung ist L i,j der thermische Gesamtleitwert gemäß Gl. 2.5.2-2, wobei der thermische Gesamtleitwert nichts anderes ist als der Transmissionswärmeverlust über die Systemgrenze (von Bereich i in Bereich j ) innerhalb des modellierten Abschnittes. Demnach setzt sich L i,j aus einem Anteil F n , welcher die Verluste über alle n dreidimensionalen Bauteilanschlüsse zusammenfasst und einem weiteren Anteil \ m ăAm , der die Verluste an allen m zweidimensionalen Anschlüssen erfasst, zusammen. Verluste in ungestörten Bereichen k werden über den Anteil U k ăA k berücksichtigt.

(

)

(

Li , j = ∑ F n + ∑ \ m( i , j ) ⋅ A m + ∑ U k ( i , j ) ⋅ Ak n

m

k

)

(2.5.2-2)

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird in der Praxis weniger der Wert L i,j genutzt, vielmehr wird die Ausprägung einzelner Wärmebrücken über den längenbezogenen Wärmdurchgangskoeffizient \ beurteilt. Für den hier betrachteten Fall einer zweidimensionalen Wärmebrücke und unter Annahme einer Bezugslänge von Am = 1,0 m ergibt sich aus den vorgenannten Zusammenhängen die vereinfachte Schreibweise gemäß Gl. 2.5.2-3 zur Berechnung von \ .

\ =

) − )0 ) − ∑ U k ( i , j ) ⋅ A k = L2 D − L0 = 'T( i , j ) k 'T( i , j )

(

)

(2.5.2-3)

Für ein Modell mit mehr als zwei Temperaturrandbedingungen berechnet sich der Gesamtwärmestrom gemäß Gl. 2.5.2-4.

{

(

) = ∑ Li , j ⋅ Ti − T j

)}

(2.5.2-4)

Aus Gl. 2.5.2-2 und Gl. 2.5.2-4 leiten sich – unter der Bedingung, dass die trennenden Bauteile einen gleich bleibenden Aufbau aufweisen – für den Fall von drei Temperaturrandbedingungen (Bereiche i , nb und e ; Bezugslänge Am = 1,0 m) die Formulierungen der Gl. 2.5.2-5 bis 2.5.2-6 zur Bestimmung von \ ab.

) = Li ,e ⋅ 'T( i ,e ) + Li ,nb ⋅ 'T( i ,nb ) \ =

'T( i ,e ) 'T( i ,nb ) ) − U( i ,e ) ⋅ A( i ,e ) ⋅ − U( i ,nb ) ⋅ A ( i ,nb ) ⋅ 'T( i ,e ) 'T( i ,e ) 'T( i ,e )

(2.5.2-5) (2.5.2-6)

Führt man Temperaturkorrekturfaktoren F x an Stelle der Temperaturdifferenzenquo1)

Hinsichtlich der Berechnung von Wärmebrücken in Wand-Bodenplatten-Anschlüssen als Grundlage für eine detaillierte Ermittlung der Wärmeverluste über das Erdreich nach DIN EN ISO 13 370 [30] sind die Angaben gemäß [30], Anhang A zu beachten (siehe auch Abschnitt 2.8.1)

2

2.68

Wärmeschutz

tienten ein, ergibt sich die Schreibweise gemäß Gl. 2.5.2-7.

\ =

2

(

)

) − ∑ U( i ,m ) ⋅ A( i ,m ) ⋅ Fx( i ,m ) = L2 D − L0 'T( i ,e ) m ={nb ,e}

(2.5.2-7)

Zur Berechnung von \ ist es nun nur noch notwendig, den Gesamtwärmestrom ) 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 \ -Wert ist immer auf die Differenz zwischen den Temperaturen der Innenluft und der Außenluft zu beziehen. Bei Modellen, in denen ohnehin T e in mindestens einem Bereich anliegt, ist dies unproblematisch. In Anschlusssituationen wie Innenwandanschlüssen zum unbeheizten Dachgeschoss oder Keller treten als Randbedingungen lediglich T i , T u und/oder T nb auf. Wird in diesen Fällen \ nicht auf 'T (i,e) sondern beispielsweise auf 'T (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 'T (i,e) ). Bei der Wahl der Längen Ak in Gl. 2.5.2-3 bzw. A(i,m) in Gl. 2.5.2-7 ist zu beachten, dass \ sowohl innenmaßbezogen als auch außenmaßbezogen berechnet werden kann. Sollen die errechneten \ -Werte im Rahmen von Berechnungen gemäß EnEV eingesetzt werden, so sind die Längen Ak bzw. A(i,m) in jedem Fall korrespondierend zu den Systemgrenzen nach EnEV einzusetzen. Erläuterungen zum Verlauf dieser Systemgrenzen sind Abschnitt 2.7.6 zu entnehmen. In Tafel 6 werden die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge an einem Beispiel dargestellt. Der \ -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 \ -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 \ -Wertes auf die energetische Qualität von Gebäudehülle und Detailausführung zu schließen, ist daher nicht möglich: Der \ -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 \ -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 \ -Wert ergeben. c) Bei Konstruktionen mit auch im Anschlussbereich weitergeführten Dämmschichten (keine „Dämmlücke“) fallen mit steigender Dicke dieser Dämmschicht

2.69 sowohl die Verluste im Regelquerschnitt als auch im Anschlussbereich. Sowohl der Gesamt-Wärmeverlust als auch der \ -Wert nehmen kleine Werte an. In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass die oftmals im Zusammenhang mit dem „wärmebrückenfreien Konstruieren“ angetroffene Anforderung \ d 0,01 W/(mxK) zwar inhaltlich korrekt ist, aber wie bereits beschrieben 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 \ ergeben können. Dies hängt damit zusammen, ob innenmaßbezogen oder außenmaßbezogen gerechnet wird. Bei außenmaßbezogener Rechnung erfolgt bei einigen Wärmebrücken eine Überschätzung des Wärmeverlustes im ungestörten Bereich. Somit ergibt sich L 0 > L 2D und damit ein negativer Wert für \ . Anhand zweier Anschluss-Situationen werden die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge in Bild 2.5.2-4 erläutert.

Bild 2.5.2-4 Entwicklung der Größenordnung des \ -Wertes und des thermischen Leitwertes 2D L bei steigender Dämmschichtdicke. a) Streifengründung ohne umlaufende Dämmung b) Flächengründung mit umlaufender Dämmung

2

2.70

2

Wärmeschutz

Ermittlung des punktbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten F So wie dies für \ gezeigt wurde, lässt sich aus den allgemeinen Beziehungen gemäß Gl. 2.5.2-1 und Gl. 2.5.2-2 auch der punktbezogene Wärmedurchgangskoeffizient F einer dreidimensionalen Wärmebrücke bestimmen. Für den Fall eines Modells mit zwei Temperaturrandbedingungen ergibt sich die Bestimmungsgleichung für F dann gemäß Gl. 2.5.2-8.

F=

) − ∑\ m( i , j ) ⋅ A m −∑ U k ( i , j ) ⋅ Ak 'T( i , j ) m k

(2.5.2-8)

Vergleicht man Gl. 2.5.2-8 mit der für die Bestimmung des \ -Wertes äquivalenten Formulierung (Gl. 2.5.2-3), so ergeben sich einige Unterschiede. Zum einen wird der Wärmestrom ) nunmehr als Ergebnis einer dreidimensionalen Berechnung erhalten, zum anderen liegt nun nicht mehr nur ein \ -Wert vor, sondern es sind die entsprechenden Einflüsse aller Bauteile zu berücksichtigen, die den dreidimensionalen Anschluss bilden. In Bild 2.5.2-5 sind die Zusammenhänge für den Fall einer Raumecke dargestellt.

Bild 2.5.2-5 Wärmebrücke im Bereich einer Raumecke mit Darstellung der Berechnung von F . Die Längenangaben sind hier zur Veranschaulichung im Innenmaßbezug aufgeführt.

Wie aus Bild 2.5.2-5 leicht abzulesen ist, wird bei der Berechnung der längenbezogenen Verluste jede ungestörte Fläche doppelt berücksichtigt, so dass nachfolgend der jeweils einfache Verlust über die ungestörten Bereiche wieder abgezogen werden muss. In

2.71 [27] wurde bei der Formulierung der Vorschrift zur Berechnung von F dieser Tatsache Rechnung getragen und direkt die mathematisch elegantere Form gemäß Gl. 2.5.2-9 angegeben, die sich auch in Bild 2.5.2-2 als Endergebnis ergibt.

F = L3 D − ∑ L2mD ⋅ A m + ∑ U k ⋅ Ak m

(2.5.2-9)

k

Für die praktische Anwendung ist diese Form allerdings in der Regel ungeeignet, da hierbei zunächst an geeigneten zweidimensionalen Modellen die längenbezogenen Leitwerte L 2D und danach an einem dreidimensionalen Modell der Leitwert L 3D zu bestimmen sind. Eine direkte Berechnung der längenbezogenen Leitwerte L 2D am dreidimensionalen Modell ist zwar auch möglich, hat dann aber im jeweils ungestörten Bereich zu erfolgen. Dies wiederum hat zur Folge, dass ein erheblich größerer Ausschnitt modelliert werden muss. Wird zur Bestimmung von F hingegen Gl. 2.5.2-8 genutzt, so können die erforderlichen \ -Werte gegebenenfalls aus entsprechenden Katalogen übernommen werden und es ist lediglich eine Berechung am dreidimensionalen Modell zur Bestimmung von L 3D notwendig. Wärmebrückenkataloge Da sich die Berechnung von \ -Werten relativ aufwändig gestaltet und spezielle EDVProgramme benötigt werden, sind in den letzten 15 Jahren zahlreiche Publikationen (z.B. [131] bis [133]) 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 \ als auch für die niedrigste Temperatur auf der inneren Bauteiloberfläche 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 \ angegeben, in anderen wiederum außenmaßbezogene Werte. Liegen innenmaßbezogene Werte für \ vor, so müssen diese – wenn sie für EnEV-Berechnungen herangezogen werden 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 \ -Werte Veröffentlichungen 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 [140], welcher hinsichtlich des Berechnungsumfangs allerdings in großen Teilen redundant zu Abschnitt 3 dieses Werkes ist, oder [144] uneingeschränkt anwendbar.

2

2.72

Wärmeschutz

2.5.3 Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung

2

Der Grundgedanke zur Sanierung von Wärmebrücken durch Beheizung geht auf Arbeiten von Cziesielski [109] zurück. Einige Beispiele zur Anwendung werden in [134] beschrieben. Die Möglichkeit eine Wärmebrücke durch Beheizung zu sanieren, stellt gegebenenfalls dann eine Alternative dar, wenn eine Sanierung durch einen Austausch von Bauteilen (z.B. bei Fenstern) oder die Anordnung zusätzlicher Dämmschichten nicht ausreichend oder nicht möglich ist. Dies kann beispielsweise auch der Fall sein, wenn: -

aus Gründen des Denkmalschutzes keine Dämmschicht angeordnet werden kann durch die Anordnung einer zusätzlichen Dämmschicht vorgegebene Mindesthöhen unterschritten würden.

Eine Sanierung durch Beheizung wird in der Regel nur dann Sinn machen, wenn ohne diese Beheizung mit Tauwasserausfall und nachfolgender Schimmelpilzbildung zu rechnen ist. Eine energetische Sanierung der Wärmebrücke an sich ist durch eine Beheizung selbstverständlich nicht möglich; die Wärmeverluste werden im Gegenteil sogar erhöht. Passive Beheizung Bei der passiven Beheizung wird eine Materialschicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf der Wandinnenoberfläche aufgebracht. Über die Leitung von Wärme quer zur Wandoberfläche innerhalb dieser Schicht wird eine Erhöhung der Innenoberflächentemperatur im Bereich der Wärmebrücke angestrebt. Die Größenordnung des angestrebten Effektes ist dabei primär abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Materials der aufzubringenden Schicht sowie von deren Dicke. Am Beispiel einer auf der Innenoberfläche einer Außenecke applizierten Aluminiumschicht werden in Tabelle 2.5.3-1 die Möglichkeiten und Grenzen der passiven Wärmebrückenbeheizung gezeigt. Im dargestellten Fall lässt sich durch das Aufbringen der Aluminiumschicht die Ecktemperatur um bis zu 2,3 K (bei einer realistischen Konfiguration mit t = 0,2 mm und A = 500 mm ergibt sich 'T = 1,1 K) anheben. Der Wirksamkeit einer passiven Beheizung sind, insbesondere im Bereich rein geometrischer Wärmebrücken, durch die zur Querleitung zur Verfügung stehende Wärmemenge begrenzt. Wenn wie im Beispiel gezeigt, die Oberflächentemperatur im ungestörten Wandbereich ohnehin nur bei 12,9 °C liegt, wird die Temperatur im Eckbereich stets niedriger sein. Anhand des – zugegebenermaßen konstruktiv unrealistischen – Beispiels in Tabelle 2.5.3-2, bei dem im Eckbereich eine Betonstütze neben hoch wärmedämmendem Mauerwerk angeordnet ist, lassen sich mögliche Einsatzgebiete der passiven Beheizung besser darstellen. In diesem Fall lässt sich die Ecktemperatur durch Applikation der Aluminiumschicht um bis zu 5,9 K (bzw. bei t = 0,2 mm und A = 500 mm um 4,4 K) anheben, da durch die wesentlich höhere Innenoberflächentemperatur von 17,6 °C im ungestörten Bereich erheblich mehr Wärmeenergie für Querleitungsvorgänge hin zur Wärmebrücke zur Verfügung steht. Die passive Beheizung von Wärmebrücken wird daher in erster Linie bei konstruktiven Wärmebrücken sinnvoll eingesetzt werden können.

2.73 Tabelle 2.5.3-1 Minimale Innenoberflächentemperaturen T si,min in einer Außenecke mit innenseitig applizierter Aluminiumschicht

1 1 Konstruktion und Randbedingungen 2

2

3

A [mm] 0,1

4

5

6

7

t [mm] 0,2

0,5

1,0

2,0

9,9

9,9

9,9

3

50

9,7

9,8

4

100

9,8

10,0 10,3 10,4 10,5

5

200

9,9

10,2 10,6 10,8 11,0

6

300

9,9

10,2 10,7 11,0 11,2

7

500

9,9

10,2 10,7 11,1 11,4

750

9,9

10,2 10,7 11,1 11,4

8

ohne Aluminiumschicht → T si,min = 9,1 °C

Wärmeleitfähigkeiten: Außenputz – O = 0,87 W/(m·K); Mauerwerk – O = 0,56 W/(m·K); Innenputz – O = 0,70 W/(m·K). Klimatische Randbedingungen gemäß DIN 4108-2 Tabelle 2.5.3-2 Minimale Innenoberflächentemperaturen T si,min in einer Außenecke mit Betonstütze im Eckbereich und innenseitig applizierter Aluminiumschicht

1 1 Konstruktion und Randbedingungen 2

2

3

A [mm] 0,1

4

5

6

7

1,0

2,0

t [mm] 0,2

0,5

3

50

10,8 11,1 11,4 11,4 11,4

4

100

11,3 11,8 12,4 12,6 12,7

5

200

11,5 12,2 13,1 13,6 14,0

6

300

11,5 12,3 13,4 14,0 14,5

7

500

11,5 12,3 13,5 14,3 14,9

750

11,5 12,3 13,5 14,3 15,0

8

ohne Aluminiumschicht → T si,min = 9,1 °C

Wärmeleitfähigkeiten: Außenputz – O = 0,87 W/(m·K); Mauerwerk – O = 0,13 W/(m·K); Innenputz – O = 0,70 W/(m·K). Klimatische Randbedingungen gemäß DIN 4108-2

2

2.74

2

Wärmeschutz

Aktive Beheizung Bei der aktiven Beheizung von Wärmebrücken wird im Bereich der Wärmebrücke eine Wärmequelle in die Konstruktion eingebaut. Bei nachträglichen Sanierungsmaßnahmen können hier Heizdrähte / Heizbänder zum Einsatz kommen. Ist die Problemstellung bereits in der Planungsphase bekannt, so können einzelne Wasserleitungen der ohnehin notwendigen Heizungsanlage im Bereich der Wärmebrücke angeordnet werden. Da die Beheizung einer Wärmebrücke in der Regel nicht während der gesamten Heizperiode notwendig ist, ist zur Vermeidung von erhöhten Energieverlusten eine ausreichend genau regelbare Steuerungseinrichtung vorzusehen. Am Beispiel der bereits in Tabelle 2.5.3-1 untersuchten Außenecke wird in Tafel 10 die Anwendung eines Heizbandes als aktive Beheizung gezeigt.

2.6 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Winter 2.6.1 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise Bereits in der Planungsphase eines Objektes kann der Energiebedarf durch die Beachtung einiger einfacher Grundsätze verringert werden. Diese Grundsätze sind vom Prinzip her bereits seit der ersten Ausgabe der DIN 4108 aus dem Jahr 1952 dort verankert, jedoch nach wie vor sehr aktuell. Im Einzelnen sind dies: -

Vermeidung exponierter Standorte mit ungehindertem Windangriff. Wahl einer kompakten Bauweise (stark zergliederte Grundrisse haben einen erheblich höheren Energiebedarf als wenig zergliederte, kompakte Grundrisse) Geeignete Ausrichtung der wesentlichen Fensterflächen zur Nutzung solarer Gewinne im Winter Ausreichende Dämmung der Außenbauteile Vermeidung von Wärmebrücken Sicherstellung einer ausreichenden Luftdichtheit der Gebäudehülle Sicherstellung eines zur Gewährleistung der Wohnbehaglichkeit hinreichenden Luftwechsels Anordnung von Rollläden oder dicht schließenden Fensterläden Anordnung eines Vorflures/Windfanges im Eingangsbereich Anordnung von Wasser- und Heizleitungen möglichst in Innenbauteilen

2.6.2 Anforderungen an ein- und mehrschichtige schwere opake Massivbauteile Die gemäß DIN 4108-2 [1] an ein- und mehrschichtige opake Massivbauteile mit einer flächenbezogenen Masse m´ t 100 kg/m2 gestellten Anforderungen sind in Tabelle 2.6.2-1 zusammengestellt.

2.75 Tabelle 2.6.2-1 Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von schweren Bauteilen [1]

1

2

2 1 Wärmedurchlasswiderstand R [m2·K/W] 2 3 4

5

6 7 8 9

Außenwände; Wände von Aufenthaltsräumen gegen Bodenräume, Durchfahrten, offene Hausflure, Garagen, Erdreich Wände zwischen fremdgenutzten Räumen; Wohnungstrennwände zu Treppenräumen mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen (z.B. indirekt beheizteTreppenräume); Innentemperatur T i 10°C, aber Treppenraum mindestens frostfrei Treppenraumwände zu Treppenräumen mit Innentemperaturen T i > 10°C (z.B. Verwaltungsgebäuden, Geschäftshäusern, Unterrichtsgebäuden, Hotels, Gaststätten und Wohngebäuden) Wohnungstrenndecken, Decken zwischen fremden Arbeitsallgemein räumen; Decken unter Räumen zwischen gedämmten Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten in zentralgeheizten Dachräumen Bürogebäuden unmittelbar an das Erdreich grenzend bis zu einer unterer Abschluss Raumtiefe von 5m nicht unterkellerter über einen nicht belüfteten Hohlraum an das Erdreich Aufenthaltsräume grenzend

Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen; Decken unter bekriechbaren oder noch 10 niedrigeren Räumen; Decken unter belüfteten Räumen zwischen Dach-schrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen; wärmegedämmte Dachschrägen 11 Kellerdecken; Decken gegen abgeschlossene, unbeheizte Hausflure u.ä. nach unten, gegen Garagen (auch beheizte), 12 Decken (auch Dächer), die Durchfahrten (auch verschließbare) und belüftete Aufenthaltsräume gegen die Kriechkeller 13

Außenluft abgrenzen

nach oben, z.B. massive Dächer nach DIN 18530 [9], 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

2.76

Wärmeschutz

2.6.3 Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten

2

Für leichte opake Außenbauteile (m´ < 100 kg/m2) sowie Rahmen- und Skelettbauarten sind die gemäß [1] einzuhaltenden Grenzwerte der Tabelle 2.6.3-1 zu entnehmen. Tabelle 2.6.3-1 Einzuhaltende Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von leichten Bauteilen, Rahmen- und Skelettbauarten (nach DIN 4108-2 [1])

1

Wärmedurchlasswiderstand R [m2·K/W]

1 Bauteil

2 3 4 5 6

leichte Außenwände sowie leichte Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen und Dächern mit einer flächenbezogenen Masse m´ < 100 kg/m2 Rahmen- und Skelettbauarten Rolladenkästen

7 opake Ausfachungen von Fensterwänden und Fenstertüren 1) 8 1)

2

1,75

im Gefachbereich

1,75

als Mittelwert

1,0

als Mittelwert

1,0

für den Deckel

0,55

Anteil der opaken Fläche > 50 % der gesamten Ausfachungsfläche

1,2

Anteil der opaken Fläche < 50 % der gesamten Ausfachungsfläche

1,0

Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens: U f d 2,8 W/(m2·K)

2.6.4 Anforderungen für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (12°C d T i d 19°C) Die Werte der Tabelle 2.6.2-1 sind einzuhalten. Abweichend hiervon gilt für Bauteile nach Tabelle 2.6.2-1, Zeile 1 ein einzuhaltender Mindestwert R t 0,55 (m2ăW)/K.

2.6.5 Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken Damit Schimmelpilzbildung auf der Innenoberfläche von Bauteilen vermieden werden kann, darf gemäß DIN 4108-2 [1] der Temperaturfaktor f Rsi an der ungünstigsten Stelle den Wert f Rsi = 0,7 nicht unterschreiten. Da hierbei auch die Randbedingungen gemäß [1] anzusetzen sind, ist dies gleichbedeutend mit einer zu erzielenden Mindesttemperatur auf der Innenoberfläche des Bauteils von T si = 12,6 °C. Zur Berechnung von f Rsi sowie des erhöhten Wärmeverlustes im Bereich von Wärmebrücken siehe auch Abschnitt 2.5. Der Nachweis f Rsi t 0,7 kann gemäß [1] in Ecken von Außenbauteilen mit gleichartigem Aufbau entfallen, wenn die einzelnen Bauteile die Anforderungen der Tabelle 2.6.2-1 erfüllen. Wie bereits das einfache Beispiel in Bild 2.5.2-1

2.77 zeigt, führt diese Bedingung jedoch nicht immer zu konservativen Ergebnissen: Mit einem Mindest-Wärmedurchlasswiderstand von 1,2 m2xK/W und R si = 0,25 m2xK/W ergibt sich gemäß Bild 2.5.2-1 eine Ecktemperatur von etwa 12 °C. Der Nachweis f Rsi t 0,7 kann gemäß [1] ebenfalls bei Wärmebrücken in Anschlüssen zwischen Bauteilen entfallen, deren konstruktive Ausführung gemäß DIN 4108, Bbl. 2 [2] erfolgt. Hierzu sei angemerkt, dass auch diese Vereinfachungen zumindest bei dreidimensionalen Anschlusssituationen (z.B. Raumecken) nicht immer zu konservativen Ergebnissen führen. Weitere Berechnungen zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung können notwendig sein.

2.6.6 Anforderungen an Fenster, Fenstertüren und Türen In [1] werden keine Mindestwerte hinsichtlich des Wärmedurchlasswiderstandes festgelegt. Es wird lediglich vorgeschrieben, dass Fenster, Fenstertüren und Türen in Außenbauteilen von beheizten Räumen mindestens mit Isolier- oder Doppelverglasung auszuführen sind. Entsprechend den diesbezüglichen Angaben in DIN V 4108-4 [4] ist also ein Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung U g d 3,3 W/(m2ăK) einzuhalten. Dass ein solcher Wert – auch als Mindestanforderung – nicht mehr zeitgemäß und vor dem Hintergrund des Standes der Technik nicht sinnvoll ist, liegt auf der Hand. Heutige Standardverglasungen mit wärmeschutztechnischer Ausrichtung weisen einen U-Wert U g d 1,6 W/(m2ăK) auf, in der Regel werden gegenwärtig Fenster mit U g -Werten der Verglasung zwischen 1,1 W/(m2ăK) und 1,3 W/(m2ăK) eingebaut. Bezüglich der Vermeidung von Schimmelpilzbildung sind Fenster von der Bedingung T si t 12,6 °C ausgenommen. Hier wird in DIN 4108-2 [1] auf DIN EN ISO 13788 [32] verwiesen.

2.7 Energiesparender Wärmeschutz – Energieeinsparverordnung 2.7.1 Einleitung Der Bedeutung des Wärmeschutzes (zu diesem Zeitpunkt allerdings primär aus Sicht der Tauwasservermeidung) wurde bereits 1952 durch die Einführung der DIN 4108 Rechnung getragen. Hier wurden erstmals Mindestanforderungen an den Wärmeschutz in Form von einzuhaltenden Mindest-Wärmedurchlasswiderständen festgelegt. Diese Art der Nachweisführung hat – obgleich zahlenmäßig modifiziert und dem jeweiligen Stand der Technik angepasst – bis zum heutigen Tage Bestand (siehe Abschnitt 2.6). Vor dem Hintergrund der 1. Ölpreiskrise des Jahres 1973 wurde 1976 das Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden (Energieeinspargesetz – EnEG) erlassen. Dieses bildet die Grundlage für alle nachfolgenden von der Bundesregierung erlassenen Verordnungen über einen energiesparenden Wärmeschutz von Gebäuden (Wärmeschutzverordnung – WSVO) und über energiesparende Anforderungen an heizungstechnische Anlagen sowie Brauchwasseranlagen (Heizanlagen-Verordnung). Im November des Jahres 1977 trat die erste WSVO in Kraft. In dieser wurden erstmals weitergehende wärmeschutztechnische Anforderungen an die Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsflächen eines Gebäudes gestellt. Als Bezugsgröße diente der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient k m der Hüllfläche. Im

2

2.78

2

Wärmeschutz

Anschluss an die zweite Ölpreiskrise wurde zum einen 1980 das Energieeinsparungsgesetz geändert und die Arbeit an einer zweiten Wärmeschutzverordnung begonnen. Diese trat zum 01.01.1984 in Kraft und brachte eine Verschärfung des Anforderungsniveaus von etwa 20 % mit sich. Mit der dritten Wärmeschutzverordnung (Inkrafttreten 01.01.1995) wurde als neue Bezugsgröße der Jahresheizwärmebedarf Q h eines Gebäudes eingeführt. Das Anforderungsniveau wurde im Vergleich zur 2. WSVO um etwa 30 % angehoben. Neben der bis dahin üblichen ausschließlichen Betrachtung der Transmissionswärmeverluste wurden nun auch die Lüftungswärmeverluste sowie solare und interne Wärmegewinne berücksichtigt. Mit der Energieeinsparverordnung (EnEV), welche am 01.02.2002 in Kraft trat, wurden Wärmeschutzverordnung und Heizanlagenverordnung zu einer neuen Verordnung zusammengeführt und das Anforderungsniveau erneut um etwa 25 – 30 % verschärft. In Bild 2.7.1-1 sind die beschriebenen zeitlichen Abläufe zusammengestellt. Des Weiteren kann die zugehörige Entwicklung der Dämmschichtdicke für die wesentlichen Bauteile und am Beispiel eines Außenwandquerschnittes abgelesen werden. Obwohl die mittlerweile üblichen energiesparenden Bauweisen unbestreitbar zu einem erheblich verbesserten Wohnklima geführt haben, soll hier auch darauf hingewiesen werden, dass bereits zur Zeit der WSVO ´95 ein überwiegender Teil der erstellten Wärmeschutznachweise erwiesenermaßen fehlerhaft war. In Folge des erheblich umfangreicheren Nachweisverfahrens der EnEV ist daher eher mit einer noch größeren Fehleranfälligkeit zu rechnen. In den nachfolgenden Abschnitten werden daher die für die Nachweisführung notwendigen wesentlichen Zusammenhänge zusammengefasst dargestellt.

Bild 2.7.1-1 Entwicklung der Anforderungen an den Heizenergiebedarf von Gebäuden und die durchschnittliche Dicke der in Außenbauteile einzubringenden Dämmstoffschicht

2.79

2.7.2 Geltungsbereich der EnEV Die EnEV legt Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz sowie die Heizungs-, raumlufttechnischen und zur Warmwasserbereitung dienenden Anlagen fest für: -

Gebäude mit normalen Innentemperaturen (T i t 19°C an mehr als vier Monaten im Jahr) und Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (12°C d T i < 19°C an mehr als vier Monaten im Jahr)

Die Anforderungen der EnEV gelten mit Ausnahme der Inbetriebnahme von Heizkesseln nicht für: -

Betriebsgebäude, die überwiegend zur Aufzucht oder zur Haltung von Tieren genutzt werden, Betriebsgebäude, soweit sie nach ihrem Verwendungszweck großflächig und lang anhaltend offen gehalten werden müssen, unterirdische Bauten, Unterglasanlagen und Kulturräume für Aufzucht, Vermehrung und Verkauf von Pflanzen, und Traglufthallen, Zelte und sonstige Gebäude, die dazu bestimmt sind, wiederholt aufgestellt und zerlegt zu werden.

2.7.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten Als Bezugsgrößen werden in der EnEV zum einen der Jahres-Primärenergiebedarf Q P und zum anderen der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust H T ´ eingeführt. Hinsichtlich des Jahres-Primärenergiebedarfes wird zwischen dem auf die Gebäudenutzfläche bezogenen Wert Q P ´ und dem auf das beheizte Gebäudevolumen bezogenen Wert Q P ´´ unterschieden. Jahres-Heizwärmebedarf Der Jahres-Heizwärmebedarf ist die Wärmemenge, die über ein Heizsystem zur Aufrechterhaltung einer bestimmten mittleren Raumtemperatur in einem Gebäude oder in einer Zone eines Gebäudes bereitzustellen ist. Der Jahres-Heizwärmebedarf berücksichtigt als rein bauliche Kenngröße nicht die Anteile der Anlagentechnik. Jahres-Heizenergiebedarf Der Jahres-Heizenergiebedarf ist die Energiemenge, die der Anlagentechnik des Gebäudes für Beheizung, Lüftung und Warmwasserbereitung zugeführt werden muss, um den Heizwärmebedarf abdecken zu können. In diesem Kennwert werden auch die Einflüsse der Anlagentechnik wie z.B. Verteilungsverluste erfasst. Jahres-Primärenergiebedarf Der Jahres-Primärenergiebedarf ist die Energiemenge, die zur Deckung des JahresHeizenergiebedarfs und des Warmwasserbedarfs benötigt wird, unter Berücksichtigung der Verluste infolge vorgelagerter Prozessketten außerhalb der Systemgrenze

2

2.80

Wärmeschutz

„Gebäude“, also beispielsweise bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe.

2

Welches Verfahren zur Berechnung anzuwenden ist und welche Bezugsgrößen maßgebend sind, ist in Abhängigkeit von der Art des Gebäudes, der Innentemperatur, dem Fensteranteil und der Art der Heiztechnik in Bild 2.7.3-1 zusammengefasst dargestellt. Grundsätzlich werden Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf gestellt. Hierbei ist zwischen dem auf die Gebäudenutzfläche bezogenen Wert Q P ´´ (bei Wohngebäuden maßgebend) und dem auf das beheizte Gebäudevolumen bezogenen Wert Q P ´ (bei Nichtwohngebäuden maßgebend) unterschieden. Des Weiteren wird der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust H T ´ begrenzt. Die jeweils einzuhaltenden Grenzwert sind in Tabelle 2.7.3-1 zusammengestellt. Tabelle 2.7.3-1 Einzuhaltende Grenzwerte für Gebäude mit normalen Innentemperaturen beim Nachweis nach EnEV

1

2 1)

1 Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf 2

Wohngebäude mit fossiler Trinkwarmwassererwärmung

Q p´´ ≤ 50, 94 + 75, 29 ⋅

A 2600 + Ve 100 + AN

3

Wohngebäude mit elektrischer Trinkwarmwassererwärmung

Q p´´ ≤ 72, 94 + 75, 29 ⋅

A Ve

4 Nichtwohngebäude

Q p´ ≤ 9, 9 + 24, 1 ⋅

A Ve

5 Anforderungen an den spez. Transmissionswärmeverlust1) Nichtwohngebäude mit einem 6 Fensterflächenanteil d 30 % und Wohngebäude 7 1)

Nichtwohngebäude mit einem Fensterflächenanteil ! 30 %

HT ´ ≤ 0, 3 +

0, 15 ( A Ve )

HT ´ ≤ 0, 35 +

0, 24 ( A Ve )

Die angegebenen Beziehungen für Q P ´, Q P ´´ und H T ´ gelten für Verhältnisse 0,2 m-1 d A /V e d 1,05 m-1 (zur Bestimmung von A und V e siehe Abschnitt 2.7.6). Außerhalb dieses Bereiches sind – im Sinne eines dann konstanten Anforderungsniveaus – die jeweiligen Grenzwerte bei 0,2 m-1 bzw. 1,05 m-1 einzuhalten.

2.81

2

Bild 2.7.3-1 Ablaufdiagramm zur Bestimmung des maßgebenden Berechnungsverfahrens und der einzuhaltenden Anforderungen

2.7.4 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäude und Anlagen sowie für Gebäude mit geringem Volumen (V e d 100 m3) Werden an bestehenden Gebäuden bestimmte, in der EnEV spezifizierte bauliche Veränderungen an Bauteilen der wärmeübertragenden Umfassungsfläche durchgeführt

2.82

(siehe Tabelle 2.7.4-1), so sind Mindestanforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten der betroffenen Bauteile gemäß Tabelle 2.7.4-2 einzuhalten. Dieselben Mindestanforderungen gelten auch für neu zu erstellende Gebäude mit geringem Volumen (V e d 100 m3). Die Anforderungen der EnEV gelten bei Veränderungen an bestehenden Gebäuden ebenfalls als erfüllt, wenn das geänderte Gebäude insgesamt die für einen entsprechenden Neubau geltenden Maximalwerte gemäß Bild 2.7.3-1 um nicht mehr als 40 % überschreitet. Ein Nachweis ist nicht erforderlich, wenn die Änderungen weniger als 20 % der jeweiligen Bauteilfläche (bzw. bei Außenwänden weniger als 20 % der gleich orientierten Bauteilfläche) betreffen. Wird bei einem bestehenden Gebäude das beheizte Gebäudevolumen um mindestens 30 m3 erweitert, so sind für den neuen Gebäudeteil die jeweiligen Vorschriften wie für zu errichtende Gebäude einzuhalten. Erfolgt die Beheizung des neuen Gebäudeteils über die bestehende Heizungsanlage, kann in der Regel keine Ermittlung der Effizienz der alten Heizungsanlage erfolgen. In diesen Fällen ist der verschärfte, auf 76 % reduzierte, Anforderungwert für H T ´ gemäß Tab. 2.7.3-1 einzuhalten. Tabelle 2.7.4-1 Zusammenstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderungen von Außenbauteilen

1

2

Außenwände

1 Bauteil

3

Fenster, Fenstertüren und Dachflächenfenster

2

Wärmeschutz

2 Maßnahmen a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Anbringen einer Bekleidung in Form von Platten oder plattenartigen Bauteilen oder Verschalungen sowie Mauerwerks-Vorsatzschalen c) Aufbringen von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite d) Einbau von Dämmschichten (Bei einer Kerndämmung gilt der Nachweis bei vollständiger Ausfüllung des Hohlraumes als erfüllt) e) Erneuerung des Außenputzes bei Wänden mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten größer als 0,9 W/(m2·K) Anmerkung: Eine „Putzreparatur“ mit nachfolgendem Neuanstrich fällt nicht unter diese Regelung. f) Einbau neuer Ausfachungen in Fachwerkwände a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Einbau zusätzlicher Vor- oder Innenfenster (siehe auch EnEV, Anhang 3, Nr. 2) c) Ersatz der Verglasung Schaufenster und Türanlagen aus Glas sind ausgenommen. Werden Sonderverglasungen eingebaut oder vorhandene Verglasungen gegen Sonderverglasungen ausgetauscht, so gelten gesonderte Anforderungen hinsichtlich des U-Wertes (siehe Tabelle 2.7.4-2). Als Sonderverglasungen gelten: - Schallschutzverglasungen mit einem Schalldämmmaß der Verglasung von Rw,R = 40 dB oder vergleichbare Ausführung - Isoliergläser mit Durchschuss-, Durchbruch- oder Sprengwirkungshemmung - Isoliergläser als Brandschutzglas mit einer Einzelelementdicke von mindestens 18 mm oder vergleichbare Ausführung

(fortgesetzt auf nächster Seite)

2.83 Tabelle 2.7.4-1 Einen Nachweis erforderlich machende bauliche Veränderungen von Außenbauteilen (Fortsetzung)

1

Außentüren

5

7

8

Wände und Decken gegen unbeheizte Vorhang-fassaden Räume und gegen Erdreich

6

Flachdächer

4

Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen; Decken, Wände und Dachschrägen beheizter Räume gegen Außenluft

Bauteil

2 Maßnahmen a) Erneuerung

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw. außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen c) 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 Dämmschicht als Zwischensparrendämmung durch eine innenseitige Bekleidung oder die Sparrenhöhe begrenzt, so gilt der Nachweis mit Einbringen der nach den Regeln der Technik größtmöglichen Dämmschichtdicke als erfüllt.

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw. außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen c) Aufbringen oder Erneuern von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite d) Einbau von Dämmschichten a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder Erneuerung außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen, Feuchtigkeitssperren oder Drainagen c) Aufbringen oder Erneuern von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite von Wänden d) Aufbau oder Erneuerung des Fußbodenaufbaus auf der beheizten Seite (der Nachweis gilt bei Ausnutzung der ohne eine Anpassung der Türhöhen größtmöglichen Dämmschichtdicke mitO = 0,04 W/(m·K) als erfüllt) e) Anbringen von Deckenbekleidungen auf der Kaltseite f) Einbau von Dämmschichten a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz der Füllungen (Verglasung oder Paneele) Werden Sonderverglasungen gemäß Zeile 2 verwendet, so sind die Anforderungen gemäß Tab. 2.7.4-2, Zl. 12 einzuhalten.

2

2.84

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.4-2 Einzuhaltende Maximalwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei baulichen Veränderungen an Außenbauteilen bestehender Gebäude gemäß Tabelle 2.7.4-1 und 3 für Gebäude mit geringem Volumen (V e d 100 m ).

1

2

2

1 Bauteil

Maßnahme nach Tabelle 2.7.4-1

2

maximaler Wärmedurchgangskoeffizient U max 1) [W/(m2·K)] für Gebäude mit Gebäude mit normalen Innentemp. niedrigen Innentemp.

allgemein

0,45

0,75

Zl. 2, Nr. b), d) und e)

0,35

0,75

Zl. 3, Nr. a) und b)

1,7 2)

2,8 2)

Zl. 3, Nr. c)

1,5 3)

keine Anforderung

Zl. 3, Nr. a) und b)

2,0 2)

2,8 2)

Zl. 3, Nr. c)

1,6 3)

keine Anforderung

Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen; 7 Decken, Wände und allgemein Dachschrägen beheizter Räume gegen Außenluft

0,30

0,40

8 Flachdächer

0,25

0,40

9 Wände und Decken gegen unbeheizte Räume und 10 gegen Erdreich

allgemein Zl. 7, Nr. a), c), d) und f)

0,50

keine Anforderung

Zl. 7, Nr. b) und e)

0,40

keine Anforderung

11 Vorhangfassaden

allgemein

1,9 4)

3,0 4)

allgemein

2,3 4)

3,0 4)

3 Außenwände 4 Außen liegenden Fenster, Fenstertüren und 5 Dachflächenfenster wie Zeilen 4 und 5, jedoch 6 mit Sonderverglasung

12

wie Zeile 11, jedoch mit Sonderverglasung

1)

Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten; für die Berechnung opaker Bauteile ist DIN EN ISO 6946 [23] zu verwenden

2)

Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters; er ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder nach DIN EN ISO 10077-1 [26] zu ermitteln

3)

Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung; er ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder nach DIN EN 673 [11] zu ermitteln

4)

Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade; er ist nach den anerkannten Regeln der Technik zu ermitteln

2.85

2.7.5 Struktur der Nachweisverfahren für Neubauten Welches Bemessungsverfahren anzuwenden ist, wurde bereits in Abschnitt 2.7.3 dargestellt. Die Struktur der Nachweisführung der einzelnen Verfahren wird hier durch Ablaufdiagramme aufgezeigt. Verfahren für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (EnEV, Anhang 2, Nr. 2)

Bild 2.7.5-1 Struktur des EnEV-Nachweises für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen

Vereinfachtes Verfahren für Wohngebäude mit einen Fensterflächenanteil < 30 % (Periodenbilanzverfahren) (EnEV, Anhang 1, Nr. 3) siehe Bild 2.7.5-2 Detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren) (EnEV, Anhang 1, Nr. 2) siehe Bild 2.7.5-3

2

2.86

Wärmeschutz

2

Bild 2.7.5-2 Struktur des EnEV-Nachweises nach dem vereinfachten Verfahren für Wohngebäude mit normalen Innentemperaturen und einem Fensterflächenanteil < 30 %

2.87

2

Bild 2.7.5-3 Struktur des EnEV-Nachweises nach dem detaillierten Verfahren für Gebäude mit normalen Innentemperaturen

2.88

Wärmeschutz

2.7.6 Ermittlung der Eingangsgrößen

2

Wärmeübertragende Umfassungsfläche A Die wärmeübertragende Umfassungsfläche eines Gebäudes (Hüllfläche) umschließt alle Räume, die direkt oder indirekt durch Raumverbund (z.B. über Flure bzw. Dielen) beheizt werden. Andere Räume, für die bestimmungsgemäß keine Beheizung vorgesehen ist, liegen außerhalb der Hüllfläche. Für die Berechnung der Anteile der wärmeübertragenden Umfassungsfläche ist gemäß EnEV der Fall „Außenabmessungen“ gemäß Anhang B in DIN EN ISO 13 789 [33] maßgebend. Im Falle außenluftberührter Bauteile bedeutet dies, dass immer das Außenmaß als Bezugsgröße zur Berechnung verwendet wird. Bei erdberührten Bauteilen wird in [33] weiter auf DIN EN ISO 13 770 [30] verwiesen. Aus [30] kann die Lage der Systemgrenze für erdberührte Bauteile bzw. den unteren Gebäudeabschluss somit wie folgt abgeleitet werden: -

-

Systemgrenze in Höhe der raumseitigen Bodenplattenoberfläche (Oberkante Rohdecke): bei Bodenplatten auf Erdreich, aufgeständerten Bodenplatten (z.B. bei Gebäuden mit Kriechkeller) und unbeheizten Kellergeschossen Systemgrenze außenmaßbezogen (also z.B. außerhalb einer Perimeterdämmung und unterhalb der Bodenplatte): bei beheizten Kellergeschossen

Die Lage der Systemgrenzen wird in Bild 2.7.6-1 anhand eines Beispielgebäudes verdeutlicht. Anmerkung der Verfasser: Die Lage der Systemgrenze am unteren Gebäudeabschluss eines beheizten Kellergeschosses wird teilweise kontrovers diskutiert. Strittig ist, ob die Systemgrenze auch hier in Höhe der raumseitigen Bodenplattenoberfläche zu legen ist oder ob, wie oben beschrieben, außenmaßbezogen zu rechnen ist. Für die nachfolgende Bemessung sind folgende Teilflächen – so sie im jeweiligen Anwendungsfall vorliegen – getrennt zu bestimmen: -

Außenwandfläche – A AW Fensterfläche, unterteilt nach der Orientierungsrichtung j – A W,j Dachfläche als Systemgrenze bei beheiztem Dachraum – A D Oberste Geschossdecke als Systemgrenze bei unbeheiztem Dachraum – A D Fläche von Wänden und Decken gegen Abseiten (Drempel) – A u Fläche von Wänden und Decken gegen unbeheizte Räume – A u Fläche von Wänden und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten – A u Fläche von Wänden und Decken gegen niedrig beheizte Räume – A nb Fläche der Kellerdecke zum unbeheiztem Keller – A G Fläche der Bodenplatte gegen Erdreich – A G (auch: A bf ) Fläche der Wände im beheizten Keller gegen Erdreich – A G (auch: A bw )

Hierbei sind für gleiche Bauteile mit unterschiedlichem Aufbau (z.B. wenn sowohl Außenwandflächen mit WDVS als auch mit Klinkerschale vorliegen) die Flächen getrennt zu ermitteln. Wird das vereinfachte Verfahren gemäß Bild 2.7.5-1 angewendet, so kann die Fläche A G des unteren Gebäudeabschlusses zusammengefasst berechnet werden.

2.89

2

Bild 2.7.6-1 Lage der Systemgrenzen beim Nachweis nach EnEV

Zur Berücksichtigung von Rollladenkästen beim wärmeschutztechnischen Nachweis stellt [1] zwei Möglichkeiten zur Auswahl: Entweder sie werden als flächige Bauteile mit ihrem U-Wert und ihrer Fläche berücksichtigt (Bild 2.7.6-2a) oder sie werden „übermessen“, d.h. ihre Fläche wird einem der umliegenden Regelbauteile zugeschlagen. In diesem Fall wird die Wandfläche bei Einbau- und Aufsatzkästen bis zur Unterkante des Rollladenkastens (Bild 2.7.6-2b) und bei Vorsatzkästen bis zur lichten Fensteröffnung (Bild 2.7.6-2c) angenommen. Die Wärmebrückenwirkung im Bereich des Rollladenkastens ist, wenn der Kasten übermessen wird, durch einen pauschalen Zuschlag 'U WB oder mittels \ -Wert zu berücksichtigen.

2.90

Wärmeschutz

2

Bild 2.7.6-2 Flächendefinitionen für wärmeschutztechnische Nachweise bei Rollladenkästen (nach DIN 4108-2 [1]) a) Flächendefinition bei Berücksichtigung mit eigenem U-Wert und eigener Fläche b) Flächendefinition beim Übermessen bei Einbau- und Aufsatzkästen c) b) Flächendefinition beim Übermessen bei Vorsatzkästen

Bruttovolumen Ve Das Bruttovolumen (auch: „beheiztes Volumen“) ergibt sich als der Rauminhalt, der von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A umschlossen wird. Wärmedurchgangskoeffizienten U Die Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile der Gebäudehülle erfolgt wie in Abschnitt 2.2.11 (für opake Bauteile) bzw. Abschnitt 2.2.12 (für Fenster) beschrieben.

2.91

2.7.7 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne Transmissionswärmeverlust HT Tabelle 2.7.7-1 Tabelle 2.7.7-2 Tabelle 2.7.7-3

→ Berechnung von H T → Temperaturkorrekturfaktoren F xi → Wärmeverluste 'H T,FH über Bauteile mit Flächenheizungen

Lüftungswärmeverlust HV Tabelle 2.7.7-4

→ Berechnung von H V

Solare Wärmegewinne Qs Tabelle 2.7.7-5 Tabelle 2.7.7-6 Tabelle 2.7.7-7 Tafel 11 Tabelle 2.7.7-8 Tabelle 2.7.7-9 Tabelle 2.7.7-10 Tabelle 2.7.7-11

→ Berechnung von Q s → solarer Wärmestrom über transparente Bauteile ) s,M → Strahlungsintensitäten und Außentemperaturen für das Referenzklima Deutschland → Einteilung von Deutschland in Klimazonen → solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten ) s,Gvb,M → Strahlungsabsorptionsgrade D verschiedener Oberflächen → solarer Wärmestrom über opake Bauteile ) s,op,M → solarer Wärmestrom über opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung ) s,TWD,M

Interne Wärmegewinne Qi Tabelle 2.7.7-12

→ Berechnung von Q i

2

2.92

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.7-1 Berechnung des Transmissionsverlustes H T nach dem vereinfachten und dem detaillierten Verfahren

2

1

2

vereinfachtes Verfahren (Periodenbilanzverfahren)

detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren) vereinfachter Ansatz mit Temp.-Korrekturfaktoren:

⎡W ⎤ HT = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ Fxi ) + 0 ,05 ⋅ A ⎢ ⎥ ⎣K ⎦

mit: Ai  Ui 

F xi  A



⎡W ⎤ HT = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + Hu + Ls + HWB + 'HT ,FH ⎢ ⎥ ⎣K ⎦

mit: 2

Fläche des Bauteils i [m ] Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils i [W/(m2·K)] Temperatur-Korrekturfaktor gemäß Tabelle 2.7.7-2 [-] wärmeübertragende Gebäudehüllfläche [m2]

∑ (Ai ⋅ Ui ) 

Hu



Ls



spez. Transmissionswärmeverlust über Bauteile gegen Außenluft spez. Transmissionswärmeverlust über nicht oder niedrig beheizte Räume Hu = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ Fxi )

thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Erdreich Ls = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ FG ,i ) 1)

→ siehe Tabelle 2.7.7-2  spez. Wärmeverlust an Wärmebrücken a) H WB = 0,10·A (allgemein) b) H WB = 0,05·A (Details nach DIN 4108 Bbl. 2) c) H WB = 6 (Ai · \ i ) (bei genauer Berechnung) 'H T,FH  spez. Wärmeverlust über Bauteile mit Flächenheizungen [W/K] (Berechnung gemäß Tab. 2.7.7-3) detailliertes Berechnungsverfahren:

F x, F G H WB

⎡W ⎤ HT = LD + LS + Hu + 'HT ,FH ⎢ ⎥ ⎣K ⎦

mit: LD 

thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und außen [W/K] LD = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + ∑ ( A i ⋅ \ i )

L s → siehe Abschnitt 2.8 H u → Hu = b ⋅ ⎡⎣ ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + ∑ ( A i ⋅\ i )⎤⎦ b= 1)

Hue ; Faktor gemäß [33] Hiu + Hue

Die Verwendung der Temperatur-Korrekturfaktoren F G gilt als Vereinfachung für den EnEVNachweis. Genauere Werte können gemäß [5], Anhang E bzw. [30] berechnet werden (siehe auch Abschnitt 2.8)

2.93 Tabelle 2.7.7-2 Temperatur-Korrekturfaktoren F xi

1

5)

gemäß [5]

2

1 Wärmestrom nach außen über 2 Außenwand, Fenster, Decke über Außenluft 3 Dach (als Systemgrenze) Oberste Geschossdecke 4 (Dach nicht ausgebaut) 5 Wände und Decken gegen Abseiten Wände und Decken gegen unbeheizte Räume Wände und Decken gegen niedrig 7 beheizte Räume Wände und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten mit einer Verglasung als: 8 - Einscheibenverglasung - Zweischeibenverglasung - Wärmeschutzverglasung 9 Unterer Gebäudeabschluss 6

3

4

vereinfachtes Verf.

detailliertes Verf.

Fe FD

1,0

FD

0,8

Fu

0,8

Fu

0,5

2

1,0

Fnb

-

0,35

Fu

0,6

0,8 0,7 0,5 siehe Zeile 15 ff.

FG

10 Temperatur-Korrekturfaktoren für Bauteile gegen Erdreich im detaillierten Verfahren: B´ [m] 1)

11 12

<5

5 bis 10 2)

13 14 15 Fußboden des beheizten Kellers

> 10

Rf bzw. Rw Rf bzw. Rw Rf bzw. Rw 2) d1 >1 d1 >1 d1 >1 FG = Fbf 0,30 0,45 0,25 0,40 0,20 0,35 FG = Fbw 0,40 0,60 0,40 0,60 0,40 0,60

16 Wand des beheizten Kellers Fußboden3) auf dem Erdreich - ohne Randdämmung4) 17 - mit Randdämmung (5m breit, waagerecht) FG = Fbf - mit Randdämmung (2m tief, senkrecht) Kellerdecke und Kellerinnenwand zum unbeheizten Keller FG 18 - mit Perimeterdämmung - ohne Perimeterdämmung 19 Aufgeständerter Fußboden FG

2)

0,45 0,60 0,40 0,50 0,25 0,35 0,30 0,30 0,25 0,25 0,20 0,20 0,25 0,25 0,20 0,20 0,15 0,15

0,55 0,55 0,50 0,50 0,45 0,45 0,70 0,70 0,65 0,65 0,55 0,55 0,90

FG 0,20 0,55 0,15 0,50 0,10 0,35 20 Bodenplatte von niedrig beheizten Räumen 1) B ´=A G /(0,5·P ); P  exponierter Umfang der Bodenfläche; zu B ´ und P siehe auch Tab. 2.8.1-1 2)

R f , R w  Wärmedurchlasswiderstand von Bodenplatte (floor) oder Kellerwand (wall)

3)

Bei fließendem Grundwasser erhöhen sich die Temperatur-Korrekturfaktoren um 15 %

4)

Bei einem Wärmedurchlasswiderstand der Randdämmung > 2 (m2·K)/W; Bodenplatte ungedämmt

5)

Die Werte (außer Zeilen 7 bis 9 und 15 bis 17) gelten analog auch für Flächen niedrig beheizter Räume

2.94

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.7-3 Berechnung des spezifischen Wärmeverlustes 'H T,FH über Bauteile mit 1) Flächenheizungen

1

2

2 spez. Wärmeverlust [W/K]

1 Bauteil

2 Bauteile, die an Außenluft grenzen

3 Bauteile, die an Erdreich grenzen

4 Bauteile, die an unbeheizte Räume grenzen

'HT ,FH =

Ri Ri ⋅ H0 ⋅ [ = ⋅ H0 ⋅ [ 1 Re − Ri U0

'HT ,FH =

'HT ,FH =

Ri ⋅ H0 ⋅ [ Ah − Ri Ls

Ri ⋅ H0 ⋅ [ 1 − Ri b ⋅ U0

Erläuterungen: R i  Wärmedurchgangswiderstand des Teils der Gebäudehülle zwischen der heizenden Fläche und der Innenluft (einschließlich R si ) R e  Wärmedurchgangswiderstand des Teils der Gebäudehülle zwischen der heizenden Fläche und der Außenluft (einschließlich R se ) U 0  Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils (ohne Berücksichtigung der Heizung) H 0  spez. Wärmeverlust des durch die Flächenheizung beheizten Raumes bzw. Gebäudebereiches (ohne Berücksichtigung der Heizung) 5 [  Anteil des Wärmebedarfs des Raumes bzw. des Gebäudebereiches, der durchschnittlich durch die Flächenheizung gedeckt wird ([ = 1, wenn keine genaueren Angaben vorliegen)2) A h  die Fläche der Flächenheizung L s  der Transmissionswärmeverlustkoeffizient zum Erdreich nach [33], siehe auch Abschnitt 2.8 b  Korrekturfaktor gemäß [33] 1)

Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEV kann 'H T,FH unberücksichtigt bleiben, wenn eine Wärmedämmung mit d t 8 cm (O d 0,04 W/(mxK) oder ein Wärmedurchlasswiderstand R t 2,0 (m2·K)/W) zwischen der Heizfläche und den außen liegenden konstruktiven Bauteilen vorhanden ist.

2)

Die Abschätzung mit [ = 1 (100 % Deckungsanteil) ist nur dann richtig, wenn der betrachtete Raum vollständig über die im Außenbauteil gelegene Flächenheizung beheizt wird. Werden, wie allgemein üblich, zusammenhängende Gebäudezonen gemeinsam beheizt und/oder werden für die Beheizung mehrere Heizsysteme eingesetzt, dann sollte - entsprechend dem tatsächlichen Deckungsanteil - ein Wert [ < 1 abgeschätzt werden.

2.95 Tabelle 2.7.7-4 Berechnung des Lüftungswärmeverlustes H v nach dem vereinfachten und dem detaillierten Verfahren

1

2

vereinfachtes Verfahren (Periodenbilanzverfahren)

detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren)

für Gebäude mit Luftdichtheitsprüfung: Hv = 0 ,163 ⋅ Ve

für Gebäude ohne Luftdichtheitsprüfung:

Hv = n ⋅ V ⋅ UL ⋅ c pL

mit: n 

Hv = 0 ,190 ⋅ Ve

Luftdichtheitsprüfungen sind nach [20] durchzuführen (i.d.R. „Blower-Door-Test“).

Luftwechselrate bei freier Lüftung: n = 0,7 h-1 für Gebäude ohne Luftdichtheitsprüfung n = 0,6 h-1 für Gebäude mit Luftdichtheitsprüfung Luftwechselrate bei maschineller Lüftung: n = n A ·(1-K V )+n x n A  Anlagenluftwechselrate nach [6] (= 0,4 h-1) K V  Nutzungsfaktor des Abluft-/Zuluft-Wärmetauschersystems nach [6], dort als K WRG bezeichnet (Herstellerangabe, vereinfacht kann K WRG gemäß [6] zu 0,6 bei Geräten mit einem Wärmerückgewinnungsgrad (WRG) größer 60 % und zu 0,8 bei Geräten mit einem WRG größer 80 % angesetzt werden) n x  zus. Luftwechselrate infolge Undichtheiten und Fensteröffnungen; n x = 0,2 h-1, wenn keine genaueren Angaben vorliegen1)

Die Luftwechselrate n 50 bei einer Druckdifferenz von 50 Pa zwischen Innen und Außen darf dabei die folgenden Werte nicht überschreiten: n 50 = 3 h-1 bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen n 50 = 1,5 h-1 bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen

V



Luftvolumen (auch: Netto-Volumen) V = 0,8·V e allgemein V = 0,76·V e bei Gebäuden mit bis zu 3 Vollgeschossen U L ·c pL  wirksame Wärmespeicherfähigkeit der Luft (= 0,34 Wh/(m3·K)) 1)

Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEV gilt: n x = 0,2 h-1 für Zu- und Abluftanlagen; n x = 0,15 h-1 für Abluftanlagen

2

2.96

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.7-5 Berechnung der solaren Wärmegewinne nach dem vereinfachten (Q s ) und dem detaillierten (Q s,M ) Verfahren

2

1

2

vereinfachtes Verfahren (Periodenbilanzverfahren)

detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren)

m n ⎛ ⎞ 1) Qs = ∑ ⎜ Is , j ,HP ⋅ ∑ 0 ,567 ⋅ g ⊥ ,i ⋅ Ai , j ⎟ j =1 ⎝ i =1 ⎠

mit: j  i  I s,j,HP 

Orientierung Bauteil solare Einstrahlung in der Heiz periode - für senkrechte Fensterflächen und Dachflächenfenster mit Neigungen t 30 °:

- für Dachflächenfenster mit Neigungen < 30°: I s,j,HP = 225 kWh/(m2xa)

g A,i



A i,j



1)

Qs ,M = 0 ,024 ⋅ tM ⋅ () s ,M + ) s ,Gvb ,M

+ ) s ,op ,M + ) s ,TWD ,M )

mit: 0,024

 Umrechnung von [W·d] in [kWh] 0,024 kWh = 1 W·d tm  Zahl der Tage eines Monats ) s,M  mittlerer monatl. solarer Wärmestrom durch transparente Bauteile (gemäß Tabelle 2.7.7-6) ) s,Gvb,M  mittlerer monatl. solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten (gemäß Tabelle 2.7.7-8) ) s,op,M  mittlerer monatl. solarer Wärmestrom über opake Bauteile (gemäß Tabelle 2.7.7-10) Solare Wärmegewinne über opake Bauteile brauchen im Nachweis nach EnEV nicht berücksichtigt zu werden ) s,TWD,M  mittlerer monatl. solarer Wärmestrom über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung (gemäß Tabelle 2.7.7-11)

Gesamtenergiedurchlassgrad bei senkrechtem Strahlungseinfall (nach Herstellerangabe z.B. gemäß Abschnitt 1.6, Anhaltswerte sind in [5], Tab. 6 gegeben) Fensterfläche (RohbauÖffnungsmaße)

Der Wert 0,567 ergibt sich als Standardwert aus F s xF c xF F xF w = 0,9x1,0x0,7x0,9 = 0,567. Weitere Informationen hierzu enthält Tabelle 2.7.7-6

2.97 Tabelle 2.7.7-6 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms ) s,M über transparente Bauteile

1 mittlerer monatl. solarer Wärmestrom über transparente Bauteile 1

2

m n ⎛ ⎞ ) s ,M = ∑ ⎜ Is ,M , j ⋅ ∑ FS ⋅ FC ⋅ FF ⋅ Fw ⋅ g ⊥ ,i ⋅ Ai , j ⎟ j =1 ⎝ i =1 ⎠

Erläuterungen: j  Orientierung i  Bauteil I s,M,j  mittlere monatl. Strahlungsintensität (gemäß Tabelle 2.7.7-7) Anmerkung: Für die Bestimmung von Is,M,j ist beim EnEV-Nachweis das Referenzklima „Deutschland“ maßgebend. Eine genauere Berechnung anhand der 15 Klimazonen (siehe Tafel 11) ist bei EnEV-Berechnungen nicht zulässig. Fs  Abminderungsfaktor für eine evtl. vorhandene Verschattung (F s = 0,9 für übliche Anwendungsfälle). Eine genauere Berechnung kann wie folgt erfolgen: Fs = F0 · Ff · Fh 45° nördlicher Breite Süd

Ost/West

Nord

55° nördlicher Breite Süd

Ost/West

Nord

Teilbeschattungsfaktor F 0 bei horizontalen Überhängen für versch. Überhangwinkel 0° (kein Überhang)

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

60°

0,50

0,58

0,66

0,60

0,61

0,65

Teilbeschattungsfaktor F f bei seitl. Abschattungsflächen für versch. Überhangwinkel

2

0° (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

60°

0,72

0,75

1,00

0,74

0,75

0,99

Teilbeschattungsfaktor F h bei Verbauung für versch. Horizontwinkel

Fc



FF



Fw g A,i

 

A i,j



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 Sonnenschutzvorrichtungen. (Nur zu berücksichtigen, wenn perm. Sonnenschutz unabh. von der Sonneneinstrahlung in Betrieb ist) Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil (F F = 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)

2.98

Wärmeschutz

3

4

5

6

7

8

1

5 6

7

8

9

10

11

12

13 14

Hor.

Neigung

4

10

11

12

13

14

Monatliche Mittelwerte I s,M [W/m²]

2

3

9

15

16

Jan bis Dez 1120 1216 1187 1104 810 1177 1142 1063 809 1177 1142 1063 809 1062 1002 923 713 1062 1002 923 713 918 808 711 541 918 808 711 541 857 710 575 433 8,9

Okt bis Mrz 225 295 310 310 270 270 275 270 225 270 275 270 225 220 210 196 155 220 210 195 155 170 150 135 105 170 150 135 105 150 135 125 100 3,3

Strahlungsangebot

Orientierung

2

2

Wert für die Heizperiode Is,HP [kWh/m²]

1

Jahreswert [kWh/m²]

Tabelle 2.7.7-7 Mitllere Strahlungsintensitäten I s,M bzw. I s,HP und mittlere Außentemperaturen T e für das Referenzklima Deutschland [5]

0 30 45 Süd 60 90 30 Süd- 45 Ost 60 90 30 Süd- 45 West 60 90 30 45 Ost 60 90 30 45 West 60 90 30 Nord- 45 West 60 90 30 Nord- 45 Ost 60 90 30 45 Nord 60 90 Temp. [°C]

Monat Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 33 51 57 60 56 45 49 49 44 45 49 49 44 33 32 30 25 33 32 30 25 22 20 18 14 22 20 18 14 20 19 17 14 -1,3

52 67 71 71 61 62 64 62 52 62 64 62 52 51 49 46 37 51 49 46 37 39 35 32 25 39 35 32 25 34 32 29 23 0,6

82 99 101 98 80 93 92 88 70 93 92 88 70 78 74 68 53 78 74 68 53 63 56 49 38 63 56 49 38 54 47 44 34 4,1

190 210 205 190 137 203 198 185 140 203 198 185 140 181 172 160 125 181 172 160 125 151 132 116 89 151 132 116 89 137 101 79 64 9,5

211 213 200 179 119 211 200 182 132 211 200 182 132 199 187 171 131 199 187 171 131 180 158 139 105 180 158 139 105 173 143 109 81 12,9

256 250 231 203 130 248 232 208 146 248 232 208 146 238 221 201 150 238 221 201 150 222 194 168 124 222 194 168 124 217 184 143 99 15,7

255 252 235 208 135 251 236 213 153 251 236 213 153 240 224 205 156 240 224 205 156 221 194 170 128 221 194 170 128 214 180 139 100 18,0

179 186 178 162 112 183 175 161 120 183 175 161 120 170 160 148 115 170 160 148 115 150 133 118 90 150 133 118 90 142 115 90 70 18,3

135 157 157 150 115 149 148 140 109 149 148 140 109 129 123 114 90 129 123 114 90 105 91 81 62 105 91 81 62 90 66 59 48 14,4

75 93 97 95 81 87 88 85 69 87 88 85 69 72 69 65 51 72 69 65 51 57 51 46 35 57 51 46 35 49 45 41 33 9,1

39 55 59 60 54 49 51 51 44 49 51 51 44 38 37 35 28 38 37 35 28 28 26 23 18 28 26 23 18 26 24 22 18 4,7

22 31 34 35 33 28 30 30 26 28 30 30 26 21 20 19 15 21 20 19 15 16 14 13 10 16 14 13 10 15 14 13 10 1,3

2.99 Tabelle 2.7.7-8 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms ) s,GVB,M über unbeheizte Glasvorbauten

1 mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten ) s ,Gvb ,M = ) sd + ) si mit: ⎛ U ⎞ ) sd = I p ,M ⋅ FS ⋅ FCe ⋅ FFe ⋅ 0 ,9 ⋅ ge ,⊥ ⋅ ⎜ FCW ⋅ FFW ⋅ 0 ,9 ⋅ gW ,⊥ ⋅ AW + D sp ⋅ Ap ⋅ p ⎟ ⎜ U pe ⎟⎠ ⎝

1

⎛ U ⎞ ) si = (1 − Fu ) ⋅ FS ⋅ FCe ⋅ FFe ⋅ 0 ,9 ⋅ g e ,⊥ ⋅ ⎜ ∑ (Isi ,M ⋅ D si ⋅ Ai ) − I p ,M ⋅ D sp ⋅ Ap ⋅ p ⎟ ⎜ i U pe ⎟⎠ ⎝

Mit den unten und in Tabelle 2.7.7-6 genannten Vereinfachungen ergibt sich für übliche Einbausituationen ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung: ) sd = I p ,M ⋅ 0 ,567 ⋅ ge ,⊥ ⋅ (0 ,63 ⋅ gW ,⊥ ⋅ AW + D sp ⋅ Ap ⋅ U p ⋅ Rse ) ⎛ ⎞ ) si = 0 , 284 ⋅ ge ,⊥ ⋅ ⎜ ∑ (Isi ,M ⋅ 0 ,8 ⋅ Ai ) − I p ,M ⋅ D sp ⋅ Ap ⋅ U p ⋅ Rse ⎟ ⎝ i ⎠

Erläuterungen: i  Bauteil I p,M  mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die absorbierende Oberfläche der opaken Trennwand zwischen beheiztem Raum und Glasvorbau FS  Abminderungsfaktor infolge Verschattung (siehe Tabelle 2.7.7-6) F Ce(W)  Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen an den Fenstern des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) (siehe Tabelle 2.7.7-6) F Fe(W)  Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) (siehe Tabelle 2.7.7-6) g e(W),A  Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) bei senkrechtem Strahlungseinfall (z.B. gemäß Abschnitt 1.6, Anhaltswerte sind in [5], Tab. 6 gegeben) AW  Fläche (Rohbau-Öffnungsmaße) der Fenster in der Trennwand 2 D  mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen der sp Trennwand (typische Werte für D sp sind Tabelle 2.7.7-9 zu entnehmen) Ap  Fläche der opaken Teile der Trennwand Up  Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Fläche der Trennwand U pe  Wärmedurchgangskoeffizient zwischen der absorbierenden Oberfläche der Trennwand und dem unbeh. Glasvorbau (i.d.R. gilt: U pe = 1/R se ) Fu  Temperatur-Korrekturfaktor gegen unbeheizte Räume (siehe Tabelle 2.7.7-2) (alternativ kann auch der gemäß [33] berechnete Faktor b verwendet werden) I si,M  mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau D si  mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen im Glasvorbau (D si = 0,8, wenn keine genaueren Angaben vorliegen) Ai  Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau

2

2.100

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.7-9 Richtwerte für den Strahlungsabsorptionsgrad D verschiedener Oberflächen im energetisch wirksamen Spektrum des Sonnenlichtes (nach DIN V 4108-6 [5])

1

2

2

3

4

1 Oberfläche

D

Oberfläche

D

2 Wand, heller Anstrich

0,4

Dach, Metall (blank)

0,2

3

Wand, gedeckter Anstrich oder helles Sichtmauerwerk

0,6

Dach, ziegelrot oder Bitumendachbahn

0,6

4

Wand, dunkler Anstrich oder Klinkermauerwerk

0,8

Dach, dunkle Oberfläche

0,8

Tabelle 2.7.7-10 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms ) s,op,M über 1) opake Bauteile

1 mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile m

(

) s ,op ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ Rse ⋅ (D ⋅ Isj ,M − Ff ⋅ hr ⋅ 'Ter ) j =1

)

Mit den unten genannten Vereinfachungen ergibt sich für Berechnungen nach EnEV: 1 m

(

)

(

)

) s ,op ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ Rse ⋅ (0 ,5 ⋅ Isj ,M − 40 ) für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung j =1 m

) s ,op ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ Rse ⋅ (0 ,5 ⋅ Isj ,M − 20 ) für senkrechte Bauteile j =1

Erläuterungen: j  Orientierung U  Wärmedurchgangskoeffizient des opaken Bauteils Aj  Gesamtfläche des opaken Bauteils in der Orientierung j R se  äußerer Wärmeübergangswiderstand D  Absorptionskoeffizient des Bauteils (D = 0,5 für Berechnungen nach EnEV) I sj,M  mittl. monatl. Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils Ff  Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (F f = 0,5 für senkrechte Bauteile, F f = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung) 2 hr  äußerer Abstrahlungskoeffizient hr = 4 · H· V· (T ss +273)3; näherungsweise kann mit h r = 5 · H gerechnet werden H  Emissionsgrad der Außenoberfläche (H = 0,8 für Berechnungen nach EnEV) V  Stefan-Boltzmann-Konstante, V = 5,67·10-8 W/(m2·K4) T ss  arithmetisches Mittel aus der Oberflächentemperatur und der Temperatur des Himmels 'T er  Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann 'T er = 10 K angenommen werden) 1)

Solare Wärmegewinne über opake Bauteile dürfen nach EnEV vernachlässigt werden.

2.101 Tabelle 2.7.7-11 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms ) s,TWD,M 1) über opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung

1 mittl. monatl. solarer Wärmestrom über opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung (TWD) m 1 ⎛ D ⋅ gTi ⎞ ) s ,TWD ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ ⎜ ⋅ FS ⋅ FF ⋅ Isj ,M − Ff ⋅ Rse ⋅ hr ⋅ 'Ter ⎟ j =1

⎝ Ue

⎠

Erläuterungen: j  Orientierung U  Wärmedurchgangskoeffizient des opaken Bauteils mit TWD Aj  Gesamtfläche des opaken Bauteils mit TWD in der Orientierung j D  Absorptionskoeffizient des Bauteils (D = 0,5 für Berechnungen nach EnEV) g Ti  Gesamtenergiedurchlassgrad des TWD nach Prüfzeugnis Ue  Wärmedurchgangskoeffizient aller äußeren Schichten, die vor der absorbierenden Schicht liegen FS  Abminderungsfaktor für eine eventuell vorhandene Verschattung (siehe Tabelle 2.7.7-6) FF  Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des TWD-Systems 2 I sj,M  mittl. monatl. Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils Ff  Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (F f = 0,5 für senkrechte Bauteile, F f = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung) R se  äußerer Wärmeübergangswiderstand hr  äußerer Abstrahlungskoeffizient hr = 4 · H· V· (T ss +273)3; näherungsweise kann mit hr = 5 · H gerechnet werden H  Emissionsgrad der Außenoberfläche (H = 0,8 für Berechnungen nach EnEV) V  Stefan-Boltzmann-Konstante, V = 5,67·10-8 W/(m2·K4) T ss  arithmetisches Mittel aus der Oberflächentemperatur und der Temperatur des Himmels 'T er  Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann 'T er = 10 K angenommen werden) 1)

Hinsichtlich der Berechnung der solaren Gewinne bei Vorhandensein eines TWD-Systems sei hier für weitere Informationen beispielsweise auf [112] verwiesen.

2

2.102

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.7-12 Berechnung der internen Wärmegewinne Q i nach dem vereinfachten und dem detaillierten Verfahren

2

1

2

vereinfachtes Verfahren (Periodenbilanzverfahren)

detailliertes Verfahren (Monatsbilanzverfahren)

Q i = 22 · A N 1)

Q i,M = 0,024 · t m · ) i,M

mit: AN

mit: 0,024



tm ) i,M

 

q i,M





Gebäudenutzfläche A N = 0,32 · V e

Umrechnung von [W·d] in [kWh] 0,024 kWh = 1 W·d Zahl der Tage eines Monats mittl. monatlicher interner Wärmestrom ) i,M = q i,M · A N mittlere interne Wärmeleistung

q i,M = 5 W/m2

q i,M = 6 W/m2

bei Wohngebäuden sowie bei allen anderen Gebäuden, soweit in anerkannten Regeln der Technik keine anderen Werte festgelegt sind. bei Büro- und Verwaltungsgebäuden

2.7.8 Planungshilfen zur Optimierung solarer Wärmegewinne Bei Berechnungen nach EnEV stellt sich – ob der Vielzahl an möglichen Einflussgrößen – eine zielgerichtete Planung hinsichtlich der Optimierung solarer Wärmegewinne häufig recht aufwändig dar. Als Entscheidungshilfe werden in den folgenden Bildern 2.7.8-1 bis 2.7.8-10 die Einflüsse unterschiedlicher Größen übersichtlich dargestellt. solare Gewinne über transparente Bauteile Bild 2.7.8-1 → Einfluss der Art der Verglasung Bild 2.7.8-2 → Einfluss der Orientierung solare Gewinne über unbeheizte Glasvorbauten Bild 2.7.8-3 → Einfluss der Orientierung des Glasvorbaus Bild 2.7.8-4 → Einfluss des U -Wertes der Trennwand Bild 2.7.8-5 → Einfluss des Fensterflächenanteils der Trennwand Bild 2.7.8-6 → Einfluss der Art der Verglasung der Trennwand Bild 2.7.8-7 → Einfluss der Grundfläche des Glasvorbaus Bild 2.7.8-8 → Einfluss des Gesamtenergiedurchlassgrades der Verglasung des Glasvorbaus solare Gewinne über opake Bauteile Bild 2.7.8-9 → Einfluss des U-Wertes Bild 2.7.8-10 → Einfluss der Orientierung

2.103

2

Bild 2.7.8-1 Einfluss der Art der Verglasung auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. 2 Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste über 1 m Fensterfläche. Zur Berechnung wurde das Referenzklima „Deutschland“ genutzt. Für die Abminderungsfaktoren wurde F ges =0,567 (Standardfall ohne Verschattung oder Sonnenschutz) angenommen.

Bild 2.7.8-2 Einfluss der Orientierung der Fensterfläche auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste über 2 2 1 m Fensterfläche (g A = 0,6, U g = 1,1 W/m K). Zur Berechnung wurde das Referenzklima „Deutschland“ genutzt. Für die Abminderungsfaktoren wurde F ges =0,567 (Standardfall ohne Verschattung oder Sonnenschutz) angenommen.

2.104

Wärmeschutz

2

Bild 2.7.8-3 Einfluss der Orientierung eines Glasvorbaus auf die solaren Gewinne / Tranmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung). (dunkelblau  Süd, mittelblau  Süd-West / Süd-Ost, hellblau  West / Ost)

Bild 2.7.8-4 Einfluss des U-Wertes der Trennwand auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (Südorientierung, ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung)

2.105

2

Bild 2.7.8-5 Einfluss des Fensterflächenanteils f w der Trennwand auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (Südorientierung, ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung)

Bild 2.7.8-6 Einfluss der Art der Verglasung der Trennwand auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (Südorientierung, ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung)

2.106

Wärmeschutz

2

Bild 2.7.8-7 Einfluss der Grundfläche des Glasvorbaus auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (Südorientierung, ohne Verschattung und ohne perm. Sonnenschutzvorrichtung)

Bild 2.7.8-8 Einfluss des Gesamtenergiedurchlassgrades der Verglasung des Glasvorbaus auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste für den abgebildeten unbeheizten Glasvorbau (Südorientierung, ohne Verschattung und ohne perm. Sonnenschutzvorrichtung)

2.107

2

Bild 2.7.8-9 Einfluss des U-Wertes der Wand auf die solaren Gewinne / Transmissions2 verluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste über 1 m Wandfläche einer opaken Wand (Südorientierung). Zur Berechnung wurde das Referenzklima „Deutschland“ genutzt.

Bild 2.7.8-10 Einfluss der Orientierung der Wand auf die solaren Gewinne / Transmissionsverluste. Dargestellt sind die solaren Gewinne und die Transmissionsverluste über 2 2 1 m Wandfläche (U = 0,5 W/m K) einer opaken Wand. Zur Berechnung wurde das Referenzklima „Deutschland“ genutzt.

2.108

Wärmeschutz

2.7.9 Ermittlung des Ausnutzungsgrades K der solaren und internen Gewinne

2

Der Ausnutzungsgrad K m sagt, vereinfacht gesagt, aus welcher Anteil der monatlichen solaren und internen Gewinne genutzt werden kann. Er berechnet sich gemäß DIN V 4108-6 [5] nach Gl. 2.7.9-1. ⎧ 1−γ a für γ ≠ 1 ⎪ a+ 1 ⎪ ηm = ⎨ 1 − γ ⎪ a für γ = 1 ⎪⎩ a + 1

(2.7.9-1)

In dieser Beziehung bezeichnet J das monatliche Wärmegewinn-/Wärmeverlustverhältnis des Gebäudes. Dieses errechnet sich anhand der solaren (Q s ) und interen Gewinne (Q i ) sowie der Transmissions- (Q h ) und Lüftungsverluste (Q L ) entsprechend Gl. 2.7.9-2.

J =

Qs + Qi Qh + QL

(2.7.9-2)

Der numerische Parameter a in Gl. 2.7.9-1 berechnet sich gemäß Gl. 2.7.9-3 aus der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit C wirk der raumbegrenzenden Flächen (siehe auch Abschnitt 2.9.3) und dem spezifischen Wärmeverlust H (gemäß Gl. 2.7.9-4). a = 1+

Cwirk 16 ⋅ H

(2.7.9-3)

mit H = HT + HV

(2.7.9-4)

Die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes H T und des Lüftungswärmeverlustes H V wurden bereits ausführlich in Tabelle 2.7.7-1 bzw. Tabelle 2.7.7-4 dargelegt.

2.7.10 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl e p Die Anlagenaufwandszahl e p beschreibt das Verhältnis der von der haustechnischen Anlagentechnik aufgenommenen Energie zu der von ihr abgegebenen Nutzwärme. Hierbei werden Trinkwasser-, Lüftungs- und Heizungsanlagen berücksichtigt. Je kleiner die Anlagenaufwandszahl e p ist, desto effizienter arbeitet das System. ep =

QH ,P + QL ,P + QTW ,P

Darin ist: Q H,P  Q L,P  Q TW,P  Qh 

Qh + Qtw Primärenergiebedarf der Heizanlage Primärenergiebedarf der Lüftungsanlage Primärenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung Jahres-Heizwärmebedarf (Berechnung nach DIN V 4108-6 [5]; siehe auch Bild 2.7.5-1 bzw. Bild 2.7.5-2)

(2.7.10-1)

2.109

Q tw



Trinkwasser-Wärmebedarf (nach EnEV: Q tw = 12,5 kWh/(m2ăa) für Wohngebäude)

Die sich teilweise überschneidenden Verfahren gemäß DIN V 4108-6 [5] und DIN V 4701-10 [6] können bei falscher Anwendung dazu führen, dass bei Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung der Wärmegewinn der Lüftungsanlage Q WR doppelt berücksichtigt wird. Ausgangssituation für die Problematik ist die unterschiedliche Betrachtung des Wärmegewinns in der Bilanzierung: In DIN V 4108-6 wird der Wärmegewinn durch eine Reduktion des notwendigen Luftwechsels berücksichtigt, was zu geringeren Lüftungswärmeverlusten führt. In DIN V 4701-10 wird der Wärmegewinn bei der Bewertung des Lüftungsstranges berücksichtigt, was zu einer niedrigeren Anlagenaufwandszahl führt. Wenn nun e p gemäß DIN 4701-10 unter Berücksichtigung des Wärmegewinns der Lüftungsanlage berechnet und gleichzeitig bei der Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 ein verminderter Luftwechsel angesetzt wird, ist der Wärmegewinn der Lüftungsanlage in der Primärenergiebewertung doppelt enthalten. Zur Berücksichtigung von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ist daher eines der drei im folgenden beschriebenen Verfahren anzuwenden. Näheres ist DIN V 4701-10, Abschnitt 4.3 zu entnehmen. Es empfiehlt sich die Anwendung der erstgenannten Möglichkeit (Berücksichtigung der Wärmerückgewinne in DIN V 4701-10). 1. Möglichkeit (Regelverfahren) Wenn bei der Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage nicht berücksichtigt wurde (also dort ein Nutzungsfaktor K V = 0 angesetzt wurde, siehe auch Tab. 2.7.7-4), kann in DIN V 4701-10 der gemäß DIN V 4108-6 errechnete Jahres-Heizwärmebedarf Q h zur Berechnung von e p unverändert verwendet werden (Q h(4701) = Q h(4108) ). Zu beachten ist, dass bei dieser Vorgehensweise der Ausnutzungsgrad K m der Wärmegewinne (siehe Abschnitt 2.7.9) überschätzt wird, da aufgrund des rechnerisch höheren Lüftungswärmeverlustes das Gewinn-/Verlustverhältnis J sinkt. Dieser Effekt wird auf der Anlagenseite in DIN V 4701-10 durch die Einführung eines Faktors f g korrigiert. Der Korrekturfaktor f g < 1 berücksichtigt, dass der Wärmerückgewinn aufgrund von Wechselwirkungen mit solaren und internen Wärmegewinnen zeitweise nicht vollständig ausgenutzt werden kann. Im Diagrammverfahren nach DIN V 4701-10, Beiblatt 1 [7] ist der Korrekturfaktor f g < 1 bereits eingearbeitet. Wenn das Diagrammverfahren genutzt werden soll, ist daher - im Sinne dieses Absatzes - der Wärmegewinn der Lüftungsanlage bei der Berechnung von Q h stets zu vernachlässigen. 2. Möglichkeit (Monatsbilanzverfahren mit Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung) Wurde der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage bereits bei der Berechnung des Lüftungswärmeverlustes H v im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 durch Ansatz des Nutzungsfaktors K V (also die Reduzierung des effektiven Luftwechsels) berücksichtigt, ist dies bei der Weiterrechnung nach DIN V 4701-10 zu beachten. In diesem Fall ist für die Verwendung in DIN V 4701-10 zum Jahresheizwärmebedarf Qh nach DIN V 4108-6 der Wärmegewinn der Lüftungsanlage Q WR zu addieren.

2

2.110 Qh( 4701) = Qh( 4108 ) + QWR

2

Wärmeschutz

(2.7.10-2)

Der bereits zur Bestimmung von H v genutzte Nutzungsfaktor K V ist auch für die Bestimmung von Q WR zu verwenden. Q WR selbst berechnet sich gemäß DIN V 4108-6. Hierbei entspricht - wie auch bei der Berechnung von H v - der Nutzungsfaktor K V gemäß DIN V 4108-6 dem Nutzungsfaktor K WRG gemäß DIN V 4701-10. 3. Möglichkeit (Berechnung mit korrigierter Anlagenaufwandszahl) Wenn der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage bei der Berechnung des Lüftungswärmeverlustes H v im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 berücksichtigt wurde, kann alternativ zur Anpassung des Jahresheizwärmebedarfs auch die Anlagenaufwandszahl selbst um den Anteil der Wärmerückgewinnung korrigiert werden. Hierbei wird die Anlagenaufwandszahl e p gemäß DIN V 4701-10, wie in Gl. 2.7.10-1 beschrieben, berechnet. Die Berechnung erfolgt mit f g = 1 und Q h gemäß Gl. 2.7.10-2. Nachfolgend wird, um eine doppelte Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung zu vermeiden, für die Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 eine korrigierte, erhöhte Anlagenaufwandszahl e p * berechnet. Q + QWR + QW e p* = e p ⋅ h Qh + QW

(2.7.10-3)

Zur Ermittlung von e p stellt DIN V 4701-10 [6] drei verschiedene Verfahren zur Verfügung: -

Diagrammverfahren: Dieses Verfahren bietet sich für überschlägige Berechnungen in der Vorplanungsphase an, wenn eine Anlagenkonfiguration vorgesehen ist, die einer der Musteranlagen aus DIN V 4701- 10, Bbl. 1 [7], entspricht. Zu beachten ist, dass Kennwerte spezifischer Produkte nicht eingesetzt werden können. Die mit dem Diagrammverfahren berechneten Anlagenaufwandszahlen e p liegen daher auf der sicheren Seite, führen in der Regel aber zu unwirtschaftlicheren Ergebnissen. Sobald im Rahmen der Planungsphase festgelegt wurde, welche Anlagenkomponenten eingesetzt werden, sollte daher – unter Verwendung der genauen Produktkennwerte – eine erneute Bewertung der Anlagentechnik unter Zuhilfenahme des detaillierten Verfahrens (s.u.) erfolgen. Anmerkung: Das Diagrammverfahren kann bei Vorhandensein von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung nur genutzt werden, wenn der Wärmegewinn der Lüftungsanlage entsprechend dem vorstehend beschriebenen Regelverfahren berücksichtigt wird.

-

Tabellenverfahren: Ist eine Anlagenkonfiguration nicht in DIN V 4701-10, Bbl. 1 [7] erwähnt, so kann e p anhand des Tabellenverfahrens bestimmt werden. Hierbei können sowohl die in [6] angegebenen Werte für einzelne Komponenten der Anlagentechnik angesetzt werden, alternativ sind aber auch genauere produktunabhängige Werte gemäß [105] anwendbar. Durch die Nutzung genauerer Werte ist eine bessere

2.111 Ausnutzung der Anlagentechnik und damit auch eine wirtschaftlichere Auslegung möglich. Die im Diagrammverfahren zu verwendenen Anlagenaufwandszahlen für die Anlagenkonfigurationen gemäß [7] wurden mit den Norm-Werten anhand des Tabellenverfahrens bestimmt. Eine erneute Durchrechung einer der „Beiblatt-Lösungen“ mit den Norm-Werten wird daher keine günstigeren e p -Werte als nach dem Diagrammverfahren ergeben. Anmerkung: In Erweiterung zu den in [7] dargestellten Anlagenkonfigurationen sind in [106] Diagramme enthalten, die auf den in [105] tabellierten, genaueren Werten beruhen. Hiermit wird eine genauere Bemessung gemäß den Werten aus [105] auch unter Nutzung des Diagrammverfahrens möglich. -

Detailliertes Verfahren: Das detaillierte Verfahren kann zur Anwendung kommen, wenn für einzelne oder mehrere Systembestandteile produktspezifische und zertifizierte Kennwerte vorliegen. Die Berechnung erfolgt wie beim Tabellenverfahren. An den entsprechenden Stellen werden anstatt der Werte aus [6] die produktspezifischen Werte eingesetzt. Durch die Anwendung von produktspezifischen Kennwerten innerhalb des detaillierten Verfahrens ergeben sich in der Regel signifikant niedrigere Anlagenaufwandszahlen e p als unter Verwendung der Normwerte im Rahmen der anderen Bestimmungsverfahren. Werden im Rahmen der Berechnung von e p produktspezifische Kennwerte verwendet, so ist dies im Energiebedarfsausweis zu vermerken. Anmerkung: Die Durchführungsverordnungen der einzelnen Bundesländer zur EnEV schreiben in der Regel vor, dass der Einbau der zur Berechnung herangezogenen Produkte durch eine Fachunternehmererklärung zu bestätigen ist.

Diagrammverfahren Zur Anwendung des Diagrammverfahrens ist zunächst die Anlagenkonfiguration festzulegen. Im Einzelnen stehen in [7] die in Bild 2.7.10-1 aufgelisteten Komponenten zur Verfügung. Weicht die geplante Anlage in einzelnen Bestandteilen von diesen Komponenten ab, ist das Tabellenverfahren zu verwenden. Kann die gewünschte Anlagenkonfiguration aus den Komponenten gemäß Bild 2.7.10-1 zusammengestellt werden, so ist das entsprechende Anlagendiagramm [7] zu entnehmen. In Bild 2.7.10-2 ist ein Beispiel für eine Anlagenkonfiguration gegeben. Welche Größenordnungen sich für e p durch verschiedene Modifikationen an einer Anlagenkonfiguration ergeben können, wird exemplarisch anhand des in Tafel 12 dargestellten Beispiels verdeutlicht. Tabellenverfahren Die energetische Bewertung der Anlagentechnik mittels des Tabellenverfahrens erfolgt anhand der Berechnungsblätter aus [6], Anhang A. Hierbei ist zunächst je ein Formular für Lüftung, Trinkwassererwärmung und Heizung auszufüllen. Die Einzelergebnisse werden dann auf dem eigentlichen Bewertungsformular zusammengefasst. Aus diesen Einzelergebnissen wird schließlich die Anlagenaufwandszahl e p berechnet. Geeignete Formularvorlagen sind diesem Buch in Abschnitt 1.7 beigefügt. Die notwendigen Kennwerte zur Bearbeitung dieser Berechnungsblätter sind [6] zu entnehmen. So sind in [6] unter anderem Tabellen mit den notwendigen Kennwerten für Wärmeerzeuger, Verteilsystem, Wärmeabgabe, Trinkwassererwärmung, Zirkulati-

2

2.112

2

Wärmeschutz

on und allen anderen Anlagenkomponenten enthalten. Mit diesen Kennwerten werden für die Bereiche Lüftung, TW-Erwärmung und Heizung jeweils der Endenergiebedarf und der Primärenergiebedarf berechnet. Hinsichtlich des Endenergiebedarfs wird dabei zwischen bereitzustellender Wärmeenergie und Hilfsenergie unterschieden. Hierdurch ist es möglich, die jeweiligen Verluste (im Heizungsbereich z.B. den Stromverbrauch von Regelungseinrichtungen und Umwälzpumpen) getrennt zu berücksichtigen. Innerhalb der Berechnungen hinsichtlich Trinkwassererwärmung und Lüftung werden diejenigen Verluste (q h,TW und q h,L ) getrennt ausgewiesen, die innerhalb der beheizten Gebäudehülle auftreten. Diese Verluste können in die Berechnung der Heizanlage als Gewinne eingehen. Daher sind im Rahmen der Anlagenbewertung zunächst stets die Bereiche Trinkwassererwärmung und Lüftung zu berechnen und erst danach der Bereich Heizung. Als Endergebnis der Berechungen hinsichtlich der einzelnen Anlagentechnikbereiche erhält man, wie bereits erwähnt, unter anderem den jeweiligen Primärenergiebedarf für Trinkwassererwärmung (Q TW,P ), für Lüftung (Q L,P ) und für Heizung (Q H,P ). Mit diesen Werten (und Q h sowie Q tw aus DIN V 4108-6) kann nachfolgend die Anlagenaufwandszahl e p gemäß Gl. 2.7.10-1 berechnet werden. Auf eine ausführlichere Darstellung des Tabellenverfahrens sowie auf eine Beschreibung des detallierten Verfahrens wird an dieser Stelle verzichtet. Zur Durchführung beider Verfahren sind zahlreiche EDV-gestützte Berechnungshilfen erhältlich, mit denen die notwendigen Berechnungen in einem vertretbaren zeitlichen Aufwand durchgeführt werden können.

Wärmeerzeugung und Energieträger für das Heizsystem Wärmeerzeugung und Energieträger für die Trinkwarmwasserb. Solaranlagen

Lüftungsanlagen

Wärmeübergabe an den Raum Anordnung der zentralen Komponenten der Anlagentechnik

NT BW WP EH FW

Gas/Öl: Niedertemperaturkessel Gas/Öl: Brennwert-Kessel Strom: Wärmepumpe Strom: Elektroheizung Fern- und Nahwärme

zen zentral dez dezentral TW solare Unterstützung der Trinkwarmwasserbereitung TWH sol. Unterstützung der Trinkwarmwasserb. und der Heizung ABl Abluftanlage mit/ohne Wärmepumpe WRG Zu-/Abluftanlage ausschließlich mit Wärmerückgewinnung WP Zu-/Abluftanlage mit Wärmepumpe und ggf. mit Wärmerückg. HK FBH EH LH

freie Heizflächen (z.B. Heizkörper) integrierte Heizflächen (z.B. Fußbodenheizung) Elektroheizung Lüftungsheizung

a

überwiegend außerhalb der thermisch gedämmten Hülle

i

überwiegend innerhalb der thermisch gedämmten Hülle

Bild 2.7.10-1 Auswahlmöglichkeiten für Komponenten der Anlagenkonfigurationen gemäß [6], Beiblatt 1

2.113

2

Bild 2.7.10-2 Beispiel eines Diagramms zur Ermittlung der Anlagenaufwandszahl e p (Anlagenkonfiguration 01 gemäß [6], Beiblatt 1) in Abhängigkeit des Jahresheizwärmebedarfs Q h 2 2 und der Gebäudenutzfläche A N . (Beispiel: für A N = 200 m und Q h = 70 kWh/(m ·a) ergibt sich e p = 1,49)

2.7.11 Berechnungsbeispiel: Wohnhaus gemäß vereinfachtem Verfahren Die Ansichten des Gebäudes sind in Bild 2.7.11-1 abgebildet, die Grundrisse in den Bildern 2.7.11-2 bis 2.7.11-5. Ein vertikaler Schnitt durch das Gebäude wird in Bild 2.7.11-6 gezeigt. Tabelle 2.7.11-1 beschreibt die Bauteilquerschnitte. Die Durchführung des Nachweises ist in Bild 2.7.11-7 zusammengefasst.

2.114

Wärmeschutz

Randbedingungen für die Berechnung: -

2 -

Das Treppenhaus ist nicht beheizt Als Anlagentyp kommt eine Konfiguration gemäß DIN 4701-10, Bbl. 1, Typ 36 zur Anwendung (Anordnung der zentralen Komponenten innerhalb der beheizten Gebäudehülle, Brennwertkessel, Wärmeübergabe über Heizkörper, zentrale Trinkwarmwasserbereitung, solare Unterstützung der Trinkwarmwasserbereitung, Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung) Ein Nachweis der Luftdichtheit wird durch einen Blower-Door-Test erbracht

Bild 2.7.11-1 Ansichten des Hauses

2.115

2

Bild 2.7.11-2 Grundriss des Kellergeschosses

2.116

2

Bild 2.7.11-3 Grundriss des Erdgeschosses

Wärmeschutz

2.117

2

Bild 2.7.11-4 Grundriss des Obergeschosses

2.118

2

Bild 2.7.11-5 Grundriss des Dachgeschosses

Wärmeschutz

2.119

2

Bild 2.7.11-6 Vertikaler Schnitt durch das Gebäude

2.120

Wärmeschutz

Tabelle 2.7.11-1 Querschnitte und U-Werte der Bauteile der Gebäudehülle

Detail-Darstellung

Baustoffe

d O [m] [W/(m·K)]

Außenwand

2

c

Gipsputz

0,01

0,51

d

KSL-20-1,6 NF/IIa

0,24

0,79

e Wärmedämmung: EPS

0,20

0,035

f

0,015

1,0

1

R se = 0,04 m2K/W

R si = 0,13 m2K/W

Kalkzementputz

U AW1 = 0,161 W/(m2·K)

Außenwand zur Garage (mit R se = 0,13 m2K/W und F x = 0,5; 2 2 2 alternativ wäre mit R se = 0,04 m K/W, R u = 0,185 m K/W und F x = 1,0 zu rechnen)

U u2.1 = 0,158 W/(m2·K)

Aufbau wie Zeile 1 Außenwand, erdberührt c

Gipsputz

0,01

0,51

d

KSL-20-1,6 NF/IIa

0,365

0,79

e

Abdichtung

-

-

f

Wärmedämmung: CG

0,12

0,050

3

R se = 0 m2K/W

R si = 0,13 m2K/W

U G1.4 = 0,332 W/(m2·K)

Innenwand zum unbeheizten Treppenhaus

4

R se = 0,13 m2K/W

R si = 0,13 m2K/W

c

Gipsputz

0,01

0,51

d

Hlz-8-0,8 10 DF/LM21

0,30

0,34

e

Kalkgipsputz

0,015

1,0

U u2.2 = 0,850 W/(m2·K)

2.121

Detail-Darstellung

Baustoffe

d O [m] [W/(m·K)]

Innenwand zum unbeheizten Keller

5

R se = 0,13 m2K/W

c

Gipsputz

0,01

0,51

d

Hlz-8-0,8 10 DF/LM21

0,30

0,34

e

Kalkgipsputz

0,015

1,0

R si = 0,13 m2K/W

U G1.1 = 0,850 W/(m2·K)

Kellerdecke zum unbeheizten Keller

6

R se = 0,17 m2K/W

c

Zementestrich

0,06

1,4

d

Trennschicht

-

-

e

Wärme + Trittschalldämmung: EPS

0,10

0,035

f

Stahlbeton

0,16

2,3

g

Kalkzementputz

0,015

1,0

R si = 0,17 m2K/W

U G1.2 = 0,301 W/(m2·K)

Bodenplatte

7

R se = 0 m2K/W

R si = 0,17 m2K/W

c

Zementestrich

0,06

1,4

d

Trennschicht

-

-

e

Wärme + Trittschalldämmung: EPS

0,10

0,035

f

Stahlbeton

0,20

2,3

g

Abdichtung

-

-

U G1.3 = 0,317 W/(m2·K)

2

2.122

Wärmeschutz

Baustoffe

d O [m] [W/(m·K)]

c

Zementestrich

0,06

1,4

d

Trennschicht

-

-

Detail-Darstellung Decke über Außenluft

2

e Trittschalldämmung: EPS 0,04

0,035

8 f

Stahlbeton

g Wärmedämmung: EPS h 2

R se = 0,04 m K/W

2

Kalkzementputz

0,16

2,3

0,10

0,035

0,01

1,0

2

R si = 0,17 m K/W

U G2 = 0,231 W/(m ·K)

Schrägdach (f Rippe = 0,107, f Gefach = 0,893)

9

c

Unterspannbahn

-

-

d

Hinterlüftung

0,04

-

e

Holzsparren1)

0,20 (0,16)

0,13

f

Wärmedämmung: MF

0,16

0,04

g h i

R se = 0,10 m2K/W

R si = 0,10 m2K/W

Dampfsperre (PE-Folie) Traglattung R = 0,16 m2K/W (stehende Luftschicht) Gipskartonplatte

0,015

0,25

U D1.1 = 0,271 W/(m2·K)

Kehlbalkenlage (f Rippe = 0,107, f Gefach = 0,893) c

Spanplatten

0,02

0,14

d

Kehlbalken

0,20

0,13

e

Wärmedämmung: MF

0,20

0,04

10 f g h

R se = 0,10 m2K/W 1)

R si = 0,10 m2K/W

Dampfsperre (PE-Folie) Traglattung R = 0,16 m2K/W (stehende Luftschicht) Gipskartonplatte

0,015

U D2 = 0,217 W/(m2·K)

der in die Luftschicht ragende Teil des Sparrens wird rechnerisch nicht berücksichtigt

0,25

2.123

2

Bild 2.7.11-7 Wärmeschutznachweis nach dem vereinfachten Verfahren gemäß EnEV für das vorstehend beschriebene Bauvorhaben (Seite 1 von 2)

2.124

Wärmeschutz

2

Bild 2.7.11-7 Wärmeschutznachweis nach dem vereinfachten Verfahren gemäß EnEV für das vorstehend beschriebene Bauvorhaben (Seite 2 von 2)

2.125

2.7.12 Ausblick auf zukünftige Nachweiskonzepte EU-Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ (EPBD) Am 04.01.2003 wurde die Europäische Richtlinie 2002/91/EG „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ [111] im Amtsblatt der Europäischen Kommission veröffentlicht. Die Inhalte dieser Richtlinie müssen von den EU-Mitgliedsstaaten innerhalb von 36 Monaten, d.h. bis zum Januar 2006 umgesetzt werden. Die wesentlichen Kernpunkte der Richtlinie sind: a) die Festlegung grundsätzlicher Kriterien zur Berechnung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, b) die Verpflichtung der Mitgliedsstaaten zur Schaffung und Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz neuer Gebäude, c) die Verpflichtung der Mitgliedsstaaten zur Schaffung und Anwendung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz bestehender großer Gebäude, die einer größeren Renovierung unterzogen werden sollen, d) die Verpflichtung zur Erstellung von Energieausweisen für neue Gebäude sowie für Gebäude im Bestand und e) die Verpflichtung zur Durchführung regelmäßiger Inspektionen von Heizkesseln und Klimaanlagen in Gebäuden und einer Überprüfung der gesamten Heizungsanlage, wenn deren Kessel älter als 15 Jahre sind. Zur Berechnung der Gesamtenergieeffizienz gemäß Punkt a) sind in den Mitgliedsstaaten nationale oder regionale Regeln zu schaffen, die mindestens die folgenden Aspekte berücksichtigen: -

-

thermische Charakteristik des Gebäudes (Dämmqualität der Gebäudehülle, Speicherfähigkeit der Innenbauteile usw.) Luftdichtheit Heizungsanlage und Warmwasserversorgung Systeme zur Erzeugung von Wärme oder Elektrizität auf der Grundlage erneuerbarer Energien, falls vorhanden Elektrizitätsgewinnung durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), falls vorhanden Klimaanlage mechanische und natürliche Raumlüftung Beleuchtung (der Energiebedarf einer fest eingebauten Beleuchtung sowie der positive Einfluss der natürlicher Beleuchtung ist in der Bilanzierung zu berücksichtigen) Lage und Ausrichtung der Gebäude, einschließlich des Außenklimas Steuerung des solaren Energieeintrages (z.B. durch passive Solarsysteme und Sonnenschutzvorrichtungen) Innenraumklimabedingungen, einschließlich des Innenraum-Sollklimas

Des Weiteren sind in den einzelnen Mitgliedsstaaten Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden festzulegen. Hierbei darf zwischen Neubau und Bestand sowie zwischen unterschiedlichen Gebäudekategorien differenziert werden. Die festgelegten Anforderungen sind in regelmäßigen Abständen zu überprüfen und gegebenenfalls entsprechend dem technischen Fortschritt in der Bauwirtschaft anzu-

2

2.126

passen. In verschiedenen Fällen (z.B. bei denkmalgeschützten Bauten oder Kirchen) darf auf die Festlegung von Anforderungen oder auf deren Durchsetzung verzichtet werden. Als verbindliche Anforderung ist bei neuen Gebäuden mit mehr als 1000 m2 Nutzfläche der Einsatz von erneuerbaren Energieträgern sowie Anlagen zur Kraft-WärmeKopplung vor Baubeginn pflichtweise zu prüfen. Bei der Modernisierung bestehender Gebäude mit einer Nutzfläche von mehr als 1000 m2 sind diese an festzulegende Mindestanforderungen hinsichtlich der Gesamtenergieeffizienz anzupassen, sofern dies technisch, funktionell und wirtschaftlich realisierbar ist. In diesem Punkt gehen die aktuellen Forderungen der EnEV 2004 an Maßnahmen im Bestand also deutlich über die Ziele der EU-Richtlinie hinaus. Mit den Ergebnissen der Berechnungen zur Gesamtenergieeffizienz ist als Informationsinstrument ein Energieausweis anzufertigen, der neben der Beschreibung des Staus-Quo auch Referenzwerte und Sanierungsvorschläge enthält. Der Energieausweis ist beim Bau, beim Verkauf oder bei der Vermietung von Gebäuden vorzulegen. Die Gültigkeitsdauer des Energieausweises ist auf maximal 10 Jahre begrenzt. Bei öffentlichen Gebäuden (genau: „ ... bei Gebäuden mit einer Gesamtnutzfläche von über 1000 m2, die von Behörden und von Einrichtungen genutzt werden, die für eine große Anzahl von Menschen öffentliche Dienstleistungen erbringen und die deshalb von diesen Menschen häufig aufgesucht werden ... “) muss ein höchstens 10 Jahre alter Energieausweis an einer für die Öffentlichkeit gut sichtbaren Stelle angebracht werden (→ Vorbildfunktion der öffentlichen Hand). Die beschriebenen Differenzierungkriterien sind in Tab. 2.7.12-1 noch einmal übersichtlich zusammengestellt. Tabelle 2.7.12-1 Anforderungen gemäß EPBD

1

2

1

Gebäudestatus

2

Neubau

4 5 6 1)

3

Modernisierung Erfüllung energetischer vorgesehen ? Anforderungen notwendig ?

4 Ausstellung eines Energiepasses notwendig ?

entfällt

ja

ja

2

ja

nein

ja

2

nein

nein

ja

2

ja

ja

ja

2

nein

nein

ja

d 1000 m

3 Altbau1)

2

Wärmeschutz

d 1000 m ! 1000 m

! 1000 m

Quadratmeterangaben beziehen sich auf die Gesamtnutzfläche

Mit Hinblick auf eine energetisch hinreichende Qualität von Heizkesseln und Klimaanlagen werden in der EU-Richtlinie Vorgaben an zu schaffende Ausführungsbestimmungen der Mitgliedstaaten formuliert. So sind Heizkessel mit einer Nennleistung zwischen 20 und 100 kW „regelmäßig“ zu überprüfen. Des Weiteren wird für Heizanlagen mit einer Nennleistung von mehr als 20 kW, die älter sind als 15 Jahre, eine einmalige Inspektion der gesamten Heizungsanlage vorgeschrieben. Auf dieser Grundlage gibt der Inspizierende dem Nutzer Ratschläge für den Austausch der Kessel, für sonstige Veränderungen am Heizungssystem und für Alternativlösungen. Alternativ zu dieser

2.127 Vorgegehensweise können durch die Mitgliedstaaten Maßnahmen getroffen werden, die sicherstellen sollen, dass die Nutzer Ratschläge für den Austausch der Kessel, für sonstige Veränderungen am Heizungssystem und für Alternativlösungen erhalten. Für Klimaanlagen werden ebenfalls regelmäßige Inspektionen vorgeschrieben, wenn die Nennleistung der Anlage mehr als 12 kW beträgt. Im Rahmen dieser Inspektionen sollen die Nutzer geeignete Ratschläge für mögliche Verbesserungen oder für den Austausch der Klimaanlage und für Alternativlösungen erhalten. Die Umsetzung der EU-Richtlinie in nationale Vorschriften erfordert in Deutschland zunächst einmal eine Anpassung des Energieeinsparungsgesetzes (EnEG) [118], da das EnEG auch die Ermächtigung zum Erlass der EnEV enthält und in der gegenwärtigen Fassung wesentliche Punkte der EU-Richtlinie wie z.B. die Berücksichtigung von Klimatechnik und Beleuchtung sowie die Einführung von Energieausweisen für Bestandsgebäude fehlen. Als weiterer Schritt werden mit der EnEV 2006 die Vorgaben der EU-Richtlinie für die nationale Anwendung umgesetzt. Begleitend zur Einführung der EnEV 2006 wird die Normenreihe der DIN 18599 als Berechnungsinstrument für die energetische Bewertung von Gebäuden eingeführt. Energieeinsparverordnung 2006 (EnEV 2006) Als primäre Anforderungsgröße wird in der derzeit gültigen EnEV 2004 der JahresPrimärenergiebedarf herangezogen. Bei der Bilanzierung werden -

die energetische Qualität der Gebäudehülle die Anlagentechnik (Heizung, Lüftung und Warmwasser) die Lüftung sowie die Luftdichtheit und die aktive und passive Nutzung erneuerbarer Energien

berücksichtigt. Da die gemäß EU-Richtlinie zusätzlich zu berücksichtigenden Einflüsse hinsichtlich der Klimatisierung von Gebäuden (Kühlenergiebedarf) sowie des Energieverbrauchs einer fest eingebaute Beleuchtung (Kunstlichtstrom) im Wohnnungsbau von untergeordneter Bedeutung sind, wird das bisherige Konzept für Wohngebäude – zumindest was den Neubau betrifft – in der EnEV 2006 beibehalten werden. Auch mit einer Verschärfung der Anforderungen ist nicht zu rechnen. Im Zuge der Forderung nach Energiepässen werden zum Nachweis von Wohngebäuden im Bestand einige Erweiterungen vorgenommen werden müssen. So wird bei der Bewertung der Anlagentechnik das bisherige Rechenverfahren nach DIN V 4101-10 [6] ergänzt werden durch die seit Februar 2004 vorliegende DIN V 4701-12 [8]. Für Bestandsgebäude wird - neben dem bekannten Monatsbilanzverfahren - ein abgewandeltes Periodenbilanzverfahren zu verwenden sein. Dieses wird sich vom gegenwärtigen Verfahren für Neubauten in erster Linie darin unterscheiden, dass bei Bestandsgebäuden längere Heizperioden (beim Neubau: t HP = 185 Tage) als Folge abweichender Heizgrenztemperaturen ( Außenlufttemperatur, ab der ein Gebäude bei einer vorgegebenen Raumlufttemperatur nicht mehr beheizt werden muss; zu bestimmen nach DIN V 4108-6 [5]) berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass zur Ermöglichung einer vereinfachten Datenaufnahme pauschale U-Werte für gängige Altbaukonstruktionen sowie Kennwerte zur vereinfachten Berücksichtigung bestehender Heizanlagen vorgegen werden. Als weitere Nachweis-Alternative wird für größe-

2

2.128

2

Wärmeschutz

re Mehrfamilienhäuser in einem Übergangszeitraum die Möglichkeit bestehen, einen Nachweis auf der Grundlage tatsächlich gemessener Verbräuche zu führen. In diesem Fall würde dann statt dem Energiepass also ein „Energieverbrauchspass“ ausgestellt werden. Der Vorteil eines solchen Energieverbrauchspasses liegt in der kostengünstigen Erstellbarkeit, nachteilig ist, dass keine konkreten Sanierungsmaßnahmen abgeleitet werden können und dass eine eine gewisse Abhängigkeit vom Nutzerverhalten oder längerfristigen Leerständen nicht zu vermeiden ist. Für den Nachweis von Nichtwohngebäuden gemäß EnEV 2006 werden zusätzliche Bilanzierungsanteile für die Berücksichtigung der genannten Einflüsse aus Lüftung/Klimatisierung und künstlicher Beleuchtung eingeführt werden. Neben dem detaillierten Verfahren wird es für Nichtwohngebäude im Bestand voraussichtlich ebenfalls ein vereinfachtes Verfahren geben, welches sich auf gemessenen Energieverbräuchen stützt. Als Bilanzierungsgröße wird in den ingenieurtechnischen Nachweisverfahren (Monatsbilanzverfahren, Periodenbilanzverfahren) allgemein weiterhin der Jahres-Primärenergiebedarf genutzt werden. Gebäude-Energiepass Die in der Energieeffizienz-Richtlinie der EU geforderte Ausstellung von Energieausweisen sowohl für Neubauten als auch für Bestandsbauten wird in Deutschland durch die Einführung eines bundesweit einheitlichen Energiepasses umgesetzt. Der bisher für den öffentlich-rechtlichen Nachweis vorgeschriebene Energiebedarfsausweis als bautechnischer Nachweis gegenüber den Baubehörden wird durch diesen Energiepass ersetzt, so dass für die öffentlich-rechtliche und die privat-rechtliche Seite dann das gleiche Datenmaterial als Entscheidungsgrundlage zur Verfügung steht. Wie bereits beschrieben, wird der Energiepass auch für alle Bestandsgebäude ab 2006 zur Pflicht und ist bei Eigentümer- oder Mieterwechseln vorzulegen. Der Energiepass hat eine maximale Gültigkeitsdauer von 10 Jahren. Im Jahre 2004 wurde durch die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) ein umfangreicher, bundesweiter Feldversuch zur Erprobung eines Energiepasses für Wohngebäude durchgeführt. Eine im Anschluss von der dena durchgeführte Befragung von über 1000 Teilnehmern der genannten Studie im Wohnungsbau ergab folgende Ergebnisse: -

-

Etwa 80 % der Selbstnutzer und der privaten Vermieter würden den Pass weiterempfehlen (bei den Wohnungsbaugesellschaften liegt die Quote bei etwa 70 %) Etwa 90 % der Selbstnutzer und der privaten Vermieter sehen eine Wertsteigerung in der Erhöhung der Energieeffizienz (Wohnungsbaugesellschaften: ~ 80 %) Die Kosten zur Erstellung der der Pässe lagen für etwa 30 % der Pässe unter 200 €, für etwa 40 % der Pässe zwischen 300 und 400 € und für weitere knapp 30 % zwischen 400 und 900 € Etwa 70 % der befragten Eigentümer wollen die Modernisierungstipps ganz oder teilweise umsetzen

Informationen darüber, wie der ab 2006 geforderte Energieausweis im Bereich der Nichtwohngebäude umgesetzt werden soll, liegen zur Zeit nicht vor. Eine Feldstudie der dena zu diesem Zweck soll Ende 2005 abgeschlossen werden. Von zentraler Bedeutung für die Akzeptanz eines Energiepasses ist die einfache Ver-

2.129 mittlung der Kernaussage. Hierzu wurden durch die dena verschiedene Ausführungen untersucht. Als Ergebnis wurden zwei grundsätzliche Varianten innerhalb der beschriebenen Studie verwendet. Die erste Variante („Klassenmodell“, siehe Tafel 13) ist dem Nutzer bereits aus dem Bereich der Haushaltgeräte bekannt. Hierbei werden anhand des auf die Gebäudenutzfläche bezogenen Primärenergiebedarfs Q P ´´ die Energieeffizienzklassen gemäß Tab. 2.7.12-2 definiert. Tabelle 2.7.12-2 Energieeffizienzklassen für das Klassenmodell des dena-Energiepasses

1

2

1

Energieeffizienzklasse

Anforderung an den Primärenergiebedarf Q P ´´

2

A

Q P ´´ d 80 kWh/(m2xa)

3

B

80 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 110 kWh/(m2xa)

4

C

110 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 150 kWh/(m2xa)

5

D

150 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 200 kWh/(m2xa)

6

E

200 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 250 kWh/(m2xa)

7

F

250 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 300 kWh/(m2xa)

8

G

300 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 350 kWh/(m2xa)

9

H

350 kWh/(m2xa) d Q P ´´ d 400 kWh/(m2xa)

10

I

Q P ´´ ! 400 kWh/(m2xa)

Vorteile dieser Variante liegen in der Transparenz für den Nutzer und in der Schaffung von Modernisierungsanreizen durch die Möglichkeit, einem Gebäude den Sprung in eine bessere Klasse zu ermöglichen. Nachteile liegen in der recht groben Klasseneinteilung und in der Eröffnung der Möglichkeit, dass nicht die Modernisierung das Ziel ist, sondern die knappe Unterschreitung der nächsten Klassengrenze. Die zweite untersuchte Variante („Bandmodell“, siehe Tafel 14) beschreibt als zentrales Kriterium ebenfalls den Primärenergiebedarf Q P ´´, die Qualitätsaussage erfolgt aber anhand eines stufenlosen Farbverlaufes. Zum Vergleich werden charakteristische Werte anderer Gebäudetypen mit angegeben. Der Vorteil dieser Variante liegt in der wesentlich differenzierteren Darstellung. Modernisierungsanreize werden durch eine Verschiebung des Kennpfeiles in Richtung des im wahrsten Sinne des Wortes „grünen Bereiches“ und durch das damit verbundene „Überflügeln“ anderen Vergleichstypen gegeben. Der Nachteil dieser Variante liegt in der technischeren Darstellung. Als Ergebnis der Studie ergab sich eine Akzeptanz beider Varianten, wobei die zweite Variante „Bandmodell“ bevorzugt werden soll. Ein Muster-Energiepass der dena ist in Tafel 16 abgebildet. Neben der beschriebenen zentralen Bewertungsaussage über den Primärenergiebedarf enthält der Energiepass weitergehende Aussagen. Dies sind: -

allgemeine Daten zum Gebäude (Gebäudetyp, Adresse, Baujahr, Wohnfläche, Wohneinheiten) ein Hinweis, mit welchem Verfahren der Energiepass erstellt wurde

2

2.130

Wärmeschutz

-

2

eine differenzierte, qualitative energetische Bewertung bezüglich Gebäudehülle, Anlagentechnik und CO2-Emissionen - Angaben zum jährliche Endenergiebedarf differenziert nach Energieträger (z.B. Erdöl, Strom) - Modernisierungstipps mit Bewertung der Maßnahmen hinsichtlich der Auswirkung auf den Primärenergiebedarf sowie - weitere Informationen für Fachleute (A /V e -Verhältnis, Nutzfläche A N , spezifischer Transmissionswärmeverlust H T ´, Heizwärmebedarf Q h ´´, Trinkwasserwärmebedarf Q tw ´´, Anlagenaufwandszahl e p , CO2-Emissionen bezogen auf A N sowie weitere Kenngrößen, die bei der Erstellung des Energiepasses genutzt oder ermittelt wurden). Zur Erstellung des Energiepasses stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Soll ein Energiepass für einen Neubau erstellt werden, so sind die Regeln der EnEV samt zugehöriger Normen zu befolgen. Wird ein Bestandsgebäude untersucht, können zwei Methoden für die Gebäudeaufnahme und zwei Bilanzierungsverfahren verwendet werden. Bei der Gebäudeaufnahme ist zwischen dem ausführlichen Verfahren und dem Kurzverfahren zu differenzieren. Im ausführlichen Verfahren werden die geometrischen Daten aus Bauzeichnungen entnommen. Die U- und g-Werte sowie die Kennwerte der Anlagentechnik sind anhand von Bauunterlagen zu ermitteln oder individuell zu bestimmen. Zur Bestimmung der U- und g-Werte dürfen auch Bauteilkataloge genutzt werden. Im Kurzverfahren werden die geometrischen Daten unter Nutzung einiger Vereinfachungen zu bestimmen. So dürfen bei Gebäuden über 1,5 Vollgeschossen und mehr als 3 Wohneinheiten folgende Vereinfachungen angewandt werden: -

Vernachlässigung von Gauben, die weniger als ein Drittel der Dachfläche einnehmen Vernachlässigung von Versprüngen in der Fassadenfläche bis 50 cm Tiefe Vernachlässigung von zusätzlichen Flächen im Bereich von Kellerabgängen (Bei der Berechnung wird eine durchgehende Kellerdecke angenommen) Vernachlässigung von beheizbaren Räume im unbeheizten Dach oder Keller, die weniger als ein Drittel der Grundfläche ausmachen Abschätzung der Fensterfläche mit 20 %, wenn keine auffällig große oder kleine Fensterfläche vorliegt

Darüber hinaus kann das Aufmaß allgemein mit einer Genauigkeit von 50 cm erfolgen. Die U- und g-Werte werden beim Kurzverfahren als Pauschalwerte unter Berücksichtigung des Baujahres des Gebäudes abgeschätzt. Eine Zusammenstellung solcher Pauschalwerte im Sinne eines Bauteilkataloges enthält für die Kategorien „Außenwand“, „Geschossdecken“, „Flachdächer“, „Dachschrägen“, „Kellerdecken“ und „Fenster“ zur Zeit beispielsweise die dena-Arbeitshilfe „Energetische Bewertung von Bestandsgebäuden“ [110]. Eine andere Aufbereitungsform wurde in [128] gewählt. Hier sind Uund g-Werte tabellarisch in Abhängigkeit von Bauteil und Baualtersklasse des Gebäudes zusammengefasst. Welche der Varianten in die EnEV 2006 übernommen werden, ist zur Zeit nicht bekannt.

2.131 Zur Bestimmung von anlagentechnischen Daten stehen im Kurzverfahren wiederum zwei Möglichkeiten zur Auswahl: a) Sind die individuellen anlagentechnischen Daten teilweise bekannt, können für fehlende Angaben Standardwerte aus [110], Tabelle 10 eingesetzt werden b) Sind individuelle Daten nicht verfügbar, können die Endenergie-Aufwandszahlen für die Raumheizung e E,H und für die Warmwasserbereitung e E,W sowie die zugehörigen Hilfsenergien q E,HE,H und q E,HE,W aus [110], Tabelle 11 bis 13 entnommen werden (Wie bei der Bilanzierung mit diesen Werten umzugehen ist, wird im weiteren Verlauf dieses Abschnittes noch näher beschrieben) Ist die Gebäudeaufnahme abgeschlossen, kann mit der eigentlichen Bilanzierung begonnen werden. Erneut gibt es die Auswahl zwischen zwei verschiedenen Verfahren: a) Verwendung des Monatsbilanzverfahrens gemäß EnEV bzw. DIN V 4108-6. In zwei Punkten werden die dortigen Regelungen ergänzt: Zum einen ist bei Vorliegen offensichtlicher Undichtigkeiten ein Luftwechsel von n = 1,0 h-1 anzusetzen, zum anderen beträgt bei innengedämmten Außenwänden (wenn mehr als 50 % der Wandfläche innengesdämmt ist) der Wärmebrückenzuschlag für die gesamte Hüllfläche 'UWB = 0,2 W/(m2xK). Die Bewertung der Anlagentechnik erfolgt nach DIN V 4701-12 [8]. b) Verwendung des Periodenbilanzverfahrens gemäß EnEV bzw. DIN V 4108-6, wobei jedoch bei Bestandsgebäuden einige Abweichungen vom üblichen Nachweisweg vorliegen: - Bei der Bestimmung der Wärmeverluste wird die Gradtagszahl in Abhängigkeit vom energetischen Gebäudestandard bestimmt. Als Bewertungskriterium dient der temperatur- und nutzflächenbezogene Wärmeverlust h mit h = (H T + H V )/A N - Ebenfalls in Abhängigkeit von h werden die Strahlungsintensitäten zur Ermittlung solarer Gewinne festgelegt - Die Berücksichtigung von Wärmebrücken kann über einen pauschalen Wärmebrückenzuschlag 'UWB oder detailliert über die \ -Werte erfolgen Die Bilanzierung der Anlagentechnik erfolgt entweder gemäß DIN V 4701-12 unter Ansatz individueller Daten sowie Standardwerten oder vereinfacht unter Nutzung der bereits erläuterten pauschalen Endenergie-Aufwandszahlen e E,H und e E,W sowie der Hilfenergien q E,HE,H und q E,HE,W . Der Primärenergiebedarf Q P ´´ ergibt sich mit diesen Größen sowie den Primärenergiefaktoren der Energieträger für Heizanlage und Warmwasserbereitung f P,E und für die Hilfsenergie f P,HE und des weiteren den Bilanzgrößen Q H ´´ und Q W wie folgt: QP´´= fP , E ⋅ eE, H ⋅ QH ´´+ fP , HE ⋅ qE, HE, H + fP , E ⋅ eE,W ⋅ QW + fP , HE ⋅ qE, HE,W Angaben zur Größe von f P,E und f P,HE sind [110], Tabelle 19 zu entnehmen. Neben dem Primärenergiebedarf sind im Energiepass die aus der Beheizung und der Warmwasserbereitung resultierenden CO2-Emissionen anzugeben. Diese Emissionen berechnen sich aus den CO2-Emissionsfaktoren der Energieträger für die Beheizung f CO2,E, die Warmwasserbereitung f CO2,W und die Hilfsenergie f CO2,HE sowie den be-

2

2.132

Wärmeschutz

reits bekannten Größen q E,HE,H , q E,HE,W , Q H ´´ und Q W wie folgt: uCO2 = fCO2 , E ⋅ eE, H ⋅ QH ´´+ fCO2 , HE ⋅ qE, HE, H + fCO2 , E ⋅ eE,W ⋅ QW + fCO2 , HE ⋅ qE, HE,W

2

DIN V 18 599 „Energetische Bewertung von Gebäuden“ Mit der Normenreihe DIN V 18 599 wird ein Verfahren für die Berechnung einer Gesamtenergiebilanz von Gebäuden bereitgestellt. Das Verfahren ist sowohl für Wohnund für Nichtwohngebäude sowie für Neu- und Bestandsbauten anwendbar und wird damit nach einer Übergangsphase das zur Zeit geltende Verfahren nach DIN V 4108-6 [5] ablösen. Die Bilanzierung gemäß DIN V 18 599 umfasst Anteile für die Beheizung, die Belüftung, die Klimatisierung, die Trinkwarmwasserversorgung und die Beleuchtung inkl. zusätzlicher Hilfsenergien. Die Normenreihe umfasst insgesamt 10 Teile, die Struktur ist in Bild 2.7.12-1 dargestellt. Das zentrale Element stellt hierbei der Teil 1 dar. In diesem wird die Bilanzierungsmethodik erläutert und damit die Verknüpfung zwischen den zu ermittelnden Kenngrößen der anderen Teil geschaffen. Des Weiteren werden Vorgaben zur Zonierung von Gebäuden gemacht, d.h. für den Fall, dass ein Gebäude in mehrere Zonen eingeteilt werden muss. Primäres Kriterium für die Aufteilung eines Gebäudes in unterschiedliche Zonen ist die Nutzung. Eine weitere Unterteilung der durch unterschiedliche Nutzungsarten definierten Zonen kann beispielsweise aufgrund abweichender baulicher oder anlagentechnischer Merkmale notwendig werden (z.B. bei unterschiedlichen Heizanlagen oder Teilklimatisierung aber auch bei stark differierenden Glasflächenanteilen oder unterschiedlichen Sonnenschutzvorrichtungen). Zur Charakterisierung verschiedener Nutzungsarten werden in Teil 10 Nutzungsanforderungen für Wohngebäude sowie charakteristische Nutzungsprofile und -anforderungen für Nichtwohngebäude festgelegt. Hierdurch werden – neben der Entscheidungshilfe zur Zonierung – genormte Parameter für die Nachweisführung festgelegt (z.B. Nutzungszeiten, Raumklima, Mindestluftwechsel, Beleuchtungsstärke, Belegung etc.). Als Gegenstück zur gegenwärtigen DIN V 4108-6 wird DIN 18 599-2 eingeführt. Im Vergleich zur momentanen Bilanzierung wird in diesem Teil 2 nun neben dem Heizwärmebedarf auch der Kühlbedarf ermittelt. Grundsätzlich sind im Rahmen der Berechnung gemäß Gl. 2.7.12-1 die Wärmesenken Q sink (bislang: Verluste) und gemäß Gl. 2.7.12-2 die Wärmequellen Q source (bislang: Gewinne) eines Gebäudes bzw. einer Gebäudezone zu ermitteln. Qsink = QT , sink + QV , sink + QI , sink + QS, sink

(2.7.12-1)

Darin ist: QT,sink  Transmissionswärmesenken [kWh] → Transmissionswärmeströme durch Außenbauteile an die Außenluft (direkt oder über das Erdreich) sowie durch trennende Bauteile zu Bereichen mit niedrigeren Temperaturen QV,sink  Lüftungswärmesenken [kWh] → Lüftungswärmeströme durch Undichtigkeiten sowie bei mechanischer Lüftung oder freier Fensterlüftung. Abhängig von der Temperatur der eintretenden Luft liegt entweder eine Wärmesenke oder Wärmequelle vor.

2.133

QI,sink

QS,sink

 interne Wärmesenken [kWh] → „Kälteeintrag“ durch Kühlsysteme (z.B. Verteilleitungen von Kühlmitteln oder Kaltwasser oder Kaltluftkanäle), Geräte und Maschinen (z.B. Kühltheken, Splitgeräte) sowie durch regelmäßig in die Gebäudezone eingebrachte kalte Güter oder Gegenstände (z.B. in Produktionsbetrieben)  Wärmesenken durch langwellige Abstrahlung unter Berücksichtigung der solaren Einstrahlung [kWh] → Bei opaken Bauteilen sind die Gewinne durch solare Einstrahlung mit den Verlusten durch langwellige Abstrahlung zu verrechnen. Je nachdem, welcher Anteil überwiegt, liegt für ein Bauteil eine Wärmesenke oder Wärmequelle vor

Bild 2.7.12-1 Struktur der Normenreihe der DIN 18 599

Qsource = QT , source + QV , source + QI , source + QS, source

(2.7.12-2)

Darin ist: QT,source  Transmissionswärmequellen [kWh] → Liegen auf der Außenseite einer untersuchten Zone in Teilbereichen höhere Temperaturen an, so wird der Zone Wärme zugeführt QV,source  Lüftungswärmequelle [kWh] → Neben dem schon beschriebenen Fall, dass die Außentemperatur über

2

2.134

2

Wärmeschutz

der Innentemperatur liegt, treten Lüftungswärmequellen z.B. durch vorgeheizte Luft bei Lüftungsanlagen oder Luftheizungen auf QI,source  interne Wärmequellen [kWh] → Zu den internen Wärmequellen zählen beispielsweise Personen und Tiere, Geräte und Maschinen, künstliche Beleuchtung, Verteilleitungen der Heizanlage und für Warmwasser sowie Warmluftkanäle. Des weiteren ergeben sich Wärmequellen durch innerhalb der untersuchten Zone befindlichen Wärmespeicher, Wärme- und Kälteerzeuger oder durch regelmäßig in die Gebäudezone eingebrachte heiße Stoffe oder Gegenstände. Q S,source  Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung [kWh] → Wärmequellen ergeben sich infolge der solaren Einstrahlung durch transparente/transluzente Bauteile, durch oder in unbeheizte Glasvorbauten sowie durch Einstrahlung auf opake Bauteile. Bei letzterem Fall sind die Gewinne durch solare Einstrahlung mit den Verlusten durch langwellige Abstrahlung zu verrechnen und das Ergebnis als Wärmesenke oder -quelle einzusetzen. Der Ablauf der eigentlichen Berechnung des Heizwärmebedarfs bzw. Kühlbedarfs erfolgt in der Art, dass zunächst im Rahmen einer überschlägigen Bilanzierung die maximal erforderliche Heizleistung Q h,max für den Auslegungstag (ungünstigster Fall) zu bestimmen ist. Qh,max = QT ,max + QV ,max

(2.7.12-3)

Bei dieser überschlägigen Bilanzierung werden ausschließlich die Transmissions- und Lüftungswärmesenken berücksichtigt. Wärmequellen werden zunächst vernachlässigt. Mit den Ergebnissen dieser Vorbemessung wird die Anlagentechnik dimensioniert und deren Energiebedarf ermittelt. Die so errechneten Wärme- und Kälteeinträge der Gebäudetechnik gehen dann als interne Lasten (Wärmequellen oder -senken) in die endgültige Bilanzierung ein. Hierbei ergeben sich dann der Heizwärmebedarf nach Gl. 2.7.12-4 und bei gekühlten Gebäudezonen der Kühlbedarf nach Gl. 2.7.12-5. Qh = Qsink − K ⋅ Qsource

(2.7.12-4)

Qc = (1 − K ) ⋅ Qsource

(2.7.12-5)

In diesen Gleichungen bezeichnet K den Ausnutzungsgrad der Wärmequellen. Zur Berechnung von K siehe auch Abschnitt 2.7.9.

2.135

2.8 Wärmeübertragung über das Erdreich 2.8.1 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 [30] heranzuziehen, deren Inhalte teilweise auch in DIN 4108-6 [5], Anhang E übernommen wurden. Grundsätzlich zu unterscheiden ist bei der Berechnung gemäß [30] 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 (auf den in [30] ebenfalls berücksichtigten Fall einer Schwankung der Innentemperatur wird hier nicht näher eingegangen). 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 2.8.2-1 bis Tabelle 2.8.5-1, Zeilen 3 und 8). Im zweiten Fall ergibt sich der jeweilige monatliche Leitwert L*s ,M gemäß Gl. 2.8.1-1. L*s ,M =

) x ,M Ti − Te ,M

(2.8.1-1)

In dieser Gleichung berechnet sich der Transmissionswärmeverlust ) x,M des Bauteils x im Monat M gemäß Gl. 2.8.1-2. ) x,M setzt sich aus einer stationären Komponente – gekennzeichnet durch die Jahresmittel der Innen- (T i,m ) und Außentemperatur (T e,m ) – und einer instationären periodischen Komponente zusammen. Letztere wird durch den harmonischen thermischen Leitwert L pe charakterisiert und hängt des Weiteren von der Amplitude T e,Amp der Außentemperatur ab. Die Schwankung der Außentemperatur um ihren Mittelwert wird durch eine Cosinus-Schwingung nachgebildet. m −W − E ⎞ ⎛ ) x ,M = Ls ⋅ (Ti ,m − Te ,m ) + L pe ⋅ Te , Amp ⋅ cos ⎜ 2 ⋅ S ⋅ ⎟ 12 ⎝ ⎠

(2.8.1-2)

Darin ist: m  Monatsnummer (m = 1 bis 12) W  Nummer des Monats mit der niedrigsten Innentemperatur (W = 1 auf der Nordhalbkugel; W = 7 auf der Südhalbkugel) E  Phasenverschiebung in Monaten E = 0 bei aufgeständerten Bodenplatten E = 1 bei Bodenplatten auf Erdreich ohne Randdämmung oder mit raumseitiger waagerechter Randdämmung sowie bei beheizten und unbeheizten Kellern E = 2 bei Bodenplatten auf Erdreich mit senkrechter oder außen liegender waagerechter Randdämmung In den nachfolgenden Abschnitten 2.8.2 bis 2.8.5 sind für verschiedene bauliche Anwendungssituationen die zur Berechnung von L s und L pe notwendigen Bestimmungsgleichungen zusammengestellt. In Tabelle 2.8.1-1 wird eine Übersicht über die in diese Gleichungen einfließenden Parameter gegeben.

2

2.136

Wärmeschutz

Tabelle 2.8.1-1 Für die Bestimmung von L s und L pe notwendige Parameter

1 1 Formelzeichen

2

2 Einheit 2

3 Erläuterung

2

AG

m

Bodenplattenfläche charakteristisches Bodenplattenmaß

3

B’

m

B’ =

4

D

m

Breite oder Höhe einer Randdämmung

5

Rf

Wärmedurchlasswiderstand der Bodenplatte m2·K/W (incl. vollflächiger Dämmschichten und einem ggf. vorhandenen Bodenbelag)

6

Rg

m2·K/W

Wärmedurchlasswiderstand einer evtl. vorh. Dämmschicht auf dem Boden des Kriechkellers

7

Rn

m2·K/W

Wärmedurchlasswiderstand der waagerechten oder senkrechten Randdämmung (oder der Gründung bei Leichtfundamentmauern)

8

Rw

9

P

m2·K/W Wärmedurchlasswiderstand der Kellerwand exponierter Umfang der Bodenplatte (Gesamtlänge der Außenwand, die das beheizte Gebäude von der äußeren Umgebung oder von einem unbeheizten Raum außerhalb der gedämmten Gebäudehülle trennt) m

10

c

J/(kg·K)

AG 0 ,5 ⋅ P

spez. Wärmekapazität von ungefrorenem Erdreich zusätzliche wirksame Dicke infolge der Randdämmung

11

d’

m

12

dt

m

d ⎞ ⎛ d ’ = R ’⋅ O = ⎜ Rn − n ⎟ ⋅ O O ⎠ ⎝

wirksame Gesamtdicke der Bodenplatte d t = w + O ⋅ (Rsi + Rf + R se ) mit R si = 0,17 m2·K/W1); R se = 0,04 m2·K/W

13

dg

m

wirksame Gesamtdicke der Bodenkonstruktion eines Kriechkellers d g = w + O ⋅ (Rsi + Rg + R se ) mit R si = 0,17 m2·K/W1); R se = 0,04 m2·K/W

14

d bw

m

wirksame Gesamtdicke der Kellerwand d bw = O ⋅ (Rsi + Rw + R se ) mit R si = 0,13 m2·K/W; R se = 0,04 m2·K/W

(fortgesetzt auf nächster Seite)

2.137 Tabelle 2.8.1-1 Für die Bestimmung von L s und L pe notwendige Parameter (Fortsetzung)

15

w

m

Dicke der Umfassungswände einschließlich sämtlicher Schichten periodische Eindringtiefe

16

d

m

17

U

kg/m3

18

O

W/(m·K)

1)

G =

3,15 ⋅ 107 ⋅ O S ⋅ U ⋅c

- für Ton oder Schluff: d = 2,2 m - für Sand oder Kies:

d = 3,2 m

- für homogenen Fels: d = 4,2 m

Dichte von ungefrorenem Erdreich Wärmeleitfähigkeit von ungefrorenem Erdreich (O = 2,0 W/(m·K), wenn keine genaueren Werte vorliegen)

Gilt bei abwärts gerichtetem Wärmestrom. Bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom, z.B. im Falle von Bodenplatten mit eingelassenem Heizsystem oder im Falle von Kühlräumen gilt R si = 0,10 m2·K/W.

Wärmebrücken am Wand-Bodenplatten-Anschluss Den in DIN EN ISO 13370 [30] beschriebenen Berechnungsverfahren 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 Wärmebrücken im Wand-Bodenplatten-Anschluss vorliegen. Bei der Berechnung thermischer Leitwerte gemäß den nachfolgend beschriebenen Berechnungsverfahren sind diese Wärmebrückeneinflüsse am Wand-Bodenplatten-Anschluss daher gesondert zu berücksichtigen. Dies geschieht, indem der U -Wert der Kellerdecke bzw. Bodenplatte mit einem entsprechenden Aufschlag versehen wird. Der stationäre thermische Leitwert L s wird dann mit dem so modifizierten U -Wert U * anstelle von U 0 bestimmt. U * = U0 +

\ ⋅ AWB A

(2.8.1-3)

Für die numerische Berechnung der \ -Werte ist [30], Anhang A zu beachten. Demnach sind abweichend von DIN EN ISO 10 211-1 [27] bei der Modellbildung die Abmessungen gemäß Bild 2.8.1-1 zu wählen. Für B’ ist dabei in zweidimensionalen Berechnungen das charakteristische Bodenplattenmaß gemäß Tabelle 2.8.1-2 anzusetzen, in dreidimensionalen Berechnungen die kleinere Abmessung der Bodenplatte.

Bild 2.8.1-1 Modellabmessungen zur Berechnung der Wärmebrücke im Wand-BodenplattenAnschluss.

2

2.138

2

Wärmeschutz

Zur Berechnung von \ werden zwei numerische Berechnungen durchgeführt (zur Modellierung siehe Bild 2.8.1-2). Zuerst wird der Leitwert L21 D am vollständigen Modell ermittelt. Zur Bestimmung von L22D werden alle Materialien unterhalb der Erdreichoberkante durch Erdreich ersetzt (vollflächige Dämmschichten oder Randdämmstreifen bleiben aber erhalten) und die Wand wird bis zur Oberkante des Erdreiches entfernt. In den Bereichen, wo die Wand mit der Bodenplatte oder dem Erdreich in Kontakt stand, werden adiabate Ränder (Wärmeübergangswiderstand R = f) definiert.

Bild 2.8.1-2 Erläuterungen zur Modellierung bei der Bestimmung der thermischen Leitwerte 2D 2D a) Bestimmung von L1 b) Bestimmung von L2

Der \ -Wert bestimmt sich dann gemäß Gl. 2.8.1-4 als Differenz zwischen dem aus der ersten numerischen Berechnung erhaltenen Leitwert L21 D und den Verlusten über die ungestörten modellierten Bereiche der Außenwand ( hw ⋅ U w ) sowie der Bodenplatte ( L22D ).

\ = L21 D − hw ⋅ U w − L22D

(2.8.1-4)

Streng genommen ist sowohl ein Wert \ s für den stationären Fall (Bestimmung von L s ) als auch ein Wert \ pe für den instationären Fall (Bestimmung von L pe ) zu ermitteln. In der Regel kann gemäß [139] jedoch der unter stationären Verhältnissen berechnete Wert \ s auf der sicheren Seite liegend auch für den instationären Fall angesetzt werden. Einfluss des Grundwassers Auch der Einfluss des Grundwassers wird bei der Berechnung der thermischen Leitwerte zunächst vernachlässigt. Dies darf nach [30] auch so bleiben, wenn der Grundwasserspiegel nicht zu hoch liegt und das Grundwasser keine zu hohe Fließgeschwindigkeit aufweist. Für den Fall, dass die Tiefe z w des Grundwasserspiegels unterhalb der Gebäudeunterkante und die Fließgeschwindigkeit q w des Grundwassers bekannt sind, kann zur Berücksichtigung der Wirkung von fließendem Grundwasser auf den Wärmstrom der Faktor G w herangezogen werden. Dieser ist für einige Parameterkombinationen aus DIN EN ISO 13 370 [30], Anhang H zu entnehmen (vgl. Tabelle 2.8.1-2). Alternativ

2.139 wird in [138] eine Berechnungsvorschrift für G w angegeben. ⎛ A ⎞⎞ 2 ⎛ ⎜ 1 − ⋅ arctan ⎜ 23 ⋅ ⎟ ⎟ −3 ,75⋅ z w B ' ⎠⎠ S ⎝ B' Gw = 1 + 0 ,583 ⋅ ⎝ ⋅e dt + 0 ,35 B'

(2.8.1-5)

Darin ist: A=

O U w ⋅ cw ⋅ qw

Hierbei ist A [m] die rechnerische Länge, über die die Wärmeströme aus Grundwasser und Wärmeleitung miteinander in Verbindung stehen und der Term U w ⋅ cw die wirksame Wärmespeicherfähigkeit des Grundwassers ( U w ⋅ cw = 4,18ă106 J/(m3ăK) bei 10 °C). Bei erdberührten Bodenplatten wird dieser Faktor G w dann mit dem thermischen Leitwert L s multipliziert, bei aufgeständerten Bodenplatten mit dem Wärmedurchgangskoeffizienten U g des Erdreiches. Aus dieser Vorgehensweise ergibt sich im Umkehrschluss, dass aus [30] für unterkellerte Gebäude keine Aussagen zum Einfluss des Grundwassers abgeleitet werden können. Tabelle 2.8.1-2 Faktoren G w zur Berücksichtigung des Einflusses von fließendem Grundwasser auf den Wärmestrom bei erdberührten oder aufgeständerten Bodenplatten [30]

1

2

3

4

d t / B ’ = 0,1

1

5

6

7

d t / B ’ = 0, 5

8

9

d t / B ’ = 1, 0

2

zw / B ’

A /B’

Gw

zw / B ’

A /B’

Gw

zw / B ’

A /B’

Gw

3

0,0

1,0

1,01

0,0

1,0

1,01

0,0

0,2

1,07

4

0,0

0,2

1,16

0,0

0,2

1,11

0,0

0,1

1,13

5

0,0

0,1

1,33

0,0

0,1

1,20

0,0

0,0

1,39

6

0,5

1,0

1,00

0,0

0,0

1,74

0,5

0,1

1,02

7

0,5

0,1

1,06

0,5

0,1

1,04

0,5

0,02

1,05

8

0,5

0,02

1,11

0,5

0,0

1,12

0,5

0,0

1,08

9

0,5

0,0

1,20

1,0

0,1

1,03

1,0

0,0

1,02

10

1,0

0,0

1,05

2,0

0,0

1,01

2,0

0,0

1,00

11

2,0

0,0

1,02

2

2.140

Wärmeschutz

2.8.2 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert) 1)

Tabelle 2.8.2-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für erdberührte Bodenplatten

2 1

2

3

4

Bodenplatte ungedämmt oder vollständig gedämmt

1

2

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U 0 der Bodenplatte ⎛ π ⋅B’ ⎞ 2 ⋅λ U0 = für d t < B ’ (wenig oder gar nicht gedämmte Bodenpl.) ⋅ ln + 1⎟ π ⋅ B ’+ d t ⎜⎝ d t ⎠ U0 =

λ 0 , 457 ⋅ B '+ d t

für d t t B ’ (gut gedämmte Bodenplatte)

thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U 0

harmonischer thermischer Leitwert L pe ⎛δ ⎞ Lpe = 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎝ dt ⎠

6

7

8

Bodenplatte mit Randdämmung

5

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U 0 der Bodenplatte wie Zeile 2 Korrekturwert '\ ⎛ D ⎞⎤ λ ⎡ ⎛D ⎞ Δψ = − ⋅ ⎢ln ⎜ + 1⎟ − ln ⎜ + 1⎟ ⎥ bei waagerechter Randdämmung π ⎢⎣ ⎝ d t ⎠ ⎝ d t + d ’ ⎠ ⎥⎦ ⎛ 2 ⋅D ⎞⎤ λ ⎡ ⎛ 2 ⋅D ⎞ Δψ = − ⋅ ⎢ln ⎜ + 1⎟ − ln ⎜ + 1⎟ ⎥ bei senkr. Randdämmung/Leichtfundament d + d ’ π ⎢⎣ ⎝ d t ⎠ ⎝ t ⎠ ⎥⎦

thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U 0 + P ⋅ '\ harmonischer thermischer Leitwert L pe

9

−D −D ⎡⎛ ⎞ ⎛ δ ⎞ ⎛δ ⎞⎤ Lpe = 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ⎢⎜1 − e δ ⎟ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ + e δ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎥ bei waager. Randdämm. ⎝ d t ⎠ ⎥⎦ ⎠ ⎝ dt + d ’ ⎠ ⎢⎣⎝ −2 ⋅D −2 ⋅D ⎡⎛ ⎞ ⎛ δ ⎛δ ⎞⎤ ⎞ Lpe = 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ⎢⎜1 − e δ ⎟ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ + e δ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎥ bei senkr. Randdämm. ⎝ d t ⎠ ⎦⎥ ⎠ ⎝ dt + d ’ ⎠ ⎢⎣⎝

1)

Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.8.1

2.141

2.8.3 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller) 1)

Tabelle 2.8.3-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für aufgeständerte Bodenplatten

1

2 1

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U g für den Wärmetransport über das Erdreich Ug =

⎛ π ⋅B’ ⎞ 2 ⋅λ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ π ⋅ B ’+ d g ⎝ d g ⎠

U g gemäß [30], Anhang F

wenn der Kriechkeller mit z d 0,5 m in das Erdreich ragt wenn der Kriechkeller mit z > 0,5 m in das Erdreich ragt

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U x für den Wärmetransport über die Wände und durch Belüftung des Kriechkellers 2 ⋅ h ⋅ Uw 1450 ⋅ ε ⋅ υ ⋅ fw Ux =

B’

+

B’

Darin ist: 2 U w  U-Wert der Wände des Kriechkellers oberhalb des Erdreiches H  auf den Umfang der Bodenplatte bezogene Fläche der Lüftungsöffnungen [m2/m] X  mittlere Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe [m/s] (lt. [5], Anhang E: X = 4 m/s) f w  Windabschirmungsfaktor f w = 0,02 bei geschützter Lage (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 für die aufgeständerte Bodenplatte

3

2) 1 1 1 = + U Uf U g + U x

wenn der Kriechkeller mit z d 0,5 m in das Erdreich ragt

U gemäß [30], Anhang F

wenn der Kriechkeller mit z > 0,5 m in das Erdreich ragt

thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U

harmonischer thermischer Leitwert L pe 4

⎛δ ⎞ 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ + U x ⋅ AG ⎝ dg ⎠ Lpe = Uf ⋅ λ + U x + Uf δ

1)

Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.8.1

2)

U f ist der Wärmedurchgangskoeffizient der Bodenplatte (der Decke über dem Kriechkeller)

2.142

Wärmeschutz

2.8.4 Wärmeverluste bei beheiztem Keller 1)

Tabelle 2.8.4-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für beheizte Keller

1

2

2

4

5

6

7

8

9 1)

Wärmeverluste durch die Kellerwand

3

Gesamtwärmeverluste

2

Wärmeverluste durch den Kellerfußboden

1

eff. Wärmedurchgangskoeffizient U bf für den Wärmetransport über den Kellerfußboden ⎛ π ⋅B’ ⎞ 2 ⋅λ U bf = ⋅ ln + 1 für (d + 0 ,5 ⋅ z ) < B ’ t π ⋅ B ’+ d t + 0 ,5 ⋅ z ⎜⎝ d t + 0 ,5 ⋅ z ⎟⎠ U bf =

λ 0 , 457 ⋅ B ’+ d t + 0 ,5 ⋅ z

für (d t + 0 ,5 ⋅ z ) ≥ B ’

thermischer Leitwert L s,bf Ls ,bf = AG ⋅ U bf

harmonischer thermischer Leitwert L pe,bf −z ⎞ ⎛δ Lpe ,bf = 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ e δ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎝ dt

⎠

effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U bf für den Wärmetransport über die Kellerwand ⎞ 2 ⋅ λ ⎛ 0 ,5 ⋅ d t ⎞ ⎛ z U bw = ⋅ 1+ ⋅ ln +1 für d bw < d t π ⋅ z ⎜⎝ d bw + z ⎟⎠ ⎜⎝ d bw ⎟⎠ U bw =

⎞ 2 ⋅ λ ⎛ 0 ,5 ⋅ d t ⎞ ⎛ z ⋅ ⎜1 + ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎟ d t + z ⎠ ⎝ d bw ⎠ π ⋅z ⎝

für d bw ≥ d t

thermischer Leitwert L s,bw

Ls ,bw = z ⋅ P ⋅ U bw = Abw ⋅ U bw

harmonischer thermischer Leitwert L pe,bw −z ⎛ ⎞ ⎛ δ ⎞ Lpe ,bw = 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ 2 ⋅ ⎜1 − e δ ⎟ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ ⎝ ⎠ ⎝ d bw ⎠

thermischer Gesamt-Leitwert L s Ls = Ls ,bf + Ls ,bw

harmonischer thermischer Gesamt-Leitwert L pe Lpe = Lpe ,bf + Lpe ,bw

Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.8.1

2.143

2.8.5 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller 1)

Tabelle 2.8.5-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für unbeheizte und teilbeheizte Keller

1

2

2 1

eff. Wärmedurchgangskoeffizient U für den Wärmetransport über den unbeheizten Keller

2

3

Wärmeverluste bei unbeheiztem Keller

AG 1 1 = + U Uf AG ⋅ U bf + z ⋅ P ⋅ U bw + h ⋅ P ⋅ Uw + 0 ,33 ⋅ n ⋅V

4

1)

Wärmedurchgangskoeffizient der Kellerdecke (mit R si = R se = 0,17 m2·K/W) eff. Wärmedurchgangskoeffizient für den Kellerfußboden nach Tab. 2.8.4-1, Zl. 2 eff. Wärmedurchgangskoeffizient für die Kellerwand nach Tab. 2.8.4-1, Zeile 5 Wärmedurchgangskoeffizient der Kellerwand oberhalb des Erdreiches Luftwechselrate des Kellers (n = 0,3 h-1, wenn genauere Angaben fehlen) Luftvolumen des Kellers

thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U

harmonischer thermischer Leitwert L pe Lpe

Wärmeverluste bei teilweise beheiztem Keller

5

mit: Uf  U bf  U bw  Uw  n  V 

−z ⎛ ⎞ ⎛δ ⎞ 0 ,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ⎜ 2 − e δ ⎟ ⋅ ln ⎜ + 1⎟ + h ⋅ P ⋅ Uw + 0 ,33 ⋅ n ⋅ V d ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ t = AG ⋅ Uf ⋅ (AG + z ⋅ P ) ⋅ δλ + h ⋅ P ⋅ Uw + 0 ,33 ⋅ n ⋅V + AG ⋅ Uf

Vorgehensweise: 1. Berechnung des Wärmeverlustes für ein vollständig beheiztes Kellergeschoss 2. Berechnung des Wärmeverlustes für ein vollständig unbeheiztes Kellergeschoss 3. Berechnung des tatsächlichen Wärmeverlustes, indem die unter 1. und 2. berechneten Werte proportional zu den Flächenanteilen der beheizten bzw. unbeheizten erdberührten Teile des Kellers zusammengefasst werden.

Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.8.1

2.144

Wärmeschutz

2.9 Sommerlicher Wärmeschutz 2.9.1 Einführung

2

Bedingt durch eine höhere solare Strahlungsintensität kommt es in den Sommermonaten zu einem Anstieg der Innentemperaturen. Sind in der Planungsphase keine ausreichenden Sonnenschutzvorrichtungen berücksichtigt worden, so können die Raumtemperaturen so weit ansteigen, dass das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit der Nutzer beeinträchtigt werden. Unter dem Begriff des „sommerlichen Wärmeschutzes“ werden daher alle diejenigen Maßnahmen zusammengefasst, die einer unzuträglichen Temperaturerhöhung entgegenwirken, indem sie das Eindringen von Wärmeenergie in Innenräume reduzieren oder verhindern. Die Qualität des sommerlichen Wärmeschutzes eines Gebäudes ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren abhängig. Unter anderem sind dies: -

der Gesamtenergiedurchlassgrad der transparenten Außenbauteile der Sonnenschutz der transparenten Außenbauteile der Flächenanteil der transparenten Außenbauteile die Orientierung (Himmelsrichtung) der transparenten Außenbauteile der Neigungswinkel zur Senkrechten der transparenten Außenbauteile die Art und Intensität der Raumlüftung die Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile die Raumgeometrie

Der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes erfolgt anhand des in DIN 4108-2 [1] beschriebenen Verfahrens, welches nachfolgend erläutert und anhand eines Beispiels verdeutlicht wird. Das Führen dieses Nachweises ist gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) Pflicht für Gebäude mit einem Fensterflächenanteil von mehr als 30 %. Abweichend hiervon ist gemäß EnEV für Gebäude mit einer Anlage zur Kühlung der Raumluft eine ausreichende Kühlleistung nachzuweisen. Die notwendige Kühlleistung ist dabei durch Maßnahmen die den Sonneneintrag reduzieren, so gering wie möglich zu halten. Solche Maßnahmen, die auch die maßgeblichen Einflussgrößen für das nachfolgend beschriebene Bemessungsverfahren sind, werden in Abschnitt 2.9.3 näher beschrieben.

2.9.2 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 Nachzuweisen ist, dass der solare Wärmeeintrag S in kritische Räume bzw. Raumbereiche an der Außenfassade unterhalb eines zulässigen Grenzwertes S zul liegt. S ≤ S zul

(2.9.2-1)

Der Nachweis darf allgemein entfallen, wenn der auf die Grundfläche bezogene Fensterflächenanteil f AG die Werte gemäß Tabelle 2.9.2-1 nicht überschreitet und darüber hinaus bei Ein- und Zweifamilienhäusern, deren Fenster in Ost-, West- und Südausrichtung mit außen liegenden Sonnenschutzeinrichtungen mit F c d 0,3 versehen sind. Das Nachweisverfahren gemäß DIN 4108-2 [1] ist nicht anwendbar, wenn die zum nachzuweisenden Raum oder Raumbereich korrespondierende Außenwand mit einer Dop-

2.145 pelfassade ausgestattet ist, oder im Außenwandbereich transparente Wärmedämmsysteme angeordnet sind. Ist dem nachzuweisenden Raum ein unbeheizter Glasvorbau vorgelagert, so ist für die Nachweisführung die Art der Belüftung des nachzuweisenden Raumes zu beachten: a) Erfolgt die Belüftung des nachzuweisenden Raumes ausschließlich über den unbeheizten Glasvorbau, dann gilt der Nachweis als erfüllt, wenn: - der unbeheizte Glasvorbau mit einer Sonnenschutzvorrichtung mit einem Abminderungsfaktor F c d 0,30 ausgestattet ist und - im unteren und oberen Glasbereich Lüftungsöffnungen vorhanden sind, die mindestens 10 % der Glasfläche ausmachen. b) Erfolgt die Belüftung des nachzuweisenden Raumes nicht über den unbeheizten Glasvorbau, so kann der Glasvorbau bei der Nachweisführung vernachlässigt werden. 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. Tabelle 2.9.2-1 Zulässige Werte des auf die Grundfläche bezogenen Fensterflächenanteils f AG , bei deren Unterschreitung auf einen Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes verzichtet werden darf (nach [1]).

1 Neigung der 1 Fenster gegenüber der Horizontalen

2

2

3

Orientierung der Fenster1)

Auf die Grundfläche bezogener Fensterflächenanteil2) f AG [%]

Nord-West über Süd bis Nord-Ost (hellblauer Teil)

10

alle anderen Nordorientierungen (dunkelblauer Teil)

15

über 60° bis 90° 3

4

0° bis 60°

alle Orientierungen

7

Hinweis: Den angegebenen Fensterflächenanteilen liegen Klimawerte der Klimaregion B (siehe Tafel 13) zugrunde. 1) 2)

Sind im nachzuweisenden Raum mehrere Orientierungen mit Fenstern vorhanden, ist der kleinere Grenzwert für f AG bestimmend 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, so ist die Summe aller Fensterflächen zu bilden

2

2.146

Wärmeschutz

Sonneneintragskennwert S Der Sonneneintragskennwert S errechnet sich als Verhältnis der energetisch gewichteten Fensterfläche zur Grundfläche A G des Raumes bzw. Raumbereiches.

2

m

m

∑ ( Aw, j ⋅ gtotal , j ) ∑ ( Aw, j ⋅ g⊥ ⋅ FC ) S=

j =1

AG

=

j =1

AG

(2.9.2-2)

Darin ist: A w,j  die in der Orientierung j gelegene Fensterfläche (mit lichten Rohbaumaßen bestimmt) gA  der Gesamtenergiedurchlassgrad nach DIN EN 410 [10] (Herstellerangabe, siehe auch Abschnitt 2.9.3) FC  der Abminderungsfaktor gemäß Tabelle 2.9.2-2 für eine fest installierte Sonnenschutzvorrichtung

A G wird aus den lichten Rohbaumaßen berechnet. Die größte dabei anzusetzende Raumtiefe entspricht der dreifachen lichten Raumhöhe. Für Räume mit gegenüberliegenden Fassaden ist bei einem Fassadenabstand von mehr als der sechsfachen lichten Raumhöhe ein getrennter Nachweis für die fassadennahen Raumbereiche zu führen (siehe Bild 2.9.2-2). Werden die genannten maximalen Raumtiefen nach Bild 2.9.2-2 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 A G und der lichten Raumhöhe gebildet werden.

Bild 2.9.2-1 Abhängigkeit des Sonneneintragskennwertes S vom auf die Grundfläche bezogenen Fensterflächenanteil f AG und vom Gesamtenergiedurchlassgrad g total der Verglasung einschließlich Sonnenschutz. Der hellblaue Balken gibt an, mit welchen Anhaltswerten bei der Ermittlung des zulässigen Sonneneintragskennwertes S zul für Standardfälle zu rechnen ist. Die Berechnung von S zul wird in Tabelle 2.9.2-3 erläutert. Anteile an S zul gemäß Tabelle 2.9.2-3, Zeilen 4 bis 6 sind bei den hier dargestellten Anhaltswerten nicht berücksichtigt.

2.147

2

Bild 2.9.2-2 Berechnung der Grundfläche A G für verschiedene Raumgeometrien bei Überschreitung der maximal anzusetzenden Raumtiefen. Zusätzlich sind die bei der Berechnung der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit C wirk zu berücksichtigenden Wandabschnitte hervorgehoben.

Bei der Bestimmung des Abminderungsfaktors F C für fest installierte Sonnenschutzvorrichtungen ist grundsätzlich zwischen innen liegenden und außen liegenden Sonnenschutzvorrichtungen zu unterscheiden (siehe Tabelle 2.9.2-2). Werden als außen liegender Sonnenschutz bauliche Elemente (Vordächer, Loggien oder freistehende Lamellen) oder Markisen genutzt (Tabelle 2.9.2-2, Zeilen 12 bis 14), dann muss sichergestellt sein, dass die betreffenden Fenster nicht direkt besonnt werden. Dies ist dann der Fall, wenn: -

bei Südorientierung der vertikale Abdeckwinkel E t 50° ist; bei Ost- oder Westorientierung der vertikale Abdeckwinkel E t 85°oder der horizontale Abdeckwinkel J t 115° ist.

Zu den jeweiligen Winkelbereichen gehören Abweichungen ± 22,5°. Bei Zwischenorientierungen (Süd-Ost oder Süd-West) ist ein vertikaler Abdeckwinkel E t 80° erforderlich. Bezüglich der Winkelmaße für E und J ist Bild 2.9.2-3 zu beachten.

Bild 2.9.2-3 Ermittlung der Winkel E und J für bauliche Verschattungen und Markisen

2.148

Wärmeschutz

Tabelle 2.9.2-2 Anhaltswerte für Abminderungsfaktoren F C fest installierter Sonnenschutzvorrichtungen (nach [1])

1

2

1)

2

FC

1 Sonnenschutzvorrichtung

2 ohne Sonnenschutzvorrichtung

1,0 2)

3 innen liegend oder zwischen den Scheiben 4

- weiß oder reflektierende Oberfläche mit geringer Transparenz

0,75

5

3)

- helle Farben oder geringe Transparenz

0,8

6

- dunkle Farben oder höhere Transparenz

0,9

7 außen liegend 8

- drehbare Lamellen, hinterlüftet

0,25 3)

9

- Jalousien und Stoffe mit geringer Transparenz , hinterlüftet

0,25

10

- Jalousien, allgemein

0,4

11

- Rollläden, Fensterläden

12 13 14

0,3 4)

- Vordächer, Loggien, freistehende Lamellen

0,5

4)

0,4

4)

0,5

- Markisen , oben und seitlich ventiliert - Markisen , allgemein

1)

Sonnenschutzvorrichtungen müssen fest installiert sein. Übliche dekorative Vorhänge sind nicht als Sonnenschutzvorrichtung im Sinne von DIN 4108-2 [1] zu betrachten.

2)

Die Tabellenwerte für innen und zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtungen sind als obere Grenzwerte zu interpretieren. Für solche Sonnenschutzvorrichtungen empfiehlt es sich, genauere Werte zu ermitteln

3)

Als gering transparent gelten Sonnenschutzvorrichtungen mit einer Transparenz unter 15%

4)

siehe Bild 2.9.2-3

Zulässiger Sonneneintragskennwert Szul Der zulässige Sonneneintragskennwert S zul ergibt sich als Summe der anteiligen Sonneneintragskennwerte S x gemäß Tabelle 2.9.2-3, Zeilen 1 bis 6. S zul = ∑ S x

(2.9.2-3)

Tabelle 2.9.2-3 Anteilige Sonneneintragskennwerte S x zur Bestimmung von S zul (nach [1])

1

2

Gebäudelage bzw. Bauart, Fensterneigung und Orientierung

Sx

1)

1 Klimaregion 1.1

- Geb. in Klimaregion A (Te,max d 16,5 °C

; Ti,max = 25 °C)

0,04

1.2

- Geb. in Klimaregion B (16,5 °C < Te,max < 18 °C ; Ti,max = 26 °C)

0,03

1.3

- Geb. in Klimaregion C (Te,max t 18 °C

0,015

(fortgesetzt auf nächster Seite)

; Ti,max = 27 °C)

2.149 Tabelle 2.9.2-3 Anteilige Sonneneintragskennwerte S x zur Bestimmung von S zul (nach [1]) (Fortsetzung)

Gebäudelage bzw. Bauart, Fensterneigung und Orientierung

Sx

2 Bauart (mit C wirk gemäß Gl. 2.9.3-1; f gew gemäß Gl. 2.9.3-2) 2.1

- leichte Bauart (ohne Nachweis von C wirk / A G )

0,06·f gew

2.2

- mittlere Bauart (50 Wh/(m2·K) d C wirk / A G d 130 Wh/(m2·K))

0,10·f gew

2.3

- schwere Bauart (C wirk / A G > 130 Wh/(m2·K))

0,115·f gew

3 Erhöhte Nachtlüftung2) während der zweiten Nachthälfte 3.1

- bei leichter und mittlerer Bauart

0,02

3.2

- bei schwerer Bauart

0,03

4 Sonnenschutzverglasung3) mit g A d 0,4 5 Fenster der Größe A w,neig mit einer Neigung zur Horizontalen d 60° Nord-, Nordost- und Nordwest-orientierte Fenster der Größe A w,nord 6 soweit mit Neigungen gegenüber der Horizontalen > 60 ° sowie Fenster, die dauernd vom Gebäude selbst verschattet werden 1)

0,03 - 0,12·A w,neig / A G 0,10·A w,nord / A w,gesamt

Eine Übersicht über die grobe Abgrenzung der drei Klimaregionen gibt die Karte in Tafel 15

T e,max  Höchstwert der mittleren monatlichen Außentemperatur T i,max  Grenzwert der Innentemperatur Anmerkung: Die mit dieser Einteilung verbundene Forderung der DIN 4108-2, dass der Grenzwert der Innentemperatur T i,max an nicht mehr als 10 % der Aufenthaltszeit in beheizten Gebäuden überschritten werden darf, ist problematisch. Nur durch den Nachweis S < Szul und ohne zusätzliche technische Kühlung sind diese absolut definierten Grenzwerte in vielen Fällen nicht einhaltbar. 2)

Bei Ein- und Zweifamilienhäusern kann i.d.R. von einer erhöhten Nachtlüftung ausgeg. werden

3)

Als gleichwertig hierzu gelten Sonnenschutzverglasungen, welche die diffuse Strahlung permanent reduzieren und deren g total < 0,4 erreicht

2.9.3 Beschreibung der Einflussfaktoren im Nachweisverfahren nach DIN 4108-2 Über das eigentliche Konzept des Nachweises hinaus ist es zur Planung von Sonnenschutzmaßnahmen notwendig, die Einflüsse einzelner Faktoren beurteilen zu können. Daher werden die Einflussgrößen nun näher beschrieben. Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung Der Gesamtenergiedurchlassgrad g A der Verglasung beschreibt, welcher Anteil der senkrecht auftreffenden Strahlung die Verglasung durchdringt. Genaue Werte als Grundlage für die Bemessung sind Herstellerangaben zu entnehmen (siehe Abschnitt 1.6). Anhaltswerte sind in Tabelle 2.9.3-1 dargestellt.

2

2.150

Wärmeschutz

Tabelle 2.9.3-1 Anhaltswerte für Gesamtenergiedurchlassgrade von Verglasungen (nach [5])

1

2

2

1 Art der Verglasung

Gesamtenergiedurchlassgrad gA

2 Einfachverglasung

0,87

3 Doppelverglasung, normal

0,75

4

Doppelverglasung als Wärmeschutzverglasung mit niedrig-emissiver Beschichtung

5 Dreifachverglasung, normal 6

Dreifachverglasung als Wärmeschutzverglasung mit 2-facher niedrig-emissiver Beschichtung

7 Sonnenschutzverglasung

0,50 bis 0,70 0,60 bis 0,70 0,35 bis 0,50 0,20 bis 0,50

Sonnenschutz der transparenten Außenbauteile Die Wirksamkeit einer fest installierten Sonnenschutzvorrichtung ist neben der Ausführungsart an sich abhängig von der Lage (innen oder außen), der Transparenz und der Färbung. Über die in Tabelle 2.9.2-2 aufgeführten Anhaltswerte des Abminderungsfaktors F C für unterschiedliche Sonnenschutzvorrichtungen hinaus findet sich in DIN V 4108-6 [5] ein allgemeineres Verfahren zur Berechnung des Faktors F C . Eine Übersicht über Aufbau und Funktionsweise verschiedener Sonnenschutzvorrichtungen gibt beispielsweise [122].

Bild 2.9.3-1 Abminderungsfaktor F C für innen liegende Sonnenschutzvorrichtungen in Abhängigkeit vom U -Wert der Verglasung und vom Strahlungsreflexionsgrad U e der Sonnenschutzvorrichtung

2.151 Für innen liegende Sonnenschutzvorrichtungen ist die Abhängigkeit zwischen F C und dem U -Wert der Verglasung sowie dem Strahlungsreflexionsgrad U e der Sonnenschutzvorrichtung in Bild 2.9.3-1 dargestellt. Für außen liegende Sonnenschutzvorrichtungen findet sich eine ähnliche Darstellung in Bild 2.9.3-2. Hier ist die neben dem U -Wert der Verglasung maßgebende Variable der Strahlungstransmissionsgrad W e der Sonnenschutzvorrichtung.

Bild 2.9.3-2 Abminderungsfaktor F C für außen liegende Sonnenschutzvorrichtungen in Abhängigkeit vom U -Wert der Verglasung und vom Strahlungstransmissionsgrad W e der Sonnenschutzvorrichtung

Hinsichtlich der Art des Sonnenschutzes und der baulichen Ausführung sind weitere Einflussfaktoren zu beachten: -

Position des Sonnenschutzes (innen / zwischen den Scheiben / außen) Die Sonnenschutzvorrichtung an sich absorbiert in jedem Fall einen Teil der auftreffenden kurzwelligen Sonnenstrahlung und wandelt diesen Anteil in langwellige Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) um. Liegt der Sonnenschutz innen, so verbleibt dieser Wärmeanteil im Raum, da Glas für langwellige Strahlung weitgehend undurchlässig und damit eine Abstrahlung nach außen nicht möglich ist. Es ist daher in jedem Fall die beste Lösung, den Sonnenschutz außen anzubringen.

-

Art der Verglasung Die Art bzw. wärmetechnische Qualität der Verglasung ist für die Wirksamkeit von Sonnenschutzvorrichtungen von Bedeutung, da sie dem Wärmedurchgang einen Widerstand entgegen setzt, der mit sinkendem U -Wert steigt. Liegt nun die Sonnenschutzvorrichtung außen, so stellt eine gut dämmende Verglasung einen zusätzlichen, hohen Widerstand für den Durchgang von Wärme in den Innenraum dar. Bei innen liegendem Sonnenschutz verhindert eine gut dämmende Verglasung die

2

2.152

Wärmeschutz

Abgabe von Wärmeenergie durch Transmission nach außen. Demzufolge wird bei außen liegendem Sonnenschutz und geringem U -Wert der Verglasung der Faktor F C des Sonnenschutzes einen geringen Wert, bei innen liegendem Sonnenschutz und geringem U -Wert der Verglasung hingegen einen höheren Wert annehmen.

2

-

Hinterlüftung des Sonnenschutzes Eine Hinterlüftung des Sonnenschutzes bewirkt, dass erwärmte Luft im Zwischenraum von Sonnenschutz und Verglasung abgeführt wird. Bei außen liegendem Sonnenschutz ist der Einfluss einer Hinterlüftung eher gering, da die Verglasung dem Wärmedurchgang nach innen ohnehin einen erheblichen Widerstand entgegen setzt. Hingegen ist bei innen liegendem Sonnenschutz von Bedeutung, ob die Wärmeabführung nach außen erfolgt (z.B. bei typischerweise in Wintergärten verwendeten Lüftungseinrichtungen) oder nach innen. Eine gute Hinterlüftung hat bei außen liegendem Sonnenschutz und bei innen liegendem Sonnenschutz mit Entlüftungsmöglichkeit nach außen positive Auswirkungen (Faktor F C kleiner). Erfolgt die Wärmeabführung nach innen, so hat eine gute Hinterlüftung negative Auswirkungen (Faktor F C größer).

-

Nutzerverhalten Ein noch so wirksamer Sonnenschutz kann nur dann effektiv arbeiten, wenn der Nutzer damit umgehen kann. Wird der Sonnenschutz bei hoher Einstrahlung nicht aktiviert oder verbleibt das Fenster bei hohen Außentemperaturen geöffnet, wird auch die beste Planung nutzlos sein. Ebenfalls sollte der Sonnenschutz so regelbar sein, dass auf eine künstliche Beleuchtung im Raum (und damit auf eine zusätzliche Wärmequelle) weitestgehend verzichtet werden kann. Als Optimum ist für regelbare Sonnenschutzvorrichtungen eine automatische Steuerung anzusehen.

Flächenanteil der transparenten Außenbauteile Dass die Größe der Fensterfläche von entscheidender Bedeutung für den Energieeintrag im Sommer ist, bedarf keiner weiteren Erläuterung. Bereits aus Gl. 2.9.2-2 ist abzuleiten, dass mit steigendem Fensterflächenanteil auch der Sonneneintragswert S ansteigt. Orientierung der transparenten Außenbauteile Die Orientierung der Hauptfensterflächen eines Gebäudes erlangt immer größere Bedeutung, da dieser Faktor zusammen mit dem Trend zu größeren Fensterflächen sowohl den winterlichen als auch den sommerlichen Wärmeschutz beeinflusst. Um im Winterfall die solaren Gewinne zu maximieren, erfolgt die Ausrichtung der Hauptfensterflächen in aller Regel in Südrichtung. Im Umkehrschluss werden auf diesem Wege selbstverständlich aber auch die „Wärmegewinne“ in den Sommermonaten maximiert, was zu einer Überheizung der Innenräume führt, wenn kein ausreichender Sonnenschutz vorgesehen wird. In Bild 2.9.3-3 sind Strahlungsintensitäten an Sonnentagen für verschiedene Orientierungen und Jahreszeiten zusammengestellt. Bild 2.9.3-4 zeigt die Veränderung der Raumlufttemperatur im Tagesverlauf für verschiedene Fensterorientierungen und Jahreszeiten.

2.153

2

Bild 2.9.3-3 Zeitliche Verläufe der Strahlungsintensität auf vertikale Flächen verschiedener Orientierung zum Zeitpunkt der Sommersonnenwende und der Tag- und Nachtgleiche, gemessen in Holzkirchen (nach [116]) (SA: Sonnenaufgang, SU: Sonnenuntergang)

Bild 2.9.3-4 Zeitliche Verläufe der Lufttemperaturzunahme in einem Raum eines Gebäudekomplexes bei verschiedener Orientierung der Glasfläche zum Zeitpunkt der Sommersonnenwende und der Tag- und Nachtgleiche; Strahlungsintensitäten gemäß Bild 2.9.3-3 (nach [116])

2.154

2

Wärmeschutz

Neigungswinkel zur Senkrechten bei transparenten Außenbauteilen Je geringer der Neigungswinkel von Fenstern ist (z.B. bei Dachflächenfenstern, Glaskuppeln), desto größer ist die Fläche im Raum, die von der Sonne direkt beschienen werden kann und desto größer ist damit auch der Energieeintrag. Insbesondere bei solchen gering geneigten Fenstern ist daher der Einbau eines Sonnenschutzes anzuraten. Art und Intensität der Raumlüftung In DIN 4108-2 [1] wird als Möglichkeit der Einflussnahme durch Lüftung eine erhöhte Nachtlüftung in der zweiten Nachthälfte angegeben und im Nachweis durch eine Erhöhung des zulässigen Sonneneintragskennwertes berücksichtigt. Die Wirksamkeit resultiert dabei aus der Tatsache, dass in der zweiten Nachthälfte in der Regel die geringsten Außentemperaturen vorliegen und damit eine intensive Lüftung in diesem Zeitraum am effektivsten ist. Einen Eindruck über den Einfluss von Lüftungszeitraum und -intensität auf die Temperaturänderung der Raumluft bei verschiedenen Bauweisen gibt Bild 2.9.3-5. Wie groß die positive Wirkung der Nachtlüftung ist, zeigt Bild 2.9.3-6.

Bild 2.9.3-5 Zeitliche Verläufe der Lufttemperaturänderung in gelüfteten Räumen (Tag- oder Nachtlüftung) leichter (20 cm Porenbeton) und schwerer (15 cm Stahlbeton) Bauart bei Südorientierung der Glasfläche zum Zeitpunkt der Tag- und Nachtgleiche (nach [116])

2.155

2

Bild 2.9.3-6 Zeitliche Verläufe der Lufttemperaturzunahme in ungelüfteten und nachts gelüfteten Räumen leichter (20 cm Porenbeton) und schwerer (15 cm Stahlbeton) Bauart bei Südorientierung der Glasfläche während einer Periode von drei aufeinanderfolgenden strahlungsreichen Tagen (nach [116])

Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile Der grundsätzlichen Einfluss verschiedener Bauarten auf die Zunahme der Raumlufttemperatur ist in Bild 2.9.3-7 dargestellt. Eine gute Einschätzung des Temperaturverlaufes während eines Zeitraumes von drei Tagen liefert für leichte und schwere Bauweisen Bild 2.9.3-6. Deutlich ist zu erkennen, dass größere Speichermassen erheblich geringere Temperaturspitzen und -schwankungen zulassen. Gemäß DIN 4108-2 [1] wird zwischen leichter, mittlerer und schwerer Bauart differenziert. Das Kriterium hierfür bildet, wie bereits in Tabelle 2.9.2-3 erwähnt, die wirksame Wärmespeicherfähigkeit C wirk . Diese berechnet sich gemäß Gl. 2.9.3-1. Cwirk = ∑ c j ⋅ ρ j ⋅ d j ⋅ A j j

Darin ist: j  Bauteilschicht cj  spezifische Wärmekapazität des Baustoffes in Schicht j (siehe auch Tabelle 2.2.3-1)

(2.9.3-1)

2.156

Uj dj Aj

2

Wärmeschutz   

Rohdichte des Baustoffes in Schicht j (siehe auch Abschnitt 1.5) wirksame Schichtdicke wirksame Bauteilfläche (bei Außenbauteilen außenmaßbezogen, bei Innenbauteilen innenmaßbezogen berechnet)

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 O < 0,1 W/(măK) und R > 0,25 m2ăK/W) in hier relevanten Bauteilbereichen vor, so dürfen nur die raumseitig gelegenen Schichten Berücksichtigung finden. Diese Vorgehensweise entspricht dem vereinfachten Verfahren gemäß DIN EN ISO 13 786 [31].

Bild 2.9.3-7 Zeitliche Verläufe der Lufttemperaturzunahme in Räumen verschiedener Bauweise bei Südorientierung der Glasfläche (nach [116])

Werte der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit für einige übliche Bauteilaufbauten sind in Tabelle 2.9.3-2 zusammengestellt. Liegen keine ausreichenden Angaben zur Berechnung von C wirk vor, so kann gemäß DIN V 4108-6 [5] für leichte Gebäude C wirk = 15 Wăh/(m3ăK) ă V e und für schwere Gebäude C wirk = 50 Wăh/(m3ăK) ă V e angenommen werden. Als schwere Gebäude im Sinne von [5] gelten Gebäude mit massiven Innen- und Außenbauteilen ohne untergehängte Decken, als leichte Gebäude gelten: -

Gebäude in Holztafelbauart ohne massive Innenbauteile Gebäude mit abgehängten Decken und überwiegend leichten Trennwänden Gebäude mit hohen Räumen (z.B. Turnhallen, Museen usw.).

2.157 2

Tabelle 2.9.3-2 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit C wirk verschiedener Bauteile pro m Bauteilfläche

1

1

2

Bauteil

C wirk / m2 [W·h/(m2·K)]

Mauerwerk, außengedämmt: 2

wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 9 cm Mauerwerk (U = 1600 kg/m3)

43,77

Mauerwerk, monolithisch:

Außenwand

3

4

wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 9 cm Mauerwerk (U = 500 kg/m3)

16,34

Stahlbeton: wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 9 cm Stahlbeton (U = 2300 kg/m3)

61,22

Holzständerwerk (Achsmaß 62,5 cm): 5

wirksame Schichten: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 1,6 cm Spanplatte (U = 700 kg/m3) - 7,15 cm Ständer 6/12 (U = 600 kg/m3)

(fortgesetzt auf nächster Seite)

9,91

2

2.158

Wärmeschutz 2

Tabelle 2.9.3-2 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit C wirk verschiedener Bauteile pro m Bauteilfläche (Fortsetzung)

2

1

2

Bauteil

C wirk / m2 [W·h/(m2·K)]

Mauerwerk (11,5 cm KSV + Putz): wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 6 cm Mauerwerk (U = 1600 kg/m3)

7

Innenwand

6

30,47

Stahlbeton (15 cm Beton + Putz): wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 7,5 cm Stahlbeton (U = 2300 kg/m3)

51,66

Holzständer (Achsmaß 62,5 cm): wirksame Schichten: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 1,6 cm Spanplatte (U = 700 kg/m3) - 6 cm Ständer 6/12 (U = 600 kg/m3)

8

Stahlbeton: wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 9 cm Stahlbeton (U = 2300 kg/m3) Geschossdecke

9

10

bzw. als unterer Raumabschluss: - 4,5 cm Estrich (U = 2000 kg/m3) Holzbalken (Achsmaße 62,5 cm): wirksame Schichten: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 2,4 cm Lattung (U = 600 kg/m3) - 6,75 cm Balken 10/20 (U = 600 kg/m3) bzw. als unterer Raumabschluss: - 1,9 cm Spanplatte (U = 700 kg/m3)

(fortgesetzt auf nächster Seite)

9,61

61,22 (oberer Raumabschluss) 24,93 (unterer Raumabschluss) 6,50 (oberer Raumabschluss) 5,89 (unterer Raumabschluss)

2.159 2

Tabelle 2.9.3-2 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit C wirk verschiedener Bauteile pro m Bauteilfläche (Fortsetzung)

1

2

Bauteil

C wirk / m2 [W·h/(m2·K)]

Massivdach: wirksame Schichten: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 5 cm Stahlbeton (U = 2300 kg/m3)

31,86

Steildach

11

Holzdach: 12

wirksame Schichten: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3)

3,12

Raumgeometrie Der Einfluss der Raumgeometrie findet innerhalb des Nachweisverfahrens über den gewichteten Formfaktor f gew Berücksichtigung (siehe Tabelle 2.9.2-3, Zeile 2). A + 0 ,3 ⋅ AAW + 0 ,1 ⋅ AD f gew = W AG

(2.9.3-2)

Darin ist: Aw  Fensterfläche einschließlich Dachflächenfenster (mit lichten Rohbaumaßen bestimmt A AW  Außenwandfläche (Außenmaße) AD  wärmeübertragende Dach- und Deckenfläche (Außenmaße) AG  Grundfläche des nachzuweisenden Raumes (lichte Rohbaumaße) In Gl. 2.9.3-2 erfolgt die Berücksichtigung der Relation zwischen dem sommerlichen Wärmedurchgang üblicher Außenbauteile über eine Gewichtung in der Art, dass Fensterflächen A W zu 100% berücksichtigt werden, Außenwandflächen A AW aber nur zu 30% und Dach- sowie Deckenflächen A D zu 10%. Bei der Berechnung der Fensterfläche A W sind – neben den Fenstern in den Außenwänden – auch Dachfenster zu berücksichtigen. Die einzelnen Fensterflächen werden anhand der lichten Rohbaumaße (Fensteranschlagsmaße) bestimmt. Die Berechnung der Außenwandfläche sowie der Dach-/Deckenfläche erfolgt anhand der Außenmaße. Bei der Berechnung der Dach/Deckenfläche sind nur wärmeübertragende Bauteile, d.h. Flächen gegen Außenluft,

2

2.160

2

Wärmeschutz

Erdreich und unbeheizte Räume zu berücksichtigen. Bezogen werden die gewichteten Außenflächen auf die Nettogrundfläche A G des betrachteten Raumes. Diese wird anhand der lichten Raummaße errechnet. Wie schon bei der Berechnung des Sonneneintragskennwertes S gemäß Gl. 2.9.2-2 erläutert, entspricht auch hier die größte anzusetzende Raumtiefe der dreifachen lichten Raumhöhe. Beträgt bei Räumen mit gegenüberliegenden Fassaden der Fassadenabstand mehr als die sechsfache lichte Raumhöhe, so ist ein getrennter Nachweis für die fassadennahen Raumbereiche zu führen (siehe Bild 2.9.2-2).

2.9.4 Berechnungsbeispiel: Eckzimmer, Süd-West-Orientierung Für das in Bild 2.9.4-1 dargestellte Eckzimmer eines Wohnhauses in Klimaregion B ist der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 [1] zu führen. Die Verglasung der nach Süden und Westen ausgerichteten Fenster wird als Wärmeschutzverglasung (U w = 1,1 W/(m2ăK); g A = 0,6) ausgeführt. An den Fenstern werden außen liegende Jalousien als Sonnenschutz angeordnet. Als Tür zum Nebenraum ist eine Holztür (d = 4 cm) vorhanden. Die konstruktiven Aufbauten der raumumschließenden Bauteile sind Bild 2.9.4-1 zu entnehmen.

Bild 2.9.4-1 Grundriss und Schnitt des nachzuweisenden Raumes mit den Aufbauten der den Raum begrenzenden Bauteile

2.161 Tabelle 2.9.4-1 Wirksame Speicherfähigkeit c wirk und Flächenanteile der raumumschließenden Bauteile

1 1

2

3

4

5

c [kJ/(kg·K)]

U [kg/m3]

d wirk [m]

c wirk 1) [Wh/(m2·K)] 2

2 Außenwand (A AW = 2·(5,01+0,315+0,5·0,135)·(2,49+0,26)-14,0 = 15,659 m ) 3

- Gipsputz

1,0

1400

0,01

3,889

4

- Kalksandvollstein (KSV)

1,0

1800

0,09

45,004

C wirk = 48,893

5 6 Innenwand (A IW = 2·5,01·2,49-2,01·2,01 = 20,910 m2) 7

- Gipsputz

1,0

1400

0,01

3,889

8

- Kalksandvollstein (KSV)

1,0

1800

0,0575

28,752 C wirk = 32,641

9 10 Geschossdecke, oberer Raumabschluss (A D = 5,01·5,01 = 25,100 m2) 11

- Gipsputz

1,0

1400

0,01

3,889

12

- Stahlbeton 1,0 2300 0,09 57,505 C wirk = 61,394 13 14 Kellerdecke, unterer Raumabschluss (A G = (5,01+0,315+0,5·0,135)2 = 29,080 m2) 15

- Zementestrich

1,0

2000

0,05

27,780 C wirk = 27,780

1,6

500

0,02

4,445 C wirk = 4,445

16 17 Tür (A Tür = 2,01·2,01 = 4,040 m2) 18

- Holz

19 1)

1 kJ = 0,2778 Wh

Mit den wirksamen Wärmespeicherfähigkeiten der raumumschließenden Bauteile (siehe Tab. 2.9.4-1) ergibt sich

∑ Cwirk ,i ⋅ Ai i

AG

=

3814,928 Wh Wh = 151,99 2 > 130 2 25,100 m K m K

Es handelt sich also um eine schwere Bauart im Sinne von [1]. Somit ergibt sich der zulässige Sonneneintragskennwert S zul gemäß Tabelle 2.9.2-3 zu S zul = 0 ,03 + 0 ,115 ⋅

14 ,0 + 0 ,3 ⋅ 15 ,659 + 0 ,1 ⋅ 29 ,080 + 0 ,03 = 0 ,159 5 ,01 ⋅ 5 ,01

Der vorhandene Sonneneintragskennwert S errechnet sich zu ∑ Aw, j ⋅ g⊥ ⋅ FC 3,51 ⋅ 2 ,01 ⋅ 0 ,6 ⋅ 0 ,4 + 3 ,51 ⋅ 2 ,01 ⋅ 0 ,6 ⋅ 0 ,4 j S= = = 0 ,135 < S zul = 0 ,159 5 ,01 ⋅ 5,,01 AG Der Nachweis ist damit erbracht.

2

2.162

Wärmeschutz

2.9.5 Temperaturamplitudenverhältnis und Phasenverschiebung

2

Im Verlaufe eines Tages schwankt die Außentemperatur T e zwischen einem maximalen Wert in den Mittagsstunden und einem minimalen Wert in den Nachstunden. Dieser Temperaturverlauf wird für Berechnungen – obwohl von den realen Verhältnissen im Einzelfall mitunter erheblich abweichend – in der Regel als Sinusschwingung idealisiert. Die Schwingungsbreite T e,Amp (die Abweichung des Maximal- bzw. Minimalwertes vom Mittelwert) wird als Amplitude bezeichnet. Die Periode einer Temperaturschwingung beträgt T = 24 Stunden. Im Bereich einer äußeren Bauteiloberfläche stellt sich in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit bzw. des Absorptionsgrades eine veränderte Amplitude T se,Amp ein. Beim Durchtritt der Temperaturwelle durch das Bauteil verringert sich die Amplitude der Welle und nimmt auf der Innenoberfläche des Bauteils den Wert T si,Amp an. Auf der Innenoberfläche der Wand tritt also eine geringere Schwankung der Temperatur auf und die Maximaltemperatur wird darüber hinaus auch um eine Zeit 't zeitverschoben erreicht. Die beschriebenen Zusammenhänge werden in Bild 2.9.5-1 dargestellt.

Bild 2.9.5-1 Amplitudendämpfung und Phasenverschiebung beim Durchgang einer Temperaturwelle durch eine Außenwand

Das in diesem Zusammenhang verwendete Maß für die Dämpfung einer Temperaturwelle beim Durchtritt durch ein Bauteil ist das Temperaturamplitudenverhältnis TAV , welches gemäß Gl. 2.9.5-1 als Quotient aus der Amplitude auf der Innenoberfläche und der Amplitude auf der Außenoberfläche berechnet wird. TAV =

T si , Amp T se , Amp

(2.9.5-1)

2.163 Je niedriger das Temperaturamplitudenverhältnis ist, desto geringer ist die Schwankung der Temperatur an der Wandinnenoberfläche. Während insbesondere in den 60er und 70er Jahren das Temperaturamplitudenverhältnis als eine maßgebliche Einflussgröße bei der Schaffung eines behaglichen Raumklimas angesehen wurde, ist diese Aussage mittlerweile durch einige Untersuchungen (z.B. [113], [117]) relativiert worden: Der Eintrag solarer Wärmeenergie durch transparente Außenbauteile ist um ein vielfaches effektiver als über opake Bauteile. Trotzdem kann das TAV als zusätzliches Hilfsmittel herangezogen werden und ist bei Räumen mit geringen Fensterflächen und Speichermassen (z.B. bei Hallen und mitunter auch in Dachgeschossen) durchaus von Bedeutung. Ein Verfahren zur Berechnung von TAV und 't , welches auf Arbeiten von Heindl zurückgeht, wird in [103] und [130] erläutert. Hiernach kann TAV berechnet werden, wenn für jede Schicht eines Bauteils die Kennwerte O , c und U sowie die Schichtdicke bekannt ist. Für einschichtige Bauteile berechnet sich TAV dann gemäß Gl. 2.9.5-2. TAV =

1

( cosh f0 ⋅ cos f0 ) + ( sinh f0 ⋅ sin f0 ) 2

2

(2.9.5-2)

In dieser Gleichung ist f 0 die sog. modifizierte Fourierzahl nach Gl. 2.9.5-3.

π T

f0 = R ⋅ b ⋅

(2.9.5-3)

Hinsichtlich der Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes R der Schicht siehe Abschnitt 2.2.9. Angaben zur Berechnung des Wärmeeindringkoeffizienten b sind Abschnitt 2.2.5 zu entnehmen. Als Periodendauer der Temperaturschwingung ist T = 24 h einzusetzen. Die zum TAV gemäß Gl. 2.9.5-2 gehörige Phasenverschiebung M bzw. ihr Zeitäquivalent, die Zeitverschiebung 't, betragen

M = arctan

Δt = ϕ ⋅

sinh f0 ⋅ sin f0 = arctan ( tanh f0 ⋅ tan f0 ) cosh f0 ⋅ cos f0

T 2 ⋅π

(2.9.5-4)

(2.9.5-5)

Für ausreichend große f 0 (f 0 > 2) vereinfacht sich Gl. 2.9.5-4 wegen lim tanh f0 = 1

f0 →∞

(2.9.5-6)

zu

M ≈ arctan ( tan f0 ) ≈ f0

(2.9.5-7)

Für mehrschichtige Bauteile ist der Berechnungsablauf in Tabelle 2.9.5-1 dargestellt.

2

2.164

Wärmeschutz

Tabelle 2.9.5-1 Berechnungsablauf für mehrschichtige Bauteile zur Bestimmung von TAV , M und 't

1

2

1 Eingangsgrößen - d , O , c , U für jede Schicht i π - f0 ,i = Ri ⋅ bi ⋅ T

ξ1 = cosh f0,i ⋅ cos f0,i

ξ2 = sinh f0,i ⋅ sin f0,i

2 ξ3 = cosh f0,i ⋅ sin f0,i

ξ4 = sinh f0,i ⋅ cos f0,i

F1,i = ξ1 F4 ,i =

1 ⋅ (ξ3 − ξ4 ) 2 ⋅ f0 ,i

1 ⋅ (ξ3 + ξ4 ) 2 ⋅ f0 ,i

F2 ,i = ξ2

F3 ,i =

F5 ,i = −f0 ,i ⋅ (ξ3 − ξ4 )

F6 ,i = f0 ,i ⋅ (ξ3 + ξ4 )

3 1. te Schicht (außen)

4

n 1,1 = F 1,1

n 2,1 = F 2,1

n 3,1 = F 3,1 ·R 1

n 4,1 = F 4,1 ·R 1

N 1,1 = n 1,1

N 2,1 = n 2,1

N 3,1 = n 3,1

N 4,1 = n 4,1

1

TAV(1 ) =

N12,1

+ N22,1

5 2. te Schicht

n 1,2 = F 1,2 n 2,2 = F 2,2 n 3,2 = F 3,2 ·R 2 n 4,2 = F 4,2 ·R 2 n 5,2 = F 5,2 /R 2 n 6,2 = F 6,2 /R 2 N1,2 = N1,1 ⋅ n1,2 − N2 ,1 ⋅ n2 ,2 + N3 ,1 ⋅ n5 ,2 − N4 ,1 ⋅ n6 ,2

N2 ,2 = N1,1 ⋅ n2 ,2 + N2 ,1 ⋅ n1,2 + N3 ,1 ⋅ n6 ,2 + N4 ,1 ⋅ n5 ,2

6 N3 ,2 = N1,1 ⋅ n3 ,2 − N2 ,1 ⋅ n4 ,2 + N3 ,1 ⋅ n1,2 − N4 ,1 ⋅ n2 ,2 N4 ,2 = N1,1 ⋅ n4 ,2 + N2 ,1 ⋅ n3 ,2 + N3 ,1 ⋅ n2 ,2 + N4 ,1 ⋅ n1,2 TAV(1 + 2 ) =

7 i.te Schicht (innen) n 1,i = F 1,i n 2,i = F 2,i

n 3,i = F 3,i ·R i

1 N12,2 + N22,2

n 4,i = F 4,i ·R i

n 5,i = F 5,i /R i

n 6,i = F 6,i /R i

N1,i = N1,i −1 ⋅ n1,i − N2 , i −1 ⋅ n2 ,i + N3 ,i −1 ⋅ n5 ,i − N4 ,i −1 ⋅ n6 ,i N2 ,i = N1,i −1 ⋅ n2 ,i + N2 ,i −1 ⋅ n1,i + N3 ,i −1 ⋅ n6 ,i + N4 ,i −1 ⋅ n5 ,i N3 ,i = N1,i −1 ⋅ n3 ,i − N2 ,i −1 ⋅ n4 ,i + N3 ,i −1 ⋅ n1,i − N4 ,i −1 ⋅ n2 ,i N4 ,i = N1,i −1 ⋅ n4 ,i + N2 ,i −1 ⋅ n3 ,i + N3 ,i −1 ⋅ n2 ,i + N4 ,i −1 ⋅ n1,i TAV(1 + 2 + ...+ i ) =

8

M = arctan

1 N12,i + N22,i

= TAV

N2 , i ; ϕn = ϕ ± n ⋅ π N1,i

(Phasenverschiebung muss positiv sein, daher ist mit M n diejenige Lösung zu bestimmen, für die diese Bedingung erfüllt ist) Δt = ϕ ⋅

T 2 ⋅π

2.165 Tabelle 2.9.5-2 Temperaturamplitudenverhältnisse TAV und Zeitverschiebung 't für verschiedene Bauteile (Der Einfluss des Rippen- bzw. Bewehrungsanteils bei den inhomogenen Bauteilen wurde vernachlässigt)

1

1

2

3

Bauteil

TAV

't [h]

0,009

11,4

0,047

14,2

0,070

9,6

0,009

12,6

0,167

7,5

0,07

11,6

Mauerwerk, außengedämmt: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 24 cm Mauerwerk (U = 1600 kg/m3) - 10 cm EPS (U = 20 kg/m3) - 1 cm Kalkzementputz (U = 1800 kg/m3)

2

3

Außenwand

Mauerwerk, monolithisch: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 36,5 cm Mauerwerk (U = 500 kg/m3) - 1 cm Kalkzementputz (U = 1800 kg/m3) Holzständerwerk: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 1,6 cm Spanplatte (U = 700 kg/m3) - 12 cm Mineralwolle (U = 30 kg/m3) - 1,6 cm Spanplatte (U = 700 kg/m3) - 4 cm Mineralwolle (U = 30 kg/m3) - 1 cm Kalkzementputz (U = 1800 kg/m3)

4

Massivdach: - 1 cm Gipsputz (U = 1400 kg/m3) - 5 cm Stahlbeton (U = 2300 kg/m3) - 25 cm Zellulosedämmung (U = 70 kg/m3)

5

6

Steildach

Holzdach: - 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 4 cm Mineralwolle (U = 30 kg/m3) - 22 cm Mineralwolle (U = 30 kg/m3) Holzdach: 7

- 1,25 cm Gipskarton (U = 900 kg/m3) - 4 cm Zellulosedämmung (U = 70 kg/m3) - 22 cm Zellulosedämmung (U = 70 kg/m3)

2

2.166

Wärmeschutz

2.10 Literatur [1]

2

[2] [3]

[4] [5] [6] [7]

[8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]

[18]

DIN 4108-2 (07.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Mindestanforderungen an den Wärmeschutz DIN 4108 Bbl. 2 (01.04): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Wärmebrücken – Planungs- und Ausführungsbeispiele DIN 4108-3 (07.01): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung DIN V 4108-4 (02.02): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte DIN V 4108-6 (06.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs DIN V 4701-10 (08.03): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung DIN V 4701-10 Bbl. 1 (02.02): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Diagramme und Planungshilfen für ausgewählte Anlagensysteme mit Standardkomponenten DIN V 4701-12 (02.04): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand – Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung DIN 18 530 (03.87): Massive Deckenkonstruktionen für Dächer – Planung und Ausführung DIN EN 410 (12.98): Glas im Bauwesen – Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen DIN EN 673 (06.03): Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Berechnungsverfahren DIN EN 674 (01.99): Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Verfahren mit dem Plattengerät DIN EN 675 (01.99): Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Wärmestrommesser-Verfahren DIN EN 832 (06.03): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Berechnung des Heizwärmebedarfs – Wohngebäude DIN EN 1602 (01.97): Wärmedämmstoffe für das Bauwesen – Bestimmung der Rohdichte DIN EN 12 524 (07.00): Baustoffe und Bauprodukte – Wärme- und feuchteschutz-technische Eigenschaften, Tabellierte Bemessungswerte DIN EN 12 664 (05.01): Wärmetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten – Bestimmung des Wärmedurchgangswiderstandes nach dem Verfahren mit dem Plattengerät und dem Wärmestrommessplatten-Gerät – Trockene und feuchte Proben mit mittlerem und niedrigem Wärmedurchlasswiderstand DIN EN 12 667 (05.01): Wärmetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten – Bestimmung des Wärmedurchgangswiderstandes nach dem Verfahren mit dem Plattengerät und dem Wärmestrommessplatten-Gerät – Produkte mit hohem und mittlerem Wärmedurchlasswiderstand

2.167 [19]

[20] [21] [22] [23] [24]

[25] [26]

[27] [28]

[29]

[30] [31] [32]

[33]

[100] [101] [102]

DIN EN 12 939 (02.01): Wärmetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten – Bestimmung des Wärmeduchgangswiderstandes nach dem Verfahren mit dem Plattengerät und dem Wärmestrommessplatten-Gerät – Dicke Produkte mit hohem und mittlerem Wärmedurchlasswiderstand DIN EN 13 829 (02.01): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden – Differenzdruckverfahren E DIN EN 13947 (01.01): Wärmetechnisches Verhalten an Vorhangfassaden – Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten – Vereinfachtes Verfahren prEN 14 509 (07.04): Self-supporting double skin metal faced insulating panels – Factory made products – specifications (final draft for formal vote) DIN EN ISO 6946 (10.03): Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchlasskoeffizient – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 8990 (09.96): Wärmeschutz – Bestimmung der Wärmedurchgangseigenschaften im stationären Zustand – Verfahren mit dem kalibrierten und dem geregelten Heizkasten DIN EN ISO 9288 (08.96): Wärmeschutz – Wärmeübertragung durch Strahlung – Physikalische Größen und Definitionen DIN EN ISO 10 077-1 (11.00): Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen – Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten – Vereinfachtes Verfahren DIN EN ISO 10 211-1 (11.95): Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Allgemeine Berechnungsverfahren DIN EN ISO 10 211-2 (06.01): Wärmebrücken im Hochbau – Berechnung der Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Linienförmige Wärmebrücken DIN EN ISO 12 567-1 (02.01): Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten mittels des Heizkastenverfahrens – Komplette Fenster und Türen DIN EN ISO 13 370 (12.98): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Wärmeübertragung über das Erdreich – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 13 786 (12.99): Wärmetechnisches Verhalten von Bauteilen – Dynamisch-thermische Kenngrößen – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 13 788 (11.01): Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte und Tauwasserbildung im Bauteilinneren – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 13 789 (10.99): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Spezifischer Transmissionswärmeverlustkoeffizient – Berechnungsverfahren Achtziger, J.; Zehendner, H.: Wärmedämmstoffe. In: Bauphysik-Kalender 2001. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2001 Allgemeine Verwaltungsvorschrift zu §13 der Energieeinsparverordnung (AVV Energiebedarfsausweis) Anderson, K.; Panzhauser, E.; Achtziger, J. et al: Analysis, selection and statistical treatment of thermal properties of building materials for the preparation

2

2.168

[103]

2

[104] [105]

[106]

[107] [108]

[109] [110] [111]

[112]

[113] [114] [115]

[116]

[117] [118] [119]

Wärmeschutz of harmonised design values. Submitted to the Directorate General DG XII of the European Comission, 1999 Berber, J.: Bauphysik. Verlag Bernh. Friedrich Voigt, Hamburg, 2. Auflage 1979 Binder, L.: Über äußere Wärmeleitung und Erwärmung elektrischer Maschinen. Dissertation, TH München, 1910 Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. – BDH: Informationsblatt Nr. 15 – Anwendung der Energieeinsparverordnung (EnEV) / Typische, aktuelle Produktkennwerte für Wärmeerzeuger als Planungshilfe. Im WWW unter: www.BDH-Heizungsindustrie.de, 2. Auflage August 2002 Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. – BDH: Diagrammverfahren – Auswahlhilfe zur DIN V 4701-10. Im WWW unter: www.BDH-Heizungsindustrie.de Bundesverband Porenbeton (Hrsg.): Porenbeton Bericht 20: Wärmebrückenkatalog – Wohnbau. Im WWW unter: www.bv-porenbeton.de, 2. Auflage 2002 Bundesverband Porenbeton (Hrsg.): Porenbeton Bericht 21: Wärmebrückenkatalog – Nichtwohnbau. Im WWW unter: www.bv-porenbeton.de, 1. Auflage 2002 Cziesielski, E.; Rahn, A. C.: Nachbesserung von Wärmebrücken durch Beheizung. Aachener Bausachverständigentage 1992 Deutsche Energieagentur (dena): Energetische Bewertung von Bestandsgebäuden – Arbeitshilfe für die Ausstellung von Energiepässen EU-Gebäuderichtlinie (EPBD): Richtlinie 2002/91/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 16. Dezember 2002 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften 04.01.2003, S. L 1/65 -1/71 Fachverband Transparente Wärmedämmung e.V.: Infomappe 6 – Transparente Wärmedämmung – Berechnung der solaren Wandheizung nach EnEV 2002 – Monatsbilanzverfahren. Im WWW unter: www.fvtwd.de, Version 1.0, September 2002 Feist, W.: Passivhaus - Sommerfall. In: Protokollband Nr. 15 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, Passivhaus-Institut Darmstadt, 1999 Frössel, F.: Schimmelpilze und andere Innenraumbelastungen. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2003 Gabrio, Th.; Grüner, Ch.; Trautmann, Ch.; Sedlbauer, K.: Schimmelpilze in Innenräumen – gesundheitliche Aspekte. In: Bauphysik-Kalender 2003. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2003 Gertis, K.: Die Erwärmung von Räumen infolge Sonneneinstrahlung durch Fenster. In: Sonneneinstrahlung - Fenster - Raumklima. Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1970 Gertis, K.; Hauser, G.: Instationärer Wärmeschutz. Berichte aus der Bauforschung, Heft 103, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 1975 Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden – Energieeinsparungsgesetz (EnEG) Hauser, G.; Stiegel, H.: Wärmebrückenatlas für den Holzbau. Bauverlag, Wiesbaden, 1992

2.169 [120] [121] [122] [123]

[124]

[125] [126] [127]

[128]

[129]

[130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137]

[138] [139]

Hauser, G.; Stiegel, H.: Wärmebrückenatlas für den Mauerwerksbau. Bauverlag, Wiesbaden, 3. Auflage 1996 Heindl, W.; KreĀ, K.; Panzhauser, E.; Sigmund, A.: Wärmebrücken. Springer Verlag, Wien, 1987 Heusler, W.: Sonnenschutzkonstruktionen. In: Bauphysik-Kalender 2002. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2002 IFBS-Standard: k-Wert-Ermittlung bei Stahl-PUR-Sandwichelementen mit ebenen und/oder linierten Deckschichten. Industrieverband für Bausysteme im Stahlleichtbau e.V. (IFBS), Düsseldorf, 1994 IFBS-Standard: k-Wert-Ermittlung bei Stahl-PUR-Sandwichelementen mit trapezprofilierten/linierten Deckschichten. Industrieverband für Bausysteme im Stahlleichtbau e.V. (IFBS), Düsseldorf, 1994 Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH (Hrsg.): Wärmebrückenkatalog auf CD-ROM, 2002 KS-Info GmbH (Hrsg.): Wärmebrückenkatalog 1.2. Im WWW unter: www. kalksandstein.de, 2. Auflage 2003 Künzel, H.: Wie ist der Feuchteeinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen unter heutigen Gesichtspunkten zu bewerten? Bauphysik 11 (1989), Heft 5, S. 185-189 Loga, T.; Diefenbach, N.; Knissel, J.; Born, R.: Entwicklung eines vereinfachten, statistisch abgesicherten Verfahrens zur Erhebung von Gebäudedaten für die Erstellung des Energieprofils von Gebäuden („Kurzverfahren Energieprofil“). Forschungsarbeit, IWU, Darmstadt, 2005 Loose, T.; Saal, H.: Ermittlung der Wärmeverluste an zweischaligen Dach- und Wandaufbauten. IFBS-Fachinformation 4.05, Industrieverband für Bausysteme im Stahlleichtbau e.V. (IFBS), Juli 2003 Lutz, P.; Jenisch, R.: Lehrbuch Physik, Teil 1. Teubner-Verlag, 1989 Mainka, G.; Paschen, H.: Wärmebrückenkatalog. Teubner Verlag, Stuttgart, 1986 Pavatex GmbH (Hrsg.): Wärmebrückenkatalog – Wand. Im WWW unter: www. pavatex.de, 2004 Pavatex GmbH (Hrsg.): Wärmebrückenkatalog – Dach. Im WWW unter: www. pavatex.de, 2004 Rahn, A.; Beheizung von Wärmebrücken – Ein Widerspruch ? In: BauphysikKalender 2003. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2003 Reyer, E.; Schild, K.; Völkner, S.: Kompendium der Dämmstoffe. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 3. Auflage 2002 Reyer, E.; Schild, K.; Völkner, S.: Wärmedämmstoffe und -systeme. In: Bauphysik-Kalender 2004. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2004 Schmidt, E.: Das Differenzenverfahren zur Lösung von Differentialgleichungen der nichtstationären Wärmeleitung, Diffusion und Impulsausbreitung. Forschung a. d. Gebiet des Ingenieurwesens 13 (1942) S. 177-185 Schnieders, J.: Konsequenzen für die Planung. In: Protokollband Nr. 27 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, Passivhaus-Institut Darmstadt, 2004 Schnieders, J.: Erdreichwärmeverluste im Passivhaus. In: Protokollband Nr. 27

2

2.170

[140]

2

[141] [142]

[143] [144]

Wärmeschutz des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, Passivhaus-Institut Darmstadt, 2004 Schoch, T.: Neuer Wärmebrückenkatalog – Beispiele und Erläuterungen nach neuer DIN 4108, Beiblatt 2. Bauwerk-Verlag, 2005 Schweizer Bundesamt für Energie (Hrsg.): Wärmebrückenkatalog. Im WWW unter: www.energie-schweiz.ch, 2002 Sedlbauer, K.; Krus, M.: Schimmelpilze in Gebäuden – Biohygrothermische Berechnungen und Gegenmaßnahmen. In: Bauphysik-Kalender 2003. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2003 Thermopor GmbH (Hrsg.): Wärmebrücken-Details. Im WWW unter www. thermopor.de, Version 2.2, Juli 2001 Willems, W.; Hellinger, G.; Schild, K.: Wärmebrücken- und Konstruktionsatlas für den Massivbau – Entwurf, Konstruktion, Ausschreibung – Band 1. Verlag Bau & Technik, Erkrath, 2005

T.1

Farbtafeln

T

Tafel 1 Wärmebrücke im Bereich einer außen gedämmten Betonstütze in einer Außenwand

Tafel 2 Wärmebrücke im Bereich einer innen gedämmten Betonstütze in einer Außenwand

T.2

Farbtafeln

T

Tafel 3 Wärmebrücke im Übergang zwischen einer monolithischen Wand und einer innen 2 gedämmten Wand. Beide Wandbereiche weisen einen U-Wert von U = 0,3 W/(m ·K) auf.

Tafel 4 Wärmebrücke im Anschluss Außenwand-Flachdach mit Attika (θi = 20°C, θe = -10°C, 2 2 2 Rsi,Wand = 0,13 m ·K/W, Rsi,Decke = 0,13 m ·K/W, Rse = 0,04 m ·K/W)

T.3

T

Tafel 5 Wärmebrücke im Bereich einer Deckendurchdringung einer Betonstütze (θi = 20°C, θe 2 2 = -10°C, Rsi = 0,17 m ·K/W, Rse = 0,04 m ·K/W)

Tafel 6 Wärmebrücke im Sockelbereich bei unbeheiztem Keller. Größen zur Berechnung des außenmaßbezogenen ψ-Wertes.

T.4

Farbtafeln

T

Tafel 7 Prüfreferenzfall 1 gemäß [4]: Halbe quadratische Stütze mit bekannten Oberflächentemperaturen

Tafel 8 Prüfreferenzfall 2 gemäß [4]

T.5

T

Tafel 9 Prüfreferenzfall 3 gemäß [4]

Tafel 10 Aktive Beheizung einer Wärmebrücke am Beispiel einer Außenecke

T.6

T

Tafel 11 Einteilung von Deutschland in Klimazonen gemäß [2]

Farbtafeln

T.7

T

Tafel 12 Beispiel für die Auswirkung von Modifikationen an der Anlagenkonfiguration auf die Anlagenaufwandszahl ep (Anlagenkonfigurationen: siehe [3]) (NT: Niedertemperaturkessel, BW: Brennwertkessel, WRG: Wärmerückgewinnung, DC: Wechselstrom-Ventilatoren, 2K: Regelabweichung der Ventile [K])

T.8

Farbtafeln

T

Tafel 13 Label-Variante „Klassenmodell“ zur Kennzeichnung des Primärenergiebedarfs im Energiepass.

Tafel 14 Label-Variante „Bandmodell“ zur Kennzeichnung des Primärenergiebedarfs im Energiepass.

T.9

T

Tafel 15 Sommerklimaregionen für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes (nach [1])

T.10

Farbtafeln

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 1/10)

T.11

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 2/10)

T.12

Farbtafeln

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 3/10)

T.13

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 4/10)

T.14

Farbtafeln

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 5/10)

T.15

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 6/10)

T.16

Farbtafeln

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 7/10)

T.17

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 8/10)

T.18

Farbtafeln

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 9/10)

T.19

T

Tafel 16 Energiepass-Muster der Deutschen Energie Agentur (dena) für Wohngebäude (Seite 10/10)

T.20

Farbtafeln

T

Tafel 17 Funktionsschema einer Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung (nach [100])

T.21

T

Tafel 18 Funktionsschema einer Abluftanlage mit Abwärmenutzung über eine Wärmepumpe (nach [100])

T.22

Farbtafeln

T

Tafel 19 Funktionsschema einer Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung (nach [100])

T.23

T

Tafel 20 Zentrales Lüftungsgerät mit Kreuzwärmetauscher (Foto: Fa. Airflow Lüftungstechnik GmbH)

Tafel 21 Funktionsprinzip eines Kreutwärmetauschers (nach [100])

T.24

T Tafel 22 Funktionsprinzip eines Gegenstrom-Wärmetauschers (nach [100])

Tafel 23 Funktionsprinzip eines Kreisverbund-Wärmetauschers

Farbtafeln

T.25

T

Tafel 24 Funktionsprinzip eines Wärmerohres („heat-pipe“)

T.26

Farbtafeln

T

Tafel 25 Übersichtskarte zu den Schlagregenbeanspruchungsgruppen gemäß DIN 4108-3

T.27

Literatur [1] [2] [3]

[4]

[100]

DIN 4108-2 (07.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Mindestanforderungen an den Wärmeschutz DIN V 4108-6 (06.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs DIN V 4701-10 Bbl. 1 (02.02): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Diagramme und Planungshilfen für ausgewählte Anlagensysteme mit Standardkomponenten DIN EN ISO 10 211-1 (11.95): Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Allgemeine Berechnungsverfahren RWE Plus AG: RWE Bau-Handbuch. 12. Auflage, VWEW-Energieverlag, Frankfurt/Main, 1998

T

3.1

3 Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04) 3.1 Allgemeines 3.1.1 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim EnEV-Nachweis Innerhalb des Nachweises des energiesparenden Wärmeschutzes nach EnEV ist die Wärmebrückenwirkung im Bereich von Bauteilanschlüssen bei der Berechnung des Transmissionswärmeverlustes zu berücksichtigen. Dies kann über drei verschiedene Varianten erfolgen: 1. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ΔUWB = 0,1 W/(m2·K). Bei Anwendung dieser Variante sind aus energetischer Sicht keine weiteren Restriktionen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Bauteilanschüsse zu beachten. Auf der anderen Seite ist eine ökonomisch sinnvolle Bauplanung auf diesem Wege sicherlich nicht möglich. Daher sollte diese Variante in aller Regel nicht verwendet werden. 2. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ΔUWB = 0,05 W/(m2·K). Diese günstigere, weil geringere pauschale Erhöhung darf nur angesetzt werden, wenn die Bauteilanschlüsse gemäß den Planungsbeispielen nach DIN 4108, Bbl.2 [1] ausgeführt werden. Sobald also mindestens ein Anschlussdetail nicht nach DIN 4108, Bbl.2 geplant und/oder ausgeführt wird oder werden kann (z.B. weil ein entsprechendes Detail nicht in Bbl. 2 aufgenommen wurde), kommt unter Berücksichtigung der zu Variante 1 getroffenen Aussagen nur eine detaillierte Berechnung gemäß Variante 3 in Frage. In diesem Zusammenhang sei auch noch einmal darauf hingewiesen, dass bei Anwendung des Periodenbilanzverfahrens (vereinfachtes Verfahren) nach EnEV eine Ausführung der Bauteilanschlüsse gemäß DIN 4108, Bbl. 2 geschuldet wird. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Anwendung dieses vereinfachten Verfahrens unzulässig ist, sobald auch nur ein Detail von den Planungsbeispielen nach DIN 4108, Bbl. 2 abweicht (bzw. kein Gleichwertigkeitsnachweis erbracht worden ist). 3. Der genaue rechnerische Nachweis der Wärmebrücken mit spezifischen längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten \. Bei sorgfältiger Planung lässt sich auf diesem Wege der rechnerische Transmissionswärmeverlust erheblich reduzieren, da der Wärmebrückenanteil dann weitgehend eliminiert wird. Somit kann bei gleichem Grenzwert die notwendige Dämmstoffdicke der Regelbauteile reduziert werden, was zu einem Flächengewinn und damit zu einem Mehrwert des Objektes führt. Wichtig: Soweit die Wärmebrückenwirkung bei Außenbauteilen bereits bei der Bestimmung des U-Wertes berücksichtigt wurde, darf die wärmeübertragende Umfassungsfläche A, bei der Berücksichtigung der Wärmebrückeneinflüsse nach einem der oben beschriebenen Verfahren, um die entsprechende Bauteilfläche verringert werden. Dieser EnEV-Passus betrifft beispielsweise Pfosten-Riegel-Konstruktionen oder die Berücksichtigung von Mauerankern in zweischaligem Mauerwerk.

3

3.2

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.1.2 Grundsätzliches zu DIN 4108, Bbl. 2 (01.04)

3

Beiblatt 2 ist ein informativer Zusatz zur DIN 4108. Es hat keinen grundsätzlichen normativen Charakter. Dem entsprechend sind auch die dort aufgeführten Ausführungsbeispiele nicht grundsätzlich normativ und stellen damit auch keine geschuldete Qualität dar. Beiblatt 2 erhält verpflichtende Wirkung erst durch die Referenzierung in der EnEV, der DIN 4108-6 [2] bzw. der DIN V 18599-2 [3]. Soll im Zusammenhang mit einem wärmeschutztechnischen Nachweis eine pauschale Berücksichtigung der Wärmebrücken mit ΔUWB = 0,05 W/(m2xK) erfolgen, sind die Konstruktionsprinzipien oder Gleichwertigkeitskriterien gemäß Beiblatt 2 zwingend einzuhalten. Die in DIN 4108, Bbl. 2 enthaltenen Abbildungen der Details sind ebenso wie die im weiteren Verlauf dieses Abschnittes enthaltenen Abbildungen als Prinzipskizze zu verstehen. Sie dienen ausschließlich der Verdeutlichung der Konstruktion als solche und erheben keinen Anspruch auf eine vollständige Darstellung aller Details wie Befestigungsmittel, Abdichtungen oder Luftdichtheitsschichten. Sie sind ausschließlich unter dem Aspekt des Wärmeschutzes erstellt. In DIN 4108, Bbl. 2 werden Anschlussdetails für folgende Bauarten aufgeführt: -

monolitisches Mauerwerk außengedämmtes Mauerwerk zweischaliges Mauerwerk mit Kerndämmung zweischalige Stahlbetonsandwichbauweise mit Kerndämmung außengedämmter Stahlbeton (im Kellerbereich) Konstruktionen in Holzbauart

Zweischalige Konstruktionen Für die Ausführung „zweischalige Stahlbetonsandwichbauweise mit Kerndämmung“ sind keine arteigenen Konstruktionsdetails aufgeführt, sondern es wird auf die entsprechenden Ausführungen bei kerngedämmtem zweischaligen Mauerwerk verwiesen. Des Weiteren wird in Bbl. 2 nicht zwischen zweischaligen Ausführungen mit und ohne Luftschicht unterschieden. Soll eine Luftschicht ausgeführt werden, so können die Details für kerngedämmtes Mauerwerk sinngemäß verwendet werden (Dämmschichtdicke beachten!), da bei der Festlegung der Kennwerte in Bbl. 2 die Verblender nicht als wärmedämmtechnisch wirksame Schicht angesetzt wurden. Die so entwickelten Detaillösungen liefern auf der sicheren Seite liegende Ergebnisse, da die gemäß DIN EN ISO 6946 [4] als ruhend anzusetzende Luftschicht (gemäß [4] gilt bekanntlich: „Entwässerungsöffnungen (Dränageöffnungen) in Form von offenen vertikalen Fugen in der Außenschale eines zweischaligen Mauerwerks werden nicht als Lüftungsöffnungen angesehen.“) und die Verblender hier nicht mit ihrem Wärmedurchlasswiderstand angesetzt werden. Dachkonstruktionen Bei der Auswahl der Dachanschluss-Details für beheizte Dachgeschosse wurden in Bbl. 2 lediglich zimmermannsmäßige Dachkonstruktionen mit Zwischensparrendämmung aufgenommen. Ein Hinweis im allgemeinen Teil gestattet jedoch auch die Ausführung

3.3 von Aufsparrendämmsystemen und Dachkonstruktionen aus Porenbeton, wenn diese die für Anschlussbereiche zwischen monolithischen bzw. kerngedämmte Wandkonstruktionen und zimmermannsmäßigen Dächern mit Zwischensparrendämmung definierten entsprechenden Grenzwerte erfüllen (nach DIN 4108, Bbl. 2, Bilder 82 - 87). Nachweisfreie Anschlusssituationen Bei der energetischen Betrachtung können gemäß Bbl. 2 die folgenden Details vernachlässigt werden: -

-

-

Innen- und Außenecken (nur bei thermisch homogener Eckausbildung!) Innenwand-Anschlüsse an durchlaufende Außenwände bzw. obere oder untere Bauteile der Gebäudehülle, wenn diese nicht durchstoßen werden bzw. eine durchlaufende Dämmschicht mit d t 10 cm bei λ d 0,04 W/(măK) aufweisen. Geschossdecken-Anschlüsse an durchlaufende Außenwände, wenn diese eine durchlaufende Dämmschicht mit d t 10 cm bei λ d 0,04 W/(măK) aufweisen. einzeln auftretende Türanschlüsse von Wohngebäuden in der wärmetauschenden Hüllfläche (Haustür, Kellerabgangstür, Kelleraußentür, Türen zum unbeheizten Dachraum) thermisch getrennte Balkonplatten

3.1.3 Gleichwertigkeitsnachweis Soll die bereits erwähnte reduzierte pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ΔUWB = 0,05 W/(m2·K) beim EnEVNachweis angewendet werden, sind die Bauteilanschlüsse gemäß den Planungsbeispielen nach DIN 4108, Bbl.2 auszuführen. Um einzuschätzen, ob ein zur Ausführung gelangendes Detail gleichwertig zur Ausführung nach Beiblatt 2 ist, stehen drei mögliche Wege für den Nachweis der Gleichwertigkeit zur Verfügung. Demnach ist die Gleichwertigkeit gegeben, wenn: 1. eine eindeutige Zuordnung des konstruktiven Grundprinzips sowie der Materialabmessungen und Wärmeleitfähigkeiten zu einem in Bbl. 2 dargestellten Details möglich ist, oder 2. eine eindeutige Zuordnung des konstruktiven Grundprinzips zu einem in Bbl. 2 dargestellten Detail möglich ist und bei Schichten mit abweichender Wärmeleitfähigkeit durch eine Anpassung der Schichtdicke ein äquivalenter Wärmedurchlasswiderstand erreicht wird, oder 3. mit Hilfe einer numerischen Berechnung nach DIN EN ISO 10211-1 [5] unter Verwendung der Randbedingungen aus Beiblatt 2 der bei dem korrespondierenden Ausführungsbeispiel gemäß Beiblatt 2 genannte Referenz-\-Wert eingehalten oder unterschritten wird. Zusätzlich ist zur Vermeidung von Schimmelpilzwachstum im ungünstigsten Punkt die Einhaltung eines Temperaturfaktors fRsi t 0,7 notwendig, so wie dies auch bei allen in Bbl. 2 dargestellten Detaillösungen der Fall ist (zumindest im zweidimensionalen Fall). Details zum Berechnungsverfahren sind in Abschnitt 2.5 in diesem Buch dargestellt. Alternativ zur numerischen Berechnung der \-Werte können Ergebnisse aus Wärme-

3

3.4

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

brückenkatalogen bzw. -atlanten oder produktspezifischen Detailkatalogen verwendet werden, deren Berechnungen auf den in DIN 4108, Bbl. 2 festgelegten Randbedingungen basieren. Die Prüfung, ob eine Übereinstimmung der Randbedingungen gegeben ist, ist Aufgabe des Planers. Gegebenenfalls sollte der Aufsteller der Berechnungen die verwendeten Randbedingungen detailliert bescheinigen können.

3

Wichtiger Hinweis: Der mit diesem Abschnitt zur Verfügung gestellte Wärmebrückenkatalog kann für detaillierte Berechnungen genutzt werden. Des weiteren ist es möglich, Gleichwertigkeitsnachweise über den Vergleich der \-Werte zu führen. Zur besseren Orientierung sind diejenigen \-Werte blau angelegt, bei denen keine Gleichwertigkeit zu den Konstruktionen nach Beiblatt 2 gegeben ist. Diese Konstruktionen können für detaillierte Nachweise trotzdem genutzt werden. Die Referenzwerte für \ sind in Beiblatt 2 auf zwei Nachkommastellen gerundet angegeben. Zur Verdeutlichung von Tendenzen werden in den nachfolgenden Ausführungen drei Nachkommastellen verwendet. Eine Ausführung wird somit dann als zum Beiblatt 2 konform angesehen, wenn der auf- oder abgerundete Wert den Referenzwert erfüllt. Bei den nachfolgend dargestellten Konstruktionsskizzen wurden Ansichtskanten der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

3.1.4 Restriktionen bzw. Grenzen von DIN 4108, Bbl. 2 Allein mit den Details aus Bbl. 2 wird ein einigermaßen aufwändiges Bauwerk in vielen Fällen nicht ausreichend genau zu behandeln sein. Die folgende Auflistung gibt einige Beispiele für Fälle, in denen dem Beiblatt 2 keine Hinweise zu entnehmen sind: -

sämtliche Detaillösungen im Nichtwohnungsbau thermisch nicht getrennte Balkonkonstruktionen Innenwandanschlüsse im beheizten Keller über Streifenfundamenten Kellerabgänge in beheizten Treppenhäusern Massivdächer Tiefgaragen Durchfahrten Decken gegen Außenluft von unten

3.5

3.2 Materialien und verwendete Kenngrößen Lfd. Nr.

Schraffur

Beschreibung

Schichtdicke d [cm]

Wärmeleitfähigkeit O [W/(m·K)]

var.

0,04

1

Wärmedämmung

2

Randdämmstreifen

1

0,04

3

Trittschalldämmung

3

0,04

36,5

var.

36,5

1,1

Mauerwerk, erdberührt , Trag- und Dämmfunktion (Kellergeschoss) Mauerwerk, erdberührt , ausschließlich Tragfunktion (Kellergeschoss) Mauerwerk, luftberührt, monolithische Außenwand Mauerwerk, luftberührt, außengedämmte Außenwand Mauerwerk, luftberührt, zweischalige Außenwand

36,5

8

Kimmstein (h = 11,5 cm)

9

Klinkerschale

10

Stahlbeton, Wand

4.1 4.2 5 6

var.

24

1,1

17,5

1,1

Wanddicke

0,33

11,5

1,1

15

2,3

16

2,3

25

2,3

4,5

1,4

30/50

1,65

1

0,70

1,25

0,25

Holzwerkstoffplatte

1,6

0,13

-

Holz

var.

0,13

-

Erdreich

var.

2,0

7

11 12

Stahlbeton, Decke und Bodenplatte bei Streifengründung Stahlbeton, Bodenplatte bei Flächengründung

13

Estrich

14

unbewehrtes Fundament

15 16 17

1)

1)

Innenputz (Außenputzschichten werden vernachlässigt) Gipskartonplatte (bei Innenanwendung) Gipsfaserplatte (bei Außenanwendung)

Eine Reduzierung der Schichtdicke auf 30 cm ist möglich, wenn Steine mit λd0,18 W/(m·K) eingebaut werden, eine entsprechende Reduzierung auf 24 cm Dicke bei λd0,14 W/(m·K)

3

3.6

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.3 Monolithisches Mauerwerk 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – monolithisches Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,115

16,9

-0,107

16,5

-0,098

16,1

6

-0,074

17,2

-0,067

16,8

-0,061

16,4

8

-0,054

17,4

-0,049

17,0

-0,045

16,5

10

-0,044

17,5

-0,041

17,1

-0,039

16,6

12

-0,038

17,7

-0,037

17,2

-0,037

16,7

14

-0,035

17,8

-0,035

17,3

-0,037

16,8

16

-0,033

17,9

-0,035

17,4

-0,040

16,9

(nach [D9], Bild 1)

18

-0,032

17,9

-0,036

17,5

-0,043

16,9

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,04 W/(m·K)

20

-0,032

18,0

-0,038

17,5

-0,047

17,0

24

-0,034

18,1

-0,042

17,6

-0,056

17,0

3 1

Bodenplatte/Keller – monolithisches Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,012

16,8

0,003

16,5

-0,011

16,1

6

0,058

16,8

0,047

16,5

0,031

16,2

8

0,088

16,9

0,076

16,5

0,057

16,2

10

0,110

16,9

0,095

16,5

0,074

16,2

12

0,125

16,9

0,109

16,5

0,085

16,2

14

0,136

16,9

0,119

16,5

0,093

16,2

16

0,145

16,9

0,126

16,5

0,098

16,2

(nach [D9], Bild 2)

18

0,151

16,9

0,130

16,5

0,100

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,15 W/(m·K)

20

0,157

16,8

0,134

16,5

0,102

16,2

24

0,164

16,8

0,138

16,5

0,101

16,1

2

3.7

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – monolithisches Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 d2

O=0,09

O=0,14

O=0,21

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 4

3 -0,060 17,3 -0,080 17,0 -0,108 16,7

8

3 -0,012 17,5 -0,035 17,2 -0,068 16,9

12

3

0,011

17,6

-0,015

17,3

-0,050

17,0

16

3

0,024

17,6

-0,005

17,3

-0,044

17,0

20

3

0,031

17,7

-0,001

17,4

-0,044

17,0

4

6 -0,070 17,4 -0,091 17,1 -0,120 16,8

8

6 -0,030 17,7 -0,054 17,4 -0,087 17,0

12

6 -0,012 17,8 -0,039 17,5 -0,075 17,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 16 wenn gilt: ψ d -0,02 W/(m·K) 20

6 -0,002 17,9 -0,032 17,6 -0,072 17,2

3

(nach [D9], Bild 3)

6

0,002

17,9

-0,030

17,6

-0,074

17,3

Bodenplatte auf Erdreich – monolithisches Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,112

14,6

-0,107

13,8

-0,103

12,9

6

-0,074

15,0

-0,071

14,2

-0,070

13,2

8

-0,056

15,4

-0,056

14,5

-0,057

13,5

10

-0,048

15,6

-0,049

14,7

-0,054

13,7

12

-0,043

15,9

-0,047

14,9

-0,055

13,8

14

-0,041

16,0

-0,048

15,1

-0,058

13,9

16

-0,041

16,2

-0,050

15,2

-0,063

14,1

(nach [D9], Bild 10)

18

-0,042

16,2

-0,053

15,3

-0,069

14,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,05 W/(m·K)

20

-0,043

16,4

-0,056

15,4

-0,075

14,2

24

-0,047

16,5

-0,064

15,5

-0,090

14,3

4

3

3.8

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – monolithisches Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,078

14,5

0,082

13,8

0,085

12,9

6

0,135

14,5

0,138

13,8

0,141

12,9

8

0,174

14,5

0,178

13,8

0,180

13,0

10

0,203

14,5

0,206

13,8

0,209

13,0

12

0,225

14,6

0,229

13,8

0,231

13,0

14

0,243

14,6

0,246

13,8

0,248

13,0

16

0,258

14,6

0,261

13,8

0,263

13,0

(nach [D9], Bild 11)

18

0,270

14,6

0,273

13,8

0,275

13,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,20 W/(m·K)

20

0,280

14,6

0,283

13,8

0,285

13,0

24

0,296

14,6

0,299

13,8

0,301

13,0

3 5

Bodenplatte auf Erdreich – monolithisches Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,011

15,3

0,013

14,6

0,014

13,7

6

0,052

15,5

0,055

14,8

0,057

14,0

8

0,081

15,7

0,084

15,0

0,087

14,1

10

0,102

15,8

0,106

15,1

0,109

14,2

12

0,119

15,9

0,123

15,2

0,126

14,3

14

0,132

15,9

0,136

15,2

0,140

14,4

16

0,142

16,0

0,147

15,3

0,151

14,4

(nach [D9], Bild 12)

18

0,151

16,0

0,156

15,3

0,161

14,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K)

20

0,159

16,1

0,164

15,4

0,169

14,5

24

0,171

16,1

0,177

15,4

0,181

14,6

6

3.9

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – monolithisches Mauerwerk – beheizter Keller O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3 7 0,061

17,9

0,066

17,3

0,066

16,5

(nach [D9], Bild 25) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,07 W/(m·K) Kellerdecke – monolithisches Mauerwerk – beheizter Keller

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,058

15,6

0,082

15,4

0,110

15,1

6

0,051

16,7

0,073

16,5

0,100

16,2

8

0,044

17,3

0,064

17,1

0,088

16,8

10

0,037

17,7

0,054

17,5

0,075

17,0

12

0,031

18,1

0,046

17,9

0,064

17,0

14

0,026

18,3

0,038

17,9

0,054

17,0

16

0,021

18,5

0,031

17,9

0,045

17,0

(nach [D9], Bild 26)

18

0,017

18,6

0,026

17,9

0,036

17,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,10 W/(m·K)

20

0,014

18,6

0,020

17,9

0,029

17,0

24

0,008

18,6

0,012

17,9

0,017

17,0

8

3.10

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – monolithisches Mauerwerk – unbeheizter Keller – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,087

15,5

0,087

14,9

0,086

14,1

6

0,123

15,5

0,124

14,9

0,122

14,1

8

0,149

15,5

0,150

14,9

0,149

14,1

10

0,170

15,5

0,170

14,9

0,169

14,0

12

0,186

15,5

0,186

14,8

0,186

14,0

14

0,200

15,5

0,200

14,8

0,199

14,0

16

0,211

15,4

0,212

14,8

0,211

14,0

(nach [D9], Bild 27)

18

0,222

15,4

0,222

14,7

0,222

13,9

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K)

20

0,231

15,4

0,232

14,7

0,231

13,9

24

0,247

15,3

0,247

14,6

0,247

13,8

3 9

Kellerdecke – monolithisches Mauerwerk – unbeheizter Keller – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,044

15,7

-0,044

15,0

-0,047

14,2

6

-0,031

16,1

-0,034

15,4

-0,038

14,5

8

-0,027

16,4

-0,031

15,6

-0,037

14,7

10

-0,025

16,6

-0,031

15,8

-0,040

14,8

12

-0,025

16,7

-0,033

15,9

-0,045

14,9

14

-0,027

16,8

-0,036

16,0

-0,051

15,0

16

-0,028

16,9

-0,040

16,0

-0,057

15,0

(nach [D9], Bild 28)

18

-0,031

17,0

-0,044

16,1

-0,064

15,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,05 W/(m·K)

20

-0,033

17,0

-0,049

16,1

-0,071

15,0

24

-0,039

17,1

-0,058

16,1

-0,086

15,0

10

3.11

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterbrüstung – monolithisches Mauerwerk O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

Lage a 0,025 15,3 0,040 14,6 0,059 13,6

11 Lage b 0,022 15,4 0,036 15,0 0,053 14,1

(nach [D9], Bild 42) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,07 W/(m·K)

Lage c 0,027 15,4 0,042 15,4 0,062 14,6

Fensterlaibung – monolithisches Mauerwerk

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

Lage a 0,025 15,3 0,040 14,6 0,059 13,6

12 Lage b 0,022 15,4 0,036 15,0 0,053 14,1

(nach [D9], Bild 48) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,05 W/(m·K)

Lage c 0,027 15,4 0,042 15,4 0,062 14,6

3

3.12

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fenstersturz – monolithisches Mauerwerk O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3

Lage a 0,137 15,4 0,128 15,4 0,113 15,4

13 Lage b 0,158 15,4 0,146 15,4 0,128 15,4

(nach [D9], Bild 54) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,15 W/(m·K)

Lage c 0,178 15,4 0,164 15,4 0,142 15,4

Rollladenkasten – monolithisches Mauerwerk Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 14 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 60) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,36 W/(m·K)

3.13

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Terrasse – monolithisches Mauerwerk – beheizter Keller O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3 15 0,086

14,8

0,049

14,8

-0,005

(nach [D9], Bild 67) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,09 W/(m·K). Sinngemäß auch für nicht unterkellerte Gebäude anwendbar. Terrasse – monolithisches Mauerwerk – unbeheizter Keller

d1

ψ

θsi,min

4

0,028

14,2

6

0,061

14,2

8

0,084

14,2

10

0,102

14,2

12

0,117

14,2

14

0,129

14,2

16

0,139

14,2

18

0,148

14,1

20

0,156

14,1

24

0,170

14,1

[cm]

16

(nach [D9], Bild 68) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,09 W/(m·K). Sinngemäß auch für nicht unterkellerte Gebäude anwendbar.

14,8

3.14

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Geschossdecke – monolithisches Mauerwerk O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3 17 0,061

17,9

0,066

17,3

0,066 16,51

(nach [D9], Bild 72) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K) Pfettendach – monolithisches Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min θsi,min < 12,6 °C

4 6

0,010

13,2

-0,035

13,2

-0,099

13,2

8

0,037

13,8

-0,010

13,8

-0,077

13,8

10

0,053

14,2

0,003

14,2

-0,067

14,2

12

0,050

14,7

-0,003

14,7

-0,077

14,6

14

0,049

15,0

-0,005

15,0

-0,083

15,0

16

0,049

15,2

-0,008

15,2

-0,088

15,2

(nach [D9], Bild 76)

18

0,048

15,4

-0,011

15,4

-0,095

15,3

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,02 W/(m·K)

20

0,047

15,6

-0,015

15,5

-0,101

15,5

24

0,044

15,8

-0,022

15,7

-0,116

15,7

18

3.15

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Pfettendach – monolithisches Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,087

12,8

-0,102

12,6

θsi,min < 12,6 °C

6

-0,034

13,9

-0,050

13,6

-0,074

13,4

8

-0,007

14,5

-0,024

14,2

-0,051

13,9

10

0,009

14,9

-0,010

14,6

-0,040

14,3

12

0,002

15,5

-0,018

15,1

-0,048

14,8

14

0,000

15,8

-0,021

15,5

-0,054

15,1

16

-0,001

16,1

-0,023

15,7

-0,059

15,3

(nach [D9], Bild 77)

18

-0,002

16,2

-0,026

15,9

-0,064

15,4

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,01 W/(m·K)

20

-0,004

16,4

-0,030

16,0

-0,070

15,5

24

-0,007

16,6

-0,037

16,2

-0,084

15,7

19

Sparrendach – monolithisches Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,067

12,7

-0,109

12,8

-0,170

12,8

6

0,002

13,5

-0,042

13,5

-0,106

13,5

8

0,039

13,9

-0,008

13,9

-0,076

14,0

10

0,060

14,2

0,010

14,2

-0,060

14,2

12

0,073

14,5

0,021

14,5

-0,053

14,5

14

0,081

14,6

0,027

14,6

-0,050

14,6

16

0,086

14,8

0,029

14,8

-0,051

14,7

(nach [D9], Bild 79)

18

0,089

14,9

0,030

14,9

-0,054

14,9

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,05 W/(m·K)

20

0,091

15,0

0,028

15,0

-0,058

14,9

24

0,090

15,1

0,023

15,1

-0,070

15,1

20

3

3.16

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Sparrendach – monolithisches Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,107

13,2

-0,117

12,9

-0,136

12,7

6

-0,038

14,0

-0,049

13,7

-0,070

13,4

8

-0,003

14,5

-0,016

14,2

-0,039

13,8

10

0,017

14,8

0,003

14,5

-0,024

14,1

12

0,029

15,0

0,012

14,7

-0,017

14,3

14

0,036

15,2

0,017

14,9

-0,015

14,5

16

0,040

15,4

0,018

15,0

-0,016

14,6

(nach [D9], Bild 80)

18

0,041

15,5

0,018

15,2

-0,020

14,8

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K)

20

0,041

15,6

0,016

15,3

-0,025

14,9

24

0,038

15,8

0,008

15,4

-0,038

15,0

3 21

Ortgang – monolithisches Mauerwerk

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

14

0,007

14,9

-0,004

14,2

-0,022

13,5

16

0,006

15,0

-0,006

14,3

-0,026

13,5

18

0,004

15,1

-0,010

14,4

-0,031

13,5

20

0,001

15,2

-0,014

14,4

-0,038

13,6

(nach [D9], Bild 82)

22

-0,003

15,3

-0,020

14,5

-0,045

13,6

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

24

-0,007

15,4

-0,026

14,6

-0,053

13,6

22

3.17

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Pfettendach – monolithisches Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

14

0,069

14,1

0,036

13,6

-0,012

13,1

16

0,075

14,1

0,038

13,7

-0,014

13,1

18

0,079

14,1

0,038

13,7

-0,018

13,2

20

0,081

14,1

0,037

13,7

-0,025

13,2

(nach [D9], Bild 84)

22

0,081

14,1

0,034

13,7

-0,033

13,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K)

24

0,080

14,1

0,029

13,7

-0,041

13,2

23

Sparrendach – monolithisches Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

14

0,122

15,4

0,050

15,4

-0,051

15,4

16

0,124

15,2

0,048

15,2

-0,057

15,2

18

0,124

16,3

0,045

16,3

-0,064

16,3

20

0,124

16,0

0,041

16,0

-0,073

16,0

(nach [D9], Bild 86)

22

0,122

16,2

0,037

16,2

-0,082

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,16 W/(m·K)

24

0,120

17,1

0,031

17,0

-0,092

16,8

24

3

3.18

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Flachdach – monolithisches Mauerwerk

d1 [cm]

3

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

θsi,min < 12,6 °C

6

θsi,min < 12,6 °C

8

0,100

12,9

0,059

12,9

0,001

12,9

10

0,125

13,2

0,081

13,2

0,021

13,2

12

0,140

13,5

0,094

13,5

0,030

13,5

14

0,149

13,7

0,100

13,7

0,033

13,7

16

0,154

13,8

0,103

13,8

0,032

13,8

(nach [D9], Bild 88)

18

0,156

14,0

0,103

14,0

0,029

14,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

20

0,157

14,1

0,101

14,1

0,023

14,1

24

0,154

14,3

0,092

14,3

0,009

14,3

25

Porenbetondach – monolithisches Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Pfettendach – monolithisches Mauerwerk – (Bild 84)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

26

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K)

3.19

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Porenbetondach – Ortgang – monolithisches Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

27

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Ortgang – monolithisches Mauerwerk – (Bild 82)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

3

3.20

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.4 Außengedämmtes Mauerwerk 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,195

15,5

0,193

15,6

0,173

15,7

6

0,244

15,5

0,248

15,6

0,239

15,7

8

0,264

15,6

0,270

15,7

0,268

15,8

10

0,270

15,7

0,278

15,8

0,280

15,9

12

0,269

15,8

0,280

15,9

0,284

16,0

14

0,265

15,8

0,277

15,9

0,284

16,1

16

0,259

15,9

0,272

16,0

0,281

16,2

(nach [D9], Bild 4)

18

0,252

16,0

0,266

16,1

0,276

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,30 W/(m·K)

20

0,245

16,0

0,259

16,2

0,271

16,3

24

0,228

16,2

0,244

16,3

0,258

16,4

3 1

Bodenplatte/Keller – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,264

15,7

0,275

15,8

0,276

15,9

6

0,301

15,8

0,315

15,9

0,321

16,0

8

0,324

15,8

0,339

15,9

0,349

16,0

10

0,338

15,8

0,355

15,9

0,368

16,1

12

0,347

15,8

0,366

15,9

0,381

16,1

14

0,353

15,9

0,373

16,0

0,390

16,1

16

0,356

15,9

0,377

16,0

0,396

16,1

(nach [D9], Bild 5)

18

0,359

15,9

0,381

16,0

0,401

16,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,40 W/(m·K)

20

0,360

15,9

0,383

16,0

0,405

16,1

24

0,361

15,9

0,387

16,0

0,411

16,1

2

3.21

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,032

17,1

-0,028

17,3

-0,033

17,4

6

-0,040

17,4

-0,036

17,6

-0,039

17,8

8

-0,044

17,6

-0,039

17,8

-0,039

18,0

10

-0,045

17,7

-0,040

17,9

-0,039

18,2

12

-0,047

17,8

-0,040

18,0

-0,039

18,3

14

-0,048

17,9

-0,041

18,1

-0,038

18,4

16

-0,049

18,0

-0,042

18,2

-0,038

18,4

(nach [D9], Bild 6)

18

-0,050

18,0

-0,042

18,2

-0,037

18,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,04 W/(m·K)

20

-0,052

18,1

-0,043

18,3

-0,037

18,5

24

-0,055

18,1

-0,045

18,3

-0,038

18,6

3

Bodenplatte auf Erdreich – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,070

14,2

0,055

14,5

0,028

15,0

6

0,108

14,4

0,099

14,7

0,083

15,2

8

0,124

14,4

0,119

14,8

0,110

15,3

10

0,131

14,3

0,129

14,8

0,124

15,3

12

0,133

14,3

0,134

14,8

0,132

15,3

14

0,133

14,3

0,135

14,8

0,136

15,3

16

0,131

14,3

0,135

14,8

0,137

15,3

(nach [D9], Bild 13)

18

0,128

14,3

0,133

14,8

0,137

15,3

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

20

0,123

14,4

0,130

14,8

0,136

15,4

24

0,113

14,4

0,122

14,9

0,132

15,4

4

3

3.22

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,164

13,3

0,151

13,8

0,125

14,3

6

0,199

13,3

0,193

13,8

0,178

14,3

8

0,211

13,3

0,208

13,8

0,200

14,3

10

0,212

13,4

0,212

13,8

0,209

14,4

12

0,208

13,4

0,211

13,9

0,211

14,4

14

0,202

13,5

0,206

14,0

0,209

14,5

16

0,194

13,6

0,200

14,1

0,206

14,6

(nach [D9], Bild 13)

18

0,185

13,7

0,193

14,2

0,200

14,7

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

20

0,176

13,8

0,185

14,2

0,195

14,8

24

0,157

13,9

0,169

14,4

0,182

14,9

3 5

Bodenplatte auf Erdreich – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,247

14,1

0,237

14,5

0,222

14,9

6

0,300

14,1

0,291

14,5

0,280

14,9

8

0,335

14,1

0,328

14,5

0,320

14,9

10

0,360

14,1

0,354

14,5

0,348

14,9

12

0,379

14,1

0,373

14,5

0,369

14,9

14

0,394

14,1

0,389

14,5

0,385

14,9

16

0,406

14,2

0,401

14,5

0,398

14,9

(nach [D9], Bild 14)

18

0,416

14,2

0,411

14,5

0,409

15,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,34 W/(m·K)

20

0,424

14,2

0,419

14,5

0,418

15,0

24

0,437

14,2

0,433

14,5

0,432

15,0

6

3.23

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,305

13,5

0,295

13,9

0,279

14,4

6

0,349

13,5

0,340

13,9

0,329

14,4

8

0,378

13,5

0,370

14,0

0,361

14,5

10

0,397

13,5

0,390

14,0

0,382

14,5

12

0,411

13,5

0,404

14,0

0,397

14,5

14

0,421

13,6

0,414

14,0

0,409

14,5

16

0,429

13,6

0,422

14,0

0,417

14,5

(nach [D9], Bild 14)

18

0,435

13,6

0,428

14,0

0,424

14,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,34 W/(m·K)

20

0,441

13,6

0,433

14,0

0,430

14,6

24

0,449

13,6

0,442

14,1

0,439

14,6

7

Bodenplatte auf Erdreich – außengedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

8

(nach [D9], Bild 15) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K). Kann auch ohne Dämmung unter dem Estrich ausgeführt werden.

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,069

14,6

0,038

15,2

0,003

15,7

6

0,075

15,0

0,041

15,7

0,005

16,2

8

0,083

15,4

0,046

16,0

0,010

16,6

10

0,090

15,6

0,052

16,2

0,015

16,8

12

0,096

15,7

0,057

16,4

0,019

17,0

14

0,102

15,9

0,062

16,5

0,023

17,2

16

0,107

16,0

0,066

16,6

0,027

17,3

18

0,112

16,0

0,070

16,7

0,031

17,4

20

0,116

16,1

0,073

16,8

0,034

17,5

24

0,123

16,2

0,080

16,9

0,039

17,6

3

3.24

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – außengedämmtes Mauerwerk – beheizter Keller

d1 = 12 cm d1 = 16 cm d1 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3 9 0,011

17,7

0,006

18,3

0,002

18,9

(nach [D9], Bild 29) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K) Kellerdecke – außengedämmtes Mauerwerk – unbeheizter Keller – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,222

14,1

0,213

14,4

0,201

14,8

6

0,249

14,2

0,241

14,5

0,230

14,9

8

0,269

14,2

0,261

14,6

0,251

14,9

10

0,283

14,2

0,276

14,6

0,267

14,9

12

0,295

14,3

0,287

14,6

0,279

15,0

14

0,305

14,3

0,297

14,6

0,289

15,0

16

0,314

14,3

0,305

14,6

0,297

15,0

(nach [D9], Bild 30)

18

0,321

14,3

0,313

14,6

0,305

15,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,30 W/(m·K)

20

0,328

14,2

0,320

14,6

0,312

15,0

24

0,341

14,2

0,332

14,6

0,324

15,0

10

3.25

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – außengedämmtes Mauerwerk – unbeheizter Keller – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,137

13,8

0,130

14,1

0,127

14,2

6

0,153

13,9

0,151

14,2

0,149

14,3

8

0,157

14,0

0,158

14,4

0,158

14,5

10

0,156

14,2

0,159

14,5

0,160

14,6

12

0,152

14,3

0,157

14,6

0,158

14,7

14

0,147

14,4

0,153

14,7

0,155

14,8

16

0,140

14,5

0,148

14,8

0,151

14,9

(nach [D9], Bild 31)

18

0,133

14,6

0,142

14,9

0,145

15,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,20 W/(m·K)

20

0,126

14,6

0,136

15,0

0,140

15,1

24

0,111

14,8

0,124

15,2

0,128

15,3

11

Fensterbrüstung – außengedämmtes Mauerwerk

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

12 0,116

(nach [D9], Bild 43) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

15,4

0,124

15,4

0,136

15,4

3

3.26

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterlaibung – außengedämmtes Mauerwerk

d1 = 12 cm d1 = 16 cm d1 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

3 13 0,054

15,4

0,059

15,4

0,068

15,4

(nach [D9], Bild 49) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K) Fenstersturz – außengedämmtes Mauerwerk

d1 = 12 cm d1 = 16 cm d1 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

14 0,066

(nach [D9], Bild 55) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,05 W/(m·K)

15,4

0,070

15,4

0,078

15,4

3.27

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Rollladenkasten – außengedämmtes Mauerwerk Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 15 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 61) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,29 W/(m·K) Terrasse – außengedämmtes Mauerwerk – beheizter Keller

d1 = 12 cm d1 = 16 cm d1 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

16 0,022

(nach [D9], Bild 69) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,01 W/(m·K).Sinngemäß auch für nicht unterkellerte Gebäude anwendbar.

14,9

0,015

15,0

-0,001

15,0

3

3.28

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Terrasse – außengedämmtes Mauerwerk – unbeheizter Keller

d1

3 17

(nach [D9], Bild 70) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,12 W/(m·K). Sinngemäß auch für nicht unterkellerte Gebäude anwendbar.

[cm]

ψ

θsi,min

4

0,030

14,1

6

0,065

14,1

8

0,091

14,1

10

0,110

14,1

12

0,126

14,1

14

0,139

14,1

16

0,150

14,1

18

0,160

14,1

20

0,168

14,1

24

0,183

14,1

Balkonplatte – außengedämmtes Mauerwerk

18

Zur Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich Tauwasserfreiheit und Mnimierung der Wärmeverluste ist es in aller Regel notwendig, eine thermisch getrennte Ausführung der Balkonplatte zu wählen. Die Trennelemente als solche werden in einer Vielzahl von konstruktiven Ausbildungen hergestellt. In Beiblatt 2 ist die dämmtechnische Ertüchtigung thermisch nicht getrennter Konstruktionen nicht vorgesehen. In solchen Fällen ist Beiblatt 2 nicht anwendbar. Ebensowenig ist Beiblatt 2 trotz thermischer Trennung bei (nach [D9], Bild 71) monolithischen Bauweisen und Holzbauweisen Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, mit Balkonen anwendbar, da entsprechende wenn thermisch getrennte Konstruktionen Konstruktionsskizzen/Gleichwertigkeitskriterien fehlen. verwendet werden.

3.29

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Geschossdecke – außengedämmtes Mauerwerk

3 Die Geschossdeckeneinbindung kann bei außenseitig durchlaufenden Dämmschichten mit d t 100 mm und O d 0,04 W/(m·K) beim Nachweis vernachlässigt werden.

19

(nach [D9], Bild 73) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen. Flachdach – außengedämmtes Mauerwerk

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,070

13,8

-0,098

14,0

-0,159

14,3

6

0,010

14,5

-0,010

14,8

-0,051

15,1

8

0,049

14,9

0,035

15,2

0,004

15,5

10

0,070

15,2

0,060

15,5

0,036

15,8

12

0,080

15,4

0,073

15,7

0,056

16,0

14

0,085

15,6

0,081

15,9

0,067

16,2

16

0,086

15,7

0,084

16,0

0,074

16,4

(nach [D9], Bild 89)

18

0,085

15,8

0,084

16,2

0,077

16,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,16 W/(m·K)

20

0,082

15,9

0,083

16,3

0,078

16,6

24

0,071

16,1

0,075

16,5

0,075

16,8

20

3.30

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.5 Außengedämmter Stahlbeton 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmter Stahlbeton – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,237

15,6

0,229

15,7

0,204

15,8

6

0,265

15,6

0,263

15,7

0,249

15,9

8

0,274

15,6

0,275

15,8

0,267

15,9

10

0,273

15,7

0,277

15,8

0,274

16,0

12

0,269

15,8

0,275

15,9

0,274

16,0

14

0,262

15,8

0,270

15,9

0,272

16,1

16

0,255

15,9

0,263

16,0

0,267

16,2

(nach [D9], Bild 7)

18

0,246

15,9

0,256

16,1

0,261

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,43 W/(m·K)

20

0,237

16,0

0,248

16,1

0,255

16,3

24

0,220

16,1

0,232

16,2

0,241

16,4

3 1

Bodenplatte/Keller – außengedämmter Stahlbeton – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,305

15,7

0,311

15,8

0,308

16,0

6

0,337

15,8

0,345

15,9

0,347

16,0

8

0,355

15,8

0,366

15,9

0,371

16,1

10

0,366

15,8

0,378

15,9

0,387

16,1

12

0,372

15,8

0,386

15,9

0,397

16,1

14

0,375

15,8

0,390

15,9

0,403

16,1

16

0,377

15,8

0,393

16,0

0,408

16,1

(nach [D9], Bild 8)

18

0,377

15,8

0,395

16,0

0,411

16,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,50 W/(m·K)

20

0,377

15,8

0,395

16,0

0,413

16,1

24

0,376

15,8

0,396

16,0

0,417

16,2

2

3.31

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte/Keller – außengedämmter Stahlbeton – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

3

(nach [D9], Bild 9) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,03 W/(m·K). Kann auch ohne Dämmung unter dem Estrich ausgeführt werden.

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,015

17,3

-0,012

17,4

-0,020

17,6

6

-0,028

17,5

-0,024

17,7

-0,029

17,9

8

-0,034

17,7

-0,030

17,9

-0,032

18,1

10

-0,038

17,8

-0,033

18,0

-0,033

18,3

12

-0,041

17,9

-0,035

18,1

-0,034

18,4

14

-0,043

18,0

-0,036

18,2

-0,034

18,5

16

-0,045

18,0

-0,038

18,3

-0,034

18,5

18

-0,048

18,1

-0,039

18,3

-0,034

18,6

20

-0,050

18,1

-0,041

18,3

-0,035

18,6

24

-0,055

18,1

-0,044

18,4

-0,036

18,7

Bodenplatte auf Erdreich – außengedämmter Stahlbeton – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

4

(nach [D9], Bild 18) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K). Kann auch ohne Dämmung unter dem Estrich ausgeführt werden.

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,099

14,6

0,062

15,3

0,022

15,9

6

0,099

15,1

0,059

15,8

0,019

16,4

8

0,103

15,4

0,061

16,1

0,020

16,7

10

0,108

15,6

0,065

16,3

0,024

17,0

12

0,113

15,7

0,069

16,5

0,027

17,2

14

0,118

15,9

0,072

16,6

0,030

17,3

16

0,122

15,9

0,076

16,7

0,033

17,4

18

0,126

16,0

0,079

16,8

0,036

17,5

20

0,129

16,1

0,082

16,9

0,039

17,6

24

0,135

16,2

0,087

17,0

0,044

17,7

3

3.32

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

3.6 Kerngedämmtes Mauerwerk 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – kerngedämmtes Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,019

14,3

-0,021

14,5

-0,028

14,7

6

0,023

14,6

0,024

14,8

0,021

15,0

8

0,043

14,6

0,045

14,8

0,045

15,1

10

0,052

14,6

0,056

14,8

0,057

15,1

12

0,056

14,6

0,061

14,8

0,064

15,1

14

0,058

14,5

0,063

14,8

0,068

15,1

16

0,0,57

14,5

0,063

14,8

0,069

15,1

(nach [D9], Bild 16)

18

0,055

14,6

0,062

14,8

0,069

15,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,10 W/(m·K)

20

0,052

14,6

0,060

14,8

0,067

15,1

24

0,044

14,6

0,053

14,9

0,062

15,2

3 1

Bodenplatte auf Erdreich – kerngedämmtes Mauerwerk – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,078

13,6

0,080

13,8

0,081

14,0

6

0,117

13,5

0,122

13,7

0,126

14,0

8

0,131

13,5

0,137

13,8

0,143

14,0

10

0,134

13,6

0,142

13,8

0,149

14,1

12

0,132

13,6

0,140

13,9

0,149

14,2

14

0,126

13,7

0,136

14,0

0,145

14,2

16

0,120

13,8

0,130

14,1

0,140

14,3

(nach [D9], Bild 16)

18

0,112

13,9

0,123

14,1

0,134

14,4

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,10 W/(m·K)

20

0,104

13,9

0,115

14,2

0,127

14,5

24

0,087

14,0

0,100

14,3

0,113

14,6

2

3.33

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – kerngedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,145

14,3

0,138

14,5

0,124

14,8

6

0,196

14,4

0,188

14,6

0,173

14,8

8

0,230

14,4

0,222

14,6

0,207

14,8

10

0,254

14,4

0,246

14,6

0,230

14,9

12

0,272

14,4

0,264

14,6

0,248

14,9

14

0,287

14,4

0,277

14,6

0,261

14,9

16

0,298

14,4

0,289

14,6

0,272

14,9

(nach [D9], Bild 17)

18

0,307

14,4

0,298

14,6

0,281

14,9

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,29 W/(m·K)

20

0,315

14,4

0,306

14,6

0,289

14,9

24

0,328

14,4

0,318

14,7

0,302

14,9

3

Bodenplatte auf Erdreich – kerngedämmtes Mauerwerk – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,201

13,8

0,195

14,0

0,183

14,3

6

0,241

13,8

0,234

14,1

0,221

14,4

8

0,267

13,9

0,259

14,1

0,244

14,4

10

0,284

13,9

0,275

14,1

0,259

14,5

12

0,296

13,9

0,287

14,2

0,270

14,5

14

0,305

13,9

0,295

14,2

0,277

14,5

16

0,311

14,0

0,301

14,2

0,282

14,6

(nach [D9], Bild 17)

18

0,316

14,0

0,306

14,2

0,286

14,6

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,29 W/(m·K)

20

0,321

14,0

0,310

14,3

0,290

14,6

24

0,328

14,0

0,317

14,3

0,296

14,6

4

3

3.34

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – kerngedämmtes Mauerwerk – Keller beheizt

d1

d2 = 12 cm d2 = 16 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

[cm]

3

10

0,332

16,4

0,364

16,6

0,399

16,7

12

0,334

16,4

0,366

16,6

0,402

16,7

15

0,338

16,4

0,369

16,6

0,405

16,7

5

(nach [D9], Bild 32) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,22 W/(m·K)

Kellerdecke – kerngedämmtes Mauerwerk – Keller beheizt

d1 [cm]

O=0,09

O=0,14

O=0,21

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

10

0,092

17,6

0,067

17,6

0,031

16,9

12

0,094

17,8

0,069

17,8

0,033

16,9

15

0,097

17,9

0,072

17,8

0,036

16,9

6

(nach [D9], Bild 33) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K)

3.35

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – kerngedämmtes Mauerwerk – Keller unbeheizt – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,155

14,2

0,156

14,4

0,154

14,6

6

0,180

14,3

0,181

14,5

0,179

14,7

8

0,199

14,4

0,200

14,5

0,198

14,7

10

0,214

14,4

0,215

14,5

0,214

14,7

12

0,227

14,4

0,228

14,6

0,226

14,8

14

0,238

14,4

0,239

14,5

0,237

14,8

16

0,247

14,4

0,249

14,5

0,247

14,7

(nach [D9], Bild 34)

18

0,256

14,3

0,257

14,5

0,256

14,7

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,19 W/(m·K)

20

0,264

14,3

0,266

14,5

0,264

14,7

24

0,279

14,3

0,280

14,4

0,279

14,6

7

Kellerdecke – kerngedämmtes Mauerwerk – Keller unbeheizt – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,084

13,8

0,087

14,0

0,088

14,1

6

0,101

14,0

0,106

14,1

0,109

14,3

8

0,106

14,1

0,112

14,3

0,117

14,4

10

0,105

14,5

0,112

14,4

0,118

14,6

12

0,101

14,4

0,109

14,5

0,116

14,7

14

0,095

14,5

0,104

14,6

0,112

14,9

16

0,089

14,5

0,098

14,8

0,107

15,0

(nach [D9], Bild 35)

18

0,082

14,6

0,092

14,8

0,101

15,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,20 W/(m·K)

20

0,074

14,7

0,085

14,9

0,095

15,2

24

0,059

14,8

0,071

15,1

0,082

15,3

8

3

3.36

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterbrüstung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

3

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,020

15,4

12

0,027

15,4

15

0,035

15,4

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,067

15,4

12

0,071

15,4

15

0,076

15,4

9

(nach [D9], Bild 44) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,04 W/(m·K) Fensterbrüstung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

10

(nach [D9], Bild 45) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K)

3.37

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterbrüstung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1 [cm]

ψ

θsi,min

10

0,010

15,4

12

0,013

15,4

15

0,016

15,4

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,001

15,4

12

0,007

15,4

15

0,014

15,4

11

(nach [D9], Bild 46) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,05 W/(m·K) Fensterlaibung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

12

(nach [D9], Bild 50) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K)

3

3.38

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterlaibung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

3

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,079

15,4

12

0,086

15,4

15

0,094

15,4

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,011

15,4

12

0,016

15,4

15

0,023

15,4

13

(nach [D9], Bild 51) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K) Fensterlaibung – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

14

(nach [D9], Bild 52) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K)

3.39

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fenstersturz – kerngedämmtes Mauerwerk

d1 [cm]

ψ

θsi,min

10

0,004

15,4

12

0,009

15,4

15

0,016

15,4

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,095

15,4

12

0,101

15,4

15

0,109

15,4

15

(nach [D9], Bild 56) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K) Fenstersturz – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

16

(nach [D9], Bild 57) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K)

3

3.40

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fenstersturz – kerngedämmtes Mauerwerk

d1

3

[cm]

ψ

θsi,min

10

0,028

15,4

12

0,035

15,4

15

0,042

15,4

17

(nach [D9], Bild 58) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,05 W/(m·K) Rollladenkasten – kerngedämmtes Mauerwerk Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 18 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 62) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,31 W/(m·K)

3.41

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Rollladenkasten – kerngedämmtes Mauerwerk Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 19 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 63) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,29 W/(m·K) Rollladenkasten – kerngedämmtes Mauerwerk Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 20 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 64) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,27 W/(m·K)

3

3.42

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Geschossdecke – kerngedämmtes Mauerwerk

3 Die Geschossdeckeneinbindung kann bei außenseitig durchlaufenden Dämmschichten mit d t 100 mm und O d 0,04 W/(m·K) beim Nachweis vernachlässigt werden.

21

(nach [D9], Bild 74) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen. Pfettendach – kerngedämmtes Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,132

14,2

-0,140

14,4

-0,153

14,6

6

-0,081

15,0

-0,084

15,2

-0,092

15,4

8

-0,055

15,5

-0,056

15,7

-0,060

15,9

10

-0,040

15,8

-0,039

16,0

-0,041

16,2

12

-0,052

16,3

-0,051

16,5

-0,051

16,7

14

-0,057

16,6

-0,055

16,8

-0,054

17,0

16

-0,060

16,8

-0,057

17,0

-0,056

17,2

(nach [D9], Bild 78)

18

-0,063

16,9

-0,059

17,1

-0,057

17,4

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,06 W/(m·K)

20

-0,066

17,0

-0,062

17,3

-0,058

17,5

24

-0,073

17,2

-0,067

17,4

-0,061

17,7

22

3.43

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Sparrendach – kerngedämmtes Mauerwerk – unbeheiztes Dachgeschoss

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,241

15,4

-0,256

15,7

-0,277

15,7

6

-0,146

15,8

-0,156

16,0

-0,171

16,3

8

-0,095

16,0

-0,103

16,3

-0,115

16,5

10

-0,066

16,2

-0,072

16,4

-0,081

16,7

12

-0,048

16,3

-0,053

16,5

-0,059

16,8

14

-0,037

16,4

-0,040

16,6

-0,044

16,9

16

-0,030

16,4

-0,032

16,7

-0,034

17,0

(nach [D9], Bild 81)

18

-0,027

16,5

-0,027

16,7

-0,028

17,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,04 W/(m·K)

20

-0,025

16,5

-0,024

16,8

-0,023

17,1

24

-0,025

16,6

-0,022

16,9

-0,019

17,1

d1

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm

23

Ortgang – kerngedämmtes Mauerwerk

[cm]

ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

14

0,054

14,7

0,056

15,0

0,057

15,3

16

0,057

14,6

0,060

14,9

0,062

15,1

18

0,058

14,5

0,062

14,8

0,065

15,1

20

0,057

14,5

0,063

14,8

0,067

15,1

(nach [D9], Bild 83)

22

0,056

14,5

0,062

14,8

0,067

15,1

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

24

0,053

14,5

0,061

14,8

0,067

15,1

24

3

3.44

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Pfettendach – kerngedämmtes Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

3 25

(nach [D9], Bild 85) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen. Sparrendach – kerngedämmtes Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

26

(nach [D9], Bild 87) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen.

3.45

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Flachdach – kerngedämmtes Mauerwerk

d1 [cm]

d2 = 10 cm d2 = 12 cm d2 = 15 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

-0,129

13,7

-0,144

13,9

-0,167

14,1

6

-0,030

14,3

-0,041

14,5

-0,057

14,7

8

0,019

14,6

0,011

14,9

-0,001

15,1

10

0,046

14,9

0,040

15,1

0,031

15,4

12

0,060

15,1

0,057

15,3

0,050

15,6

14

0,068

15,3

0,066

15,5

0,061

15,8

16

0,071

15,4

0,070

15,6

0,067

15,9

(nach [D9], Bild 90)

18

0,070

15,5

0,071

15,8

0,069

16,0

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

20

0,068

15,6

0,069

15,9

0,069

16,1

24

0,058

15,8

0,061

16,1

0,064

16,3

27

Porenbetondach – kerngedämmtes Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Pfettendach – kerngedämmtes Mauerwerk – (Bild 85)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

28

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen

3

3.46

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Porenbetondach – Ortgang – kerngedämmtes Mauerwerk – beheiztes Dachgeschoss

3 29

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Ortgang – kerngedämmtes Mauerwerk – (Bild 83)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

3.47

3.7 Holzbauart 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung innenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4 -0,003 15,0 -0,014 15,7 -0,032 16,2

10

4 -0,013 15,3 -0,015 16,1 -0,026 16,7

16

4

20

4 -0,046 15,8 -0,031 16,6 -0,029 17,3

24

4 -0,061 16,0 -0,039 16,8 -0,032 17,4

6

6 -0,003 15,2 -0,011 15,9 -0,026 16,4

10

6 -0,015 15,5 -0,015 16,3 -0,024 16,8

16

6 -0,037 15,8 -0,025 16,6 -0,026 17,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d -0,02 W/(m·K) 24

6 -0,051 15,9 -0,033 16,7 -0,029 17,3

1

(nach [D9], Bild 19)

-0,033

15,7

-0,024

16,5

-0,026

17,1

6 -0,065 16,0 -0,041 16,8 -0,033 17,4

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung innenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4 -0,023 15,5 -0,027 16,0 -0,041 16,4

10

4 -0,031 15,9 -0,027 16,5 -0,034 16,9

16

4 -0,048 16,2 -0,034 16,8 -0,032 17,3

20

4 -0,061 16,4 -0,041 17,0 -0,034 17,4

24

4 -0,074 16,5 -0,048 17,1 -0,037 17,6

6

6 -0,029 15,8 -0,028 16,4 -0,038 16,7

10

6 -0,039 16,1 -0,031 16,7 -0,034 17,1

16

6 -0,057 16,4 -0,039 17,0 -0,034 17,4

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d -0,03 W/(m·K) 24

6 -0,070 16,5 -0,046 17,1 -0,037 17,6

2

(nach [D9], Bild 20)

6 -0,083 16,6 -0,053 17,2 -0,040 17,7

3

3.48

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,193

14,7

0,248

14,7

0,292

14,7

10

4

0,179

15,0

0,236

15,0

0,280

15,0

16

4

0,154

15,3

0,213

15,3

0,258

15,3

20

4

0,137

15,4

0,196

15,4

0,243

15,5

24

4

0,119

15,6

0,179

15,6

0,227

15,6

6

6

0,193

14,9

0,249

14,9

0,294

14,9

10

6

0,177

15,1

0,235

15,1

0,280

15,1

16

6

0,151

15,3

0,211

15,4

0,257

15,4

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,23 W/(m·K) 24

6

0,133

15,5

0,194

15,5

0,242

15,5

6

0,115

15,6

0,177

15,6

0,226

15,7

3 3

(nach [D9], Bild 21)

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,178

15,2

0,233

15,2

0,277

15,3

10

4

0,163

15,6

0,220

15,6

0,265

15,6

16

4

0,138

15,9

0,197

15,9

0,243

16,0

20

4

0,121

16,1

0,181

16,1

0,228

16,1

24

4

0,103

16,2

0,164

16,3

0,213

16,3

6

6

0,168

15,5

0,225

15,6

0,269

15,6

10

6

0,153

15,8

0,210

15,9

0,256

15,9

16

6

0,127

16,1

0,186

16,1

0,234

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,20 W/(m·K) 24

6

0,110

16,3

0,170

16,3

0,218

16,3

6

0,093

16,4

0,154

16,4

0,204

16,4

4

(nach [D9], Bild 22)

3.49

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,094

15,4

0,133

15,6

0,166

15,8

10

4

0,090

15,7

0,131

16,0

0,164

16,1

16

4

0,080

16,0

0,124

16,2

0,159

16,4

20

4

0,072

16,1

0,118

16,3

0,155

16,5

24

4

0,064

16,1

0,111

16,4

0,150

16,6

6

6

0,091

15,6

0,131

15,8

0,164

16,0

10

6

0,085

15,8

0,127

16,1

0,161

16,2

16

6

0,075

16,0

0,119

16,3

0,155

16,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K) 24

6

0,067

16,1

0,113

16,4

0,151

16,6

6

0,058

16,2

0,107

16,4

0,146

16,6

5

(nach [D9], Bild 23)

Bodenplatte auf Erdreich – Holzbauart – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,101

15,8

0,143

16,0

0,177

16,1

10

4

0,096

16,2

0,139

16,4

0,175

16,5

16

4

0,084

16,5

0,131

16,7

0,168

16,8

20

4

0,076

16,6

0,124

16,8

0,163

16,9

24

4

0,067

16,7

0,117

16,8

0,157

17,0

6

6

0,097

16,1

0,140

16,3

0,175

16,4

10

6

0,091

16,4

0,136

16,6

0,172

16,7

16

6

0,079

16,6

0,126

16,8

0,165

16,9

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,13 W/(m·K) 24

6

0,070

16,7

0,120

16,9

0,159

17,0

6

0,061

16,8

0,112

17,0

0,153

17,1

6

(nach [D9], Bild 24)

3

3.50

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – Holzbauart – beheizter Keller

d1 d2

O=0,09

O=0,14

O=0,21

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,175

16,8

0,156

16,7

0,128

16,5

10

4

0,179

16,7

0,159

16,6

0,131

16,4

16

4

0,182

16,5

0,162

16,4

0,133

16,2

20

4

0,183

16,4

0,163

16,3

0,133

16,1

24

4

0,184

16,3

0,163

16,2

0,133

16,0

6

6

0,174

16,9

0,155

16,7

0,127

16,5

10

6

0,176

16,8

0,157

16,6

0,128

16,4

16

6

0,178

16,6

0,158

16,5

0,129

16,3

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,19 W/(m·K) 24

6

0,178

16,5

0,158

16,4

0,129

16,2

6

0,179

16,4

0,159

16,2

0,129

16,1

3 7

(nach [D9], Bild 36)

Kellerdecke – Holzbauart – beheizter Keller

d1 d2

O=0,09

O=0,14

O=0,21

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,249

15,9

0,230

15,8

0,203

15,6

10

4

0,250

15,8

0,231

15,7

0,204

15,5

16

4

0,250

15,6

0,231

15,5

0,203

15,4

20

4

0,250

15,5

0,230

15,4

0,202

15,3

24

4

0,249

15,4

0,229

15,3

0,201

15,2

6

6

0,249

15,9

0,230

15,7

0,202

15,6

10

6

0,250

15,7

0,231

15,6

0,203

15,5

16

6

0,249

15,6

0,230

15,5

0,202

15,3

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,24 W/(m·K) 24

6

0,249

15,4

0,229

15,3

0,201

15,2

6

0,249

15,3

0,229

15,2

0,200

15,1

8

(nach [D9], Bild 37)

3.51

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – Holzbauart – unbeheizter Keller – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,221

14,9

0,267

14,9

0,308

14,9

10

4

0,211

15,3

0,257

15,3

0,298

15,2

16

4

0,191

15,6

0,238

15,5

0,280

15,5

20

4

0,176

15,7

0,224

15,7

0,266

15,6

24

4

0,162

15,9

0,210

15,8

0,253

15,8

6

6

0,222

15,1

0,268

15,1

0,310

15,1

10

6

0,210

15,4

0,256

15,4

0,299

15,3

16

6

0,189

15,6

0,236

15,6

0,279

15,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,24 W/(m·K) 24

6

0,174

15,8

0,222

15,7

0,265

15,7

6

0,159

15,9

0,208

15,9

0,251

15,8

9

(nach [D9], Bild 38)

Kellerdecke – Holzbauart – unbeheizter Keller – Dämmung außenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,232

15,4

0,280

15,3

0,323

15,3

10

4

0,219

15,7

0,267

15,7

0,311

15,7

16

4

0,197

16,1

0,246

16,0

0,289

17,0

20

4

0,182

16,2

0,231

16,2

0,274

16,1

24

4

0,166

16,4

0,215

16,3

0,259

16,3

6

6

0,244

15,7

0,272

15,6

0,315

15,6

10

6

0,210

16,0

0,258

15,9

0,302

15,9

16

6

0,187

16,2

0,236

16,2

0,280

16,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,21 W/(m·K) 24

6

0,172

16,4

0,221

16,4

0,265

16,3

6

0,156

16,5

0,206

16,5

0,250

16,4

10

(nach [D9], Bild 39)

3

3.52

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Kellerdecke – Holzbauart – unbeheizter Keller – Dämmung innenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,083

14,6

0,041

15,5

0,003

16,1

10

4

0,072

15,1

0,039

16,0

0,009

16,6

16

4

0,053

15,5

0,030

16,5

0,009

17,1

20

4

0,039

15,8

0,023

16,7

0,006

17,3

24

4

0,024

16,0

0,015

16,9

0,003

17,5

6

6

0,085

14,8

0,045

15,7

0,010

16,4

10

6

0,073

15,1

0,041

16,1

0,013

16,8

16

6

0,051

15,6

0,031

16,5

0,011

17,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d 0,02 W/(m·K) 24

6

0,037

15,8

0,023

16,7

0,007

17,4

6

0,022

16,0

0,014

16,9

0,003

17,5

3 11

(nach [D9], Bild 40)

Kellerdecke – Holzbauart – unbeheizter Keller – Dämmung innenliegend

d2 d3

d1 = 6 cm

d1 = 10 cm d1 = 16 cm

[cm] [cm] ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min 6

4

0,057

15,4

0,024

16,0

-0,008

16,4

10

4

0,049

15,9

0,024

16,5

-0,001

16,9

16

4

0,032

16,3

0,017

16,9

0,000

17,4

20

4

0,019

16,5

0,010

17,1

-0,002

17,6

24

4

0,006

16,7

0,003

17,3

-0,005

17,7

6

6

0,051

15,8

0,022

16,4

-0,005

16,8

10

6

0,041

16,1

0,020

16,7

-0,001

17,2

16

6

0,023

16,5

0,012

17,1

-0,002

17,5

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, 20 wenn gilt: ψ d -0,02 W/(m·K) 24

6

0,010

16,7

0,005

17,3

-0,004

17,7

12

(nach [D9], Bild 41)

6 -0,002 16,9 -0,002 17,4 -0,007 17,9

3.53

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fensterbrüstung – Holzbauart

d1

d2 = 4 cm

d2 = 6 cm

[cm]

ψ

θsi,min

ψ

θsi,min

6

0,025

15,4

0,027

15,4

10

0,023

15,0

0,024

15,1

16

0,026

14,7

0,026

14,8

20

0,029

14,6

0,028

14,7

24

0,033

14,6

0,031

14,7

13

(nach [D9], Bild 47) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,04 W/(m·K) Fensterlaibung – Holzbauart

d1

d2 = 4 cm

d2 = 6 cm

[cm]

ψ

θsi,min

ψ

θsi,min

6

0,007

15,4

0,003

15,4

10

0,009

15,2

0,004

15,4

16

0,013

14,8

0,007

15,0

20

0,016

14,7

0,010

14,9

24

0,020

14,6

0,013

14,8

14

(nach [D9], Bild 53) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,03 W/(m·K)

3

3.54

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Fenstersturz – Holzbauart

d1

3

d2 = 4 cm

d2 = 6 cm

[cm]

ψ

θsi,min

ψ

θsi,min

6

0,042

15,4

0,032

15,4

10

0,053

15,4

0,041

15,4

16

0,060

15,2

0,048

15,4

20

0,063

15,1

0,051

15,4

24

0,066

15,0

0,054

15,3

15

(nach [D9], Bild 59) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,08 W/(m·K) Rollladenkasten – Holzbauart

Rollladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 16 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen (nach [D9], Bild 65) gemäß Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, Rollladenpanzer höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,31 W/(m·K)

3.55

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Rolladenkasten – Holzbauart Rolladenkästen werden in einer großen Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht 17 unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Einzuhaltende Werte sind der \-Wert gemäß Spalte 1 und ein Wert fRsi t 0,70 in den Punkten c, d und e. Anmerkung: Den Konstruktionsvorschlägen gemäß (nach [D9], Bild 66) Beiblatt 2 liegt die Annahme zugrunde, dass die Breite der Auslassöffnung für den Rolladenpanzer Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, höchstens 30 mm beträgt. wenn gilt: ψ d 0,36 W/(m·K) Terrasse – Holzbauart

Zur Planung des Anschlusses der Terrassentür im Sockelbereich sind die Ausführungshinweise entsprechend der konstruktiven Ausbildung des (nach [D9], Bilder 67 bis 70) (in massiver Bauart erstellten) Kellergeschosses zu beachten. 18 Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 Bei Kellergeschossen in monolithischer Bauweise gegeben, wenn die in den Bildern 67 bis 70 gelten dem entsprechend die Angaben gemäß Bild vorgegebenen Werte des längenbezogenen 67 und Bild 68 (siehe Abschnitt 3.3). Wärmedurchgangskoeffizienten ψ Bei Kellergeschossen mit Perimeterdämmung eingehalten werden. gelten dem entsprechend die Angaben gemäß Bild 69 und Bild 70 (siehe Abschnitt 3.4).

3

3.56

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Geschossdecke – Holzbauart

d1

3

d2 = 4 cm

d2 = 6 cm

[cm]

ψ

θsi,min

ψ

θsi,min

6

0,026

16,1

0,019

16,7

10

0,034

16,7

0,026

17,2

16

0,035

17,4

0,029

17,7

20

0,034

17,8

0,028

18,0

24

0,032

18,0

0,028

18,2

19

(nach [D9], Bild 75) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K) Geschossdecke – Holzbauart

d1

d2 = 4 cm

d2 = 6 cm

[cm]

ψ

θsi,min

ψ

θsi,min

6

0,024

16,3

0,018

16,9

10

0,033

17,0

0,026

17,4

16

0,034

17,6

0,029

17,9

20

0,033

18,0

0,028

18,2

24

0,032

18,2

0,027

18,4

20

(nach [D9], Bild 75) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

3.57

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Sparrendach – Holzbauart – unbeheiztes Dachgeschoss

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Sparrendach - kerngedämmtes Mauerwerk (Bild 81)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

21

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d -0,04 W/(m·K) Ortgang – Holzbauart

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Ortgang - kerngedämmtes Mauerwerk (Bild 83)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

22

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

3

3.58

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Sparrendach – Holzbauart – beheiztes Dachgeschoss

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Sparrendach - kerngedämmtes Mauerwerk (Bild 87)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

3 23

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 ist nicht nachzuweisen. Flachdach – Holzbauart

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Flachdach - kerngedämmtes Mauerwerk (Bild 90)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

24

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,14 W/(m·K)

3.59

3.8 Sonstige (Dachfenster, Gauben, Innenwand-Anschlüsse) 1

2

Beschreibung

Kennwerte

Dachflächenfenster – Anschluss oben und unten

1

(nach [D9], Bild 91)

Dachflächenfenster werden in einer großen Dachflächenfenster Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Nach Möglichkeit sind herstellerspezifische Systemlösungen (Fenster + Zarge) anzuwenden oder bei handwerklicher Ausführung sinngemäß zu adaptieren.

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,16 W/(m·K) Dachflächenfenster – Anschluss seitlich

2

(nach [D9], Bild 92) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,11 W/(m·K)

Dachflächenfenster werden in einer großen Dachflächenfenster Vielzahl konstruktiver Ausbildungen hergestellt. Zur Berechnung hinreichend genauer Werte für ψ und θsi,min (bzw. fRsi) sind die Daten des jeweiligen Produktes notwendig. Sinnvolle Werte für ψ und eine Bestätigung, dass die minimalen Oberflächentemperaturen auf der Innenseite nicht unterschritten werden, sind daher beim Hersteller anzufordern. Nach Möglichkeit sind herstellerspezifische Systemlösungen (Fenster + Zarge) anzuwenden oder bei handwerklicher Ausführung sinngemäß zu adaptieren.

3

3.60

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Gaubenanschluss

d1 [cm]

3

d2 = 14 cm d2 = 20 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

6

0,064

16,8

0,062

16,8

0,062

16,8

10

0,060

17,3

0,055

17,9

0,053

17,9

16

0,059

17,2

0,051

18,0

0,048

18,4

20

0,059

17,2

0,051

18,0

0,047

18,3

24

0,060

17,2

0,051

18,0

0,047

18,3

3

(nach [D9], Bild 93) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,06 W/(m·K)

Dach – Innenwand – Anschluss (massive Innenwand)

d1 [cm]

ψ

θsi,min

14

0,169

17,2

20

0,178

17,4

24

0,180

17,3

4

(nach [D9], Bild 94) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,17 W/(m·K)

3.61

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Dach – Innenwand – Anschluss (Innenwand in Holzbauart)

An Stelle einer eigenen Konstruktionsskizze wird in DIN 4108, Bbl. 2 für diesen Anschluss lediglich angegeben, dass bei Einhaltung der entsprechenden Dämmschichtdicken dieselben Bedingungen wie für den Anschluss „Dach – Innenwand – Anschluss (massive Innenwand) (Bild 94)“ zu beachten sind. Mit nebenstehender Detailskizze wird versucht, die pauschalen Angaben aus Bbl. 2 hinsichtlich eines Konstruktionsvorschlages zu interpretieren.

5

(Detailskizze nicht gemäß Bbl. 2) Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,17 W/(m·K) Innenwand – unbeheizter Keller – Dämmung außenliegend

d1 [cm]

d2 = 11,5 cm d2 = 17,5 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,334

17,5

0,414

17,3

0,482

17,2

6

0,336

17,8

0,420

17,6

0,493

17,4

8

0,333

18,0

0,419

17,8

0,496

17,6

10

0,327

18,2

0,415

17,9

0,493

17,8

12

0,318

18,3

0,407

18,1

0,487

17,9

14

0,309

18,4

0,398

18,2

0,478

18,0

16

0,299

18,5

0,387

18,3

0,468

18,1

(nach [D9], Bild 95)

18

0,289

18,6

0,377

18,4

0,457

18,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,47 W/(m·K)

20

0,279

18,7

0,366

18,4

0,446

18,3

24

0,261

18,8

0,345

18,6

0,424

18,4

6

3

3.62

Wärmebrückenkatalog zu DIN 4108 Beiblatt 2 (01.04)

1

2

Beschreibung

Kennwerte

Innenwand – unbeheizter Keller – Dämmung innenliegend

d1 [cm]

d2 = 11,5 cm d2 = 17,5 cm d2 = 24 cm ψ θsi,min ψ θsi,min ψ θsi,min

4

0,401

16,4

0,486

16,2

0,555

16,1

6

0,414

16,6

0,511

16,4

0,592

16,3

8

0,409

16,8

0,512

16,6

0,600

16,5

10

0,397

17,0

0,502

16,8

0,594

16,6

12

0,382

17,2

0,488

17,0

0,582

16,8

14

0,367

17,4

0,472

17,1

0,566

16,9

16

0,351

17,5

0,456

17,3

0,550

17,1

(nach [D9], Bild 96)

18

0,336

17,7

0,439

17,4

0,533

17,2

Gleichwertigkeit zu DIN 4108, Bbl.2 gegeben, wenn gilt: ψ d 0,56 W/(m·K)

20

0,322

17,8

0,423

17,5

0,516

17,3

24

0,297

18,0

0,394

17,7

0,484

17,5

3 7

3.9 Literatur [1] [2] [3]

[4] [5]

DIN 4108 Bbl. 2 (01.04): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Wärmebrücken – Planungs- und Ausführungsbeispiele DIN V 4108-6 (06.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs DIN V 18599-2 (07.05): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz, End und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen DIN EN ISO 6946 (10.03): Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchlasskoeffizient – Berechnungsverfahren DIN EN ISO 10 211-1 (11.95): Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Allgemeine Berechnungsverfahren

4.1

4 Raumklima/Behaglichkeit 4.1 Einführung Im Allgemeinen ist das Empfinden des Menschen als Gebäudenutzer das Maß zur Beurteilung des Raumklimas, so z.B. in Wohn- und Verwaltungsbauten. Abweichungen von dieser Regel sind bei solchen Bauten anzutreffen, wo andere Nutzungsfaktoren maßgebend sind (z.B. Stallungen, Gewächshäuser, Produktionshallen, Tiefkühllager) und der Nutzer sich demnach den Forderungen von Produktion, Lagerung oder Lebensbedingungen von Pflanzen und Tieren unterordnen muss. Das Leistungsvermögen des Menschen und seine Gesundheit ist dann am besten, wenn er sich physiologisch, psychisch und sozial „wohlfühlt“. Durch die Gebäudegestaltung an sich und insbesondere durch die bauphysikalischen Eigenschaften der raumumschließenden Bauteile kann das physische Wohlbefinden erheblich beeinflusst werden. Die zugehörige Einflussgröße ist die thermische Behaglichkeit. Die thermische Behaglichkeit in einem gegebenen Raumklima wird erreicht, wenn der Wärmehaushalt des Körpers bei einer Körper-Kerntemperatur von etwa 37 °C im Gleichgewicht ist. Die thermische Behaglichkeit ist keine Größe, die sich rechnerisch exakt ermitteln lässt, sondern ist vom subjektiven Empfinden jeder einzelnen Person abhängig. Daher ist es keinesfalls als Regelfall anzusehen, dass alle in einem Raum befindlichen Personen das Raumklima als behaglich anerkennen. Nach DIN EN ISO 7730 [3] wird ein sogenanntes „akzeptables Raumklima“ als eine Umgebung definiert, die von mindestens 80 % der Personen, die sich dort aufhalten, als thermisch annehmbar empfunden wird. Der Zustand thermischer Behaglichkeit ist abhängig von einer Vielzahl von Einflussfaktoren, wobei gemäß [103] und [3] folgene primäre Kenngrößen zu nennen sind: -

Kleidung Tätigkeitsgrad Raumlufttemperatur Temperatur der Raumumschließungsflächen relative Luftfeuchte Luftbewegung (Geschwindigkeit der Raumluft in Körpernähe).

Ein Überblick über mögliche Einflussgrößen wird in Bild 4.1-1 gegeben. Von den 21 betrachteten Faktoren werden die bereits erwähnten sechs als primäre und dominierende, acht weitere als zusätzliche und die restlichen sieben als sekundäre und vermutete Faktoren eingestuft. Nach DIN EN ISO 7730 [3] ist die thermische Behaglichkeit wie folgt definiert: „Thermische Behaglichkeit ist das Gefühl, das Zufriedenheit mit dem Umgebungsklima ausdrückt.“

4

4.2

Raumklima/Behaglichkeit

4

Bild 4.1-1 Thermische Behaglichkeit in Abhängigkeit von physiologischen, intermediären und physikalischen Einflüssen (nach [103])

4.2 Wertepaar: Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperaturen 4.2.1 Raumlufttemperatur vs. Oberflächentemperatur insgesamt Thermische Behaglichkeit entsteht - bezogen auf die hier betrachteten Faktoren - aus dem Zusammenspiel zwischen der Raumlufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur aller den Raum begrenzenden Flächen. Zusätzlich sind gegebenenfalls im Raum vorhandene weitere Strahlungsquellen zu berücksichtigen. Die in einem Raum empfundene Temperatur θe (auch als operative Temperatur, resultierende Temperatur oder Empfindungstemperatur bezeichnet) entspricht näherungsweise dem Mittel aus der Raumlufttemperatur θi und der mittleren Oberflächentemperatur θsi der Raumumschließungsflächen.

θ + θ si θe ≈ i 2

(4.2-1)

Diese Beziehung gilt nicht bei erhöhter körperlicher Aktivität sowie bei warmer Bekleidung und hohen Raumluftgeschwindigkeiten. Dies beruht, vereinfacht gesagt, auf dem dann stark veränderten Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Körperoberfläche und Raumumschließungsflächen (Strahlungsanteil hr) bzw. dem Wärmeübergangskoeffizienten an der Körperoberfläche (Konvektionsanteil hc). So wird bei höhe-

4.3 ren Raumluftgeschwindigkeiten die örtliche Raumlufttemperatur stärker zu gewichten sein als die Temperatur der Raumumschließungsflächen. Aus Gl. 4.2-1 kann abgeleitet werden, dass in gewissen Grenzen niedrigere Oberflächentemperaturen durch höhere Raumlufttemperaturen ausgeglichen werden können. Als Grenzwert wird im Allgemeinen eine maximale Differenz von 1,5 bis 3,0 K zwischen Raumlufttemperatur θi und mittlerer Oberflächentemperatur θsi der Raumumschließungsflächen angesehen.

θ i − θ si ≤ 1, 5 ÷ 3, 0 K

(4.2-2)

In Bild 4.2-1 sind Behaglichkeitsfelder nach [107], [102] und [104] für das Wertepaar Raumlufttemperatur/mittlere Oberflächentemperatur der Raumumschließungsflächen dargestellt.

4

Bild 4.2.1-1 Behaglichkeitsfelder für das Wertepaar Raumlufttemperatur / mittlere Raumumschließungsflächentemperatur (nach Roedler [107], Frank [102], Grandjean [104] und Fanger [101]).

Die in Bild 4.2.1-1 dargestellten Behaglichkeitsfelder gelten unter den Bedingungen: -

relative Feuchte der Raumluft: 30 bis 70 % Luftbewegung: 0 bis 20 cm/s (ruhende Luft) entspanntes Sitzen (Stoffwechselrate: 1 met  58 W/m2 Körperoberfläche  ~ 100 W Wärmeabgabe je Person) typische Bekleidung für Innenräume (Wärmewiderstand: 1 clo  0,155 m2K/W)

Die ebenfalls eingezeichnete Behaglichkeitslinie nach [101] gilt für eine Luftgeschwindigkeit von 10 cm/s. Ebenfalls vorausgesetzt wird eine eine relativ gleichartige Oberflä-

4.4

Raumklima/Behaglichkeit

chentemperatur der Raumumschließungsflächen. Für stark differierende Einzelwerte bei Decken-, Wand-, Fenster- und Bodentemperaturen, wie dies beispielsweise bei decken- oder fußbodenbeheizten Räumen der Fall ist, sind sie Ausführungen in Abschnitt 4.2.2 bis 4.2.4 zu beachten. Zusammenfassend lässt sich aus Bild 4.2.1-1 ein Temperaturbereich ableiten, in welchem sich ein Zustand thermischer Behaglichkeit erwarten lässt. Die Überlagerung aller Behaglichkeitsfelder führt zu einer anzustrebenden Temperatur der Raumluft sowie der Umschließungsflächen zwischen 19 °C und 21 °C. Inwiefern der Tätigkeitsgrad das Behaglichkeitsempfinden beeinflusst, kann anhand der Darstellung in Bild 4.2.1-2 abgeleitet werden

4

Bild 4.2.1-2 Behaglichkeitsfelder für das Wertepaar Raumlufttemperatur / mittlere Raumumschließungsflächentemperatur bei verschiedenen Tätigkeitsgraden (nach [100])

4.2.2 Raumlufttemperatur vs. Fußbodentemperatur Hinsichtlich der erwünschten Fußbodentemperatur ist in erster Linie der vorhandene Fußbodenbelag und des weiteren auch eine evtl. vorhandene Fußbodenheizung zu beachten. Unerwünscht sind Temperaturen unterhalb von etwa 16 bis 17 °C, da bei tieferen Temperaturen zu viel Wärme vom bekleideten Fuß abgeleitet wird. Bei „fußkalten“ Böden, insbesondere wenn diese barfuß begangen werden, sollten Temperaturen unterhalb von 20 bis 22 °C vermieden werden. Gemäß [2] sollte die Lufttemperatur in 10 cm Höhe über dem Boden 21 °C nicht unterschreiten, nach [3] wird eine Fußbodentemperatur von 24 °C als optimal empfunden. Auch zu hohe Temperaturen sind schädlich, da es aufgrund des zu geringen Wärmeabflusses zu Fuß- und Unterschenkelbeschwerden und Kreislaufstörungen kommen kann. Hier schwanken die in der Literatur genannten Angaben zwischen 24 °C und 30 °C. Letzterer Wert gilt bei Barfüßigkeit und dem Vorhandensein von Steinböden als obere Grenze. Nach [107] sollte die Differenz zwischen den Raumlufttemperaturen in Kopf- und Knöchelhöhe (sitzende Person) nicht mehr als 2 °C, bei tiefen Außentemperaturen nicht mehr als 2,5 °C betragen. Gemäß [2] ist ein Gradient von 2 K pro Meter Raumhöhe zulässig. Beispiele für vertikale Temperaturprofile sind für verschiedene Heizsysteme in Bild 4.2.2-1 zusammengestellt. In Bild 4.2.3-1a sind Behaglichkeitsfelder nach [102] für das Wertepaar Raumlufttem-

4.5 peratur / Fußbodentemperatur unter den bereits für Bild 4.2.1-1 genannten Randbedingungen für unbeheizte Fußböden wiedergegeben.

Bild 4.2.2-1 Beispiele für vertikale Temperaturprofile bei verschiedenen Heizsystemen (nach [106]) c theoretisch ideale Temperaturverteilung d Radiatioren an Innenwand e Radiatoren an Außenwand f Einzelöfen (an Innenwand) g Luftheizung h Decken-Strahlungsheizung i Fußbodenheizung j Wandheizung

4.2.3 Raumlufttemperatur vs. Deckentemperatur Die als behaglich empfundene Deckentemperatur ist primär vom Abstand zwischen Decke und Kopf abhängig. Da in einem Raum die wärmste Temperatur ohnehin in Deckenhöhe erreicht wird, ist die Angabe einer Untergrenze im Regelfall nicht notwendig (Ausnahme: Kühldecken), vielmehr interessiert die maximal zulässige Temperatur bei beheizten Decken. Für das Wertepaar Raumlufttemperatur / Deckentemperatur sind Behaglichkeitsfelder nach [109] (Raumhöhe: 3,4 m) in Bild 4.2.3-1b dargestellt.

Bild 4.2.3-1 Behaglichkeitsfelder für a) das Wertepaar Raumlufttemperatur / Fußbodentemperatur (nach [102]) und b) das Wertepaar Raumlufttemperatur / Deckentemperatur (nach [109])

4

4.6

Raumklima/Behaglichkeit

4.3 Raumlufttemperatur vs. Luftfeuchte Im Bereich der als behaglich empfundenen Raumlufttemperaturen zwischen 19 °C und 23 °C kann die Luftfeuchte in einem relativ weiten Bereich von etwa 35 % bis etwa 70 % schwanken, und trotzdem als behaglich empfunden werden. Bei höheren Luftfeuchten wird das Wohlbefinden durch das dann auftretende Schwülegefühl und ggf. Kreislaufprobleme gemindert.

4

Bild 4.3-1 Behaglichkeitsfelder für das Wertepaar Raumlufttemperatur / Luftfeuchte (nach [105]) in Abhängigkeit von Beschäftigungsgrad und Luftgeschwindigkeit

4.7 Anforderungen an den Feuchtegehalt der Raumluft werden aufgrund des breiten als behaglich empfundenen Bereiches primär aus gesundheitlichen oder hygienischen Gründen gestellt. Zum einen sollte die Luftfeuchte nicht unterhalb von ca. 35 % liegen, da bei noch trockenerer Luft die Gefahr besteht, dass die Schleimhäute der Atmungsorgane austrocknen und dadurch geschädigt werden. Zum anderen sollte die Luftfeuchte so gering sein, dass sowohl Schimmelpilzwachstum (ab etwa 80 % Luftfeuchte) als auch Tauwasserbildung (bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur) in allen Bereichen der Innenoberflächen ausgeschlossen ist. Als Kriterium zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung kann der Temperaturfaktor fRsi gemäß Gl. 2.5.1-4 herangezogen werden. In Bild 4.3-1 sind Behaglichkeitsfelder nach [105] für das Wertepaar Raumlufttemperatur / Luftfeuchte in Abhängigkeit von Beschäftigungsgrad und Luftgeschwindigkeit dargestellt.

4.4 Raumlufttemperatur vs. Luftgeschwindigkeit Ein wichtiges Kriterium für die thermische Behaglichkeit ist die Luftbewegung im Aufenthaltsbereich von Personen, da der Wärmehaushalt des Menschen bereits durch geringe Veränderungen der Luftgeschwindigkeit in seiner Umgebung beeinflusst wird. Aus diesem Grund sind erhöhte Luftgeschwindigkeiten in Räumen generell zu vermeiden. Durch freie Konvektion an der Körperoberfläche stellt sich eine minimale Luftbewegung ein, die für den Wärme- und Stofftransport notwendig ist. Luftgeschwindigkeiten bis etwa 20 cm/s werden im Allgemeinen noch als ruhende Luft wahrgenommen, bei empfindlichen Personen kann dieser Grenzwert auch auf bis zu 10 cm/s absinken. Aus Bild 4.4-1 kann darüber hinaus abgeleitet werden, dass mit steigender Raumtemperatur auch geringfügig höhere Luftgeschwindigkeiten akzeptiert werden, da die überschüssige Körperwärme dann besser abgeführt werden kann.

Bild 4.4-1 Behaglichkeitsfelder für das Wertepaar Raumlufttemperatur / Luftgeschwindigkeit (nach [107])

4

4.8

Raumklima/Behaglichkeit

4.5 Behaglichkeitskriterien nach DIN 1946-2 (VDI-Lüftungsregeln) In DIN 1946-2 [2] werden gesundheitstechnische Anforderungen zur Auslegung raumlufttechnischer Anlagen in in Arbeits- und Versammlungsräumen von Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen nach DIN 1946-1 [1] festgelegt. DIN 1946-2 definiert Randbedingungen für ein thermisch behagliches Raumklima für Personen bei sehr leichter Tätigkeit (Aktivitätsstufen I und II gemäß Tabelle 4.5-1). Bezüglich der bereits beschriebenen Behaglichkeitskriterien werden in [2] Kriterien für die operative Raumlufttemperatur (entspricht etwa der empfundenen Temperatur gemäß Gl 4.1-1; siehe Bild 4.5-1), die vertikale Temperaturschichtung, die Raumluftfeuchte (siehe Bild 4.5-2) und die zulässige mittlere Luftgeschwindigkeit (siehe Bild 4.5-3) definiert. Bezüglich weiterer Parameter wie Luftaustausch, -reinheit und -führung sei hier auf [2] verwiesen.

4

Tabelle 4.5-1 Gesamtwärmeabgabe von Personen bei unterschiedlichen Aktivitätsstufen (nach [2])

1

2

3

Aktivitätsstufe

Gesamtwärmeabgabe je Person Anhaltswerte [W]

2 Statische Tätigkeit im Sitzen wie Lesen und Schreiben

I

120

3 Sehr leichte körperliche Tätigkeit im Sitzen oder Stehen

II

150

4 Leichte körperliche Tätigkeit

III

190

5 Mittelschwere bis schwere körperliche Tätigkeit

IV

über 270

1 Tätigkeit

Bild 4.5-1 Bereiche empfohlener operativer Raumtemperaturen [2] c zulässig bei bestimmten Lüftungssystemen d zulässig bei kurzzeitig auftretenden internen Lasten (z.B. Maschinenlasten)

Bild 4.5-2 Bereiche empfohlener Raumluftfeuchten (nach [2])

4.9 Der vertikale Temperaturgradient darf nach [2] höchstens 2 K pro Meter Raumhöhe betragen (gemessen wird in Raumhöhen von 10 cm, 110 cm und 170 cm), die Temperatur in 10 cm Höhe sollte dabei 21 °C nicht unterschreiten. Da einseitige Erwärmung oder Abkühlung in der Regel als unangenehm empfunden wird, werden unter dem Begriff der Strahlungstemperatur-Asymmetrie maximal zulässige Temperaturunterschiede zwischen zwei Halbräumen definiert (siehe Tabelle 4.5-2). Hierbei wird der Raum am maßgebenden Ort in zwei Halbräume aufgeteilt, deren Trennfläche parallel zu den Oberflächen mit dem größten Temperaturunterschied gelegen ist. Die Strahlungstemperaturen in Halbraum 1 (θrH1) und in Halbraum 2 (θrH2) sind in Abhängigkeit von den Temperaturen θK der den jeweiligen Halbraum begrenzenden Flächen und den zugehörigen Einstrahlzahlen ϕK zu bestimmen. m

θ rH 1 = 2 ⋅

∑ (ϕ

K

⋅θ K )

(4.5-1)

K =1

n

θ rH 2 = 2 ⋅

∑

(ϕ K ⋅ θ K )

(4.5-2)

K = m+ 1

Durch die Einstrahlzahlen ϕK wird ausgedrückt, welcher Anteil der von der Fläche K ausgehenden Strahlung von einer Person aufgenommen wird. Die Größen ϕK sind ortsabhängig. Zur Berechnung von ϕK sei hier auf [2] verwiesen. Weiterführende Informationen zu Definition und Ermittlung von Einstrahlzahlen ϕK finden sich auch in [108]. Tabelle 4.5-2 Maximal zulässige Temperatur-Asymmetrien zwischen zwei Halbräumen (Decke ⇔ Boden oder Wand ⇔ Wand) nach [2]

1

1 Bauteil

2 maximal zulässige Halbraum-Temperaturdifferenz1) |θrH1 - θrH2|

2 warme Deckenflächen

3,5 K

3 kalte Wandflächen

8,0 K

4 gekühlte Deckenflächen

17,0 K

5 warme Wandflächen

19,0 K

1)

Die Werte gelten für operative Temperaturen im Behaglichkeitsbereich bei Personen mit leichter bis mittlerer Bekleidung und sitzender Tätigkeit

Der Einfluss der Luftgeschwindigkeit lässt sich charakterisieren durch: - die Raumlufttemperatur - den Turbulenzgrad der Strömung - den Tätigkeitsgrad (ausgedrückt in metabolischen Einheiten:

4

4.10

Raumklima/Behaglichkeit

1 met = 58,15 W/m2 Körperoberfläche bzw. 1 met | 100 W bezogen auf eine mittlere Körperoberfläche von 1,8 m2) und - die Art der Bekleidung (wobei der Wärmedurchlasswiderstand der Bekleidung durch die Einheit clo (clo  clothing) ausgedrückt wird: 1 clo = 0,155 m2K/W. Hierbei berechnet sich der Turbulenzgrad T als Quotient aus der Standardabweichung der Momentanwerte der Luftgeschwindigkeiten und der mittleren Luftgeschwindigkeit nach Gl. 4.5-3.

s T = v ⋅ 100 = v

4 Darin ist: sv  v  n  vi 

1 ⋅ n−1

n

∑(v − v )

2

i

i= 1 n

1 ⋅ n

∑v

⋅ 100

[%]

(4.5-3)

i

i= 1

Standardabweichung der Momentanwerte der Luftgeschwindigkeit mittlere Luftgeschwindigkeit Anzahl der Messpunkte Momentanwert der Luftgeschwindigkeit

In Bild 4.5-3 sind mittlere zulässige Luftgeschwindigkeiten für verschiedene Parameterkombinationen zusammengestellt. Wird der Wärmedurchlasswiderstand der Bekleidung um 0,032 m2K/W (§ 0,2 clo) oder die Aktivität um 10 W (§ 0,1 met) erhöht, darf die zulässige Luftgeschwindigkeit auf die um etwa 1 K erhöhte zugeordnete Lufttemperatur angehoben werden. Wird die Luftgeschwindigkeit nicht erhöht, darf statt dessen die Lufttemperatur entsprechend vermindert werden.

Bild 4.5-3 Mittlere zulässige Luftgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Turbulenzgraden und Wertepaaren aus Aktivitätsstufe und Grad der Bekleidung für einen Prozentsatz unzufriedener Personen von 15 % (nach [2] und [4])

4.11

4.6 Analytische Bestimmung der thermischen Behaglichkeit nach E DIN EN ISO 7730 4.6.1 Anforderungen Primär basierend auf den Ergebnissen der Arbeit von P. O. Fanger [101] wurde als Grundlage für die Beurteilung eines Raumklimas hinsichtlich thermischer Behaglichkeit die gegenwärtig als Entwurf vorliegende DIN EN ISO 7730 [3] erarbeitet. Als Kenngrößen werden das vorausgesagte mittlere Votum (predicted mean vote, PMV) und der vorausgesagte Prozentsatz an Unzufriedenen (predicted percentage of dissatisfied, PPD) eingeführt. Des Weiteren wird die lokale thermische Behaglichkeit anhand der Beeinträchtigung durch Zugluft (draught rating, DR) beurteilt. Darüber hinaus werden als Nebenkriterien der vertikale Temperaturgradient (gemessen in 1,1 m und 0,1 m Höhe  Kopf-Fuß-Abstand einer sitzenden Person), die Fußbodentemperatur und die Asymmetrie der Strahlungstemperatur einbezogen und ihr Einfluss über den zu erwartenden Prozentsatz an Unzufriedenen charakterisiert (Bild 4.6.1-1).

Bild 4.6.1-1 Lokale thermische Unbehaglichkeit (nach [3]) a) durch vertikale Temperaturunterschiede b) durch warme oder kalte Fußböden c) durch asymmetrische Strahlungstemperaturen (1 warme Decke 2 kühle Wand 3 kühle Decke 4 warme Wand). Die Kategorien des Umgebungsklimas sind in Tab. 4.6.1-1 näher erläutert.

Anhand der vorgenannten Einflussgrößen werden in [3] drei Zielkategorien für das Umgebungsklima definiert. Die jeweils zugeordneten Grenzwerte werden in Tabelle 4.6.1-1 wiedergegeben.

4

4.12

Raumklima/Behaglichkeit

Tabelle 4.6.1-1 Kategorien des Umgebungsklimas [3]

1

2

3

4

5

Thermischer Zustand des Körpers insgesamt Vorausgesagtes mittleres KateVotum 1 gorie

4

Vorausgesagter Prozentsatz an Unzufriedenen

PMV [%]

PPD [%]

6

7

Lokale Unbehaglichkeit Prozentsatz Prozentsatz Prozentsatz Prozentsatz an an an an Unzufriede- Unzufriede- Unzufriede- Unzufriedenen infolge nen infolge nen infolge nen infolge warmer asymmetrivertikaler Zugluft scher Temperatur- oder kalter unterschiede Fußböden Strahlung DR [%] [%] [%] [%]

2

A

-0,2 < PMV < 0,2

<6

< 10

<3

< 10

<5

3

B

-0,5 < PMV < 0,5

< 10

< 20

<5

< 10

<5

4

C

-0,7 < PMV < 0,7

< 15

< 30

< 10

< 15

< 10

4.6.2 Bestimmung des vorausgesagten mittleren Votums (PMV) Der PMV-Index beschreibt die zu erwartende Klimabeurteilung einer Personengruppe anhand einer 7-stufigen Bewertungsskala (siehe Tabelle 4.6.2-1). In dieser Skala wird der Zustand thermischer Behaglichkeit durch das neutrale Votum „0“ ausgedrückt. Tabelle 4.6.2-1 Bewertungsskala und zugehörige Zahlenwerte für den PMV-Index 1 1 2

2

3

4

5

6

7

Bewertung des Raumklimas als zu warm

warm

etwas warm

neutral

etwas kühl

kühl

kalt

+3

+2

+1

0

-1

-2

-3

Der PMV-Index kann anhand von Gl. 4.6.2-1 bestimmt werden.

(

)(

PMV = 0, 303 ⋅ e −0,036⋅ M + 0, 028 ⋅ M − W − q ges

)

(4.6.2-1)

Darin ist: M  der Energieumsatz der Person [W/m2] nach Tabelle 4.6.2-2 W  die abgegebene wirksame mechanische Leistung [W/m2]. In der Regel kann jedoch W = 0 angesetzt werden. qges  der Wärmestrom der von der Körperoberfläche abfließt [W/m2] Hierbei berechnet sich qges gemäß Gl. 4.6.2-2. q ges = R + C + L + Ere + Ed + Esw

(4.6.2-2)

4.13 Darin ist: R  Wärmeverlust durch Wärmestrahlung [W/m2] → Gl. 4.6.2-3 C  Wärmeverlust durch Konvektion an der Kleidungsoberfläche [W/m2] → Gl. 4.6.2-6 L  Wärmeverlust durch fühlbare Wärme der ausgeatmeten Luft [W/m2] → Gl. 4.6.2-8 Ere  Wärmeverlust durch latente Wärme der ausgeatmeten Luft [W/m2] → Gl. 4.6.2-9 Ed  Wärmeverlust durch Dampfdiffusion über die Haut [W/m2] → Gl. 4.6.2-10 Esw  Wärmeverlust durch das Verdunsten von Schweiß auf der Haut [W/m2] → Gl. 4.6.2-11

4

Tabelle 4.6.2-2 Energieumsätze verschiedener Tätigkeiten [3]

1 Körperliche Tätigkeit

2

3 Energieumsatz 2

[W/m ]

[met]

1 Angelehnt

46

0,8

2 Sitzend, entspannt

58

1,0

3

Sitzende Tätigkeit (Büro, Wohnung, Schule, Labor)

70

1,2

4

Stehende leichte Tätigkeit (Einkaufen, Labor, leichte Industriearbeit)

93

1,6

5

Stehende, mittelschwere Tätigkeit (Verkaufstätigkeit, Hausarbeit, Maschinenbedienung)

116

2,0

110 140 165 200

1,9 2,4 2,8 3,4

Gehen auf der Ebene: 2 km/h 6 3 km/h 4 km/h 5 km/h

Das PMV kann für verschiedene Kombinationen aus Energieumsatz, Bekleidung, Lufttemperatur, mittlerer Strahlungstemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchte berechnet werden. Aufgrund der Komplexität des Berechnungsablaufes wird die Ermittlung von PMV in aller Regel EDV-basiert durchgeführt werden. Die auf der nächsten Seite zusammengestellten Zusammenhänge sind daher in erster Linie als Grundlage für die Programmierung von Berechnungshilfen anzusehen. Hierbei ist zu beachten, dass die Gleichungen für die Oberflächentemperatur der Bekleidung θcl (Gl. 4.6.2-4) und den konvektiven Wärmeübergangskoeffizient an der Kleidungsoberfläche hc (Gl. 4.6.2-7) iterativ zu lösen sind.

4.14

Raumklima/Behaglichkeit

4 4 R = 3, 96 ⋅ 10 −8 ⋅ fcl ⋅ ⎡⎢(θ cl + 273 ) − (θ r + 273 ) ⎤⎥ ⎣ ⎦

(4.6.2-3)

Darin ist: θcl  Oberflächentemperatur der Bekleidung [°C]

θ cl = 35, 7 − 0, 028 ⋅ ( M − W ) − I cl ⋅ ( R − C )

(4.6.2-4)

mit: Icl 
Wärmedurchlasswiderstand der Bekleidung [m2xK/W] nach Tabelle 4.6.2-3 Tr  mittlere Strahlungstemperatur der Raumoberflächen [°C] fcl  Bekleidungsflächenfaktor [-] ⎧⎪1, 00 + 1, 290 ⋅ I cl für fcl = ⎨ ⎩⎪1, 05 + 0, 545 ⋅ I cl für

4

I cl < 0, 078 m 2 K W I cl > 0, 078 m 2 K W

C = fcl ⋅ hc ⋅ (T cl − T a )

(4.6.2-5)

(4.6.2-6)

Darin ist: fcl  Bekleidungsflächenfaktor [-] nach Gl. 4.6.2-5 hc  konvektiver Wärmeübergangskoeffizient an der Kleidungsoberfläche [Wxm2/K] ⎧⎪ 2, 38 ⋅ (θ − θ )0, 25 cl a hc = max ⎨ ⎪⎩12, 1 ⋅ var

θcl θa

 

(4.6.2-7)

mit: var  relative Luftgeschwindigkeit [m/s] Oberflächentemperatur der Bekleidung [°C] nach Gl. 4.6.2-4 Temperatur der Raumluft [°C]

L = 0, 0014 ⋅ M ⋅ ( 34 − θ a )

(4.6.2-8)

Darin ist: M  der Energieumsatz der Person [W/m2] nach Tabelle 4.6.2-2 θa  Temperatur der Raumluft [°C] Ere = 1, 7 ⋅ 10 −5 ⋅ M ⋅ ( 5867 − pa ) Darin ist: M  der Energieumsatz der Person [W/m2] nach Tabelle 4.6.2-2 pa  Wasserdampfpartialdruck der Raumluft [Pa]

(4.6.2-9)

4.15 Er = 3, 05 ⋅ 10 −3 ⋅ ( M − W ) ⋅ ( 5733 − 6, 99 ⋅ ( M − W ) − pa )

(4.6.2-10)

Darin ist: M  der Energieumsatz der Person [W/m2] nach Tabelle 4.6.2-2 W  die abgegebene wirksame mechanische Leistung [W/m2], meist ist W = 0 pa  Wasserdampfpartialdruck [Pa] 0 ⎧ Esw = max ⎨ ⎩0, 42 ⋅ (( M − W ) − 58, 15 )

(4.6.2-11)

Darin ist: M  der Energieumsatz der Person [W/m2] nach Tabelle 4.6.2-2 W  die abgegebene wirksame mechanische Leistung [W/m2]. In der Regel kann jedoch W = 0 angesetzt werden. Tabelle 4.6.2-3 Wärmedurchlasswiderstände Icl für verschiedene Bekleidungskombinationen (Beispiele für übliche Kombinationen, weitere Werte sind [3] zu entnehmen)

1 1

Art der Bekleidung

2 3 unbekleidet 4 Shorts

2

3

Wärmedurchlasswiderstand Icl [m2xK/W]

[clo]

0

0

0,010

0,06

5

Leichte Sommerbekleidung (Unterhose, Hemd mit kurzen Ärmeln, leichte Hose, leichte Socken, Schuhe)

0,080

0,50

6

„Normale“ Kleidung für Innenräume (Unterwäsche, Hemd, Hose, Socken, Schuhe)

0,110

0,70

7

Winterbekleidung für Innenräume (Unterwäsche, dicker Pullover oder Hemd und Jacke, Hose, Socken, Schuhe)

0,155

1,00

8

„Normale“ Arbeitskleidung für Innenräume (Unterhose, Hemd, Hose, Arbeitskittel, Socken, Schuhe)

0,140

0,90

Gemäß [3] sollte der PMV-Index nur für Werte von -2 bis +2 angewendet werden, wobei die Hauptparameter in folgenden Grenzen liegen sollten: - Energieumsatz (M): 46 bis 232 W/m2 (0,8 bis 4 met) - Wärmedurchlasswiderstand der Bekleidung (Icl): 0 bis 0,31 m2xK/W (0 bis 2 clo) - Temperatur der Raumluft (θa): 10 bis 30 °C - mittlere Strahlungstemperatur (θr): 10 bis 40 °C - relative Luftgeschwindigkeit (var): 0 bis 1 m/s - Wasserdampfpartialdruck (pa): 0 bis 2700 Pa

4

4.16

4

Raumklima/Behaglichkeit

Anschaulichere Darstellungen der Zusammenhänge in graphischer Form werden möglich, wenn einige Parameter als konstant angenommen werden. So ist in Bild 4.6.2-1 die optimale operative Temperatur für PMV = 0 in Abhängigkeit vom Grad der Tätigkeit und dem Wärmedurchlasswiderstand der Bekleidung für die drei Kategorien des Umgebungsklimas gemäß Tabelle 4.6.1-1 angebeben. Ebenfalls dargestellt ist der zulässige Temperaturbereich um die optimale Temperatur. Dieser Temperaturbereich ist um so größer, je weniger scharf die Anforderungen formuliert sind. Größere Temperaturabweichungen sind gemäß Bild 4.6.2-1 ebenfalls vertretbar, wenn der Grad der Tätigkeit und die Art der Bekleidung in einem angemessenen Verhältnis stehen. Liegt eine dem Grad der Tätigkeit unangemessene Bekleidung vor, werden nur geringe Temperaturschwankungen toleriert. Eine andere Art der Darstellung wird in den Bildern 4.6.2-2 bis 4.6.2-4 gewählt. Dargestellt wird hier das erzielbare PMV für unterschiedliche Kombinationen der Hauptparameter.

4.6.3 Bestimmung des vorausgesagten Prozentsatzes an Unzufriedenen (PPD) Ausgehend von dem vorausgesagten mittleren Votum gemäß Abschnitt 4.6.2 kann der vorausgesagte Prozentsatz an Unzufriedenen (predicted percentage of dissatisfied, PPD) bestimmt werden. Nachdem also der PMV-Wert ermittelt wurde, kann mit Gl. 4.6.3-1 der Prozentsatz an Personen ermittelt werden, die ein bestimmtes Umgebungsklima als zu warm (PMV =2 bis 3) oder zu kalt (PMV = -2 bis -3) empfinden werden. PPD = 100 − 95 ⋅ e

(−0 ,03353⋅PMV

4

− 0 , 2179⋅ PMV 2

)

(4.6.3-1)

4.6.4 Bestimmung der Beinträchtigung durch Zugluft (DR) Eine unzuträglich starke Luftbewegung führt zu einer unerwünschten Abkühlung des menschlichen Körpers. Dieser Effekt wird durch die Berücksichtigung der Zugluft über den DR-Wert (draught rating, DR) berücksichtigt. Der Wert DR wird anhand von Gl. 4.6.4-1 bestimmt und gilt bei leichter, hauptsächlich sitztender Tätigkeit für Menschen mit einem neutralen thermischen Empfinden. Für höhere Aktivitätsgrade ergeben sich geringere Werte für DR. DR = ( 34 − θ a ) ⋅ ( va − 0, 05 )

0 ,62

⋅ ( 0, 37 ⋅ va ⋅ Tu + 3, 14 ) ≤ 100%

(4.6.4-1)

Darin ist: θa  die lokale Lufttemperatur [°C]; 20 °C d ta d 26 °C va  die lokale mittl. Luftgeschwindigkeit [m/s]; 0,05 m/s d va d 0,5 m/s Tu  der lokale Turbulenzgrad [%]; 10 % d Tu d 60 % (siehe auch Gl. 4.5-3, dort ist der Turbulenzgrad mit T bezeichnet)

4.17

4

Bild 4.6.2-1 Optimale operative Temperaturen für PMV = 0 als Funktion der Bekleidung und der Aktivität für die drei Kategorien des Umgebungsklimas. Außerdem dargestellt sind die zulässigen Temperaturbereiche um die jeweilige optimale Temperatur. Die Werte gelten für eine mittlere Windgeschwindigkeit von 0,1 m/s und eine rel. Luftfeuchte von 50 %

4.18

Raumklima/Behaglichkeit

4

Bild 4.6.2-2 PPD-Werte für Tätigkeitsgrade zwischen 0,8 met und 1,2 met sowie für Luftgeschwindigkeiten von 0,1 m/s und 0,2 m/s für unterschiedliche operative Temperaturen und Bekleidungsgrade. Die Werte sind gültig für eine rel. Luftfeuchte von 50 %.

4.19

4

Bild 4.6.2-3 PPD-Werte für Tätigkeitsgrade zwischen 1,4 met und 1,8 met sowie für Luftgeschwindigkeiten von 0,1 m/s und 0,2 m/s für unterschiedliche operative Temperaturen und Bekleidungsgrade. Die Werte sind gültig für eine rel. Luftfeuchte von 50 %.

4.20

Raumklima/Behaglichkeit

4 Bild 4.6.2-4 PPD-Werte für einen Tätigkeitsgrad von 2,0 met sowie für Luftgeschwindigkeiten von 0,1 m/s und 0,2 m/s für unterschiedliche operative Temperaturen und Bekleidungsgrade. Die Werte sind gültig für eine rel. Luftfeuchte von 50 %.

4.21

4.7 Literatur [1] [2] [3]

[4] [100] [101] [102] [103] [104] [105]

[106]

[107]

[108] [109]

DIN 1946-1 (10.88): Raumlufttechnik – Terminologie und graphische Symbole (VDI-Lüftungsregeln) DIN 1946-2 (01.94): Raumlufttechnik - Gesundheitstechnische Anforderungen (VDI-Lüftungsregeln) E DIN EN ISO 7730 (10.03): Ergonomie des Umgebungsklimas - Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und der lokalen thermischen Behaglichkeit VDI 2083 Blatt 5 (02.96): Reinraumtechnik – Thermische Behaglichkeit Buss, H.: Tabellenhandbuch zum Wärme- und Feuchteschutz. WEKA Baufachverlage, Kissing, 2002 Fanger, P.O.: Thermal Comfort - Analysis and Applications in Environmental Engineering. Danish Technical Press, Kopenhagen, 1970 Frank, W.: Die Erfassung des Raumklimas mit Hilfe richtungsempfindlicher Frigorimeter. In: Gesundheitsingenieur 89 (1968) Heft 10, S. 301 bis 308 Frank, W.: Raumklima und Thermische Behaglichkeit. Berichte aus der Bauforschung, Heft 104, Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 1975 Grandjean, E.: Regelung des Wärmehaushaltes im menschlichen Körper. Regelungstechnische Praxis (1979) Heft 3, S. 59 bis 62 Leusden, F.; Freymark, H.: Darstellungen der Raumbehaglichkeit für den einfachen praktischen Gebrauch. In: Gesundheitsingenieur 72 (1951) Heft 16, S. 271-273 Pistohl, W.: Handbuch der Gebäudetechnik - Planungsgrundlagen und Beispiele: Band 2 - Heizung / Lüftung / Energiesparen. Werner Verlag, Düsseldorf, 5. Auflage 2005 Roedler, F.: Wärmephysiologische und hygienische Grundlagen. In: H. Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik. Springer-Verlag, Berlin, 14. Auflage 1960 VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC) (Hrsg.): VDI-Wärmeatlas. Springer-Verlag, Berlin, 9. Auflage 2003 Wenzel, H.-G.; Müller, E.A.: Untersuchungen der Behaglichkeit des Raumklimas bei Deckenheizung. Internatationale Zeitschrift für Physiologie einschließlich Arbeitsphysiologie 16 (1957), S. 335 bis 355

4

5.1

5 Feuchteschutz 5.1 Physikalische Größen, Formelzeichen, Einheiten Tabelle 5.1-1 Physikalische Größen, Formelzeichen und Einheiten

1

2

3

Formelzeichen

Einheit

2 Normaldruck der Luft (pN=1013,25 hPa)

po

hPa mbar N/mm2

3 Luftdruck

p

hPa

4 Partialdruck der trockenen Luft

pL

hPa

5 Wasserdampfpartialdruck

pD

hPa

6 Wasserdampfpartialdruck innen

pi

hPa

7 Wasserdampfpartialdruck außen

pe

hPa

8 Wasserdampfsättigungsdruck

pS

hPa

9 relative Luftfeuchte

φ

%

10 spezifische Gaskonstante

R

J/(kg·K) (Pa·m3)/(kg·K)

11 Wasserdampfkonzentration

c

kg/m3

12 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte

g

kg/(m2·h)

13 Wasserdampf-Diffusionskoeffizient

DD

m2·h

14 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient

δD

kg/(m·h·Pa)

15 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft

δDL

kg/(m·h·Pa)

16 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl

μ

-

17 wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke

sd

m

18 Schichtdicke

d

m

19 Wasserdampf-Diffusionsstrom

m

kg/h

20 Diffusionsübergangskoeffizient

β

kg/(m2·h·Pa)

21 Diffusionsübergangswiderstand

1/β

(m2·h·Pa)/kg

22 Diffusionsdurchlasswiderstand

Z

(m2·h·Pa)/kg

23 Wasserdampfdurchgangskoeffizient

kD

kg/(m2·h·Pa)

24 Flächenbezogene Tauwassermenge

mW,T

kg/m2

25 Flächenbezogene Verdunstungsmenge

mW,V

kg/m2

26 Thermodynamische Temperatur (T = θ + 273,15)

T

K

27 Celsius-Temperatur

θ

°C

28 Temperaturdifferenz

Δθ

K

1 Physikalische Größe

5

5.2

5

5 Feuchteschutz

29 Taupunkttemperatur

θS

°C

30 Windgeschwindigkeit

v

m/s

31 Fläche

A

m2

32 Masse

m

kg

33 Volumen

V

m3

34 Zeit

t

s

35 Feuchtegehalt, massenbezogen

u

%

36 Feuchtegehalt, volumenbezogen

ψ

%

37 Kapillare Steighöhe

hk

m

38 Kapillarradius

r

m

39 Oberflächenspannung

σ

N/m

40 Randwinkel

θ

°

ρW

kg/m3

42 Erdbeschleunigung (g=9,81 m/s2)

g

m/s2

43 Wasseraufnahmekoeffizient

w

kg/(m2·h0,5)

41 Dichte des Wassers (ρW=1000 kg/m3)

5.3

5.2 Feuchteschutztechnische Begriffe 5.2.1 Wasserdampf Die Atmosphäre als Lufthülle der Erde ist ein Gemisch verschiedener Gase. Die wesentlichen Bestandteile der trockenen Luft sind Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase (z.B. Argon) und Kohlendioxid. Hinzu treten Verunreinigungen wie Staubpartikel und Abgase. Unter der Bezeichnung „feuchte Luft“ wird das Gasgemisch aus trockener Luft und Wasserdampf verstanden. Wasserdampf (Wasser im gasförmigen Zustand) ist wie alle anderen hier betrachteten Gase unsichtbar. Der Wasserdampfanteil (in der Regel beschrieben durch die relative Luftfeuchte φ, siehe Abschnitt 5.2.5) im Gasgemisch Luft, der durch den Sättigungszustand in Abhängigkeit von der Temperatur begrenzt wird, ist im Vergleich zum Stickstoff- und Sauerstoffanteil relativ gering (siehe Tabelle 5.2.1-1). Die Beschreibung des Wasserdampfanteiles des Gasgemisches Luft erfolgt üblicherweise durch die Angabe des Wasserdampfpartialdruckes pD (siehe Abschnitt 5.2.2), aber auch durch die Angabe der Wasserdampfkonzentration cD (siehe Abschnitt 5.2.7). Tabelle 5.2.1-1 Kennwerte des Gasgemisches Luft im oberflächennahen Bereich der Atmosphäre

1

2 Stickstoff

N2

3 Anteil [Vol.-%] 78,08

3 Sauerstoff

O2

20,93

4 Argon

Ar

0,9325

5 Kohlendioxid

CO2

0,03

6 Wasserdampf

H2O

variabel von 0 bis 4%

1 Bestandteile

2 Zeichen

5.2.2 Wasserdampfpartialdruck Feuchte Luft wird mit ausreichender Genauigkeit, für den in der Baupraxis relevanten Temperaturbereich von -10°C bis +30°C, als ideales Gas behandelt. Ein ideales Gas ist ein hypothetisches Gas, bei dem das Eigenvolumen und die Wechselwirkungskräfte (Anziehungs- und Abstoßungskräfte) zwischen den Molekülen des Gases vernachlässigt werden. Der thermische Zustand des Gasgemisches der feuchten Luft, das Verhalten und die Eigenschaft eines idealen Gases, wird mit der „idealen Gasgleichung“ (Gl. 5.2.2-1) beschrieben. Die Zustandsgrößen in der idealen Gasgleichung sind der Druck p, das Volumen V, die Masse m, die Temperatur T und die spezifischen Gaskonstante R (siehe Tabelle 5.2.2-1). p ⋅V = m ⋅ R ⋅T

(5.2.2-1)

Der Wasserdampfpartialdruck pD bzw. der Partialdruck der trockenen Luft pL wird mit den Kenngrößen für Wasserdampf (mD, RD) bzw. trockene Luft (mL,RL) in entspre-

5

5.4

5 Feuchteschutz

chender Weise bestimmt. pD ⋅ V = mD ⋅ RD ⋅ T

(5.2.2-2)

pL ⋅ V = mL ⋅ RL ⋅ T

(5.2.2-3)

Der Gesamtdruck - der Luftdruck p (Barometerdruck) - ergibt sich nach dem Gesetz von Dalton (Gl. 5.2.2-4) als Summe der Partialdrücke (Teildrücke) der trockenen Luft pL und des Wasserdampfes pD. p = pO2 + pCO2 + pN2 + ... + pD = pL + pD

5

(5.2.2-4)

Der Wasserdampfpartialdruck ist somit ein Teil des Gesamtdruckes p, liefert aber im Vergleich zu den trockenen Bestandteilen des Wasserdampf-Gas-Gemisches - insbesondere Stickstoff und Sauerstoff - nur einen geringen Anteil. Je feuchter die Luft ist, desto größer ist der Wasserdampfpartialdruck pD und somit bei konstanten Randbedingungen auch der Luftdruck p. Der Luftdruck wird mit Hilfe von Barometern (sog. Quecksilber- und Aneroidbarometer) in hPa gemessen, wobei die Messwerte in Abhängigkeit des Messortes zur Vergleichbarkeit - der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab - auf das Meerespiegelniveau bezogen werden. Im Allgemeinen schwankt der Luftdruck p zwischen Werten von 970 hPa und 1060 hPa. Unter Normbedingungen (siehe Abschnitt 5.2.4) beträgt der Luftdruck auf Meeresspiegelniveau p0=1013,25 hPa und entspricht somit dem Mittelwert der o.g. Luftdrücke. Der Wasserdampfpartialdruck pD kann Werte zwischen 0 hPa (wasserdampffreie Luft) und maximal 40 hPa (maximal 4 Vol.-% Wasserdampfanteil der Luft, siehe Tabelle 5.2.1-1) annehmen.

Anmerkung: Gl. 5.2.2-4 ist nur anwendbar, wenn der Wasserdampfpartialdruck sehr klein gegenüber dem Gesamtdruck des Gasgemisches ist. Abweichungen vom Dalton´schen Gesetz treten nur bei sehr niedrigen Luftdrücken und sehr großen Wasserdampfanteilen auf. Da der Gesamtdruck der feuchten Luft in der Regel in der Nähe von p=1 bar=1000 hPa liegt und die Abweichungen von der thermischen Zustandsgleichung idealer Gase sehr gering sind (die Abweichung beträgt für reale Gase bei 20 bar etwa 1%), werden diese daher meist vernachlässigt. Tabelle 5.2.2-1 Spezifische Gaskonstanten R der Bestandteile des Gasgemisches Luft

1

2

3

Zeichen

spez. Gaskonstante R [J/(kg·K)]

2 Stickstoff

N2

296,8

3 Sauerstoff

O2

259,8

4 Argon

Ar

208,2

5 Kohlendioxid

CO2

188,9

6 trockene Luft

-

RL = 287,05

7 Wasserdampf

H2O

RD = 461,5

1 Bestandteile

5.5

5.2.3 Wasserdampfsättigungsdruck Als Wasserdampfsättigungsdruck pS wird der Wasserdampfpartialdruck im Sättigungszustand bezeichnet. Dies entspricht dem höchstmöglichen Wasserdampfpartialdruck bei 100% Luftfeuchte, dessen Überschreitung nicht möglich ist. Der Wasserdampfsättigungsdruck als Funktion der Temperatur, dargestellt in Bild 5.2.3-1, nimmt mit zunehmender Temperatur exponentiell zu.

5

Bild 5.2.3-1 Wasserdampfsättigungsdruck in Abhängigkeit der Lufttemperatur (Beispiel: Bei einer Lufttemperatur von θ=20°C beträgt der Wasserdampfsättigungsdruck pS=2340 Pa)

Der Wasserdampfsättigungsdruck kann gemäß DIN 4108-3 näherungsweise in Abhängigkeit der Temperatur gemäß Gl. 5.2.3-1 bzw. Gl. 5.2.3-2 bestimmt bzw. der Tabelle 5.2.3-1 entnommen werden.

θ ⎞ ⎛ pS = 288, 68 ⋅ ⎜ 1, 098 + ⎟ 100 ⎠ ⎝

8,02

gültig für 0°C ≤ θ ≤ 30°C

(5.2.3-1)

gültig für -20°C ≤ θ < 0°C

(5.2.3-2)

12 ,30

θ ⎞ ⎛ pS = 4, 689 ⋅ ⎜ 1, 486 + ⎟ 100 ⎝ ⎠

5.6

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.2.3-1 Wasserdampfsättigungsdruck pS nach DIN 4108-3 [16]

1

5

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

,7

,8

,9

1

Lufttemperatur θ

2

[°C]

3

30

4244 4269 4294 4319 4344 4369 4394 4419 4445 4469

4

29

4006 4030 4053 4077 4101 4124 4148 4172 4196 4219

5

28

3781 3803 3826 3848 3871 3894 3916 3939 3961 3984

6

27

3566 3588 3609 3631 3652 3674 3695 3717 3793 3759

7

26

3362 3382 3403 3423 3443 3463 3484 3504 3525 3544

8

25

3169 3188 3208 3227 3246 3266 3284 3304 3324 3343

9

24

2985 3003 3021 3040 3059 3077 3095 3114 3132 3151

10

23

2810 2827 2845 2863 2880 2897 2915 2932 2950 2968

11

22

2645 2661 2678 2695 2711 2727 2744 2761 2777 2794

12

21

2487 2504 2518 2535 2551 2566 2582 2598 2613 2629

13

20

2340 2354 2369 2384 2399 2413 2428 2443 2457 2473

14

19

2197 2212 2227 2241 2254 2268 2283 2297 2310 2324

15

18

2065 2079 2091 2105 2119 2132 2145 2158 2172 2185

16

17

1937 1950 1963 1976 1988 2001 2014 2027 2039 2052

17

16

1818 1830 1841 1854 1866 1878 1889 1901 1914 1926

18

15

1706 1717 1729 1739 1750 1762 1773 1784 1795 1806

19

14

1599 1610 1621 1631 1642 1653 1663 1674 1684 1695

20

13

1498 1508 1518 1528 1538 1548 1559 1569 1578 1588

21

12

1403 1413 1422 1431 1441 1451 1460 1470 1479 1488

22

11

1312 1321 1330 1340 1349 1358 1367 1375 1385 1394

23

10

1228 1237 1245 1254 1262 1270 1279 1287 1296 1304

24

9

1148 1156 1163 1171 1179 1187 1195 1203 1211 1218

25

8

1073 1081 1088 1096 1103 1110 1117 1125 1133 1140

26

7

1002 1008 1016 1023 1030 1038 1045 1052 1059 1066

27

6

935

942

949

955

961

968

975

982

988

995

28

5

872

878

884

890

896

902

907

913

919

925

29

4

813

819

825

831

837

843

849

854

861

866

30

3

759

765

770

776

781

787

793

798

803

808

31

2

705

710

716

721

727

732

737

743

748

753

Wasserdampfsättigungsdruck pS [Pa] ,0

(fortgesetzt auf nächster Seite)

,1

,2

,3

,4

,5

,6

5.7 Tabelle 5.2.3-1 Wasserdampfsättigungsdruck pS nach DIN 4108-3 [16] (Fortsetzung)

1

2

3

4

Lufttemperatur θ

5

6

7

8

9

10

11

Wasserdampfsättigungsdruck pS [Pa]

[°C]

,0

,1

,2

,3

,4

,5

,6

,7

,8

,9

32

1

657

662

667

672

677

682

687

691

696

700

33

0

611

616

621

626

630

635

640

645

648

653

34

-0

611

605

600

595

592

587

582

577

572

567

35

-1

562

557

552

547

543

538

534

531

527

522

36

-2

517

514

509

505

501

496

492

489

484

480

37

-3

476

472

468

464

461

456

452

448

444

440

38

-4

437

433

430

426

423

419

415

412

408

405

39

-5

401

398

395

391

388

385

382

379

375

372

40

-6

368

365

362

359

356

353

350

347

343

340

41

-7

337

336

333

330

327

324

321

318

315

312

42

-8

310

306

304

301

298

296

294

291

288

286

43

-9

284

281

279

276

274

272

269

267

264

262

44

-10

260

258

255

253

251

249

246

244

242

239

45

-11

237

235

233

231

229

228

226

224

221

219

46

-12

217

215

213

211

209

208

206

204

202

200

47

-13

198

197

195

193

191

190

188

186

184

182

48

-14

181

180

178

177

175

173

172

170

168

152

49

-15

165

164

162

161

159

158

157

155

153

152

50

-16

150

149

148

146

145

144

142

141

139

138

51

-17

137

136

135

133

132

131

129

128

127

126

52

-18

125

124

123

122

121

120

118

117

116

115

53

-19

114

113

112

111

110

109

107

106

105

104

54

-20

103

102

101

100

99

98

97

96

95

94

5.2.4 Normatmosphäre Die Normatmosphäre wird durch den Normzustand - dem Normdruck pN bei der Normtemperatur TN und Normdichte ρN festgelegt und bezieht sich auf die Meereshöhe 0,0 m über NN. Definiert ist der Normzustand durch pN = 760 Torr = 1013,25 hPa und die Normtemperatur TN = 273,15 K = 0°C sowie die Normdichte ρN = 1,292 kg/m3 [91].

5

5.8

5 Feuchteschutz

5.2.5 Relative Luftfeuchte Zur Charakterisierung des Wasserdampfgehaltes der Luft wird die relative Luftfeuchte φ verwendet. Diese ist ein dimensionsloser oder in Prozent angegebener Wert und kennzeichnet das Verhältnis aus Wasserdampfpartialdruck pD und Wasserdampfsättigungsdruck pS bzw. die tatsächlich vorhandene Wasserdampfkonzentration cD (siehe Abschnitt 5.2.7) im Verhältnis zur Wasserdampfsättigungskonzentration cS (siehe Abschnitt 5.2.8) bei einer bestimmten Temperatur. p c φ= D = D (5.2.5-1) pS cS

5

Kalte Luft ist im Vergleich zu warmer Luft bei gleicher relativer Luftfeuchte stets trockener (kalte Luft kann nur geringe Mengen an Wasserdampf enthalten, siehe Abschnitt 5.2.7). Deshalb steigt bei gleichbleibender Wasserdampfmenge die relative Luftfeuchte beim Abkühlen der Luft, währenddessen die relative Luftfeuchte beim Erwärmen der Luft sinkt. Die relative Luftfeuchte ist ein entscheidendes Kriterium für das Raumklima und für die Lüftungstechnik. Aus bauphysikalischen und hygienischen Gründen wird die relative Luftfeuchte in einem Wohnraum begrenzt. Zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung an raumseitigen Außenwandoberflächen wird in DIN 4108-2 [15] und DIN EN ISO 13788 [89] die kritische Grenze für die Raumluftfeuchte bei 80% festgelegt (siehe hierzu Abschnitt 5.5.4). Für ein optimales Wohnraumklima sollte die relative Luftfeuchte nach DIN 1946-2 [5] zwischen 30% und 65% liegen. Zu niedrige, als auch zu hohe relative Luftfeuchten werden als unangenehm empfunden und können sogar zu Gesundheitsschäden führen. Zu niedrige relative Luftfeuchten führen z.B. zur Austrocknung der Schleimhäute und beeinträchtigen somit die Funktion der Atmungsorgane. Zu hohe relative Luftfeuchten werden als zu schwül empfunden und schränken den Prozess der Wärmeabgabe des Körpers ein. Dies wiederum kann zu einer Erhöhung der Körpertemperatur und zu einer Kreislaufbelastung führen.

5.2.6 Konzentration der trockenen Luft Die Konzentration des Gases der trockenen Luft cL ist das Verhältnis der Masse der trockenen Luft mL zum Volumen des Gasgemisches V. cL =

mL p − φ ⋅ pS p − pD = = V RL ⋅ T RL ⋅ T

(5.2.6-1)

5.2.7 Wasserdampfkonzentration Die Wasserdampfkonzentration cD ist die Feuchtigkeitsmenge mD bezogen auf das Volumen des Gasgemisches V. Die Wasserdampfkonzentration cD wird auch als absolute Luftfeuchtigkeit bzw. als Wasserdampfdichte bezeichnet. cD =

mD φ ⋅ pS pD = = V RD ⋅ T RD ⋅ T

(5.2.7-1)

5.9

5.2.8 Wasserdampfsättigungskonzentration Die Wasserdampfsättigungskonzentration cS entspricht der maximalen Menge an Wasserdampf (φ=100%), die ein bestimmtes Luftvolumen bei einer bestimmten Temperatur enthalten kann. Jeder Wasserdampfsättigungskonzentration ist ein gewisser Wasserdampfsättigungsdruck pS zugeordnet. Dieser kann in Abhängigkeit der Temperatur T nach Gl. 5.2.8-1 bestimmt oder der Tabelle 5.2.8-1 entnommen werden. cS =

mS pS = V RD ⋅ T

(5.2.8-1)

Mit steigender Lufttemperatur nimmt die Wasserdampfsättigungskonzentration cS der Luft, wie auch der Wasserdampfsättigungsdruck pS, zu. Mit abnehmender Temperatur sinkt die maximal aufnehmbare Wasserdampfmenge und somit auch die Wasserdampfsättigungskonzentration cS. Dabei besteht kein linearer Zusammenhang, sondern die Wasserdampfsättigungskonzentration cS der Luft sowie der Wasserdampfsättigungsdruck pS nimmt mit zunehmender Temperatur überproportional zu (siehe Bild 5.2.81). 3

Tabelle 5.2.8-1 Wasserdampfsättigungskonzentration cS [g/m ] und Wasserdampfsättigungsdruck pS [Pa] in Abhängigkeit der Lufttemperatur θ [°C]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

24

23

22

21

Lufttemperatur θ [°C]

1 2

30 3

3 cS [g/m ] 4 pS [Pa] 5

29

28

27

26

25

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

2487 11

6 cS [g/m3]

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

9,99

7 pS [Pa]

2340

2197

2065

1937

1818

1706

1599

1312

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

9 cS [g/m3]

9,38

8,80

8,25

7,73

7,24

6,78

6,34

5,93

5,55

5,18

10 pS [Pa]

1228

1148

1073

1002

935

872

813

759

705

657

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-7

-8

-9

12 cS [g/m3] 13 pS [Pa]

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

368

337

310

284

14

-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

8

11

3

15 cS [g/m ] 16 pS [Pa]

1498 1403

5

5.10

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.2.8-1 Abhängigkeit der aufnehmbaren Wasserdampfmenge von der Lufttemperatur (Beispiel: Wasserdampfgesättigte Luft (φ=100%) enthält bei einer Lufttemperatur von θ=20°C 3 eine Wasserdampfmenge von cS=17,25 g/m und bei einer relativen Luftfeuchte von φ=60% 3 eine Wasserdampfmenge von cD=10,38 g/m )

5.2.9 Taupunkttemperatur Die Taupunkttemperatur θS bezeichnet diejenige Temperatur bei der die Wasserdampfsättigungskonzentration cS bzw. der Wasserdampfsättigungsdruck pS der Luft erreicht ist. Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt in diesem Zustand 100%. Wird die feuchte Luft unter die Taupunkttemperatur abgekühlt, kommt es zu einem Phasenwechsel von „gasförmig“ zu „flüssig“ und ein Teil des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes wird als überschüssige Feuchtigkeit in flüssiger Form als Tauwasser ausgeschieden. An raumseitigen Bauteiloberflächen fällt Tauwasser aus, wenn deren Oberflächentemperatur unterhalb der Taupunkttemperatur der Luft liegt. Bei Tauwasserausfall wird Kondensationswärme frei, wodurch sich die Oberflächentemperatur des betroffenen Bauteils kurzfristig und geringfügig erhöht. Aus einer Luftmenge wird umso mehr Feuchtigkeit ausgeschieden, je größer die Unterschreitung der Taupunkttemperatur ist, da kältere Luft weniger Wasserdampf aufzunehmen vermag. Die Taupunkttemperatur kann mit Gl. 5.2.9-1 bestimmt oder Bild 5.2.9-1 oder Tabelle 5.2.9-1 entnommen werden.

5.11 1

φ 8,02 θS = ( ) ⋅ (109, 8 + θ ) − 109, 8 100

(5.2.9-1)

Die Taupunkttemperatur wird insbesondere zur Überprüfung von Tauwasserbildung auf Oberflächen von Bauteilen herangezogen (siehe Abschnitt 5.5.4).

5

Bild 5.2.9-1 Taupunkttemperatur θs [°C] der Luft in Abhängigkeit der relativen Feuchte φ [%] und Lufttemperatur θ [°C] (Beispiel: Wird eine Luftmenge mit einer Lufttemperatur von θ=20°C und relativen Luftfeuchtigkeit von φ=50% im Bereich einer kalten Oberfläche, z.B. Außenwandinnenoberfläche, abgekühlt, so fällt an der betreffenden Oberfläche erst Tauwasser aus, wenn die Taupunkttemperatur θs=9,3 °C unterschritten wird.)

5.12

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.2.9-1 Taupunkttemperatur θs der Luft in Abhängigkeit der relativen Feuchte und Lufttemperatur nach [16]

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

relative Luftfeuchte φ [%]

2

Lufttemperatur θ [°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

9,4 11,4 13,2 14,8 16,3 17,6 18,9 20,1 21,2 22,3 23,3 24,2 25,1

8

25

6,2

8,5 10,5 12,2 13,9 15,3 16,7 18,0 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

8,7 10,4 12,0 13,5 14,8 16,1 17,2 18,3 19,4 20,3 21,3 22,2

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

6,0

7,7

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

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

5,9

7,4

8,8 10,1 11,3 12,5 13,5 14,5 15,4 16,3 17,2

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

2,4

4,1

5,6

7,0

8,2

9,4 10,5 11,6 12,6 13,5 14,4 15,2

18

15

-2,2 -0,3 1,5

3,2

4,7

6,1

7,3

8,5

9,6 10,6 11,6 12,5 13,4 14,2

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

5,5

6,6

7,7

8,7

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

21

12

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

1,9

3,2

4,5

5,7

6,7

7,7

8,7

9,6 10,4 11,2

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

1,4

2,6

3,7

4,8

5,8

6,7

7,6

8,4

1

5

2

9,2

5.2.10 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand Zwischen der Bauteiloberfläche (z.B. Wandinnenoberfläche) und der angrenzenden Luft (z.B. Innenraumluft) bildet sich eine mehr oder weniger ruhende Luftschicht (Grenzschicht) aus, die dem Wasserdampfdiffusionsaustausch einen Widerstand entgegenstellt. Der Feuchtetransport in dieser Grenzschicht wird als WasserdampfDiffusionsübergang bezeichnet und durch den strömungsabhängigen WasserdampfDiffusionsübergangswiderstand 1/ß quantifiziert. Die Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände sind infolge unterschiedlich intensiver Luftströmungen innen- und außenseitig von unterschiedlicher Größenordnung. Die Luftströmung im Innenraum

5.13 wird im Allgemeinen durch freie, natürliche Konvektion (vgl. erzwungene Konvektion z.B. durch Ventilatoren) erzeugt. Die Ursache dieser Strömung sind Dichteunterschiede der Raumluft, die z.B. infolge vertikaler Temperaturschichtungen hervorgerufen werden. Der innere Diffusionsübergangswiderstand 1/ßi kann nach Gl. 5.2.10-1 bestimmt werden. Dieser ist abhängig von der Lufttemperatur Ti und der Oberflächentemperatur Tsi des Bauteils und ist umso kleiner, je größer der Unterschied zwischen Luft- und Oberflächentemperatur ist. 1 −1 = 106 ⋅ ⎡⎣( Ti − Tsi ) ⋅ ( 0, 01 ⋅ Ti + 2, 46 ) + 0, 48 ⋅ Ti + 91⎤⎦ ßi

(5.2.10-1)

Der äußere Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 1/ße wird in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit angegeben (Tabelle 5.2.10-1). Tabelle 5.2.10-1 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 1/ße [1001]

1 1 Windgeschwindigkeit

2

5

1/ße [m2·h·Pa/kg] 1

2 Windstille 3 Wind 5 m/s 4 Sturm 25 m/s

3 ,3 ⋅ 10 −4 1 6 ,3 ⋅ 10 −4 1 25 ⋅ 10 −4

Bei feuchteschutztechnischen Berechnungen zur Beurteilung der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen (z.B. bei der Anwendung des Glaser-Verfahrens) werden die Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände 1/ßi und 1/ße in der Regel vernachlässigt, da sie im Vergleich zum Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand Z (siehe Abschnitt 5.2.12) des Bauteils sehr klein sind. Zur Überprüfung der Tauwasserbildung auf Oberflächen von Bauteilen sind die 1/ßi-Werte jedoch von Bedeutung (siehe Abschnitt 5.5.2).

5.2.11 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft Der Diffusionsleitkoeffizient δDL von Wasserdampf in ruhender Luft gibt an, wieviel kg Wasserdampf durch 1 m2 einer Luftschicht von 1 m Dicke je Stunde diffundieren, wenn die Dampfdruckdifferenz zu beiden Seiten der Schicht 1 Pa beträgt. δ DL =

DD RD ⋅ T

(5.2.11-1)

Der Diffusionskoeffizient DD von Wasserdampf in Luft wird nach der von Schirmer [1014] aufgestellten empirischen Beziehung ermittelt, wobei für p der Luftdruck (Barometerdruck) und für po der Normdruck (po=1013,25 Pa) anzusetzen ist.

5.14

5 Feuchteschutz 1,81

p ⎛ T ⎞ DD = 0, 083 ⋅ o ⋅ ⎜ ⎟ p ⎝ 273 ⎠

5

(5.2.11-2)

Die Beweglichkeit der Wasserdampfmoleküle - und somit der Diffusionskoeffizient DD von Wasserdampf in Luft - ist demnach um so größer, je geringer der Luftdruck p und je höher die Lufttemperatur T ist. Der Einfluss einer Luftdruckänderung ist im Vergleich zum Einfluss einer Temperaturänderung in Gl. 5.2.11-2 gering, so dass bei Diffusionsberechnungen der vorhandene Luftdruck p meist unberücksichtigt bleibt und po/p =1 gesetzt wird. In Tabelle 5.2.11-1 werden die temperaturabhängigen Kennwerte, der Diffusionskoeffizient DD und der Diffusionsleitkoeffizient δDL des Wasserdampfes in Luft, für den Temperaturbereich von -10°C bis +30°C dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Kennwerte sich in Abhängigkeit von der Temperatur nur geringfügig ändern. Beim Nachweis des Tauwasserschutzes nach DIN 4108-3 [16] nach dem Glaser-Verfahren wird die Temperaturabhängigkeit des Diffusionsleitkoeffizienten daher vernachlässigt, da die Schwankungen von DD und T im baupraktischen Temperaturbereich von -10°C und +30°C im Vergleich zu den durchschnittlichen Schwankungen der angenommenen Temperaturen und relativen Feuchten innen- und außenseitig nur eine geringfügige Rolle spielen. Beim Glaser-Verfahren werden demnach konstante Parameter für eine Bezugstemperatur von +10°C angesetzt. Zur Bestimmung des Wasserdampfdiffusionswiderstandes Z (siehe Abschnitt 5.2.12) ist mit DD=0,089 m2/h bzw. 1/δDL≅1,5·106 Pa·m·h/kg zu rechnen. Bei einer exakten Ermittlung des Diffusionsdurchlasswiderstandes Z einer Bauteilschicht sollte der Temperatureinfluss auf den Diffusionsduchlasswiderstand berücksichtigt werden. Hierbei wird der Diffusionsleitkoeffizient für jede Schichtgrenztemperatur berechnet. Tabelle 5.2.11-1 Temperaturabhängige Kennwerte des Diffusionskoeffizienten DD und des Diffusionsleitkoeffizienten δDL des Wasserdampfes in Luft

1

2

3

4

Lufttemperatur θ [°C]

RD ⋅ T

DD

δ DL

[kJ/kg]

[m2/h]

[kg/Pa·m·h]

[Pa·m·h/kg]

2

30

140,1

0,100

3

25

137,7

0,097

0,716 · 10-6 0,707 · 10-6

1,40 · 106 1,41 · 106

4

20

135,4

0,094

5

15

133,1

0,091

0,697 · 10-6 0,688 · 10-6

1,43 · 106 1,45 · 106

6

10

130,8

0,089

7

5

128,5

0,086

0,678 · 10-6 0,668 · 10-6

1,48 · 106 1,50 · 106

8

0

126,2

0,083

9

-5

123,9

0,080

0,658 · 10-6 0,649 · 10-6

1,52 · 106 1,54 · 106

10

- 10

121,5

0,078

0,639 · 10-6

1,57 · 106

1

5 1 δ DL

5.15

5.2.12 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand In Analogie zum Wärmeübergang ist für bauphysikalische Berechnungen auch für Wasserdampfübertragungsvorgänge in Bauteilen ein Transportwiderstand definiert. Z=

d 1 = ⋅μ ⋅ d δ D δ DL

(5.2.12-1)

Der Wasserdampf-Diffusionsduchlasswiderstand eines einschichtigen homogenen Bauteils wird nach Gl. 5.2.12-1 bestimmt und ist abhängig von der Dicke d der Bauteilschicht und von einer Materialkonstante: dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizienten δD. Diese gibt an, welche Wasserdampfmenge in kg innerhalb einer Stunde bei einer Partialdruckdifferenz von 1 Pa durch eine 1 m dicke Schicht eines Stoffes über eine Fläche von 1 m2 diffundiert. Anstatt die Schichtwiderstände aus der Schichtdicke d und dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizienten δD zu berechnen, kann man den Diffusionswiderstand durch den Vergleich mit dem Diffusionswiderstand einer entsprechenden Luftschichtdicke charakterisieren. Hierbei werden die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ (siehe Abschnitt 5.2.15) und der Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient der ruhenden Luft δDL (siehe Abschnitt 5.2.11) angesetzt. Der Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand eines mehrschichtigen homogenen Bauteils wird durch Summation der Widerstände der einzelnen Schichten nach Gl. 5.2.12-2 bestimmt. n

Z=

∑ i =1

di = δ Di

n

∑δ i =1

1

⋅ μ i ⋅ di

(5.2.12-2)

DLi

5.2.13 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient Mit dem Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizienten kD wird der Gesamtwiderstand beschrieben, den ein Bauteil und die oberflächennahen Luftschichten dem Wasserdampfdurchgang entgegensetzen. Für den einfachsten Fall eines einschichtigen homogenen Bauteils ergibt sich kD zu ⎛ 1 1 ⎞ kD = ⎜ + Z + ⎟ ße ⎠ ⎝ ßi

−1

(5.2.13-1)

Für den Regelfall eines Bauteils aus mehreren Schichten werden bei der Berechnung von kD die Einzelwiderstände der Schichten sequentiell addiert. Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt daher ⎛ 1 1 ⎞ kD = ⎜ + Z + ⎟ ße ⎠ ⎝ ßi

−1

n ⎛ ⎛ 1 ⎞ 1 ⎞ 1 ⎜ ⎟ ⎜ = + ⋅ μ i ⋅ di ⎟ + ⎜ δ DL ⎟ ße ⎟ ⎜ ßi ⎠ i i =1 ⎝ ⎝ ⎠

∑

−1

(5.2.13-2)

Weist ein Bauteil eine oder mehrere inhomogene Schichten auf, wird kD für ein solches mehrschichtiges inhomogenes Bauteil (für ein Bauteil mit q Abschnitten) gemäß Gl. 5.2.13-3 berechnet.

5

5.16 kD = fa ⋅ kDa + fb ⋅ kDb + ... + fq ⋅ kDq

5 Feuchteschutz

(5.2.13-3)

Hierbei sind fa, fb, ... fq die Teilflächen der Abschnitte a bis q und kDa, kDb, ... kDq die Wasserdampf-Diffusionsdurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte.

5.2.14 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte Die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte g gibt an, welche Wasserdampfmenge durch eine zur Richtung des Wasserdampfdiffusionsstromes senkrechten Bauteilfläche stündlich transportiert wird. g = kD ⋅ ( pi − pe )

5

(5.2.14-1)

Der Wasserdampfdiffusionsstrom stellt sich stets entlang eines Wasserdampfpartialdruckgefälles ein. Hierbei diffundiert Wasserdampf vom höheren Potential (höherer Wasserdampfpartialdruck) zum niedrigeren Potential (niedriger Wasserdampfpartialdruck), wobei sich der Wasserdampfdiffusionsstrom auch entgegengesetzt des Wärmestromes einstellen kann (siehe Bild 5.2.14-1).

Bild 5.2.14-1 Wärmestromverläufe und entsprechende Dampfdruckverläufe bei stationären Randbedingungen innen- und außenseitig (relative Feuchte φ, Temperatur θ) in einem einschichtigen Bauteil a) gleichgerichtete Verläufe b) entgegengesetzte Verläufe

5.17 Eine Umkehrung der Diffusionsrichtung unter winterlichen Randbedingungen (innerhalb eines kurzen Zeitraumes) ist jedoch ungefährlich, da der Wasserdampf in wärmere Zonen hineindiffundiert und somit kein Tauwasserrisiko besteht. Hingegen ist die Möglichkeit der raumseitigen Tauwasserbildung aus einströmender Außenluft in den Innenraum unter sommerlichen Randbedingungen (Sommerkondensation, siehe Abschnitt 5.5.4) oder die Umkehrdiffusion bei besonnten Bauteilen im Einzelfall zu beachten. 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 zu Gl. 5.2.14-1 äquivalente Formulierungen für den Bereich der inneren bzw. äußeren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände Gl. 5.2.14-2 und Gl. 5.2.14-3. g = βi ⋅ ( pi − psi )

(5.2.14-2)

g = βe ⋅ ( pse − pe )

(5.2.14-3)

Die Bestimmung der Wasserdampfpartialdrücke an den Schichtgrenzen kann unter Annahme stationärer Randbedingungen (g = konst.) für ein mehrschichtiges Bauteil gemäß der Beziehung gemäß Gl. 5.2.14-1 bei bekannten Wasserdampfpartialdruck innen- und außenseitig sowie bekanntem kD-Wert, rechnerisch bestimmt werden. Ein Beispiel für die rechnerische Bestimmung ist in Bild 5.2.14-2 gegeben. Alternativ zum rechnerischen Verfahren kann der Wasserdampfpartialdruck-Verlauf auch graphisch ermittelt werden. Beim graphischen Verfahren zur Bestimmung des Wasserdampfpartialdruck-Verlaufes in einem Bauteil ohne Tauwasserausfall im Inneren wird ein Diagramm erstellt, bei dem der Wasserdampfpartialdruck auf der Ordinate (y-Achse) und die Wasserdampfdurchgangs- bzw. Wasserdampfübergangswiderstände auf der Abszisse (x-Achse) in einem geeigneten Maßstab aufgetragen werden. Beide Maßstäbe können unabhängig voneinander festgelegt werden. Im Diagramm werden nun der Wasserdampfpartialdruck pi an der innenseitigen Grenzschicht und der Wasserdampfpartialdruck pe an der außenseitigen Grenzschicht eingezeichnet. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte g nach Gl. 5.2.14-1 stellt im Diagramm dann die Steigung der Geraden dar, welche die beiden eingezeichneten Punkte miteinander verbindet. Die Wasserdampfpartialdrücke 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 5.2.14-2).

5

5.18

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.2.14-2 Ermittlung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes in einem mehrschichtigen Bauteil ohne Tauwasserausfall im Inneren nach dem rechnerischen (oberer Bildteil) und graphischen (unterer Bildteil) Verfahren

5.2.15 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl Die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl ist eine Baustoffkenngröße. Unter der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ wird der Quotient aus dem WasserdampfDiffusionsleitkoeffizient δDL von ruhender Luft und dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient δD des Baustoffes verstanden. Der μ-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 μ der unterschiedlichen Baustoffe wird μLuft= δDL/ δDL=1 herangezogen.

5.19

δ μ = DL δD

(5.2.15-1)

Primärer Einflussfaktor für die Größe der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl eines Stoffes ist der für die Wasserdampf-Diffusion zur Verfügung stehende Porenraum. Ein erhöhter Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ist auf eine geringe Porosität - das Verhältnis der von den Poren eingenommenen Fläche zur gesamten Querschnittsfläche - als auch auf die durch die Porenstruktur erzwungenen „Umwege“ sowie auf Querschnittsveränderungen in den Porenkanälen zurückzuführen. Grundsätzlich ist μ>1, weil für die Diffusion durch einen porösen Baustoff immer nur eine geringere wirksame Fläche für den Transport von Wasserdampf zur Verfügung steht, als in einer gleichgroßen Luftschicht. Die Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Baustoffen und Bauprodukten erfolgt experimentell und basiert auf Prüfungen mit Prüfgefäßen unter isothermen Randbedingungen, wobei verschiedene Vorschriften (Tabelle 5.2.15-1) existieren, die jedoch alle auf demselben Messprinzip beruhen. Tabelle 5.2.15-1 Normen und Prüfbedingungen zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit verschiedener Baustoffe und -produkte

1

3

4 Prüfbedingungen1)

1 2 Baustoff

Norm

Temperatur θ [°C]

3

4

Baustoffe und Produkte

DIN EN ISO 12572 [88]

23

5 Putzmörtel

DIN EN 1015 -19 [76]

20

6 Porenbeton

DIN EN 772-15 [75]

20

7 Wärmedämmstoffe DIN EN 12086 [80] 1)

23

relative Luftfeuchte φ [%]

φ1

φ2

0

50

0

85

50

93

0

93

12

50

50

93

12

50

50

93

0

50

0

85

50

93

Die zulässigen Abweichungen von der relativen Luftfeuchte φ und von der Temperatur θ sind der entsprechenden Norm zu entnehmen.

5

5.20

5

5 Feuchteschutz

Messprinzip In die offene Seite eines Prüfgefäßes wird der Probekörper eingebaut und abgedichtet, wobei das Prüfgefäß ein Sorbens zur Aufrechterhaltung einer bestimmten relativen Luftfeuchte (φ1) enthält. Diese Anordnung wird in einem Klimaraum mit konstanter Temperatur und relativer Luftfeuchte (φ2) gelagert. Aufgrund der unterschiedlichen Wasserdampfpartialdrücke zwischen Klimaraum und Prüfgefäß findet ein Diffusionsstrom durch den Probekörper statt, welcher zu einer Gewichtsänderung des Prüfgefäßes führt, die sich durch periodisches Wiegen des Prüfgefäßes bestimmen lässt. In Abhängigkeit des gewählten Sorbens - wässrige, gesättigte Lösung oder Trockenmittel - werden zwei Meßverfahren, das Trockenbereichs- und das Feuchtbereichsverfahren, unterschieden (siehe Bild 5.2.15-1). Bei der experimentellen Bestimmung der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ, 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 μ bestimmt werden, als unter trockenen Bedingungen (Messung im niedrigen Luftfeuchtebereich: Trockenbereichsverfahren). Diese Erhöhung wird auf die Oberflächendiffusion zurückgeführt, die unter stationären Randbedingungen den Diffusionsstrom beschleunigt (siehe Abschnitt 5.3.4). Der Transport durch reine Wasserdampfdiffusion wird daher besser durch den im Trockenbereichsverfahren ermittelten μ-Wert beschrieben. Trockenbereichsverfahren (dry-cup) Durch das gewählte Sorbens (Trockenmittel, z.B. Calciumchlorid CaCl2) nach entprechender Norm (siehe Tabelle 5.2.15-1) stellt sich im Prüfgefäß eine relative Luftfeuchte von φ1≅0% ein, im Klimaraum wird eine relative Luftfeuchte von φ2≅50% eingestellt. Die Messung im Trockenbereichsverfahren gibt Auskunft über das Verhalten von Stoffen bei niedriger relativer Luftfeuchte. Hier herrscht der Feuchtetransport durch Dampfdiffusion vor.

Bild 5.2.15-1 Beispielhafte Versuchsanordnung für die Prüfung der Diffusionsprobekörper zur Messung der Diffusionswiderstandszahl a) dry-cup b) wet-cup

5.21 Feuchtbereichsverfahren (wet-cup) Im Feuchtbereichsverfahren stellt sich im Prüfgefäß durch das gewählte Sorbens (wässrige gesättigte Lösung, z.B. Ammoniumdihydrogenphosphat NH4H2PO4) nach entprechender Norm (siehe Tabelle 5.2.15-1) eine relative Luftfeuchte von φ1≅93% ein, währenddessen im Klimaraum eine relative Luftfeuchte von φ2≅50% vorherrscht. Diese Messung gibt Auskunft über das Verhalten von Baustoffen bei hoher relativer Luftfeuchte. Da durch Kondensation des Wasserdampfes in den Poren Wasser auch in flüssiger Form transportiert wird, wird durch die sogenannte Oberflächendiffusion (siehe Abschnitt 5.3.4) ein erhöhter Massentransport ermöglicht und somit ein reduzierter Diffusionswiderstand ermittelt. Die treibenden Potentiale für Flüssigtransport und Dampftransport sind bei den in der Messanordnung vorherrschenden isothermen Randbedingungen gleichgerichtet. Treibendes Potential der Oberflächendiffusion ist die relative Luftfeuchtigkeit und für Wasserdampf der Wasserdampfpartialdruck. Dieses Messverfahren gibt somit einen Hinweis auf den Flüssigwassertransport im Bauteil. Die Veränderlichkeit der Diffusionswiderstandszahl in Abhängigkeit des Feuchtegehaltes wird für einige Baustoffe in Bild 5.2.15-2 dargestellt. Mit steigender relativer Luftfeuchte nimmt der μ-Wert nicht linear, zum Teil stark ab.

Bild 5.2.15-2 Diffusionswiderstandszahl verschiedener Baustoffe in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit bei 25° Lufttemperatur (isotherme Randbedingungen) nach [1006] 3 3 (a: Holzspanplatten, ρ=560 kg/m ; b: Gipskartonplatten, ρ=730 kg/m ; c: Mineralfaserplat3 ten, ρ=175 kg/m )

5

5.22

5 Feuchteschutz

Wahl des μ-Wertes für poröse Baustoffe bei stationären Diffusionsberechnungen Nach DIN EN ISO 15148 [83] wird für vereinfachte Nachweisverfahren (z.B. GlaserVerfahren) empfohlen, nur die aus dem Trockenbereichsverfahren ermittelten μ-Werte zu verwenden. Dies ist wie folgt zu begründen:

5

Bei nicht isothermen Randbedingungen können die Oberflächendiffusion und die Wasserdampfdiffusion entgegengerichtet sein. Unter solchen Bedingungen ist die Addition der Oberflächendiffusion zur Wasserdampfdiffusion durch die Berücksichtigung eines feuchteabhängigen μ-Wert (durch die Verwendung des aus dem Feuchtbereichsverfahren ermittelten μ-Wertes) nicht zulässig. Da die Vernachlässigung des Flüssigwassertransportes durch Oberflächendiffusion bei stationären Diffusionsberechnungen zu kleineren Fehlern führt, als die „falsche“ Berücksichtigung des feuchteabhängigen μ-Wertes (Feuchtbereichsverfahren) sollten die aus dem Trockenbereichsverfahren ermittelten μ-Werte verwendet werden. In DIN 4108-3 [16] wird dagegen darauf hingewiesen, dass bei der Berechnung nach dem Glaser-Verfahren die ungünstigeren μ-Werte anzuwenden sind (siehe Abschnitt 5.5.2). D.h. es werden bei der Diffusionsberechnung für Bauteilschichten von Innen bis zur Tauwasserebene die kleineren μ-Werte (Feuchtbereichsverfahren) und für Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur Außenoberfläche die größeren μ-Werte (Trockenbereichsverfahren) angesetzt. Hierdurch wird die größte rechnerische Tauwassermenge und somit der ungünstigste Fall bestimmt. Tabelle 5.2.15-2 Anhaltswerte für die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl verschiedener Baustoffe nach DIN EN 12524 [26]

1 1

2

3

Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [-]

Baustoff

2

trocken

feucht

Vollziegel

16

10

4

Kalksandstein

20

15

5

100

60

6

Normalbeton ρ=1800 kg/m3 Normalbeton ρ=2400 kg/m3

130

80

7

Beton mit Leichtzuschlägen

15

10

8

Porenbeton

10

6

9

Sperrholz ρ=500 kg/m3 Sperrholz ρ=1000 kg/m3

200

70

250

110

11

Spanplatte ρ=300 kg/m3 Spanplatte ρ=600 kg/m3

50

10

50

15

3

Mauerwerk

Beton

Holz -und 10 Holzwerkstoffe

12

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.23 Tabelle 5.2.15-2 Anhaltswerte für die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl verschiedener Baustoffe nach DIN EN 12524 [26] (Fortsetzung)

1

2

3

Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ [-]

Baustoff

trocken

feucht

13 Dämmstoffe

Mineralwolle

1

1

14

Expandierter Polystyrolhartschaum

60

60

15

Schaumglas

praktisch dampfdicht

16

Holzwolle-Leichtbauplatten

5

3

17 Putze und Mörtel

Gipsputz

10

6

18

Kalk, Sand

10

6

19

Zement, Sand

10

6

5.2.16 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd beschreibt, wievielfach mehr Widerstand eine Baustoffschicht der Dicke d der Diffusion entgegengesetzt, als eine gleich dicke Luftschicht. sd = μ ⋅ d

(5.2.16-1)

Umso größer sd ist, desto größer ist demnach der Widerstand den eine Baustoffschicht der Wasserdampf-Diffusion entgegensetzt. Je kleiner sd ist, desto leichter kann Wasserdampf durch die betreffende Baustoffschicht diffundieren. Durch die an den Bauteiloberflächen innen- und außenseitig „anhaftenden“ Luftschicht (Grenzschicht) erfolgt ebenfalls ein Feuchtetransport auf dem Wege der Wasserdampfdiffusion (siehe Abschnitt 5.2.10). Auch für diese Grenzschichten kann wie für Baustoffschichten die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke als das Maß für deren Widerstand gegen Wasserdampfdiffusion angegeben werden. Jedoch ist die Grenzschichtdicke d im Allgemeinen nicht bekannt. Für die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Bauteilinnenoberfläche sd,i können vereinfachend die in Tabelle 5.2.16-1 angegebenen Werte in Abhängigkeit der Wasserdampfdiffusionsstromrichtung verwendet werden. Tabelle 5.2.16-1 Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Bauteilinnenoberfläche sd,i nach DIN 15026 [82]

1 1 Wasserdampfdiffusionsstromrichtung

2

sd,i [m]

2 Aufwärts

0,004

3 Horizontal

0,008

4 Abwärts

0,03

5

5.24

5 Feuchteschutz

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Außenoberfläche sd,e hängt von der Windgeschwindigkeit v ab und kann gemäß DIN 15026 [82] nach Gl. 5.2.16-2 berechnet werden. sd, e =

1 67 + 90 ⋅ v

(5.2.16-2)

5.3 Feuchtetransport in Baustoffen 5.3.1 Allgemeines

5

Poröse Baustoffe besitzen die Fähigkeit, aus ihrer Umgebung Feuchtigkeit in flüssigem und dampfförmigen Zustand in ihre inneren Hohlräume (Poren) aufzunehmen und dort unter bestimmten Bedingungen zu transportieren. Der Feuchtetransport im dampfförmigen und flüssigen Zustand kann in Abhängigkeit von der Größe und der Form der Porenräume gleichzeitig stattfinden (siehe Bild 5.3.1-1).

Bild 5.3.1-1 Feuchtetransportmechanismen in Abhängigkeit des Porenradius

Die Abfolge unterschiedlicher Feuchtetransportphänomene bei zunehmender Bauteilfeuchte wird im Allgemeinen nach ROSE [1013] durch ein Modell aus idealer Kugelpore und idealen Zylinderporen beschrieben. Bild 5.3.1-1 zeigt in schematischen Darstellungen sechs unterschiedliche Stadien bei von Stadium I zu Stadium VI ansteigenden Feuchtegehalten. Im Stadium I findet in den Porenräumen bei einem äußerst geringen Feuchtegehalt des Baustoffes nur Wasserdampfdiffusion statt. Die Wassermoleküle werden in diesem Stadium an den trockenen Porenwandungen adsorbiert und bleiben aufgrund hoher Adsorptionskräfte unbeweglich. Dieser Sorptionsprozess, unter dem an sich nicht ein Transportvorgang sondern ein Speichermechanismus zu verstehen ist, wird solange ein Aufrechterhaltung des Gradienten des Wasserdampfpartialdruckes vorausgesetzt - fortgeführt, bis sich eine mono- oder multimolekulare Filmschicht an allen Porenwandungen gebildet hat (Stadium II). Die Dicke der Filmschicht, bestehend aus einer oder mehreren Molekülschichten, wird durch den Porenradius begrenzt und ist abhängig von der relativen Luftfeuchte der Umgebung.

5.25

5

Bild 5.3.1-2 Schematische Darstellung eines mikroskopischen Ausschnittes eines porösen Baustoffes bei ansteigendem Feuchtegehalt in den Stadien I bis VI. Die Darstellung erfolgt nach [1013]

Im Stadium III füllen sich bei weiterer Steigung des Feuchtegehaltes zunächst die kleineren Poren (Zylinderporen mit Porenradius r < 100 Nanometer) durch Kapillarkondensation (siehe auch Abschnitt 5.3.5) vollständig mit Wasser. Wasserdampf kondensiert dabei auf den Oberflächen der Porenraumwandungen bei einem Wasserdampfpartialdruck p der kleiner ist als der Wasserdampfsättigungsdruck pS (unterhalb

5.26

5

5 Feuchteschutz

einer relativen Luftfeuchte φ < 100%). In den Zylinderporen findet dabei bei ansteigendem Feuchtegehalt der Transport von Wasser durch Kapillarleitung statt. Stadium IV beschreibt einen Zustand, bei dem auch in größere Poren (Kugelporen) soviel Wasserdampf eindiffundiert ist, dass zwar immer noch Wasserdampf durch die Pore diffundiert, die Filmschicht durch sorbierte Wassermoleküle an den Porenwandungen aber bereits soweit angewachsen ist, dass der Feuchtetransport auch durch die effektivere Oberflächendiffusion (siehe Abschnitt 5.3.4) möglich ist. Umso dicker die Filmschicht wird, umso beweglicher werden die Wassermoleküle. Es kommt zu einer Umlagerung von Bereichen höherer Schichtdicke zu Bereichen niedriger Schichtdicke. Die Adsorption von Wassermolekülen aus der umgebenden Luft erfolgt bis zur sogenannten Gleichgewichtsfeuchte, wobei dieser Zusammenhang zwischen der Menge der angelagerten Moleküle und der relativen Luftfeuchte in der Regel durch Sorptionsisothermen (siehe Abschnitt 5.3.2) beschrieben wird. Stadium V ist gekennzeichnet durch eine ungesättigte Porenwasserströmung nach Krischer [L21], bei dem eine Luftblase in der größeren Pore (Kugelpore) eingeschlossen ist. In Stadium VI ist die Kugelpore wassergesättigt, so dass der Wassertransport vollständig nach dem Darcy´schen Gesetz (gilt für laminare Strömungen in Kapillaren) erfolgt. Der Feuchtetransport durch Wasserdampfdiffusion findet ausschließlich im Bereich niedriger relativer Feuchten, dem sogenannten Sorptionsbereich statt. Erst bei einer relativen Feuchte ab 90%-95% (Wassergehalt des Baustoffes über der kritischen Feuchte) setzten Flüssigwasser-Transportmechanismen ein (Kapillarleitung, Strömung). Einem bestimmten Feuchtegehalt eine spezielle Transportart zuzuordnen, ist nicht möglich. Aufgrund von Porengrößenverteilungen und Sorptionsisothermen der betrachteten Baustoffe können lediglich Rückschlüsse auf dominierende Transportmechanismen in gewissen „Feuchtebereichen“ gezogen werden. Die unterschiedlichen Transportmechanismen (Wasserdampfdiffusion, Oberflächendiffusion und Kapillarleitung) werden in den Abschnitten 5.3.3 bis 5.3.5 erläutert.

5.3.2 Sorption Die Sorption beschreibt die Anlagerung von Feuchtigkeit (Adsorption) an den Porenwandungen in hygroskopischen, kapillarporösen Baustoffen bei Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft. Die Adsorptionsfähigkeit ist von der inneren Oberfläche der Poren und der Schichtdicke abhängig. Mit steigender relativer Luftfeuchte erhöht sich die Materialfeuchte eines Baustoffes durch Adsorption und mit sinkender relativer Luftfeuchte nimmt die Materialfeuchte durch Desorption ab. Die Adsorption und Desorption eines Baustoffes wird unter dem Begriff Sorption zusammengefasst und durch sogenannte Sorptionsisothermen dargestellt. Diese beschreiben für jeden Stoff einen charakteristischen Zusammenhang zwischen der relativen Luftfeuchte φ der Umgebungsluft und dem Feuchtegehalt eines Stoffes bei einer bestimmten Temperatur. Mit Hilfe von Sorptionsisothermen kann ohne Berücksichtigung der jeweiligen Transportmechanismen von einer relativen Luftfeuchtigkeit auf die Gleichgewichtsfeuchte eines Stoffes bzw. den entsprechenden Feuchtegehalt geschlossen werden. Darüber hinaus lassen Sorptionsisothermen Rückschlüsse z.B. auf die Porenstruktur oder die innere

5.27 Oberfläche kapillarporöser Stoffe zu. Sorptionsisothermen werden gravimetrisch bestimmt und können bis zu einer relativen Luftfeuchte von etwa 95% ermittelt werden. Die Bestimmung des Feuchtegehalts von Stoffen mit Hilfe von Sorptionsiothermen oberhalb von etwa 95% relativer Luftfeuchte ist aufgrund der großen Steigerung der Sorptionsisothermen nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit möglich. Bei Feuchtegehalten oberhalb der freien Sättigung wird dies darüber hinaus physikalisch unsinnig, da dort der Feuchtegehalt nicht mehr mit der relativen Luftfeuchtigkeit gekoppelt ist.

5

Bild 5.3.2-1 Schematische Darstellung einer Sorptionsisotherme (Adsorption- und Desorptionsisotherme)

Bild 5.3.2-1 zeigt schematisch eine Sorptionsisotherme, die typischerweise einen S-förmigen Verlauf aufweist, und das prinzipielle Sorptionsverhalten der meisten porösen Baustoffe beschreibt. In Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte lagert sich Wasser in mono- bis multimolekularer Schicht an der inneren Oberfläche der Poren an und mit zunehmender Luftfeuchte bei ca. 50% füllen sich die sehr feinen Poren des Baustoffes (siehe Bild 5.3.1-1) durch die Kapillarkondensation mit Wasser. Die Hysterese zwischen Adsorptions- und Desorptionsisotherme ist bei den meisten Baustoffen wenig ausgeprägt, so dass zur Charakterisierung der Feuchtespeicherung eines Baustoffes im allgemeinen die Adsorptionsisotherme ausreicht. Der Einfluss der Temperatur θ - in Bild 5.3.2-1 ist die mittlere Temperatur θο eines Temperaturbereiches dargestellt - ist

5.28

5 Feuchteschutz

im üblichen Temperturbereich gering und kann im Allgemeinen vernachlässigt werden [1008]. Bei Kenntnis der Sorptionsisotherme eines Baustoffes kann der massenbezogene bzw. der volumenbezogene Feuchtegehalt in Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte angegeben werden. Der massenbezogene Feuchtegehalt u eines Baustoffes, angegeben in Gew.-%, gibt das Verhältnis der Masse des Wasseranteils im Baustoff mW zur Masse des trockenen Baustoffes mt an und wird nach Gl. 5.3.2-1 bestimmt. u=

m f − mt mW ⋅ 100 = ⋅ 100 mt mt

(5.3.2-1)

Darin sind: mf  feuchte Masse des Baustoffes [kg/m2] mt  trockene Masse des Baustoffes [kg/m2]

5

Der volumenbezogene Feuchtegehalt ψ eines Baustoffes, angegeben in Vol.-%, gibt das Verhältnis des Volumens des Wasseranteils im Baustoff VW zum Volumen des trockenen Baustoffes Vt an und wird nach Gl. 5.3.3-2 bestimmt. V ρ ψ = W ⋅ 100 = u ⋅ t ⋅ 100 Vt ρW

(5.3.2-2)

Darin sind: ρt  Darrdichte des Baustoffes [kg/m3] ρW  Dichte von Wasser ρW=1000 kg/m3 u  massebezogener Feuchtegehalt des Baustoffes [Gew.%] Im überhygroskopischen Feuchtebereich ab einer relativen Luftfeuchte von etwa 95% ist ungebundenes Wasser (Kapillarwasser) im Baustoff vorhanden. Der kritische Feuchtegehalt ukr eines Baustoffes gibt die untere Grenze für den möglichen kapillaren Feuchtetransport an. Die größeren Baustoffporen können sich bis zur freien Wassersättigung uf mit Wasser füllen. Der Feuchtebereich über der freien Wassersättigung wird durch den Übersättigungsbereich gekennzeichnet und gibt den maximalen Feuchtegehalt umax eines Baustoffes an, bei dem sämtliche Hohlräume mit Wasser gefüllt sind. Eine Überschreitung der freien Wassersättigung kann jedoch nur durch äußeren Druck, Tauwasserniederschlag oder sehr lange Wassereinwirkung erreicht werden. Die relative Feuchte in diesem Bereich ist stets 100% unabhängig vom Wassergehalt. Beispiele für Sorptionsisothermen verschiedener Baustoffe sind in Bild 5.3.2-2 dargestellt, weitere Darstellungen können der Literatur entnommen werden [1015], [1004], [1012].

5.29

5

Bild 5.3.2-2 Sorptionsisotherme verschiedener Baustoffe nach [1006]

Die Ausgleichsfeuchte eines Baustoffes kennzeichnet den Feuchtegehalt, bei dem ein Baustoff mit der Umgebungsluft im hygrischen Gleichgewicht steht und bei einer Untersuchung einer hinreichenden Anzahl von genügend ausgetrockneter Gebäuden in 90% aller Fälle nicht überschritten wird. Der Ausgleichsfeuchtegehalt einiger Baustoffe ist in Tabelle 5.3.2-1 angegeben. Tabelle 5.3.2-1 Ausgleichsfeuchtegehalt von Baustoffen nach DIN 4108-4 [17]

1 1 Baustoff

2 Feuchtegehalt u [kg/kg]

2 Beton mit geschlossenem Gefüge mit porigen Zuschlagen

0,13

3

Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge mit dichten Zuschlägen nach DIN 4226-1 [22]

0,03

4

Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge mit porigen Zuschlägen nach DIN 4226-2 [23]

0,045

5 Gips, Anhydrit 6 Gussasphalt, Asphaltmastix 7

Holz, Sperrholz, Spanplatten, Holzfaserplatten, Schilfrohrplatten und -matten, organische Faserdämmstoffe

8

Pflanzliche Faserdämmstoffe aus Seegras, Holz-, Torf- und Kokosfasern und sonstige Fasern

0,02 0 0,15 15

Entscheidenden Einfluss hat der Feuchtegehalt eines Baustoffes auf dessen Wärmeleitfähigkeit λ. Denn steigt der Feuchtegehalt eines porösen Baustoffes an, so nimmt

5.30

5 Feuchteschutz

auch die Wärmeleitfähigkeit zu (siehe Bild 5.3.2-3). Dies liegt darin begründet, das Wasser eine etwa 25-fach größere Wärmeleitfähigkeit (λ = 0,58 W/(mK)) besitzt als ruhende Luft (λ = 0,025 W/(mK)).

5 Bild 5.3.2-3 Feuchteeinflüsse auf die Wärmeleitfähigkeit nach [1006]

5.3.3 Wasserdampfdiffusion Der Transport von Wasserdampfmolekülen im Gasgemisch Luft - infolge ihrer thermischen Eigenbeweglichkeit (Brown´sche Molekularbewegung) - durch luftgefüllte Baustoffporen entlang eines Partialdruckgefälles wird als Wasserdampfdiffusion bezeichnet. Der Transport erfolgt vom höheren Potential (Wasserdampfpartialdruck pD, siehe Abschnitt 5.2.2) zum niedrigeren Potential. Der Transport von Wasserdampf in kapillarporösen Baustoffen kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Radius einer Pore in Diffusion und Effusion (siehe Bild 5.3.1-1 in Abschnitt 5.3.1) unterteilt werden. Ist die mittlere freie Weglänge L eines Wassermoleküls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zusammenstößen mit anderen Molekülen größer als der Durchmesser d einer Pore (Kn > 1, siehe Gl. 5.3.3-1), so spricht man von Effusion oder Knudsen’scher Molekularbewegung. Hierbei ist die Bewegung eines Moleküls wesentlich vom Kontakt der Moleküle mit der Porenwandung geprägt. Bei Porendurchmessern, die größer als die mittlere freie Weglänge eines Wassermoleküls sind (Kn < 1), spricht man von Diffusion. Kn =

L d

(5.3.3-1)

Diese beiden Vorgänge unterliegen dem Wasserdampfpartialdruckgefälle als treibendem Potential. Sie überlagern sich häufig aufgrund der Inhomogenität der meisten Baustoffe sowie der ungleichmäßigen Verteilung von Feuchtigkeit im Baustoff, so dass

5.31 sie im Allgemeinen unter dem Begriff Diffusion zusammengefasst werden. Für geringe und mittlere relative Luftfeuchten lassen sich Diffusionsvorgänge hinreichend genau durch die Fick’schen Gesetze beschreiben. In Tab. 5.3.3-1 sind die für die Diffusionsvorgänge maßgebenden Kenngrößen zusammengestellt. Für weitere Informationen wird auf die entsprechenden Erläuterungen in Abschnitt 5.2 verwiesen. Tabelle 5.3.3-1 Zusammenstellung der relevanten Größen zur Beschreibung der Wasserdampfdiffusion

1

1 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte (siehe Abschnitt 5.2.14)

2

g = kD ⋅ ( pi − pe ) Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient (siehe Abschnitt 5.2.13) 2

kD = (

1 1 + Z + )−1 ßi ße

Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand (siehe Abschnitt 5.2.12) 3

n

Z=

∑δ i =1

4

1

⋅ μ i ⋅ di

DLi

Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand (siehe Abschnitt 5.2.10) 1 / ßi ; 1 / ße

5.3.4 Oberflächendiffusion Die Oberflächendiffusion beschreibt den Transport von Wassermolekülen in dem an den Porenwandungen eines hygroskopischen Baustoffes angelagerten Sorbatfilm. Treibendes Potential der Oberflächendiffusion ist die relative Feuchte. Die Oberflächendiffusion setzt erst bei einer relativen Luftfeuchte oberhalb von 50% bis 60% ein (der Sorbatfilm ist dann so dick, dass die Wassermoleküle in diesem Film „beweglich“ werden). Die Oberflächendiffusion überlagert sich bei teilgefüllten Kapillarporen mit der Wasserdampfdiffusion. Unter isothermen Randbedingungen verlaufen Wasserdampfdiffusion und Oberflächendiffusion in der Regel in derselben Richtung. Unter nicht isothermen Randbedingungen (z.B. Winterfall) sind die Gradienten für Wasserdampfpartialdruck und relative Feuchte entgegengerichtet, so dass Oberflächendiffusion und Wasserdampfdiffusion entgegenwirken. Ein Beispiel hierfür ist in Bild 5.3.4-1 dargestellt. Liegen auf beiden Seiten einer Bauteilschicht unterschiedliche klimatische Randbedingungen an, so tritt ein Diffusionsstrom entlang des Partialdruckgefälles auf. Die an den Porenwandungen absorbierten Wassermoleküle bleiben unbeweglich, da

5

5.32

5 Feuchteschutz

die Dicke des Sorbatfilms zu gering ist. Aufgrund des Gradienten der relativen Luftfeuchte weist der an den Porenwandungen angelagerte Sorbatfilm auf beiden Seiten der Bauteilschicht nach einiger Zeit eine unterschiedliche Dicke auf. Auf der wärmeren Innenseite ist er bei einer geringen relativen Luftfeuchte relativ dünn, während er auf der kälteren Seite mit höherer relativer Luftfeuchte recht dick ist. Der Unterschied zwischen den Schichtdicken wird umso größer, wenn auf der kälteren Seite der Sättigungsdampfdruck erreicht wird und somit Tauwasser ausfällt. Wird die zum Auftreten von Oberflächendiffusion notwendige Filmdicke erreicht, setzt ein Flüssigtransport von Bereichen hoher Schichtdicke zu Bereichen niedriger Schichtdicke ein. Bei Tauwasserausfall tritt ggf. zusätzlich auch ein Transport durch Kapillarleitung auf. Auf dem hier beschriebenen Prinzip basiert die Anwendbarkeit von kapillar leitenden Innendämmungen. Bei diesen wird auf der kälteren Seite das Ausfallen von Tauwasser erzwungen, welches dann entlang des Kapillardruckgefälles zurück zur wärmeren Seite transportiert und dort an die Raumluft abgegeben wird.

5

Bild 5.3.4-1 Schematische Darstellung des Feuchtetransportes durch Oberflächendiffusion und Wasserdampfdiffusion unter nicht isothermen Randbedingungen in den Poren einer hygroskopischen Baustoffschicht

5.33

5.3.5 Kapillarleitung In feinen, röhrenartigen Poren (Kapillarporen) eines Baustoffes kann Wasser transportiert und entgegen der Schwerkraft nach oben geleitet werden. Als Maß für die Kapillarleitung gilt die kapillare Steighöhe, die gemäß einem vereinfachten Modell an einer zylindrischen Kapillare vom Radius r betrachtet wird. In Bild 5.3.5-1 taucht die zylindrische Kapillare in Wasser mit einem festen Wasserspiegel ein. Im Fall a) wird das Verhalten eines Baustoffes mit schlecht benetzbarer Oberfläche (Kunststoffe wie z.B. Polyethylen) und im Fall b) mit gut benetzbarer Oberfläche (z.B. Glas) dargestellt. In beiden Fällen entsteht eine gekrümmte Flüssigkeitsoberfläche (Meniskus) die mit der Kapillarwand einen bestimmten Randwinkel θ aufweist. In Fall a) liegt ein nach außen gewölbter Flüssigkeitsrand (konvex ausgebildeter Meniskus) vor und die Wasseroberfläche stellt sich in der Kapillare tiefer ein als außerhalb der Kapillare. Dieser Fall beschreibt das Verhalten von wasserabweisenden (hydrophoben) Baustoffen und wird als Kapillardepression bezeichnet. Im Fall b) ist der Flüssigkeitsrand nach innen gewölbt (konkav ausgebildeter Meniskus). Die Feuchtigkeit wird in die Kapillare hineingesogen und steigt entgegen der Schwerkraft auf. Dieser Fall beschreibt das Verhalten von benetzbaren (hydrophilen) Baustoffen und wird als Kapillaraszension bezeichnet.

Bild 5.3.5-1 Kapillaritätserscheinung und Ausbildung des Randwinkels θ in Kapillarporen mit Porenradius r

Die maximale kapillare Steighöhe hk der Flüssigkeit kann nach Gl. 5.3.5-1 ermittelt werden. Hierin sind die Oberflächenspannung σ im Meniskus, der Randwinkel θ, der für benetzbare Baustoffe kleiner ist als 90 °C (siehe Tabelle 5.3.5-1), g die Erdbeschleunigung, ρw die Dichte des Wassers und r der Porenradius einzusetzen.

hk =

2 ⋅ σ ⋅ cos(θ) r ⋅ ρw ⋅ g

(5.3.5-1)

Vereinfachend kann die kapillare Steighöhe hk für Wasser in benetzbaren Baustoffen bei vollständiger Benetzung (siehe Tabelle 5.3.5-1), d.h. θ=0° (cosθ=1) und bei einer Temperatur von 20°C (Oberflächenspannung des Wassers beträgt dann σ =0,0727 N/m

5

5.34

5 Feuchteschutz

und die Dichte des Wassers ρw =998 kg/m3) nach Gl. 5.3.5-2 angegeben werden. Diese hängt dann im Wesentlichen vom Radius ab und ist um so höher, je enger die Kapillare ist.

hk = 0, 001485 ⋅

1 r

(5.3.5-2)

Tabelle 5.3.5-1 Benetzbarkeit einer Kapillare in Abhängigkeit des Randwinkels

1

Randwinkel θ

1 Kapillaritätserscheinung 2 3 4

5

5

Kapillardepression Kapillaraszension

2

nicht benetzbar schlecht benetzbar unvollständig benetzbar vollständig benetzbar

180° 90° ≤ θ ≤ 180° 0° > θ < 90° 0°

Die Kapillarleitung ist von großer Bedeutung im Bauwesen, da sie positive als auch negative Auswirkungen besitzt. Positive Auswirkungen sind z.B.: -

-

Bei diffusionsoffenen Konstruktionen (z.B. Fachwerkaußenwand mit kapillarleitendem Dämmstoff) führt die Kapillarleitung bei einer evtl. auftretenden Durchfeuchtung dazu, dass Feuchtigkeit fortgeleitet wird und so die Konstruktion schneller austrocknen kann. Bei kapillarleitfähigen Baustoffen (z.B. Ziegelmauerwerk) kann die Baufeuchte schneller austrocknen, da die Feuchte nach innen und außen transportiert wird.

Negative Auswirkungen der Kapillarleitung sind z.B.: - Bei kapillaraufsteigender Feuchtigkeit im Mauerwerk aus dem Erdreich und bei z.B. fehlender Sperrmaßnahme (z.B. fehlende waagerechte Querschnittsabdichtung) kann das aufsteigende Wasser lösliche Salze mitführen, so dass es am oberen Feuchtigkeitssaum zu Ausblühungen kommt. - Bei unzureichender Schlagregensicherheit wird durch die Kapillarleitung Feuchtigkeit ins Innere einer Außenwandkonstruktion geführt. Die Kapillarleitung wird im Wesentlichen durch die Parameter Porosität, Kapillarradius und Baustofffeuchte beeinflusst und im nachfolgenden Text erläutert. Kapillarradius Die Kapillarleitung ist auf einem bestimmten Bereich von Kapillarradien begrenzt. Als Kapillarporen werden Poren mit einem Porenradius r zwischen 10-7 und 10-3 m bezeichnet. Das bedeutet, dass nur in diesen Poren Feuchtigkeit durch Kapillarkräfte transportiert wird. In extrem feinen Poren (r < 100 nm) wird Feuchtigkeit nicht durch Kapillarkräfte transportiert. In Poren mit großem Radius (r > 1 mm) ist die Anziehungskraft der Wassermoleküle nicht groß genug, um einen Kapillartransport zu ermöglichen.

5.35 Feuchtegehalt Die Kapillarleitung ist in hohem Maße vom Baustofffeuchtegehalt abhängig. Dies liegt darin begründet, dass die idealisierte Vorstellung eines kapillarporösen Baustoffes mit Röhrchen konstanten Durchmessers bei realen Baustoffen nicht anzutreffen ist. Vielmehr ist davon auszugehen, dass die Kapillaren durch Hohlräume unterschiedlicher Gestalt und Größe miteinander verbunden sind, deren Struktur von der Materialart abhängig ist. Ist der Feuchtegehalt groß genug, so sind die Kapillarwege mit Wasser gefüllt und ein kapillarer Wassertransport ist möglich. Mit abnehmendem Feuchtegehalt (z.B. durch Trocknung) werden die größeren Hohlräume wasserfrei, wodurch die Kapillarwege und somit auch der kapillare Transport unterbrochen wird. Die Kapillarleitung findet im Allgemeinen bei einem Feuchtegehalt des Baustoffes statt, der über dem kritischen Feuchtegehalt ukr (siehe Abschnitt 5.3.2) liegt. (Der kritische Feuchtegehalt ukr bezeichnet die untere Grenze für den möglichen kapillaren Wassertransport und liegt beispielsweise bei Porenbeton zwischen 18-25 Vol.% , bei Ziegeln zwischen 2,5-5,0 Vol.% und bei Kalksandsteinen bei 14 Vol.% Feuchtegehalt). Die Kapillarflüssigkeit bildet sich - abgegesehen von eindringender Feuchte in flüssiger Form durch z.B. Schlagregen - in erster Linie durch Kapillarkondensation (siehe Abschnitt 5.3.1). Die Kapillarkondensation findet in sehr feinen Poren eines Baustoffes (r < 100 nm) statt und darüber hinaus schon bei einem Feuchtigkeitsgehalt der weit unterhalb dem kritischen Feuchtegehalt ukr des Baustoffes liegt.

5.4 Schlagregenschutz 5.4.1 Allgemeines Die Wasseraufnahme durch Schlagregen (Regen und Wind) ist eine Kombination aus kapillarer Wasseraufnahme und Sickerströmung. Das auf die Fassade auftreffende Wasser wird von den Kapillarporen des Baustoffes teilweise aufgesaugt, teilweise durch Windkräfte in das Kapillarsystem gepresst bzw. dringt über Risse, Spalten oder fehlerhafte Abdichtungen ein und läuft zum Teil an der Fassade herunter. Der Schlagregenschutz hat daher das Ziel, die kapillare Wasseraufnahme zu begrenzen, die Niederschlagsfeuchte am Eindringen zu behindern und die Verdunstungsmöglichkeit durch konstruktive Maßnahmen (z.B. hinterlüftete Außenwandbekleidung, Verblendmauerwerk, Schutzschichten im Inneren der Konstruktion) oder durch wasserhemmende bzw. -abweisende Putze oder Beschichtungen sicherzustellen. Die zu treffenden Maßnahmen richten sich nach der Intensität der Schlagregenbeanspruchung, die durch Wind und Niederschlag sowie durch die örtliche Lage und die Gebäudeart bestimmt wird. Schlagregenbeanspruchungsgruppen Zur überschlägigen Ermittlung der Beanspruchungsgruppen ist die Übersichtskarte zur Schlagregenbeanspruchung Farbtafel 16 zu verwenden. Lokale Abweichungen sind möglich und müssen im Einzelfall berücksichtigt werden. Nach DIN 4108-3 [16] wird die Beanspruchung von Außenwänden durch Schlagregen in drei Schlagregenbeanspruchungsgruppen unterteilt:

5

5.36

5 Feuchteschutz

Beanspruchungsgruppe I Die Beanspruchungsgruppe I gilt für Gebäude in Gebieten mit einer geringfügigen Schlagregenbeanspruchung, d.h. mit Jahresniederschlagsmengen unter 600 mm sowie bei besonders windgeschützten Lagen in Gebieten mit größeren Niederschlagsmengen. Beanspruchungsgruppe II Die Anforderungen der Beanspruchungsgruppe II gelten für Gebäude in Gebieten mit mittlerer Schlagregenbeanspruchung, d.h. mit Jahresniederschlagsmengen von 600 mm bis 800 mm sowie bei besonders windgeschützten Lagen auch in Gebieten mit größeren Niederschlagsmengen. Für Hochhäuser und Häuser in exponierter Lage gilt die Beanspruchungsgruppe II, auch wenn diese aufgrund der regionalen Regen- und Windverhältnisse der Beanspruchungsgruppe I zuzuordnen wären.

5

Beanspruchungsgruppe III Die Beanspruchungsgruppe III gilt für Gebäude in Gebieten mit einer starken Schlagregenbeanspruchung, d.h. mit Jahresniederschlagsmengen über 800 mm sowie in windreichen Gebieten auch mit geringeren Niederschlagsmengen (z.B. Küstengebiete, Mittel- und Hochgebirgslagen, Alpenvorland). Die Anforderungen der Beanspruchungsgruppe III gelten auch für Hochhäuser oder für Häuser in exponierter Lage in Gebieten, die aufgrund der regionalen Regen- und Windverhältnisse der Beanspruchungsgruppe II zuzuordnen wären. Kriterien für Putze und Beschichtungen Putze und Beschichtungen werden nach DIN 4108-3 [16] in wasserabweisende und wasserhemmende Systeme unterteilt und müssen den Anforderungen der Tabelle 5.4.1-1 genügen. Tabelle 5.4.1-1 Anforderungen an Putze und Beschichtungen

1

2 wasserhemmend

[kg/m2·h0,5] 0,5 < w < 2,0

3 wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd [m] -1)

[kg/m·h0,5] -1)

3 wasserabweisend

≤ 0,5

≤ 2,0

≤ 0,2

1 Putz, Beschichtung

1)

2 Wasseraufnahmekoeffizient w

4 Produkt w ·sd

Keine Festlegung bei wasserhemmenden Putzen bzw. Beschichtungen

Zuordnung von Bauteilkonstruktionen und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 In DIN 4108-3 werden Beispiele für die Zuordnung von Bauteilkonstruktionen in Abhängigkeit von der Schlagregenbeanspruchung angegeben. Konstruktionsbeispiele sind für Außenwände in Tabelle 5.4.1-2 und für Fugenabdichtungsarten in Tabelle 5.4.1-3 zusammengestellt.

5.37 Tabelle 5.4.1-2 Beispiele für die Zuordnung von Außenwandkonstruktionen und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 [16]

1

1

2

3

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe II

Beanspruchungsgruppe III

Außenwände aus Mauerwerk, Wandbauplatten, Beton u.ä. sowie aus Holzwolle-Leichtbauplatten und Mehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN 1101, ausgeführt nach DIN 1102, bekleidet mit: Außenputz nach Wasserhemmendem Außen- Wasserabweisendem Außen2 DIN 18550-1 [57] ohne putz nach DIN 18550-1 [57] putz nach DIN 18550-1 [57] besondere Anforderungen bis DIN 18550-4 [59] oder Kunstharzputz nach DIN 18558 [60] Einschaliges Sichtmauerwerk nach DIN 1053-1 [2] mit Innenputz und einer Außenwanddicke inkl. Innenputz von: 3 d ≥ 31 cm

d ≥ 37,5 cm

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

Außenwände mit im Dickbett oder Dünnbett außen angemörtelten Fliesen oder Platten nach DIN 18515-1 [50] 4 mit wasserabweisendem Ansetzmörtel Außenwände mit gefügedichter Betonaußenschicht nach DIN EN 206-1 [74] bzw. DIN 1045-2 [1] sowie DIN 4219-1 [19] und DIN 4219-2 [20] Wände mit hinterlüfteten Außenwandbekleidungen nach DIN 18516-1 [52], DIN 18516-3 [53] 6 und DIN 18516-4 [54] (Offene Fugen zwischen den Bekleidungsplatten beeinträchtigen den Regenschutz nicht) Wände mit Außendämmung durch ein Wärmedämmputzsystem nach DIN 18550-3 [58] oder 7 durch ein zugelassenes Wärmedämmverbundsystem 5

8 Außenwände in Holzbauart mit Wetterschutz nach DIN 68800-2 [73], Abschn. 8.2 Tabelle 5.4.1-3 Beispiele für die Zuordnung von Fugenabdichtungsarten und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 [16]

1

1

2

3

4

Fugenart

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe II

Beanspruchungsgruppe III

2 Vertikal3 fugen

konstruktive Fugenausbildung1)

Fugen nach DIN 185401) [56] (fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.38

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.4.1-3 Beispiele für die Zuordnung von Fugenabdichtungsarten und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3 [16] (Fortsetzung)

1 1

Fugenart

2 Beanspruchungsgruppe I

3 Beanspruchungsgruppe II

4 Beanspruchungsgruppe III

Offene, schwellenförmige Fugen mit einer Schwellenhöhe2) h

4 5 Horizontalfugen 6

h≥60 mm

h ≥ 80 mm

h ≥100 mm

Fugen nach DIN 18540 [56] mit zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen, z.B. mit Schwellenhöhe h ≥ 50 mm

1)

Fugen nach DIN 18540 [56] dürfen nicht bei Bauten in einem Bergsenkungsgebiet verwendet werden. Bei Setzungsfugen ist die Verwendung nur dann zulässig, wenn die Verformungen bei der Bemessung der Fugenmaße berücksichtigt werden. 2) Bild zur Erläuterung der Schwellenhöhe h

5

7

5.5 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3 5.5.1 Allgemeines Das Hauptziel des klimabedingten Feuchteschutzes ist die Vermeidung von Durchfeuchtungen und der Tauwasserbildung auf Oberflächen von Bauteilen, da beide wesentliche Ursachen für Bauschäden darstellen. Hohe Feuchtekonzentrationen in Bauteilen fördern z.B. die -

Verminderung der Festigkeit eines Baustoffes Schädigung der Baustoffe durch Fäulnis oder Korrosion Schädigung der Konstruktionen durch Eisbildung (Frostabsprengungen) Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Bau- und Wärmedämmstoffen Bildung von Schimmelpilzen auf Bauteiloberflächen oder in Hohlräumen

Unter dem Begriff des „klimabedingten Feuchteschutzes“ werden daher alle diejenigen Maßnahmen zusammengefasst, die einer unzulässigen Erhöhung der Feuchtekonzentration im Bauteil oder auf den Oberflächen entgegenwirken. Hierzu zählen konstruktive Maßnahmen im Sinne des Schlagregenschutzes (siehe Abschnitt 5.8) genauso wie eine dauerhafte Bauwerksabdichtung (siehe Abschnitt 5.7). Des Weiteren sind Luftdichtheitsschichten zur Verhinderung des konvektiven Feuchteeintrags (insbesondere bei Holzbaukonstruktionen) vorzusehen. Die bauphysikalisch richtige Abfolge der Baustoffe im Querschnitt (Konstruktionsgrundsätze müssen beachtet werden)

5.39 gewährleisten den Tauwasserschutz im Innern von Bauteilen (siehe Abschnitt 5.5.3), die Einhaltung des Mindestwärmeschutzes von Bauteilen stellt in der Regel den Tauwasserschutz auf Bauteiloberflächen sicher. Im Bereich von Wärmebrücken können jedoch genauere Betrachtungen erforderlich sein.

5.5.2 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen Tauwasserausfall auf Bauteiloberflächen tritt auf, wenn die Oberflächentemperatur θsi die Taupunkttemperatur θS der angrenzenden Raumluft unterschreitet. Zur Beurteilung der Gefahr von Schimmelpilzbildung ist dieses Kriterium zwar hinreichend, aber nicht notwendig, da bereits eine rel. Luftfeuchte auf der Bauteiloberfläche von mehr als 80% über einen Zeitraum von einigen Tagen ausreicht, um vielen Schimmelpilzarten ausreichende Wachstumsbedingungen zu ermöglichen. Zur Beurteilung der Schimmelpilzbildung wird daher in DIN 4108-2 ein weiterer Vergleichswert eingeführt: der Temperaturfaktor ƒRsi. Unter den stationären Randbedingungen der DIN 4108-2 (θi = 20°C; θe = -5°C; φi = 50 %) ist ein Wert ƒRsi ≥ 0,7 einzuhalten, was einer Mindestoberflächentemperatur von 12,6 °C entspricht. Taupunkttemperaturen θS sind Tabelle 5.2.9-1 zu entnehmen, nähere Informationen zum Temperaturfaktor ƒRsi enthält Abschnitt 2.5.1. Grundsätzlich besteht die Gefahr von Schimmelpilzbildung und Tauwasserausfall immer dann, wenn Außenbauteile zu geringe Oberflächentemperaturen aufweisen und/oder die Raumluftfeuchte durch übermäßige Feuchteproduktion oder unzureichendes Lüften deutlich erhöht ist. Während zu hohe Raumluftfeuchten also in der Regel auf fehlerhaftes Nutzerverhalten zurückzuführen sind, muss hinsichtlich der Oberflächentemperaturen genauer unterschieden werden. Zu geringe Oberflächentemperaturen können zurückzuführen sein auf: -

unzureichende Wärmedämmung (insbesondere im Bereich von Wärmebrücken) erhöhte innere Wärmeübergangswiderstände aufgrund verringerter oder unterbundener Konvektion (durch z.B. ungünstige Raummöblierung) hohe Wärmespeicherfähigkeit der Außenbauteile (Stichwort: Sommerkondensation) unzureichende Beheizung der Innenräume

Zur Vermeidung von Tauwasserausfall an den raumseitigen Oberflächen von Bauteilen darf daher die Oberflächentemperatur θsi die Taupunktpunkttemperatur θS (siehe Abschnitt 5.2.9) der angrenzenden Raumluft nicht unterschreiten. Mindestwärmeschutz Da die Oberflächentemperatur θsi maßgeblich vom Wärmedurchlasswiderstand R des Bauteils abhängt, werden nach DIN 4108-2 [15] zur Gewährleistung der Tauwasserfreiheit an Innenoberflächen Mindestwerte für den Wärmedurchlasswiderstand R von Bauteilen gefordert (siehe auch Abschnitt 2.6). Diese Mindestwerte sind unabhängig von weitergehenden energetischen Forderungen immer einzuhalten. Neben den Anforderungen an den Mindestwärmeschutz gemäß DIN 4108-2 [15] ist gemäß DIN 41083 [16] der erforderliche Wärmedurchlasswiderstand Rmin gemäß Gl. 5.5.2-1 für ebene

5

5.40

5 Feuchteschutz

Bauteile ohne Wärmebrücken einzuhalten. θ − θe Rmin ≥ Rsi ⋅ i − ( Rsi + Rse ) θi − θS

(5.5.2-1)

Darin ist: θS  Taupunkttemperatur nach Abschnitt 5.2.9 [°C] θi  Raumlufttemperatur [°C] θe  Außenlufttemperatur [°C] Rsi  Wärmeübergangswiderstand innen nach Abschnitt 2.2.8-3 [W/(m2·K)] Rse  Wärmeübergangswiderstand außen nach Abschnitt 2.2.8-3 [W/(m2·K)] Für Bauteile mit Wärmebrücken ist zur Vermeidung von Tauwasserbildung an den Innenoberflächen die niedrigste Temperatur der raumseitigen Oberfläche an der Wärmebrücke maßgebend. Nähere Informationen enthält Abschnitt 2.5.

5

Tauwasserbildung infolge erhöhter Wärmeübergangswiderstände Wird der konvektive und strahlungsbedingte Wärmeübergang z.B. durch dicht an der Außenwand positionierte Möbel behindert, so erhöht sich der innere Wärmeübergangswiderstand Rsi. Die Folge ist eine Absenkung der Wandinnenoberflächentemperatur θsi und eine Erhöhung der relativen Luftfeuchte φsi, wodurch insbesondere in Raumwinkeln und Raumecken Tauwasserausfall auftreten kann, da hier zusätzlich der Einfluss der geometrisch bedingten Wärmebrücke negativ mitwirkt. Der Einfluss höherer Wärmeübergangswiderstände auf die Oberflächentemperatur wird für eine ebene Wand in Bild 5.5.5-1 dargestellt. Der zusätzliche Einfluss einer Wärmebrücke ist Bild 2.5.2-1 zu entnehmen.

Bild 5.5.2-1 Oberflächentemperatur θsi und Wärmedurchlasswiderstandes R in Abhängigkeit der Wärmeübergangswiderstände Rsi für ein Außenbauteil unter den klimatischen Ranbedingungen nach DIN 4108-3 [16] (Raumlufttemperatur θi=20°C , Außenlufttemperatur θe=-5°C)

5.41 Tauwasserbildung infolge „Sommerkondensation“ Unter dem Begriff der Sommerkondensation wird die Tauwasserbildung auf Bauteiloberflächen verstanden, die infolge einer sommerlichen Belüftung eines unbeheizten Raumes entstehen kann. Dringt in unbeheizte Räume von Gebäuden mit massigen bzw. erdberührten Außenwänden (z.B. Kirchen oder Souterrainräume) warme Außenluft (mit dementsprechend hohen Wasserdampfgehalt) ein, so können sich an den kalten Wandoberflächen bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur beträchtliche Mengen an Tauwasser niederschlagen. Die größte Gefahr der Sommerkondensation besteht dabei im Frühjahr. Massive Außenwände mit großer Wärmespeicherfähigkeit passen sich den Lufttemperaturen im Frühjahr nur langsam an, so dass die Taupunkttemperatur bei diesen schnell unterschritten werden kann. Tauwasserbildung infolge erhöhter Raumluftfeuchte Die sich an den Innenoberflächen einstellende relative Feuchte ist abhängig von der Raumlufttemperatur θi und der Innenoberflächentemperatur θsi und wird maßgeblich von der relativen Luftfeuchte φi des Innenraumes beeinflusst. Bei übermäßiger Feuchteproduktion im Innenraum und gleichzeitig unzureichender Luftabfuhr durch Lüftung wird die Tauwasserbildung auf den Bauteiloberflächen begünstigt. Anmerkung: Problematisch zeigt sich dies in der Altbausubstanz bei der Erneuerung von Fenstern mit hoher Wärmedämmung und hoher Luftdichtheit bei gleichbleibenden schlecht gedämmten Außenwänden. Bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur θS der Luft fällt an den entsprechenden Oberflächen - somit an den Oberflächen der Wand- und Deckenbereiche und nicht mehr am Fenster - Tauwasser aus. Desweiteren entfällt hierdurch die Indikatorfunktion des Fensters, dass bei „Beschlagen“ der Fensterscheiben eine Lüftung zwingend erforderlich ist. Die maximal zulässige relative Feuchte der Innenraumluft φi,max kann unter Berücksichtigung der Feuchteproduktion im Innenraum mD,j und des nutzerabhängigen Lüftungsverhaltens gemäß Gl. 5.5.2-2 bestimmt werden. n

φi ,max = φe ⋅

cS ,e cS ,i

∑ mD , j +

j=1

n ⋅ V R ⋅ cS ,i

Darin sind: j  Anzahl der Feuchtequellen [-] φe  Relative Feuchte der Außenluft [-] cS,i  Wasserdampfsättigungskonzentration der Raumluft [g/m3] cS,e  Wasserdampfsättigungskonzentration der Außenluft [g/m3] mD  Feuchteproduktion der Quelle j [g/h] VR  Raumvolumen [m3] n  Luftwechselrate [h-1]

(5.5.2-2)

5

5.42

5 Feuchteschutz

Oberflächentauwassermenge Die in einem bestimmten Zeitraum t anfallende Oberflächentauwassermenge mW,T kann nach Gl. 5.5.2-3 ermittelt werden. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gsi wird näherungsweise nach Gl. 5.5.2-4 berechnet, der Wasserdampfübergangswiderstand 1/βi nach Abschnitt 5.2.10 ermittelt. mW ,T = g si ⋅ t g si =

( pi − pS, si (θ si )) 1 / ßi

(5.5.2-3) (5.5.2-4)

Je niedriger die Oberflächentemperatur θSi ist, d.h. je größer die Differenz zwischen dem Wasserdampfpartialdruckes der Innenraumluft pi und dem Wasserdampfsättigungsdruck auf der Bauteiloberfläche pS,si ist, desto größer ist auch die Tauwassermenge, die sich an der Oberfläche des Bauteils bildet.

5

5.5.3 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen Zur Berechnung der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen wurde durch einzelne Bauphysiker in den Jahren ab 1956 die sogenannte „Gemeinschaftsgleichung“ entwickelt. Diese Ansätze wurde 1959 durch die theoretischen Arbeiten von Prof. Helmut Glaser verfeinert. Das Glaser-Verfahren bildet die Grundlage der Nachweisführung gemäß DIN 4108-3 [16]. 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 ausfallende Tauwasser im Winter (Tauperiode) nicht zu einer unzulässigen Feuchteanreicherung in der Konstruktion führt und im Sommer (Verdunstungsperiode) wieder austrocknen kann. Das Glaser-Verfahren ist ein Näherungsverfahren, welches auf der sicheren Seite liegende Ergebnisse liefert und folgende Vereinfachungen trifft: -

Das Bauteil ist luftdicht, es gibt keine Durchströmung und somit keinen Feuchteeintrag durch Konvektion. Die Materialien sind nicht hygroskopisch, d.h. Sorptionseigenschaften der Materialien bleiben unberücksichtigt. Ein Kapillarwassertransport findet nicht statt. Die Materialien sind trocken, d.h. Feuchte, die aus der Errichtung herrührt, ist bereits abgetrocknet. Feuchtezufuhr durch Regen bzw. aufsteigende Feuchte etc. bleibt unberücksichtigt. Kondensationswärme, die bei der Kondensation von Wasserdampf an die Umgebung freigesetzt wird, bleibt unberücksichtigt.

Das Glaser-Verfahren gilt weiterhin, trotz der oben genannten vereinfachten Annahmen, als anerkanntes Berechnungsverfahren zur Überprüfung der Tauwasserbildung

5.43 im Innern von Bauteilen. Das Glaser-Verfahren basiert auf der Erstellung eines Diffusionsdiagrammes unter stationären Verhältnissen (zeitlich konstanter Wasserdampfdiffusionsstrom) und unter festgelegten klimatischen Randbedingungen für das Außenund Raumklima. Ein Nachweis ist prinzipiell für alle Bauteile zu führen, es sei denn, sie sind gemäß DIN 4108-3 [16] als nicht tauwassergefährdet eingestuft (siehe Abschnitt 5.5.4). Die Verfahrensweise bei der Nachweisführung nach dem Glaser-Verfahren wird in Abschnitt 5.5.5 beschrieben.

5.5.4 Nachweisfreie Bauteilkonstruktionen nach DIN 4108-3 In DIN 4108-3 werden verschiedene Bauteilkonstruktionen definiert, bei deren Einsatz kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist, sofern diese Konstruktionen einen ausreichenden Wärmeschutz nach DIN 4108-2 [15] aufweisen und gemäß DIN 4108-7 [18] luftdicht ausgeführt sind. Die Nachweisfreiheit gilt nur, wenn Klimarandbedingungen entsprechend Tabelle 5.5.5-1 anliegen. Weichen die Klimarandbedingungen ab, so ist ein Tauwassernachweis zu führen. Konstruktionsbeispiele für entsprechende Wandaufbauten sind für Außenwände aus Mauerwerk nach DIN 1053-1 in Tabelle 5.5.4-1, aus Normalbeton nach DIN EN 206-1 bzw. DIN 1045-2 [1] in Tabelle 5.5.4-2, aus gefügedichtem Leichtbeton nach DIN 4219-1 [19] und DIN 4219-2 [20] und aus haufwerksporigem Leichtbeton nach DIN 4232 in Tabelle 5.5.4-3, Kelleraußenwände in Tabelle 5.5.4-4, Außenwände in Holzbauart in Tabelle 5.5.4-5, Holzfachwerkwände in Tabelle 5.5.4-6 zusammengestellt. Tabelle 5.5.4-1 Außenwände aus Mauerwerk nach DIN 1053-1 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

1 Bauart 2 Wände ohne zusätzliche Wärmedämmschicht

3

einschalig a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt nach DIN 18550-1 [57]

einschalig a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] 4 b) angemauerte Bekleidung nach DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) (fortgesetzt auf nächster Seite)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

5

5.44

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-1 Außenwände aus Mauerwerk mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

2

1 Bauart

Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

einschalig hinterlüftete Außenwandbekleidung 5 nach DIN 18516-1 [53]

5

zweischalig mit Putzschicht a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] 6 (Außenschale vollfugig mit Fingerspalt vor Innenschale errichtet) zweischalig mit Luftschicht a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] 7

8 Wände mit außenseitig angebrachter Wärmedämmschicht einschalig mit Wärmedämmung a) WDVS gemäß Zulassung b) Wärmedämmputzsystem 9 nach DIN 18550-3 [58]

einschalig mit Wärmedämmung a) verputzte HWL- bzw. ML-Platten nach DIN 1101 [4] 10 b) hinterlüftete Bekleidung nach DIN 18516-1 [52] mit Wärmedämmung (fortgesetzt auf nächster Seite)

5.45 Tabelle 5.5.4-1 Außenwände aus Mauerwerk mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 Bauart

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

zweischalig mit Wärmedämmung und Luftschicht a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] 17 b) verputzt nach DIN 18550-1 [57]

18

zweischalig mit Kerndämmung a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt nach DIN 18550-1 [57]

5

Wände mit innenseitig angebrachter Wärmedämmschicht, bei einem Wärmedurchlasswider19 stand R ≤1,0 (m2K)/W der Dämmschicht und einem Werte sd,i ≥0,5 m von Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen einschalig außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] 20 innen: verputzt oder bekleidet

einschalig außen: a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung 21 nach DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) innen: verputzt oder bekleidet einschalig außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 22 innen: verputzt oder bekleidet (fortgesetzt auf nächster Seite)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

5.46

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-1 Außenwände aus Mauerwerk nach DIN 1053-1 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 Bauart einschalig außen: a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung 23 nach DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) innen: verputzt oder bekleidet

5

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

einschalig außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 24 innen: verputzt oder bekleidet zweischalig mit Putzschicht außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt 25 nach DIN 18550-1 [57] (Außenschale vollfugig mit Fingerspalt vor Innenschale errichtet) innen: verputzt oder bekleidet zweischalig mit Luftschicht außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt 26 nach DIN 18550-1 [57] innen: verputzt oder bekleidet

Wände mit Innendämmung aus Holzwolleleichtbauplatten nach DIN 1101 bei einem Wärmedurchlasswiderstand R ≤ 0,5 (m2K)/W der Dämmschicht einschalig außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] 28 b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] innen: verputzt oder bekleidet

27

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.47 Tabelle 5.5.4-1 Außenwände aus Mauerwerk nach DIN 1053-1 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 Bauart einschalig außen: a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung 29 nach DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) innen: verputzt oder bekleidet einschalig außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 30 innen: verputzt oder bekleidet

zweischalig mit Putzschicht außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt 31 nach DIN 18550-1 [57] (Außenschale vollfugig mit Fingerspalt vor Innenschale errichtet) innen: verputzt oder bekleidet zweischalig mit Luftschicht außen: a) verblendet nach DIN 1053-1 [2] b) verputzt 32 nach DIN 18550-1 [57] innen: verputzt oder bekleidet

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

5

5.48

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-2 Außenwände aus Normalbeton nach DIN EN 206-1 bzw. DIN 1045-2 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

1 Bauart 2 Wände ohne zusätzliche Wärmedämmschicht

3

5

a) verputzt nach DIN 18550-1 [57] b) Verblendmauerwerk nach DIN 1053-1 [2]

a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung nach 4 DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) (d≤20 mm geriffelte Platten) hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 5

6 Wände mit außenseitig angebrachter Wärmedämmschicht

7

8

a) WDVS gemäß Zulassung b) Wärmedämmputzsystem nach DIN 18550-3 [58]

a) verputzte HWL- bzw. ML-Platten nach DIN 1101 [4] b) hinterlüftete Bekleidung nach DIN 18156-1 [52] mit Wärmedämmung

9 Wände mit innenseitig angebrachter Wärmedämmschicht1) außen: a) verputzt nach DIN 18550-1 [57] b) Verblendmauerwerk nach 10 DIN 1053-1 [2] innen: verputzt oder bekleidet (fortgesetzt auf nächster Seite)

5.49 Tabelle 5.5.4-2 Außenwände aus Normalbeton nach DIN EN 206-1 bzw. DIN 1045-2 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 Bauart außen: a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung 11 nach DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) innen: verputzt oder bekleidet

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 12 innen: verputzt oder bekleidet

5

13 Wände mit Innendämmung aus Holzwolleleichtbauplatten nach DIN 11012) außen: a) verputzt nach DIN 18550-1 [57] b) Verblendmauerwerk nach 14 DIN 1053-1 [2] innen: verputzt oder bekleidet außen: a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung nach DIN 18515-2 [51] 15 (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) innen: verputzt oder bekleidet (d≤20 mm geriffelte Platten) außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] innen: verputzt oder bekleidet 16

1) 2)

bei einem Wärmedurchlasswiderstand R ≤1,0 (m2K)/W der Dämmschicht und einem Wert sd,i ≥0,5 m von Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen

bei einem Wärmedurchlasswiderstand R ≤ 0,5 (m2K)/W der Dämmschicht

5.50

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-3 Außenwände aus gefügedichtem Leichtbeton nach DIN 4219-1 und DIN 42192 und Wände aus haufwerksporigem Leichtbeton nach DIN 4232 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

1 Bauart 2 Wände ohne zusätzliche Wärmedämmschicht a) Sichtbeton b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] 3

5

a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung nach 4 DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%) (d≤20 mm geriffelte Platten) hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] 5

6 Wände mit außenseitig angebrachter Wärmedämmschicht

7

8

a) WDVS gemäß Zulassung b) Wärmedämmputzsystem nach DIN 18550-3 [58]

a) verputzte HWL- bzw. ML-Platten nach DIN 1101 [4] b) hinterlüftete Bekleidung nach DIN 18516-1 [52] mit Wärmedämmung

9 Wände mit innenseitig angebrachter Wärmedämmschicht1) außen: a) Sichtbeton b) verputzt nach DIN 18550-1 [57] 10 innen: verputzt oder bekleidet

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.51 Tabelle 5.5.4-3 Außenwände aus gefügedichtem Leichtbeton nach DIN 4219-1 und DIN 42192 und Wände aus haufwerksporigem Leichtbeton nach DIN 4232 mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

1 Bauart a) angemörtelte Bekleidung nach DIN 18515-1 [50] b) angemauerte Bekleidung nach 11 DIN 18515-2 [51] (Fugenanteil der Bekleidung ≥5%)

(d≤20 mm geriffelte Platten)

5

außen: hinterlüftete Außenwandbekleidung nach DIN 18516-1 [52] innen: verputzt oder bekleidet 12

1)

bei einem Wärmedurchlasswiderstand R ≤1,0 (m2K)/W der Dämmschicht und einem Wert sd,i ≥0,5 m von Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen

Tabelle 5.5.4-4 Kelleraußenwände mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1 1 Bauart 2 Wände mit außenseitiger Perimeterdämmung einschaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 [2] 3

4

Beton nach DIN EN 206-1 [74] bzw. DIN 1045-2 [1]

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

5.52

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-5 Außenwände in Holzbauart nach DIN 68800-2 [73] mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3 [16], für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

1 Bauart

2 Wände mit raumseitier diffusionshemmender Schicht mit sd,i ≥2 m

3

4

5

äußere Beplankung aus Holz oder Holzwerkstoffen mit hinterlüftetem Wetterschutz

Wärmedämmverbundsystem (WDVS) gemäß Zulassung

Mauerwerk-Vorsatzschale mit Luftschicht 5

Tabelle 5.5.4-6 Holzfachwerkaussenwände mit Luftdichtheitsschicht mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1 1 Bauart 2 Wände mit wärmedämmender Ausfachung Sichtfachwerk

3

(fortgesetzt auf nächster Seite)

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

5.53 Tabelle 5.5.4-6 Holzfachwerkaussenwände mit Luftdichtheitsschicht mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-3 [16], für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 1 Bauart

2 Konstruktionsbeispiele (links = außen, rechts = innen)

4 Wände mit Innendämmung über Fachwerk und Gefach a) Wärmedämmung 1) b) Holzwolleleichtbauplatten nach DIN 1101 [4] 5

5 6 Wände mit außenseitiger Dämmung über Fachwerk und Gefach 2) a) WDVS gemäß Zulassung b) Wärmedämmputz c) hinterlüftete Außenwandbekleidung 7

1) 2)

Wärmedurchlasswiderstand R ≤1,0 (m2K)/W der Dämmschicht und einem Wert 1,0≤ sd,i ≤2,0 m von Dämmschicht und Innenputz bzw. Innenbekleidung zusammen

äußerer sd,e-Wert ≤ 2,0 m

Neben nachweisfreien Konstruktionen für Außenwände werden in DIN 4108-3 [16] auch Aufbauten für Dächer vorgegeben, bei denen die Durchführung eines rechnerischen Tauwassernachweises nach dem Glaser-Verfahren nicht erforderlich ist. Als Voraussetzung für die Nachweisfreiheit muss der Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 [15] eingehalten und die Konstruktion luftdicht nach DIN V 4108-7 [18] ausgeführt sein. Hierbei ist zwischen nicht belüfteten Dächern und belüfteten Dächern zu unterscheiden. Zu den belüfteten Dächern zählen solche Dachkonstruktionen bei denen über der Wärmedämmung direkt eine Luftschicht (belüftete Luftschicht) folgt, die über Zu- und Abluftöffnungen verfügt und somit mit der Außenluft in Verbindung steht. Der Vorteil belüfteter Dachkonstruktionen liegt darin, die raumseitig eindif-

5.54

5 Feuchteschutz

fundierende Feuchte abtransportieren zu können, sowie ein schnelleres Austrocknen gegebenenfalls zu feucht eingebauter Hölzer zu unterstützen. Bei der Planung von belüfteten Dächern ist auf ausreichend große Lüftungsquerschnitte und -öffnungen zu achten. Zu den nicht belüfteten Dächern zählen Dachkonstruktionen ohne belüftete Luftschicht direkt über der Wärmedämmung, die aber außenseitig im weiteren Dachaufbau Luftschichten oder Lüftungsebenen angeordnet haben können. Die Anforderungen an die Dachkonstruktionen sind für nicht belüftete Dächer in Tabelle 5.5.4-7 und für belüftete Dächer in Tabelle 5.5.4-8 zusammengestellt. Tabelle 5.5.4-7 Anforderungen an nicht belüftete Dächer, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist

1

5

1 Dachkonstruktion

2

3

WärmeWasserdampf-Diffusionsäquivalente durchlassLuftschichtdicke sd widerstand Ru [m] [m2K/W]

2 mit nicht belüfteter Dachdeckung

sd,e < 2,0

3

Ru ≤ 0,2·R sd,i ≥ 1001)

4

mit belüfteter Dachdeckung oder mit zusätzlich belüfteter Luftschicht unter nicht belüfteter 5 Dachdeckung und einer Wärmedämmung zwischen, unter und/oder über den Sparren und zusätzlicher regensichernder Schicht

sd,e < 2,0

6 7 8 9

sd , i

2)

sd , e ≤ 0,1 ⎧≥ 1, 0 R ≤ 0,2·R ⎪ = ⎨≥ 2, 0 für sd , e4 ) ≤ 0, 3 u ⎪≥ 6, 0 ⋅ s sd , e > 0, 3 d,e ⎩

10 mit Dachabdichtung und diffusionshemmender Schicht unterhalb der Wärmedämmschicht

11

(fortgesetzt auf nächster Seite)

sd,i ≥ 1001)3)

Ru ≤ 0,2·R

5.55 Tabelle 5.5.4-7 Anforderungen an nicht belüftete Dächer, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist (Fortsetzung)

1 1 Dachkonstruktion

2

3

WärmeWasserdampf-Diffusionsäquivalente durchlassLuftschichtdicke sd widerstand Ru [m] [m2·K/W]

mit Dachabdichtung und ohne diffusionshemmender Schicht an der Unterseite und ohne 12 zusätzliche Wärmedämmung gilt für Dächer aus Porenbeton nach DIN 4223 [21] mit Dachabdichtung und Wärmedämmung oberhalb der Dachabdichtung und 13 dampfdurchlässiger Auflast auf der Wärmedämmschicht 1) 2)

sd,i  diffusionshemmende Schicht unterhalb der Wärmedämmschicht sd,i  Die Summe der Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken aller Schichten, die sich unterhalb der Wärmedämmschicht bzw. unterhalb gegebenenfalls vorhandener Untersparrendämmungen befinden bis zur ersten belüfteten Luftschicht.

3)

sd,i  Bei diffusionsdichten Dämmstoffen (z.B. Schaumglas) auf starren Unterlagen kann auf eine zusätzliche diffusionshemmende Schicht verzichtet werden.

4)

sd,e  Bei nicht belüfteten Dächern mit sd,e ≤ 0,2 m kann auf chemischen Holzschutz verzichtet werden, wenn die Bedingungen nach DIN 68800-2 [73] eingehalten werden.

sd,e  Die Summe der Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken aller Schichten, die sich oberhalb der Wärmedämmschicht befinden bis zur ersten belüfteten Luftschicht. Ru

 Wärmedurchlasswiderstand aller Bauteilschichten des Gefachbereiches unterhalb einer raumseitigen diffusionshemmenden Schicht

R

 Wärmedurchlasswiderstand des gesamten Bauteils

5

5.56

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.5.4-8 Anforderungen an belüftete Dächer für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist 1 1

3

Kenngröße

Anforderungen

2 Dachneigung < 5°

5

wasserdampfdiffusionsäquivalente 3 Luftschichtdicke sd-Wert der raumseitigen diffusionshemmenden Schicht

sd,i ≥ 100 m

Wärmedurchlasswiderstand Ru [m2·K/W] 4 der Schichten unterhalb der raumseitigen diffusionshemmenden Schicht

Ru ≤ 0,2 · R

5 Dachneigung ≥5°

6

sd-Wert der Schichten unterhalb der Belüftungsschicht

7 Höhe des freien Lüftungsquerschnitt 8 Freier Lüftungsquerschnitt von Zu- und AbluftTraufen 9 öffnungen je Meter [cm2/m] 10 11 First / Grat 12

sd ≥ 2,0 m h ≥ 2 cm

AL1 ≥  ⋅ a1 ⋅ 0, 002 AL2 ≥  ⋅ a2 ⋅ 0, 002 AL1 ( AL2 ) ≥ 200 cm2 / m AL3 ≥  ⋅ ( a1 + a2 ) ⋅ 0, 0005 AL3 ≥ 50 cm2 / m

5.57

5.5.5 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren Die Verfahrensweise bei der Nachweisführung nach dem Glaser-Verfahren wird nachfolgend schrittweise beschrieben und in Bild 5.5.5-1 zusammengefasst dargestellt.

5

Bild 5.5.5-1 Ablaufdiagramm zum Nachweisverfahren der Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen (Glaser-Verfahren)

5.58

5 Feuchteschutz

1. Schritt - Zusammenstellung der klimatischen Randbedingungen Als Eingangswerte für die Berechnung werden die klimatischen Randbedingungen zusammengestellt. Diese sind für nicht klimatisierte Wohn- und Büroräume sowie Räume vergleichbarer Nutzung aus Tabelle 5.5.5-1 zu entnehmen. Tabelle 5.5.5-1 Klimarandbedingungen für die Tauperiode und Verdunstungsperiode

1

2

3

4

5

Klima

Temperatur θi bzw. θe

relative Luftfeuchte φi bzw. φe

[°C]

[%]

1 Bauteil

Zeit

2

5

2

3

Wände

Dächer

Tauperiode tT = 1440 h

Innen

+20

50

Außen

-10

80

Verdunstungsperiode tV = 2160 h

Innen

+12

70

Tauwasserebene

+12

100

Außen

+12

70

Tauperiode tT = 1440 h

Innen

+20

50

Außen

-10

80

Verdunstungsperiode tV = 2160 h

Innen

+12

70

Dachoberfläche

+20

-

Außen

+12

70

Für andere Nutzungsbedingungen, z.B. in Schwimmbädern, in klimatisierten bzw. deutlich anders beaufschlagten Räumen oder bei extremem Außenklima, sind das tatsächliche Raumklima und das Außenklima am Standort des Gebäudes mit deren zeitlichem Verlauf zu berücksichtigen. Für solche Fälle wird in DIN 4108-3 [16] auf [1002], [1005], [1007], [1010] und [1011] verwiesen. Anhand der jeweiligen Temperaturen werden die Sättigungsdampfdrücke auf der Raum- und Außenseite nach Gl. 5.2.3-1 bzw. Gl. 5.2.3-2 berechnet oder aus Tab. 5.2.31 abgelesen. Mit der relativen Luftfeuchte lassen sich daraus die Wasserdampfpartialdrücke ableiten. Alle Werte werden im oberen Teil von Bild 5.5.5-2 zusammengefasst niedergelegt. 2. Schritt - Berechnung der Wasserdampfsättigungsdrücke Als Ausgangssituation wird für das Bauteil eine Diffusionsberechnung unter winterlichen Randbedingungen (Tauperiode) durchgeführt. Das Bauteil wird in Teilschichten (mindestens an den Baustoffgrenzen) unterteilt. Bauteilschichten mit großem Temperaturabfall (Δθ>10 °C) werden in weitere Teilschichten - üblicherweise Drittelung der Schichten - unterteilt. Die Teilschichten von Innen nach Außen einschließlich der thermischen Grenzschichten sowie die zugehörigen Kenngrößen, d.h. die Schichtdicke

5.59

d, die Wärmeleitfähigkeit λ und die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ werden im Tabellenblatt im unteren Teil von Bild 5.5.5-2 in den Spalten  bis  eingetragen. Es sind die für die Tauperiode ungünstigeren μ-Werte nach Tabelle 1.5 (siehe Abschnitt 1) anzuwenden. D.h. es werden für Bauteilschichten von Innen bis zur Tauwasserebene die kleineren μ-Werte und für Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur Außenoberfläche die größeren μ-Werte angesetzt (hierzu siehe auch Abschnitt 5.2.15). Hierdurch wird die größte rechnerische Tauwassermenge mW,T und somit der ungünstigste Fall bestimmt. Für die Bauteilschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand R bestimmt. Die Wärmeübergangswiderstände für die thermischen Grenzschichten werden nach Tabelle 2.5.2-3 (siehe Abschnitt 2) angesetzt. In Spalte  wird die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd eingetragen (siehe Abschnitt 5.2.16). Für außenseitige Bauteilschichten mit einer wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke sd<0,1 m ist sd=0,1 m anzusetzen. Nachfolgend werden die in den Schichten auftretenden Temperaturdifferenzen Δθ berechnet und in Spalte  notiert. Abschließend werden die Schichtgrenztemperaturen θ (Spalte ) und der von den Temperaturen abhängige Wasserdampfsättigungsdruck pS (Spalte ) (nach Tabelle 5.2.3-1 bzw. Gl. 5.2.3-1 und Gl. 5.2.3-2) für alle Schichten ermittelt.

5

5.60

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.5.5-2 Tabellenblatt zum Glaser-Verfahren

3. Schritt - Darstellung des pS-Verlaufes In einem Diffusionsdiagramm erfolgt die graphische Darstellung des Wasserdampfsättigungsdruckverlaufes pS. Die Wasserdampfsättigungsdrücke pS werden dabei auf der Ordinate (y-Achse) aufgetragen. Die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken sd der Bauteilschichten werden auf der Abzisse (x-Achse) in einem geeigneten und entsprechenden sd skalierten Maßstab aufgetragen. Beide Maßstäbe können unabhängig voneinander festgelegt werden. Die an den Schichtgrenzen entsprechend dem 2. Schritt ermittelten Wasserdampfsättigungsdrücke pS werden linear miteinander verbunden (siehe Bild 5.5.5-3).

Anmerkung: Insbesondere bei Querschnitten, in denen eine (oder auch mehrere Schichten) eine - im Vergleich zu den anderen Schichten - deutlich größere wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke aufweist, ist es oft problematisch, das

5.61

Diffusionsdiagramm in einem sinnvollen Maßstab zu konstruieren. Dieser Fall tritt beispielsweise auf, wenn Dampfsperren, Abdichtungsmaterialien oder diffusionsdichte Dämmstoffe wie Schaumglas eingesetzt werden. In solchen Fällen kann die betroffene Schicht vereinfachend unmaßstäblich konstruiert werden. Zur Kennzeichnung der Unmaßstäblichkeit werden in der Mitte der Schicht zwei Trennlinien eingefügt. Hinsichtlich der weiteren Verfahrensweise ist dann zwischen zwei Fällen zu unterscheiden: a) die Wärmedämmwirkung der Schicht ist vernachlässigbar (z.B. Folie oder Abdichtungsbahn) Da die Wärmedämmwirkung vernachlässigbar ist, liegt auf beiden Seiten der Schicht dieselbe Temperatur an. Der Sättigungsdampfdruck ist daher innerhalb der Schicht konstant (wie bei Schicht 2 in Beispiel 2). Der Wasserdampfpartialdruckverlauf wird allgemein als lineare Verbindung der Punkte pi und pe konstruiert (ggf. abknickend, wenn im Bauteil Tauwasser ausfällt). In dem in dieser Anmerkung beschriebenen Spezialfall des Vorliegens einer diffusionstechnisch „unendlich dicken“ Schicht wird die Steigung des Partialdruckverlaufes folglich „unendlich“ gering. Daher wird der Partialdruckverlauf als Gerade der Steigung „0“ von den Punkten pi und pe zur Trennlinie verlängert. b) die Wärmedämmung der Schicht ist nicht vernachlässigbar (z.B. Wärmedämmung aus Schaumglas) Aufgrund der wärmedämmenden Eigenschaften der Schicht liegen ein Temperaturgefälle und damit auch ein Sättigungsdampfdruckgefälle innerhalb der Schicht vor. Die Schicht selbst wird als diffusionstechnisch „unendlich dick“ angenommen. Der Sättigungsdampfdruckverlauf innerhalb dieser Schicht folgt daher wiederum einer Geraden mit der Steigung „0“. Er wird daher von den jeweiligen Sättigungsdrücken auf beiden Seiten der Schicht konstant bis zur Trennlinie verlängert. Der Partialdruckverlauf wird wie unter a) beschrieben konstruiert. Liegen in einem Querschnitt mehrere Schichten im Sinne dieser Anmerkung vor (z.B. zwei Abdichtungen wie in Beispiel 4 ), dann sind zur Bestimmung des Partialdruckverlaufes zwischen diesen Schichten ggf. zusätzliche rechnerische Betrachtungen notwendig. Insbesondere in solchen Fällen erfordert der Umgang mit der hier beschriebenen Vereinfachung als „unendlich dicke“ Schicht einige Übung.

5

5.62

5 Feuchteschutz

5 Bild 5.5.5-3 Beispiel: Wasserdampfsättigungsdruckverlauf für die Tauperiode

4. Schritt - Darstellung des pD-Verlaufes bei tauwasserfreiem Querschnitt Es erfolgt die Bestimmung der vorhandenen Wasserdampfpartialdruckkurve pD. Da die Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände (siehe Abschnitt 5.2.10) an der Innenseite und an der Außenseite relativ klein sind im Verhältnis zum WasserdampfDiffusionsdurchlasswiderstand Z des Bauteils (siehe Abschnitt 5.2.12), werden diese vernachlässigt. Somit entspricht der Wasserdampfpartialdruck an der Innenoberfläche des Bauteils dem Wasserdampfpartialdruck der Innenluft pi und an der Außenoberfläche dem Wasserdampfpartialdruck der Außenluft pe. Beide Werte werden im Diffusionsdiagramm eingetragen. Besteht nun die Möglichkeit die Wasserdampfpartialdrücke pi und pe geradlinig miteinander zu verbinden, ohne die Sättigungsdampfdruckkurve zu berühren, entspricht die Neigung der Geraden einem konstantem Wasserdampfdiffusionsstrom bzw. einer konstanten Wasserdampfstromdichte g und somit einem tauwasserfreiem Bauteilquerschnitt (siehe Bild 5.5.5-4). Ansonsten ist gemäß Schritt 5 zu konstruieren, denn der Wasserdampfpartialdruck kann niemals über dem maximal möglichen Wasserdampfsättigungsdruck liegen.

5.63

5 Bild 5.5.5-4 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Tauperiode bei einem Bauteil ohne Tauwasserausfall (Fall a) siehe Tabelle 5.5.5-3)

5. Schritt - Darstellung des pD-Verlaufes bei Tauwasserausfall im Querschnitt Ist die Konstruktion der geradlinigen Verbindung der Wasserdampfpartialdrücke - ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren - nicht möglich, so fällt im Bauteil Tauwasser aus. Der tatsächliche Wasserdampfpartialdruckverlauf wird bestimmt, indem im Diffusionsdiagramm ausgehend von pi und pe die Tangenten (Umhüllende) an die Kurve des Sättigungsdruckes gezeichnet werden. Die Berührungsstellen pSW der Tangenten mit dem Kurvenzug des Wasserdampfsättigungsdruckes begrenzen den Ort oder Bereich des Tauwasserausfalls (siehe Bild 5.5.5-5). Die Neigung der Wasserdampfpartialdruckkurve von der raumseitigen Bauteiloberfläche bis zur - ggf. ersten - Tauwasserebene (TW) entspricht der von innen eindiffundierenden Feuchtigkeitsmenge. Die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken der Bauteilschichten in diesem Bereich werden zu sdi zusammengefasst. Dieser Bereich des Bauteils wird mitunter auch als „Taubereich“ bezeichnet. Die Neigung der Wasserdampfpartialdruckkurve von der - bei Tauwasserausfall in einem Bereich oder mehreren Ebenen der äußersten - Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche entspricht der während der Tauperiode in Richtung der Außenoberfläche ausdiffundierenden Feuchtigkeitsmenge. Die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken der Bauteilschichten werden zu sde zusammengefasst. Dieser Bereich des Bauteils wird mitunter auch als „Verdunstungsbereich“ bezeichnet. Bei Tauwasserausfall in einem Bereich oder in mehreren Ebenen werden die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken in dem Bereich bzw. im Bereich zwischen

5.64

5 Feuchteschutz

den Ebenen zu einem Gesamtwert sdz zusammengefasst. Näheres zur Bestimmung von sdi, sdz und sde ist Tabelle 5.5.5-3 zu entnehmen.

5

Bild 5.5.5-5 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Tauperiode in einem Bauteil mit Tauwasseraufall in einer Ebene (Fall b) siehe Tabelle 5.5.5-3)

6. Schritt - Berechnung der Tauwassermenge mW,T Die Bestimmung der ausfallenden Tauwassermenge mW,T im Bauteil erfolgt anhand des Diffusionsdiagrammes. Nach DIN 4108-3 [16] werden drei mögliche Fälle des Tauwasserausfalls im Bauteil unterschieden: - Tauwasserausfall in einer Ebene (Fall b) - Tauwasserausfall in zwei Ebenen (Fall c) - Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich (Fall d) Fall a) beschreibt ein Bauteil ohne Tauwasserausfall siehe Zeile 2 der Tabelle 5.5.5-3.. In Tabelle 5.5.5-3 werden die Diffusionsdiagramme für die Tau- und Verdunstungsperiode der verschiedenen Fälle zusammengestellt. Die in der Tauperiode tT ausfallende Tauwassermenge mW,T wird in allen Fällen als Differenz der eindiffundierenden Feuchtigkeitsmenge und der aus dem Bauteil ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge bestimmt. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichten gi, ge, bzw. gz geben hierbei die Feuchtigkeitsmenge in dampfförmiger Form an, die durch die Bauteilfläche stündlich transportiert wird.

5.65 Fall b) - Tauwasserausfall in einer Ebene Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall zwischen zwei Bauteilschichten, z.B. zwischen den Bauteilschichten 2 und 3 in Zeile 3 der Tabelle 5.5.5-3. Die in der Tauperiode tT ausfallende Tauwassermenge mW,T wird nach Gl. 5.5.5-1 ermittelt. Hierin sind die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gi von der raumseitigen Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene und die Wasserdampfdiffusionsstromdichte ge von der außenseitigen Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene nach Gl. 5.5.5-2 bzw. Gl. 5.5.5-3 zu bestimmen. Die Länge der Tauperiode tT ist Tab. 5.5.5-1 zu entnehmen. mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) gi =

ge =

pi − pSW 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sdi pSW − pe 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sde

(5.5.5-1)

(5.5.5-2)

(5.5.5-3)

Dieser Fall ist typisch für mehrschichtige Bauteile z.B. bei Bauteilen mit Innendämmung (ohne innenseitige Dampfsperre) bzw. bei Mauerwerksbauteilen mit Kerndämmung (bei hohem Wärmedurchlasswiderstand der Dämmschicht bzw. bei zu geringen Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand der außenseitigen Bauteilschichten vor der Dämmung). Fall c) - Tauwasserausfall in zwei Ebenen Bei einem Bauteil mit entsprechender Schichtenfolge, wie z.B. mehreren wärmedämmenden Schichten, kann Tauwasser in zwei Bauteilebenen ausfallen, z.B. zwischen den Schichten 1 und 2 sowie zwischen den Schichten 3 und 4 in Zeile 4 der Tabelle 5.5.5-3. Die in der Tauperiode tT ausfallende Tauwassermenge mW,T wird nach Gl. 5.5.5-4 ermittelt. Sie ergibt sich aus der Summe der flächenbezogenen Tauwassermengen mW,T1 und mW,T2 nach den Gl. 5.5.5-5 und Gl. 5.5.5-6, die während der Tauperiode in beiden Ebenen ausfallen. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gi von der raumseitigen Bauteiloberfläche bis zur ersten Tauwasserebene bzw. die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gz zwischen der 1. und 2. Tauwasserebene und die Wasserdampfdiffusionsstromdichte ge von der 2. Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche werden nach den Gl. 5.5.5-7 bzw. Gl. 5.5.5-8 und Gl. 5.5.5-9 ermittelt. mW ,T = mW ,T 1 + mW ,T 2

(5.5.5-4)

mW ,T 1 = tT ⋅ ( g i − g z )

(5.5.5-5)

mW ,T 2 = tT ⋅ ( g z − g e )

(5.5.5-6)

5

5.66 gi =

5 Feuchteschutz pi − pSW 1 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sdi

p − pSW 2 g z = SW 1 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sd z ge =

5

pSW 2 − pe 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sde

(5.5.5-7) (5.5.5-8) (5.5.5-9)

Fall d) - Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich Hiermit wird der Fall beschrieben bei dem in einer mehr oder weniger breiten Bauteilzone Tauwasser ausfällt. D.h. der Tauwasserausfall erfolgt durchgehend in einem Bereich zwischen den beiden Berührungsstellen pSW1 und pSW2, z.B. in Schicht 2 in Zeile 5 der Tabelle 5.5.5-3. Dieser Fall tritt unter entsprechenden Randbedingungen insbesondere bei monolithischen Bauteilen (z.B. Mauerwerk mit beidseitigem Putz) auf. Die in der Tauperiode tT ausfallende Tauwassermenge mW,T wird nach Gl. 5.5.5-10 ermittelt. Hierin sind die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gi von der raumseitigen Bauteiloberfläche bis zum Anfang des Tauwasserbereiches und die Wasserdampfdiffusionsstromdichte ge vom Ende des Tauwasserbereiches bis zur äußeren Bauteiloberfläche nach Gl. 5.5.5-11 bzw. Gl. 5.5.5-12 zu bestimmen. mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) gi =

ge =

pi − pSW 1 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sdi pSW 2 − pe 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sde

(5.5.5-10) (5.5.5-11)

(5.5.5-12)

4

c: Tauwasserausfall in zwei Ebenen

5

d: Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich

3 a: Bauteil ohne Tauwasserausfall

2

b: Tauwasserausfall in einer Ebene

5.67

Tabelle 5.5.5-3 Diffusionsdiagramme der Fälle a bis d für die Tau- und Verdunstungsperiode

1 1 2 3

Fall Tauperiode Verdunstungsperiode

5

5.68

5 Feuchteschutz

Nachweis zur Vermeidung extremer Feuchteansammlung Eine Tauwasserbildung durch Wasserdampfdiffusion im Inneren von Bauteilen wird nach DIN 4108-3 [16] toleriert, wenn extreme Feuchteansammlung vermieden werden und das Tauwasser im Sommer verdunsten kann (siehe Schritt 7). Im Sinne einer extremen Feuchteansammlung gilt die Tauwasserbildung im Bauteil als unschädlich, wenn eine zulässige flächenbezogene Tauwassermenge zul mW,T nach Tabelle 5.5.5-4 nicht überschritten wird.

mW,T ≤ zul mW,T

(5.5.5-13)

Tabelle 5.5.5-4 zulässige Tauwassermenge nach DIN 4108-3 [16]

1 1 Bauteil

5

2

zul mW,T [kg/m2]

2 Dach- und Wandkonstruktionen allgemein

1,0

wenn Tauwasser an Berührungsflächen mit einer kapillar nicht wasserauf3 nahmefähiger Schicht ausfällt1) (z.B. bei Luftschichten oder Faserdämmstoffen einerseits sowie Dampfsperren oder Beton andererseits)

0,5

Neben der Begrenzung nach Zeile 2 oder Zeile 3 wird bei Holz und Holzwerkstoffen eine massebezogene Erhöhung des Feuchtegehaltes eingeschränkt: zul mW ,T = a ⋅ d ⋅ ρ 4

⎧0, 03 für Holzwerkstoffe a⎨ ⎩0, 05 für Holz d  Dicke des Baustoffs [ m ] ρ  Rohdichte des Baustoffs [ kg / m 3 ] Holzwolle-Leichtbauplatten und Mehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN 1101 [4] sind hiervon ausgenommen

1)

Für Holzbauteile gilt nach DIN 68800-2 [73] auch dann eine rechnerische Tauwassermenge mW,T=1,0 kg/m2 als zulässig, wenn Tauwasser an Berührungsflächen von kapillar nicht wasseraufnahmefähige Schichten auftritt, sofern die rechnerische Verdunstungsmenge mW,V mindestens das 5fache der auftretenden Tauwassermenge beträgt.

7. Schritt - Berechnung der Verdunstungswassermenge mW,V Im Fall der Tauwasserbildung im Innern eines Bauteiles wird der Nachweis erforderlich, dass das Tauwasser in der Verdunstungsperiode wieder vollständig ausdiffundiert. Es ist daher ein weiteres Diffusionsdiagramm (siehe Bild 5.5.5-6) für die Verdunstungsperiode zu erstellen. Durch die in der Verdunstungsperiode geltenden Randbedingungen (nach Tabelle 5.5.5-1) ergeben sich innen- und außenseitig die gleichen Wasserdampfsättigungsdrücke pS und Wasserdampfpartialdrücke pD. Nur in der Tauwasserebene

5.69 (TW) wird eine relative Luftfeuchtigkeit von φ=100% angenommen. Durch lineare Verbindung der Wasserdampfpartialdrücke von den Bauteiloberflächen bis zur Tauwasserebene ergibt sich der Wasserdampfpartialdruckverlauf. Die Neigungen der Geraden von der Tauwasserebene bis zu den Bauteiloberflächen entsprechen der nach innen und außen diffundierenden Feuchtigkeitsmenge. Eine Ausnahme bilden Flachdachquerschnitte, bei denen in der Verdunstungsperiode ungleiche Temperaturen außen- und innenseitig vorherrschen. In solchen Fällen kann nach DIN 4108-3 [16] mit einer erhöhten Außenoberflächentemperatur (+20°C) gerechnet werden, was dazuführt dass auch in der Verdunstungsperiode die Wasserdampfsättigungsdrücke analog Bild 5.5.5-3 berechnet werden müssen.

Anmerkung: Bei Flachdächern mit dampfdichter äußerer Dachhaut findet Tauwasserausfall in der Tau- und Verdunstungsperiode statt (siehe auch Beispiel 4 nach Abschnitt 5.5.6). Es zeigt sich, dass die Feuchtigkeit, die sich im Winter unter der äußeren Dachabdichtung angesammelt hat und im Sommer aufgrund der höheren Temperatur wieder verdampft, sich vor der innenliegenden Dampfbremse staut und beim Erreichen des Sättigungsdampfdruckes erneut ausfällt. Eine solche, während der Verdunstungsperiode auftretende, Tauwasserbildung wird nach DIN 4108-3 nicht berücksichtigt. In einem solchen Fall verweist die DIN 4108-3 für genauere Berechnungen auf das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [89] (siehe Abschnitt 5.6).

Bild 5.5.5-6 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Verdunstungsperiode bei einem Bauteil mit Tauwasserbildung in einer Ebene (Fall b) siehe Tabelle 5.5.5-3)

5

5.70

5 Feuchteschutz

In Tabelle 5.5.5-3 sind die für die Fälle b) bis d) zutreffenden Diffusionsdiagramme in der Verdunstungsperiode zusammengestellt. Die Verdunstungsmenge mW,V in der Verdunstungsperiode tV ergibt sich durch Summation der aus dem Bauteil nach Innen und Außen ausdiffundierenden Feuchtigkeitsmenge. Das während der Tauperiode im Innern des Bauteils ausfallende Tauwasser muss vollständig während der Verdunstungsperiode wieder ausdiffundieren können. Daher ist ein Nachweis entsprechend Gleichung 5.5.5-14 zu führen.

mW,T ≤ mW,V

5

(5.5.5-14)

Fall b) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einer Ebene Die Verdunstung erfolgt aus der Ebene des Tauwasserausfalls (TW) zu beiden Oberflächen des Bauteils. Die flächenbezogene Verdunstungsmenge mW,V in der Verdunstungsperiode wird nach Gl. 5.5.5-15 und die Wasserdampfdiffusionsstromdichten gi und ge nach Gl. 5.5.5-16 bzw. nach Gl. 5.5.5-17 bestimmt. Die Länge der Verdunstungsperiode tV ist Tabelle 5.5.5-1 zu entnehmen. mW ,V = tV ⋅ ( g i + g e ) gi =

ge =

pSW − pi 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sdi pSW − pe 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sde

(5.5.5-15) (5.5.5-16)

(5.5.5-17)

Fall c) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in zwei Ebenen Zu Beginn der Verdunstungsperiode wird zwischen beiden Tauwasserebenen als Wasserdampfpartialdruck der Wasserdampfsättigungsdruck entsprechend den zugrunde gelegten Temperaturbedingungen angenommen. Die Verdunstung erfolgt zunächst von beiden Tauwasserebenen zur jeweils näher liegenden Oberfläche. Ein Diffusionsstrom zwischen beiden Tauwasserebenen sowie eine erneut auftretende Tauwasserbildung während der Verdunstungsperiode wird nicht berücksichtigt. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte gi (Diffusionsstrom von der 1. Tauwasserebene bis zur raumseitigen Bauteiloberfläche) wird nach Gl. 5.5.5-18 bestimmt. Die Wasserdampfdiffusionsstromdichte ge (Diffusionsstrom von der 2. Tauwasserebene zur außenseitigen Bauteiloberfläche) wird nach Gl. 5.5.5-19 bestimmt. gi =

ge =

pSW − pi 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sdi pSW − pe 1, 5 ⋅ 106 ⋅ sde

(5.5.5-18)

(5.5.5-19)

5.71 Wird die Tauwassermenge in einer Bauteilebene (z.B. in der 1. Tauwasserebene) zu einem Verdunstungszeitpunkt (z.B. tV1 < tV) vor Ende der Verdunstungsperiode tV nach Tabelle 5.5.5-1 abgeführt, so wird für die restliche Zeit eine Verdunstung aus der anderen Bauteilebene (z.B. von der 2. Tauwasserebene) zu beiden Oberflächen hin angenommen. Die Bestimmung der Verdunstungszeiten tV1 und tV2 erfolgt nach den Gl. (5.5.5-20) bzw. Gl. (5.5.5-21) mit mW,T1 und mW,T2 nach Gl. 5.5.5-5 bzw. 5.5.5-6. tV 1 =

tV 2 =

mW ,T 1

(5.5.5-20)

gi mW ,T 2

(5.5.5-21)

ge

Die flächenbezogene Verdunstungsmenge mW,V die insgesamt aus dem Bauteil abgeführt werden kann, wird in Abhängigkeit der Verdunstungszeiten tV1 und tV2 bestimmt. Sind beide Zeitspannen größer als die Länge der Verdunstungsperiode tV nach Tabelle 5.5.5-1 wird die Verdunstungsmenge mW,V nach Gl. 5.5.5-22 berechnet. Für tV1 > tV und tV2 > tV gilt: mW ,V = tV ⋅ ( g i + g e )

(5.5.2-22)

Ist mindestens eine Zeitspanne tV1 und tV2 kleiner als die Verdunstungszeit tV nach Tabelle 5.5.5-1 wird die Verdunstungsmenge mW,V nach Gl. 5.5.5-23 bzw. nach Gl. 5.5.5-24 berechnet. Für tV1 < tV bzw. tV2 < tV und tV1 < tV2 gilt: ⎛ ⎞ pSW − pi mW ,V = tV 1 ⋅ ( g i + g e ) + ( tV − tV 1 ) ⋅ ⎜ + ge ⎟ 6 ⎜ 1, 5 ⋅ 10 ⋅ ( s + s ) ⎟ di dz ⎝ ⎠

(5.5.2-23)

Für tV1 < tV bzw. tV2 < tV und tV1 > tV2 gilt: ⎛ ⎞ pSW − pi ⎟ mW ,V = tV 2 ⋅ ( g i + g e ) + ( tV − tV 2 ) ⋅ ⎜ g i + 6 ⎜ 1, 5 ⋅ 10 ⋅ ( sde + sdz ) ⎟⎠ ⎝

(5.5.2-24)

Fall d) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich Bei diesem Fall kennzeichnet wird angenommen, dass die Verdunstung von der Mitte des vom Tauwasserausfall betroffenen Bereiches aus zu beiden Bauteiloberflächen hin erfolgt (siehe Zeile 5 der Tabelle 5.5.5-3). Somit wird die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte gi (Diffusionsstrom zur innenseitigen Bauteiloberfläche) nach Gl. 5.5.5-25 und die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte ge (Diffusionsstrom zur außenseitigen Bauteiloberfläche) nach Gl. 5.5.5-26 bestimmt. Die flächenbezogene Verdunstungsmenge mW,V, die während der Verdunstungsperiode aus dem Bauteil abgeführt werden kann, wird nach Gl. 5.5.5-27 ermittelt.

5

5.72

5 Feuchteschutz

gi =

pSW − pi 1, 5 ⋅ 10 ⋅ ( sdi + 0, 5 ⋅ sdz )

(5.5.5-25)

ge =

pSW − pe 1, 5 ⋅ 10 ⋅ (0, 5 ⋅ sdz + sde )

(5.5.5-26)

6

6

mW ,V = tV ⋅ ( g i + g e )

(5.5.5-27)

5.5.6 Berechnungsbeispiele zum Glaser-Verfahren

5

Beispiel 1 - Außenwand als zweischaliges Mauerwerk Als ein einfaches Berechnungsbeispiel wird für den in Bild 5.5.6-1 dargestellten Außenwandquerschnitt der Nachweis der Tauwasserbildung im Innern nach dem GlaserVerfahren geführt.

Bild 5.5.6-1 Außenwandaufbau des Beispiels 1  KS Vm 12/1,2 - 2 DF  Luftschicht Mineralfaser, λ=0,040 W/(mK)  KSL 8/1,4 -10 DF

Gipsputz ohne Zuschlag

5.73

5

Bild 5.5.6-2 Berechnungsblatt zum Beispiel 1 nach Bild 5.5.6-1

5.74

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.5.6-3 Diffusionsdiagramme für die Tau- und Verdunstungsperiode zum Beispiel nach Bild 5.5.6-1

5.75 Auswertung Tauperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pi − pSW

=

1 ,5 ⋅ 106 ⋅ sd ,i

1170 − 324

g

= 0 ,409

1 ,5 ⋅ 106 ⋅ (1 ,38 )

m2 ⋅ h

Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe

324 − 208

=

6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e

6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ (1 ,15 )

= 0 ,067

g 2

m ⋅h

Tauwassermenge mW,T mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) mW ,T = 1440 ⋅ ( 0 ,409 − 0 ,067 ) = 492 ,48

g m2

= 0 ,49

kg m2

Nachweis: mW ,T = 0 ,49

kg 2

m

< zul mW ,T = 1 ,0

kg m2

erfüllt

Verdunstungsperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pSW − pi 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,i

=

1403 − 982 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ (1 ,38 )

= 0 ,203

g 2

m ⋅h

Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe g 1403 − 982 = = 0 ,244 6 6 2 m ⋅h 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ (1 ,15 )

Verdunstungsmenge mW,V mW ,V = tV ⋅ ( g i + g e ) mW ,V = 2160 ⋅ ( 0 ,203 + 0 ,244 ) = 965 ,52

g m2

= 0 ,97

kg m2

Nachweis: mW ,V = 0, 97

kg 2

m

> mW ,T = 0, 49

kg m2

erfüllt

Die Tauwasserbildung ist im Sinne von DIN 4108-3 [16] unschädlich, da mW,T ≤ zul mW,T mW,T ≤ mW,V

Bild 5.5.6-4 Berechnungsblatt zum Beispiel 1 nach Bild 5.5.6-1

5

5.76

5 Feuchteschutz

Beispiel 2 - Außenwand mit innenseitig applizierter Dämmschicht Für den in Bild 5.5.6-5 dargestellten Außenwandquerschnitt wird der Nachweis der Tauwasserbildung im Innern nach dem Glaser-Verfahren geführt.

5

Bild 5.5.6-5 Außenwandaufbau des Beispiels 2 3  Gipskartonplatte ρ=900 kg/m  PE-Folie sd=50 m Mineralfaser, λ=0,040 W/(mK) 3 3

Kalkzementputz ρ=1800 kg/m  Vollziegel ρ=2000 kg/m

5.77

5

Bild 5.5.6-6 Berechnungsblatt zum Beispiel 2 nach Bild 5.5.6-5

5.78

5 Feuchteschutz

5 Bild 5.5.6-7 Diffusionsdiagramm für die Tauperiode zum Beispiel 2 nach Bild 5.5.6-5

Auswertung Tauperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pi − pSW 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,i

=

1170 − 444 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 50 ,06 )

= 0 ,0097

g 2

m ⋅h

Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe 444 − 208 g = = 0 ,054 6 6 2 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 2 ,925 ) m ⋅h

Tauwassermenge mW,T mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) Da mehr Feuchtigkeit aus dem Bauteil ausdiffundiert als eindiffundiert (ge>gi), findet kein Tauwasserausfall im Bauteil statt. Dies war bereits im Diffusionsdiagramm zu erkennen, da die Wasserdampfpartialdruckkurve die Wasserdampfsättigungsdruckkurve nicht berührt. Der Nachweis nach DIN 4108-3 [16] ist erbracht Bild 5.5.6-8 Berechnungsblatt zum Beispiel 2 nach Bild 5.5.6-5

5.79 Beispiel 3 - Trennwand zwischen einem Kühlraum und einem Vorraum Für den in Bild 5.5.6-9 dargestellten Innenwandquerschnitt wird der Nachweis der Tauwasserbildung im Innern nach dem Glaser-Verfahren geführt. Die Tauperiode gilt aufgrund der Klimatisierung für das ganze Jahr. Da keine Verdunstungsperiode vorliegt, muss der Ausfall von Tauwasser durch den Einbau einer Dampfbremse unterbunden werden. Der erforderliche sd-Wert dieser Dampfbremse ist zu bestimmen. Anmerkung: Die Vorgehensweise zur Bestimmung des erforderlichen sd-Wertes wird ausführlich in Abschnitt 5.5.7 beschrieben.

5

Bild 5.5.6-9 Wandaufbau des Beispiels 3 (i=Vorraum, a=Kühlraum) 3 3  Kalkzementmörtel ρ=1800 kg/m  Wandfliesen ρ=2000 kg/m 3 PS-Hartschaum λ=0,040W/(mK)  Kalksandvollstein ρ=1800 kg/m 3

Kalkgipsputz ρ=1400 kg/m

5.80

5

Bild 5.5.6-10 Berechnungsblatt zum Beispiel 3 nach Bild 5.5.6-9

5 Feuchteschutz

5.81

5

Bild 5.5.6-11 Diffusionsdiagramm für die Tauperiode zum Beispiel 3 nach Bild 5.5.6-9

Auswertung Tauperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pi − pSW 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,i

=

1652 − 727 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 7 ,975 )

= 0 ,077

g 2

m ⋅h

Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe 727 − 599 g = = 0 ,030 6 6 2 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 2 ,875 ) m ⋅h

Tauwassermenge mW,T mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) mW ,T = 365 ⋅ 24 ⋅ ( 0 ,077 − 0 ,030 ) = 411 ,72

g m2

Die Anordnung einer Dampfsperre ist erforderlich, da keine Verdunstungsperiode vorliegt. Bild 5.5.6-12 Berechnungsblatt zum Beispiel 3 nach Bild 5.5.6-9

5.82

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.5.6-13 Graphische Ermittlung der erforderlichen Dampfsperre zum Beispiel 3 nach Bild 5.5.6-9

Auswertung Rechnerische Ermittlung der erforderlichen Dampfsperre erf sd = ∑ sde ⋅

pi − pe − ∑ sdi − ∑ sde pSW − pe

∑ sdi = 0 ,1 + 5 ,475 + 2 ,4 = 7 ,975 m ∑ sde = 0 ,875 + 2 = 2 ,875 m erf sd = ( 2 ,875 ) ⋅

1652 − 599 − ( 7 ,975 ) + ( 2 ,875 ) = 12 ,80 m 727 − 599

Der Nachweis nach DIN 4108-3 [16] ist erbracht, da ein Tauwasserausfall vermieden wird. Bild 5.5.6-14 Berechnungsblatt zum Beispiel 3 nach Bild 5.5.6-9

5.83 Beispiel 4 - Flachdach Für den in Bild 5.5.3-7 dargestellten Dachquerschnitt wird der Nachweis der Tauwasserbildung im Innern nach dem Glaser-Verfahren geführt.

5

Bild 5.5.6-15 Außenwandaufbau des Berechnungsbeispiels 4 3  Kiesschüttung  Bitumenschweißbahn (2-lagig) ρ=1200 kg/m 3 PS-Hartschaum λ=0,030W/(mK)  Bitumenschweißbahn (2-lagig) ρ=1200 kg/m 3 3

Gefällestrich ρ=2000 kg/m  Stahlbeton ρ=2300 kg/m 3  Kalkgipsputz ρ=1400 kg/m

5.84

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.5.6-16 Berechnungsblatt für die Tauperiode zum Beispiel 4 nach Bild 5.5.6-15

5.85

5

Bild 5.5.6-17 Berechnungsblatt für die Verdunstungsperiode zum Beispiel 4 nach Bild 5.5.615

5.86

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.5.6-18 Diffusionsdiagramme für die Tau- und Verdunstungsperiode zum Beispiel 4 nach Bild 5.5.6-15

5.87 Auswertung Tauperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pi − pSW

=

6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,i

1170 − 267 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ (117 ,15 )

= 0 ,005

g 2

m ⋅h

Rechnerische Bestimmung von pD im Punkt pSW p ⋅ s + pi ⋅ sde 208 ⋅ 117, 15 + 1170 ⋅ 800 pD = e di = = 1047 Pa > pSW = 267 Pa sdi + sde 917, 15 Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe 267 − 208 g = = 0 ,00005 6 6 2 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 800 ) m ⋅h

Tauwassermenge mW,T

g mW ,T = tT ⋅ ( g i − g e ) = 1440 ⋅ ( 0 ,005 − 0 ,00005 ) = 7 ,13 2 m

Nachweis: mW ,T = 7 ,13

g

< zul mW ,T = 500

2

m

g m2

erfüllt

Verdunstungsperiode Eindiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte gi) gi =

pSW − pi g 2340 − 982 = = 0 ,008 6 6 2 m ⋅h 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,i 1 ,5 ⋅ 10 ⋅ (117 ,15 )

Ausdiffundierende Feuchtigkeitsmenge (Diffusionsstromdichte ge) ge =

pSW − pe 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ sd ,e

=

2340 − 982 6

1 ,5 ⋅ 10 ⋅ ( 800 )

= 0 ,001

g 2

m ⋅h

Verdunstungsmenge mW,V g mW ,V = tV ⋅ ( g i + g e ) = 2160 ⋅ ( 0 ,008 + 0 ,001 ) = 19 ,44 2 m Nachweis: mW ,V = 19, 44

g 2

m

> mW ,T = 7, 13

g m2

erfüllt

Die Tauwasserbildung ist im Sinne von DIN 4108-3 [16] unschädlich, da mW,T ≤ zul mW,T mW,T ≤ mW,V

Bild 5.5.6-19 Berechnungsblatt zum Beispiel 4 nach Bild 5.5.6-15

5

5.88

5 Feuchteschutz

5.5.7 Bautechnische Maßnahmen zur Vermeidung der Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen Um Tauwasserbildung im Bauteilinneren weitestgehend zu vermeiden oder zumindest zu minimieren sind folgende Grundsätze zu beachten: 1. Feuchteschutztechnisch sinnvolle Reihenfolge der Bauteilschichten innerhalb des Bauteils hinsichtlich des Wärmeleitvermögens und der Wasserdampfdurchlässigkeit der Baustoffe 2. Hinterlüftung einer tauwassergefährdeten Schicht 3. Anordnung einer diffusionshemmenden Schicht auf der Bauteilinnenseite eines tauwassergefährdeten Bauteils

5

Art und Anordnung der Bauteilschichten Bei der Ausbildung eines Außenbauteils ist auf die bauphysikalisch richtige Abstimmung der Schichten hinsichtlich des Wärmeleitvermögens und der Wasserdampfdurchlässigkeit zu achten. Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd der einzelnen Schichten des Bauteils sollte von der Innenseite zur Außenseite kontinuierlich abnehmen, während gleichzeitig der Wärmedurchlasswiderstand R der einzelnen Schichten kontinuierlich zunehmen sollte. Auf diese Weise wird ein überwiegend warmer Querschnitt erzielt, in den wenig Feuchtigkeit von innen her eindiffundiert, aber ein hohes Diffusionsvermögen zur Außenseite hin besteht.

Einschichtige Bauteile (z.B. monolithische Außenwände) unterliegen im Allgemeinen bei Einhaltung des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2 [15] kaum einer unzulässigen Feuchteanreicherung infolge Tauwasserbildung im Bauteilinneren. Nur unter extremen klimatischen Randbedingungen (hohe relative Luftfeuchte außen - und raumseitig) fallen bei solchen Bauteilen in den Wintermonaten geringe Mengen an Tauwasser an, welche in den Sommermonaten jedoch wieder vollständig ausdiffundieren können. Bei mehrschichtigen Bauteilen ist auf die bauphysikalisch richtige Reihenfolge der Materialschichten des Bauteils zu achten. Hierbei ist beim Schichtenaufbau insbesondere die Platzierung einer Dämmschicht oder wasserdampfdiffusionssperrenden Schicht zu beachten. In Bild 5.5.7-1 wird als Außenwandbauteil beispielhaft eine Leichtbetonwand (B) betrachtet, in der in den Fällen b)-d) die Lage einer wasserdampfdiffusionssperrenden Schicht (DS) variiert. Zum Vergleich wird der Fall a) Bauteil ohne Dampfsperre dargestellt, in dem geringfügig Tauwasser ausfällt. In den Fällen b) bis d) ist der Wasserdampfsättigungsdruck im Bereich der Dampfsperre konstant, da die Dampfsperre infolge ihrer geringen Schichtdicke keinen Einfluss auf den Temperaturverlauf ausübt. Im Fall b) wird durch Anordnung der Dampfsperre innenseitig die Tauwasserbildung vermieden. Währenddessen in den Fällen c) und d) die Tauwasserbildung durch Anordnung der Dampfsperre im Innern des Bauteils (Fall c) bzw. durch die außenseitige Anordnung der Dampfsperre (Fall d) sogar verstärkt wird. Demnach ist die Gefahr der Tauwasserbildung umso größer, je weiter außen eine wasserdampfdiffusionsdichtere Schicht gelegen ist. Daher sollten wasserdampfdiffusionsdichtere Schichten auf der

5.89 „warmen“ Seite des Bauteils, d.h. im Bereich des höheren Wasserdampfpartialdruckes, angeordnet werden.

5

Bild 5.5.7-1 Außenwand mit unterschiedlicher Lage einer dampfdiffusionsdichten Schicht (Fall a: ohne Dampfsperre mit Tauwasserausfall; Fall b: innenseitige Anordnung ohne Tauwasserausfall; Fall c: mittige Anordnung mit Tauwasseraufall; Fall d: außenseitige Anordnung mit Tauwasserausfall)

5.90

5

5 Feuchteschutz

In Bild 5.5.4-2 wird als Außenwandbauteil beispielhaft eine Betonwand mit beidseitigem Putz betrachtet, welches in allen Fällen a) bis d) den gleichen U-Wert aufweist. Variiert wird die Lage einer wasserdampfdurchlässigen und wärmedämmenden Schicht. In allen Fällen entsteht im Bereich der Wärmedämmschicht infolge des Temperaturabfalls ein starkes Gefälle des Wasserdampfsättigungsdruckes. Liegt wie in Fall a) eine Außendämmung vor, kommt es in der Regel nicht zur Tauwasserbildung. Bei solchen Bauteilen mit außenseitig angeordneten Dämmschichten wird die Tauwasserbildung jedoch nur dann sicher vermieden, wenn die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der außenseitig vor der Dämmschicht gelegenen Schichten sd relativ klein ist. Im Fall b) der Innenwanddämmung besteht das aufgrund der Dämmschicht auftretende starke Gefälle des Wasserdampfsättigungsdruckes im warmen Bauteilbereich mit hohem Wasserdampfpartialdruck pD, so dass es zur Tauwasserbildung in der Ebene zwischen Dämmschicht und Beton kommt. Im Vergleich zu den Fällen c) mit Kerndämmung und d) mit Manteldämmung fällt bei der Bauteilausführung mit Innenwanddämmung Fall b) die größte Menge Tauwasser im Bauteilinnern aus. Je näher die Dämmschicht zur Innenseite in Bereichen mit hohem Wasserdampfpartialdruck pD angeordnet wird und je kleiner die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der raumseitig vor der Dämmschicht gelegenen Schichten sd ist und je größer der Wärmedurchlasswiderstand R der Dämmschicht ist, desto größer ist die Gefahr der Taupunktunterschreitung und somit die Gefahr der Tauwasserbildung im Innern des Bauteils.

5.91

5

Bild 5.5.4-2 Wasserdampfdiffusionsdiagramme verschiedener Außenwände mit wärmedämmender Schicht (Fall a: Außenwanddämmung; Fall b: Innenwanddämmung; Fall c: Kerndämmung; Fall d: Manteldämmung)

5.92

5 Feuchteschutz

Hinterlüftung einer tauwassergefährdeten Schicht Bei Bauteilkonstruktionen mit einer z.B. außenseitig angeordneten dampfsperrenden Bekleidung (z.B. Bauteile aus Metall) ist eine Hinterlüftung erforderlich, um den von der Raumseite her eindiffundierenden Wasserdampf bzw. die gegebenenfalls sich bildende Feuchtigkeit im Belüftungsraum abzutransportieren. Hierfür ist für einen ausreichend dimensionierten Belüftungsquerschnitt zu sorgen. Die Belüftung erfolgt durch thermischen Auftrieb und Windeinwirkung. Nach DIN 18516-1 [52] ist für hinterlüftete Außenwandbekleidungen ein Mindestabstand für die Bekleidung zur Außenwand bzw. zur Wärmedämmung von mindestens 20 mm einzuhalten. Die Zu- und Abluftöffnungen sind mindestens am Gebäudefußpunkt und Dachrand anzuordnen und entspechend der Bekleidung ist ein Mindestquerschnitt je Meter Wandlänge von: - im Allgemeinen: 50 cm2/m - bei Trapez- bzw. Wellprofiltafeln: 200 cm2/m

5

einzuhalten. Bemessung einer erforderlichen Dampfbremse Um eine Tauwasserbildung im Innern zu verhindern kann eine sogenannte Dampfbremse bzw. Dampfsperre angeordnet werden. Nach DIN 4108-3 [16] werden Bauteilschichten je nach ihrer wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke sd als diffusionsoffen (sd ≤0,5 m) bzw. diffusionshemmend (0,5 m<sd ≤1500 m) und als diffusionsdicht (sd ≥1500 m) bezeichnet. Die Lage der Dampfbremse bzw. -sperre ergibt sich aus dem Diffusionsdiagramm: Sie wird vor der tauwassergefährdeten Schicht auf der warmen Seite angeordnet. Rechnerisch ergibt sich der Wert der erforderlichen wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke sd,erf der Dampfbremse nach Gleichung 5.5.7-1. sd, erf = sde ⋅

pi − pe − sdi − sde pSW − pe

(5.5.7-1)

Darin sind: pi  Wasserdampfpartialdruck der Innenraumluft [Pa] pe  Wasserdampfpartialdruck der Außenluft [Pa] pSW  Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene [Pa] sdi  Summe der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken von der Tauwasserebene bis zur Innenoberfläche [m] sde  Summe der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken von der Tauwasserebene bis zur Außenoberfläche [m] 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 5.5.4-3 erläutert. Im Diffusionsdiagramm wird ein Teil der Wasserdampfpartialdruckkurve pD folgendermaßen verlängert:

5.93 1. 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 pD in der Tauwasserebene) 3. Bis zum Punkt E (Entspricht dem Schnittpunkt mit der horizontalen Verlängerung des Wasserdampfpartialdruckes der Innenraumluft pi) Der erforderliche sd-Wert der Dampfbremse, der Abstand von der Bauteiloberfläche bis zum Punkt E, kann dann auf der x-Achse (Abzisse) abgelesen werden.

5

Bild 5.5.7-3 Graphische Bemessung einer Dampfbremse bzw. -sperre (A = Anfangspunkt; Z = Zwischenpunkt; E = Endpunkt, pi=Wasserdampfpartialdruck der Innenraumluft; pe = Wasserdampfpartialdruck der Außenluft; pSW = Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene)

5.94

5 Feuchteschutz

5.6 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788 5.6.1 Allgemeines

5

Die in DIN EN ISO 13788 [89] beschriebenen Verfahren dienen zur Berechnung der raumseitigen Oberflächentemperatur von Bauteilen oder Bauelementen zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte, d.h. unterhalb welcher bei der gegebenen Raumtemperatur und relativen Luftfeuchte eine Schimmelpilzbildung wahrscheinlich ist (siehe Abschnitt 5.6.3) und zur Berechnung der Gefahr der Tauwasserbildung im Bauteilinneren infolge von Wasserdampfdiffusion (siehe Abschnitt 5.6.5). Im Vergleich zum Nachweisverfahren nach DIN 4108-3 [16] (siehe Abschnitt 5.5) werden klimatische Randbedingungen (Temperatur und relative Feuchte) angesetzt, die außenseitig - unter Verwendung von Monatsmittelwerten - für den Standort des Gebäudes repräsentativ und innenseitig der zu erwartenden Gebäudenutzung (Feuchtebelastung des betrachteten Raumes) entsprechen sollen. Hierdurch werden realitätsnähere Randbedingungen angesetzt, die - im Vergleich zum Verfahren nach DIN 4108-3 - innenseitig eine Verschärfung und außenseitig eine Abschwächung der klimatischen Randbedingungen darstellen.

5.6.2 Außenseitige klimatische Randbedingungen Die außenseitigen klimatischen Randbedingungen müssen für den Standort des Gebäudes repräsentativ sein und nach dem in DIN EN ISO 15927-1 [90] beschriebenen Verfahren ermittelt werden. Hierbei sind die Klimadaten zur Ermittlung der monatlichen bzw. jährlichen Mittelwerte nach bestimmten Verfahren statistisch aufzubereiten. Die Klimadaten sind für den Standort entweder von meteorologischen Diensten des betreffenden Landes zu beziehen oder durch Messungen nach den Bestimmungen (Anforderungen an meteorologische Geräte und Bestimmungsverfahren) der World Meteorological Organisation zu ermitteln. Die Randbedingungen sind für schwere Bauteile, die an die Außenluft oder ans Erdreich grenzen, und leichte Bauteile folgendermaßen zu ermitteln:

Für Bauteile die an die Außenluft grenzen sind, sofern nicht anders angegeben, monatliche Mittelwerte der außenseitigen Lufttemperatur θe und der relativen Luftfeuchtigkeit φe zu verwenden. Für Bauteile die ans Erdreich grenzen ist der jährliche Mittelwert der außenseitigen Lufttemperatur anzuwenden und als relative Feuchtigkeit ist φe=100% anzunehmen. Für leichte Bauteile ist der jährliche Mittelwert der außenseitigen Lufttemperatur anzuwenden und als relative Feuchtigkeit ist φ=95% anzunehmen. Seit 1985 existieren für das Altbundesgebiet Testreferenzjahre - abgekürzt als TRY (= Test Reference Year) - die aus Datensätzen ausgewählter meteorologischer Elemente für jede Stunde eines Jahres für verschiedene Regionen Deutschlands bestehen und den charakteristischen jährlichen Witterungsverlauf für ein Jahr beschreiben. Jeder Region in Deutschland wurde einer Klimazone zugeordnet und eine Repräsentanzsta-

5.95 tion bestimmt. Die Klimazonen und die entsprechenden Repräsentanzstationen können der Zonenkarte (siehe Bild 5.6.2-1) bzw. Tabelle 5.6.2-1 entnommen werden. Zwar sind die Klimastatistiken streng genommen nur für den jeweiligen Messstandort an den Wetterstationen repräsentativ, jedoch als Grundlage für energetische bzw. Mittelwertsbetrachtungen geeignet. Die Klimarandbedingungen der Außenluft - Lufttemperatur θe und relative Luftfeuchtigkeit φe - der Repräsentanzstation können der Tabelle 5.6.22 entnommen werden. Tabelle 5.6.2-1 Regionen bzw. Klimazonen und entsprechende Repräsentanzstationen

1

2

3

Zone

Repräsentanzstation

2 Nordseeküste

1

Bremerhaven, Teil von Cuxhaven

3 Ostseeküste

2

Rostock-Warnemünde

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

Chemnitz

11 Südöstliches Mittelgebirge bis 1 000 m

10

Hof

12 Erzgebirge, Böhmer- und Schwarzwald oberhalb 1 000 m

11

Fichtelberg

13 Oberrheingraben und unteres Neckartal

12

Mannheim

14 Schwäbisch-fränkisches Stufenland und Alpenvorland

13

Passau

15 Schwäbische Alb und Baar

14

Stötten

16 Alpenrand und -täler

15

Garmisch-Partenkirchen

1 Region

5

5.96

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.6.2-1 Klimazonen nach DIN 4710 [24] für 15 Städte der Bundesrepublik Deutschland

5.97 Tabelle 5.6.2-2 Monatliche und jährliche Klimate (Temperatur der Außenluft θe und relative Feuchtigkeit φe ) der Repräsentanzstationen

1 1

Repräsentanzstation

2

Bremerhaven (t. Cuxhaven)

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Klimate1) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jahr θe [°C]

1

1,5

4

7,4 12,1 15,2 16,7 16,8 14,2 10,3 5,6

2,4

9

φe [%]

94

91

86

79

88

91

94

88

76

78

81

79

83

3

RostockWarnemünde

θe [°C]

0,2

0,7

3,1

6,3 11,3 14,9 16,7 16,7 13,9 9,9

5,2

1,9

8,4

φe [%]

95

91

85

82

90

93

90

4

HamburgFuhlsbüttel

θe [°C]

0,3

0,9

3,6

7,1 11,9 15,2 16,5 16,5 13,5 9,6

5

1,7

8,5

φe [%]

94

90

82

76

72

73

77

77

83

87

90

94

86

5

Potsdam

θe [°C]

-2

-0,4 33,3 4,6

6,3

8,2

8,9

8,8

7,8

6,2

4,4

3,4

6

φe [%]

93

87

74

67

65

66

67

70

78

84

88

91

81

6

Essen

θe [°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

8,1

φe [%]

83

80

76

77

84

90

7

Bad Marienberg

θe [°C]

-1,6 -0,9 2,2

8

Kassel

9

Braunlage

10

Chemnitz

11

Hof

12

Fichtelberg

13

Mannheim

14

Passau

15

Stötten

16 1)

GarmischPartenkirchen

78

77

80

81

81

82

81

83

88

81

83

83

85

5,8 10,5 13,4 15,2 15

12

7,9

2,6 -0,3 6,8

79

φe [%]

93

86

80

71

84

89

91

84

θe [°C]

0,1

1,1

4,2

8,1 12,7 15,8 17,3 17,1 13,9 9,5

4,4

1,4

8,8

φe [%]

88

82

75

69

68

85

87

81

θe [°C]

-2,3 -1,8 0,8

4,6

9,5 12,7 14,2 14,2 11,1 7,3

2

-1,1

6

φe [%]

89

78

73

70

81

86

88

81

θe [°C]

-1,2 -0,6 3,5

6,5

12 14,6 16,3 16,5 13,1 9,4

3,6

1

7,9

φe [%]

83

66

82

83

79

83 79

75

70

71

73 69 72 70

73 69 71 69

74 70 72 69

77 79 75

82

75

θe [°C]

-3

-2

1,4

5,5 10,4 13,6 15,3 14,9 11,8 7,3

1,8 -1,6 6,3

φe [%]

93

88

80

72

70

71

86

θe [°C]

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

6,3 71

70

71

77

82

90

83

9,5 11,2 11,2 8,2

4,5 -0,9 -3,9

3

71

73

80

φe [%]

85

83

82

74

θe [°C]

1,1

2,5

6

9,9 14,3 17,4 19,3 18,8 15,4 10,4 5,2

2,2 10,2

φe [%]

89

81

73

67

87

θe [°C]

-2,6 -0,5 3,4

8

φe [%]

93

69

θe [°C]

-2,2 -1,1 2,1

83

76

67

68

70 66

71 69

76 76

84

12,7 15,6 17,3 16,8 13,5 8,4 69

72

71

74

79

79 87

82

80

2,7 -1,1 7,9

83

88

90

83

5,9 10,3 13,4 15,6 15,3 12,5 7,9

2,3

-1

6,8

69

80

φe [%]

89

78

81

85

θe [°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

φe [%]

86

67

77

80

88

83 79

75 70

69 67

71 70

68 70

70 73

73 75

81

Die relative Feuchtigkeit der Außenluft wurde nach den Angaben der DIN 4710 [24] berechnet.

5

5.98

5 Feuchteschutz

5.6.3 Raumseitige klimatische Randbedingungen Die raumseitigen klimatischen Randbedingungen - relative Luftfeuchtigkeit φi und Lufttemperatur θi − sind entsprechend der zu erwarteten Gebäudenutzung ebenfalls als monatliche Werte anzusetzen. Die relative Luftfeuchtigkeit der Innenraumluft φi ist dabei nur dann monatlich als konstant anzusetzen, wenn diese durch z.B. Klimatisierung des Gebäudes sichergestellt werden kann. Ansonsten wird die monatliche relative Luftfeuchtigkeit durch eine anzunehmende oder bekannte Feuchtebelastung der Innenraumluft des Gebäudes festgelegt. Dies erfolgt durch die Ermittlung eines nutzungsbedingten Wasserdampfpartialdruckgefälles Δp, das die Feuchtebelastung der Innenraumluft durch folgende Ansätze berücksichtigt:

5

-

vereinfachend anhand von Luftfeuchteklassen (Fall 1) bei bekannter Feuchtezufuhr und konstanter Luftwechselrate (Fall 2) bei bekannter Feuchtezufuhr und variabler Luftwechselrate (Fall 3)

Fall 1) - Raumseitige Luftfeuchteklassen Bei unbekannter Feuchtebelastung wird ein Grenzwert für Δp anhand von Luftfeuchteklassen angesetzt. Die Luftfeuchte wird in Abhängigkeit der Nutzung des Gebäudes in 5 Luftfeuchteklassen unterteilt, wodurch eine Einteilung von geringer (z.B. Lager) bis extremer Feuchtebeanspruchung (z.B. Schwimmbäder) vorgenommen wurde (siehe Tabelle 5.6.3-1). Tabelle 5.6.3-1 Anhaltswerte zur Wahl der raumseitigen Luftfeuchteklasse nach DIN EN ISO 13788 [89]

1

2

1

Gebäude

Luftfeuchteklassen

2

Lager

1

3

Büros, Geschäfte

2

4

Wohnhäuser mit geringer Belegung

3

5

Wohnhäuser mit hoher Belegung, Sporthallen, Küchen, Kantinen, Gebäude mit Gasöfen ohne Schornsteinanschluss

4

6

Besondere Gebäude, z.B. Wäschereien, Brauereien, Schwimmbäder

5

In Bild 5.6.3-1 wird für jede Klasse der Grenzwert des Wasserdampfpartialdruckgefälles Δp (entsprechend das Gefälle der Wasserdampfkonzentration Δc) abhängig von der mittleren monatlichen Außenlufttemperatur θe angegeben. Die Luftfeuchteklasse 5 wird nach oben hin nicht begrenzt und ist daher für dieses Verfahren nicht anzuwenden. Für die Ermittlung der Feuchtebelastung des Innenraumes sollte für jede Luftfeuchteklasse der obere Grenzwert angewendet werden, es sei denn, dass nachge-

5.99 wiesen wird, dass die Bedingungen weniger ungünstig sind. Im Temperaturbereich von -5°C bis 0°C sind die Grenzwerte konstant; ab einer mittleren Außenlufttemperatur von 0°C bis +20°C nehmen die Werte linear ab.

5

Bild 5.6.3-1 Grenzwerte der Wasserdampfpartialdruckdifferenz Δp (als auch Δc) für die gewählte Luftfeuchteklasse nach Tabelle 5.6.5-1 in Abhängigkeit der mittleren Außenlufttemperatur θe. (Beispiel: Für ein Wohnhaus in Luftfeuchteklasse 3 ergibt sich bei θe =8°C ein Δp

von 486 Pa.) Fall 2) - bekannte Feuchtezufuhr und konstante Luftwechselrate Die Berechnung des Wasserdampfpartialdruckgefälles Δp erfolgt bei raumseitiger bekannter Feuchtezufuhr aus der angenommenen Luftwechselrate n, der Feuchtebelastung G und dem Gebäudevolumen V nach Gl. 5.6.3-1. Δp =

G ⋅ RD ⋅ T n⋅V

Darin sind: G  Feuchtebelastung des Innenraumes [kg/h] n  Luftwechselrate [h-1] V  Gebäudevolumen [m3] RD  spezifische Gaskonstante für Wasserdampf [J/(kgK)] T  thermodynamische Temperatur [K]

(5.6.3-1)

5.100

5 Feuchteschutz

Fall 3) - bekannte Feuchtezufuhr und variable Luftwechselrate Die Berechnung des Wasserdampfpartialdruckgefälles Δp erfolgt sinngemäß wie in Fall 2) nach Gl. 5.6.3-1 nur unter Ansatz einer mit monatlich veränderlichen Luftwechselrate n, die nach folgendem Ansatz Gl. 5.6.3-2 bestimmt wird. Hiermit soll der Erfahrung Rechnung getragen werden, dass bei kälteren Temperaturen Gebäude weniger belüftet werden. n = 0 , 2 + 0 ,04 ⋅ θe

(5.6.3-2)

5.6.4 Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kriti-

scher Oberflächenfeuchte

5

Die raumseitige Bauteiloberflächentemperatur liegt in der Regel (abgesehen bei Bauteiltemperierungen) unterhalb der Raumlufttemperatur, so dass sich eine relative Luftfeuchte an der Bauteiloberfläche einstellt, die über der relativen Raumluftfeuchte liegt. Im Hinblick auf die Schimmelpilzbildung an Bauteiloberflächen ist daher die Absenkung der raumseitigen Bauteiloberflächentemperatur auf ein in Abhängigkeit der Raumluftfeuchte bestimmtes Maß zu begrenzen, da die Wachstumsvoraussetzung für die meisten bekannten Schimmelpilze bei einer relativen Feuchte an der Bauteiloberfläche von 80% liegt. Wesentliche Einflussfaktoren sind die Temperatur, die relative Feuchte und ein geeigneter Nährboden, die über einen bestimmten Zeitraum an der Bauteiloberfläche vorhanden sein müssen. Nach DIN EN ISO 13788 [89] wird daher die raumseitige Bauteiloberflächentemperatur zur Vermeidung einer kritischer Oberflächenfeuchte unter Berücksichtigung der Feuchtebelastung des betrachteten Raumes und der äußeren Klimarandbedingungen bestimmt. Die Struktur des Nachweisverfahrens bei schwerer bzw. leichter Bauweise werden nachfolgend schrittweise beschrieben und in Bild 5.6.4-1 bzw. Bild 5.6.4-2 zusammengefasst dargestellt.

5.101

5

Bild 5.6.4-1 Struktur des Nachweisverfahrens bei schwerer Bauweise

5.102

5 Feuchteschutz

Struktur des Nachweisverfahren bei schwerer Bauweise Zusammenstellung der außenseitigen klimatischen Randbedingungen Als Eingangswerte für die Berechnung sind die außenseitigen klimatischen Randbedingungen - Lufttemperatur θe und relative Luftfeuchtigkeit φe - für den Standort des Gebäudes gemäß Abschnitt 5.6.2 festzulegen. Für Bauteile, die an die Außenluft grenzen, sind die monatlichen Mittelwerte der Außentemperatur und der relativen Luftfeuchte der Außenluft zu ermitteln. Für Bauteile, die ans Erdreich grenzen, sind die Jahreswerte der Außentemperatur bei einer festgelegten relativen Luftfeuchte der Außenluft von φe =95% zu bestimmen.

5

Berechnung des außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes pe Die Berechnung des monatlichen außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes pe erfolgt gemäß Gl. 5.6.4-1. Hierbei ist der monatliche Wasserdampfsättigungsdruck psat der Außenluft entsprechend der empirischen Gleichung Gl. 5.6.4-2 bzw. alternativ nach Tab. 5.2.3-1 anzusetzen. pe = φe ⋅ psat ( θe )

(5.6.4-1)

17 ,269⋅θe ⎧ ⎪610 ,5 ⋅ ln 237 ,3 + θe gilt für θ ≥ 0°C ⎪ e psat ( θe ) = ⎨ 21 ,8 875⋅θe ⎪ ⎪⎩610 ,5 ⋅ ln 265 ,5 + θe gilt für θe < 0°C

(5.6.4-2)

Bestimmung des raumseitigen Wasserdampfpartialdruckes pi Hierfür sind zunächst die raumseitigen klimatischen Randbedingungen - Raumlufttemperatur θi und die relative Luftfeuchtigkeit φi - gemäß Abschnitt 5.6.3 festzulegen. Die Bestimmung des monatlichen raumseitigen Wasserdampfpartialdruck pi erfolgt entsprechend konditionierter bzw. nutzungsbedingter Randbedingungen.

a) Konditionierte Randbedingungen Unter Zugrundelegung einer konstanten Raumluftfeuchtigkeit (φi=konstant) durch z.B. Klimatisierung des Gebäudes wird der Wasserdampfpartialdruck pi gemäß Gl. 5.6.4-3 ermittelt. Zur Schaffung eines Sicherheitsspielraums wird jedoch die relative Luftfeuchtigkeit um 0,05 erhöht angenommen. Der Wasserdampfsättigungsdruck der Raumluft psat(θi) wird nach der empirischen Gleichung Gl. 5.6.4-2 bzw. alternativ nach Tab. 5.2.3-1 bestimmt. pi = (φi + 0, 05) ⋅ psat (θi )

(5.6.4-3)

b) Nutzungsbedingte Randbedingungen Unter nutzungsbedingten Randbedingungen wird der monatliche raumseitige Wasserdampfpartialdruck pi gemäß Gl. 5.6.4-4 bestimmt. Hierbei ist das Wasserdampfpartialdruckgefälle Δp entsprechend der Fälle 1) bis 3) nach Abschnitt 5.6.3 und mit einem Sicherheitsbeiwert von 10% zu beaufschlagen. Der Wasserdampfpartialdruck pe wird

5.103 gemäß nach Gl. 5.6.4-1 ermittelt.

pi = 1 ,1 ⋅ Δp + pe

(5.6.4-4)

Berechnung der monatlichen niedrigsten zulässigen Innenoberflächentemperatur θsi,min Die monatliche niedrigste zulässige raumseitige Oberflächentemperatur θsi,min(psat) wird nach Gl. 5.6.4-5 ermittelt. Hierbei ist der kritische Wasserdampfsättigungsdruck psat der raumseitigen Oberfläche nach Gl. 5.6.4-6 zu bestimmen. ⎧ ⎛ psat ⎞ ⎪ 237 , 3 ⋅ ln ⎜ ⎟ ⎝ 610 ,5 ⎠ gilt für p ≥ 610 ,5 Pa ⎪ sat ⎪ ⎛ psat ⎞ ⎪ 17 , 269 − ln ⎜ ⎟ ⎝ 610 ,5 ⎠ ⎪ θ si ,min = ⎨ ⎪ 265 ,5 ⋅ ln ⎛ psat ⎞ ⎜ 610 ,5 ⎟ ⎪ ⎠ gilt für p < 610 ,5 Pa ⎝ ⎪ sat p ⎪ 21 ,875 − ln ⎛ sat ⎞ ⎜ 610 ,5 ⎟ ⎪⎩ ⎝ ⎠

(5.6.4-5)

5

Der kritische Wasserdampfsättigungsdruck psat der raumseitigen Oberfläche nach Gl. 5.6.4-6 wird in der Regel mit dem 80%-Luftfeuchtigkeits-Kriterium (φsi ≤ 80%) ermittelt, um den Schimmelpilzbefall an der Bauteilinnenoberfläche vorzubeugen. Falls erforderlich können auch andere Kriterien, z.B. (φsi ≤ 60%) zur Vermeidung von Korrosion angewendet werden. psat ( θ si ) =

pi 0 ,8

(5.6.4-6)

Berechnung des monatlichen Mindest-Temperaturfaktors fRsi,min Die Berechnung des monatlichen Mindest-Temperaturfaktors fRsi,min erfolgt nach Gl. 5.6.4-7 mit der niedrigsten Oberflächentemperatur θsi,min nach Gl. 5.6.4-5. fRsi ,min =

θ si ,min − θe θi − θe

(5.6.4-7)

Zur Beurteilung der raumseitigen Bauteiloberflächentemperatur zur Vermeidung kritischen Oberflächenfeuchte eines Bauteiles wird aus allen monatlich ermittelten Mindest-Temperaturfaktoren fRsi,min der Monat mit dem maximalsten Wert nach Gl. 5.6.47 herangezogen, so dass Gl. 5.6.4-8 gilt: fRsi,max = max fRsi,min ( Jan, Feb, Mar , Apr ,..., Dez )

(5.6.4-8)

Das Bauteil ist dann so zu bemessen, dass der tatsächliche fRsi-Wert der Bauteilkonstruktion (Bemessungstemperaturfaktor) den fRsi,max-Wert im Wandbereich und an ungünstigsten Stellen im Bereich von Wärmebrücken überschritten wird. Nach Gl. 5.6.4-9 muss gelten:

5.104

5 Feuchteschutz

fRsi > fRsi ,max

(5.6.4-9)

Für homogene ebene Bauteile (eindimensionale Fälle, z.B. für die Bewertung des Regelaufbaus einer Außenwand) wird der Temperaturfaktor fRsi-Wert gemäß Gl. (5.6.410) bestimmt. Hierbei ist der Wärmeübergangswiderstand Rsi gemäß DIN 4108-3 [16] anzusetzen (siehe Tabelle 2.2.8-3). fRsi ,1 D =

5

U −1 − Rsi

(5.6.4-10)

U −1

Die rechnerische Ermittlung des Temperaturfaktors von zwei- bzw. dreidimensionalen Wärmebrücken kann nach DIN EN ISO 10211-1 [86] und zusätzlich für linienförmige Wärmebrücken nach DIN EN ISO 10211-2 [87] erfolgen (siehe hierzu Abschnitt 2.5.2). Für die Berechnung selber werden in der Regel hierfür geeignete EDV-Programme eingesetzt, die entweder auf der Finite-Differenzen-Methode (FD-Methode) oder der Finite-Elemente-Methode (FE-Methode) beruhen. Bei mehrdimensionalem Wärmestrom kann der Temperaturfaktor nach DIN EN ISO 10211-2 gemäß Gl. 5.6.4-11 bestimmt werden.

fRsi ,3 D =

1 1 fRsi ,2 Dx

+

1 fRsi ,2 Dy

+

1 fRsi ,2 Dz

+

2

(5.6.4-11)

fRsi ,1 D

Darin sind: fRsi,2Dx  Minimalster Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der x-Achse fRsi,2Dy  Minimalster Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der y-Achse fRsi,2Dz  Minimalster Temperaturfaktor der linienförmigen Wärmebrücke längs der z-Achse fRsi,1D  Arithmetischer Mittelwert der Temperaturfaktoren der wärmetechnisch homogenen Teile neben der linienförmigen Wärmebrücke Struktur des Nachweisverfahren für Fenster und bei leichter Bauweise Die Struktur des Nachweisverfahrens für Fenster und bei leichter Bauweise wird nachfolgend schrittweise beschrieben und in Bild 5.6.4-2 zusammengefasst dargestellt. Zusammenstellung der außenseitigen klimatischen Randbedingungen Bei leichten Bauteilen, die weniger als einen Tag benötigen, um auf Temperaturschwankungen zu reagieren (hier sind insbesondere Fenster und Türen angesprochen), wird ein jährlicher Ansatz gewählt, d.h. es ist als Eingangswert für die Berechnung der jährliche Mittelwert der Außenlufttemperatur θe für den Standort des Gebäudes gemäß Abschnitt 5.6.2 festzulegen. Als außenseitige relative Luftfeuchtigkeit wird φe =95% angenommen.

5.105 Berechnung des außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes pe Die Berechnung des außenseitigen Wasserdampfpartialdruckes pe erfolgt gemäß Gl. 5.6.4-12. Hierbei ist der monatliche Wasserdampfsättigungsdruck psat der Außenluft entsprechend der empirischen Gleichung Gl. 5.6.4-2 bzw. alternativ nach Tab. 5.2.3-1 anzusetzen. pe = 0 ,95 ⋅ psat ( θe )

(5.6.4-12)

Bestimmung des raumseitigen Wasserdampfpartialdruckes pi Der raumseitige Wasserdampfpartialdruck pi wird nach Gl. 5.6.4-13 ermittelt. Die Berechnung des Wasserdampfpartialdruckgefälles Δp erfolgt gemäß Abschnitt 5.6.3. pi = 1 ,1 ⋅ Δp + pe

(5.6.4-13)

Berechnung der monatlichen niedrigsten zulässigen Innenoberflächentemperatur θsi,min Die jährliche niedrigste zulässige raumseitige Oberflächentemperatur θsi,min(psat) wird nach Gl. 5.6.4-5 ermittelt. Hierbei ist der kritische Wasserdampfsättigungsdruck psat der raumseitigen Bauteiloberfläche mit 100%-Luftfeuchtigkeits-Kriterium (φsi =100%) nach Gl. (5.6.4-14) zu ermitteln. psat ( θ si ) =

pi 1 ,0

(5.6.6-14)

Berechnung des jährlichen Mindest-Temperaturfaktors fRsi,min Die Berechnung des Mindest-Temperaturfaktors fRsi,min erfolgt nach Gl. 5.6.4-7 mit der niedrigsten Oberflächentemperatur θsi,min(psat) nach Gl. 5.6.4-5 mit einer angenommenen raumseitigen Lufttemperatur θi und dem jährlichen Mittelwert der Außenlufttemperatur θe. Zur Beurteilung der raumseitigen Bauteiloberflächentemperatur zur Vermeidung kritischen Oberflächenfeuchte eines Bauteiles wird aus allen jährlich ermittelten Mindest-Temperaturfaktoren fRsi,min nach Gl. 5.6.4-7 der maximalste Wert herangezogen, so dass Gl. 5.6.4-15 gilt: fRsi,max = max fRsi,min ( z. B. Jahr1996,..., Jahr 2006)

(5.6.4-15)

Das Bauteil ist so zu bemessen, dass der tatsächliche fRsi-Wert 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.

5

5.106

5

Bild 5.6.4-2 Struktur des Nachweisverfahrens bei leichter Bauweise

5 Feuchteschutz

5.107

5.6.5 Berechnungsbeispiele zur kritischen Oberflächenfeuchte nach DIN EN ISO 13788 Berechnungsbeispiel 1: Berechnung des Temperaturfaktors der raumseitigen Oberfläche unter Verwendung von raumseitigen Luftfeuchteklassen nach Abschnitt 5.6.3 Als ein einfaches Berechnungsbeispiel wird für ein nicht klimatisiertes Wohngebäude mit geringer Feuchtebelastung (Luftfeuchteklasse 3 nach Tabelle 5.6.3-1) der Bemessungs-Temperaturfaktor für ein Bauteil bei schwerer Bauweise bestimmt. Hierdurch lässt sich der erforderliche Wärmeschutz des Bauteil im Wandbereich und an der ungünstigsten Stelle im Bereich von Wärmebrücken ableiten. Die Klimate der Außenlufttemperatur sind repräsentativ für den Ort des Gebäudes. Die Berechnungsschritte werden in Tabelle 5.6.5-1 dargestellt. Tabelle 5.6.5-1 Tabellenblatt zum Beispiel 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

θe

φe

pSe

pe

Δp

pi

psat (θsi)

θsi,min

θi

fRsi,min

[°C]

[%]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

[°C]

[°C]

[-]

1 Januar

2,8

0,92

747

687

697

1453

1817

16,0

20

0,767

2 Februar

2,8

0,88

747

657

697

1423

1779

15,7

20

0,748

3 März

4,5

0,85

842

716

628

1406

1758

15,5

20

0,708

4 April

6,7

0,80

981

785

539

1377

1722

15,2

20

0,636

5 Mai

9,8

0,78 1211

945

413

1399

1749

15,4

20

0,549

6 Juni

12,6 0,80 1458 1167

300

1496

1870

16,5

20

0,520

7 Juli

14,0 0,82 1598 1310

243

1577

1972

17,3

20

0,547

8 August

13,7 0,84 1567 1316

255

1597

1996

17,5

20

0,600

9 September

11,5 0,87 1356 1180

344

1559

1948

17,1

20

0,658

10 Oktober

9,0

0,89 1147 1021

446

1511

1889

16,6

20

0,692

11 November

5,0

0,91

872

793

608

1462

1827

16,1

20

0,739

12 Dezember

3,5

0,92

785

722

668

1457

1821

16,0

20

0,760

Monat

Auswertung : 13 Der kritische Monat ist der Januar. Das Bauteil ist so zu bemessen, dass max fRsi,min = 0,767 immer überschritten wird, d.h. fRsi > max fRsi,min

5

5.108

5 Feuchteschutz

Berechnungsbeispiel 2: Berechnung des Temperaturfaktors der raumseitigen Oberfläche unter Ansetzung einer bekannten Feuchtezufuhr G und konstanter Luftwechselrate nach Abschnitt 5.6.3 Im folgenden Berechnungsbeispiel wird ein nicht klimatisiertes Gebäude (Gebäudevolumen V=250 m3) betrachtet, dessen Feuchtebelastung G=0,4 kg/h bekannt ist und bei dem die Luftwechselrate mit n=0,5 h-1 als konstant angenommen wird. Die Klimate der Außenlufttemperatur sind repräsentativ für den Ort des Gebäudes. Die Berechnungsschritte werden in Tabelle 5.6.5-2 dargestellt. Tabelle 5.6.6-2 Tabellenblatt zum Beispiel 2

1

5

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Monat

θe [°C]

φe [%]

pe [Pa]

n [h-1]

Δp

pi [Pa]

psat (θsi)

θsi,min

[Pa]

[°C]

θi [°C]

fRsi,min

[Pa]

1 Januar

2,8

0,92

687

0,5

433

1120

1400

12,0

20

0,534

2 Februar

2,8

0,88

657

0,5

433

1090

1363

11,6

20

0,510

3 März

4,5

0,85

716

0,5

433

1149

1436

12,4

20

0,507

4 April

6,7

0,80

785

0,5

433

1218

1522

13,3

20

0,493

5 Mai

9,8

0,78

945

0,5

433

1378

1722

15,2

20

0,526

6 Juni

12,6 0,80 1167

0,5

433

1600

2000

17,5

20

0,663

7 Juli

14,0 0,82 1310

0,5

433

1743

2179

18,9

20

0,813

8 August

13,7 0,84 1316

0,5

433

1749

2187

18,9

20

0,830

9 September

11,5 0,87 1180

0,5

433

1613

2016

17,6

20

0,722

10 Oktober

9,0

0,89 1021

0,5

433

1454

1818

16,0

20

0,637

11 November

5,0

0,91

793

0,5

433

1227

1533

13,4

20

0,558

12 Dezember

3,5

0,92

722

0,5

433

1155

1444

12,4

20

0,542

[-]

Auswertung : 13 Der kritische Monat ist der August. Das Bauteil ist so zu bemessen, dass max fRsi,min = 0,830 immer überschritten wird, d.h. fRsi > max fRsi,min

Berechnungsbeispiel 3: Berechnung des Temperaturfaktors der raumseitigen Oberfläche unter Ansetzung einer bekannten Feuchtezufuhr G und veränderlicher Luftwechselrate nach Abschnitt 5.6.3 Im folgenden Berechnungsbeispiel wird ein nicht klimatisiertes Gebäude (Gebäudevolumen V=250 m3) betrachtet, dessen Feuchtebelastung G=0,4 kg/h bekannt ist und die Luftwechselrate n nach Gl. 5.6.3-2 in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur θe berechnet wird. Die Klimate der Außenlufttemperatur sind repräsentativ für den Ort des Gebäudes. Die Berechnungsschritte werden in Tabelle 5.6.5-3 dargestellt.

5.109 Tabelle 5.6.5-3 Tabellenblatt zum Beispiel 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Monat

θe [°C]

φe [%]

pe

Δp

pi

psat (θsi)

θsi,min

[Pa]

[Pa]

[Pa]

[°C]

θi [°C]

fRsi,min

[Pa]

n [h-1]

1 Januar

2,8

0,92

687

0,31

694

1381

1726

15,2

20

0,721

2 Februar

2,8

0,88

657

0,31

694

1351

1689

14,9

20

0,701

3 März

4,5

0,85

716

0,38

570

1286

1607

14,1

20

0,619

4 April

6,7

0,80

785

0,47

463

1248

1559

13,6

20

0,521

5 Mai

9,8

0,78

945

0,59

366

1310

1638

14,4

20

0,449

6 Juni

12,6 0,80 1167 0,70

308

1474

1843

16,2

20

0,489

7 Juli

14,0 0,82 1310 0,76

285

1595

1994

17,5

20

0,577

8 August

13,7 0,84 1316 0,75

290

1606

2007

17,6

20

0,614

9 September

11,5 0,87 1180 0,66

328

1508

1885

16,6

20

0,597

10 Oktober

9,0

0,89 1021 0,56

387

1408

1760

15,5

20

0,591

11 November

5,0

0,91

793

0,40

541

1335

1669

14,7

20

0,645

12 Dezember

3,5

0,92

722

0,34

637

1359

1699

14,9

20

0,694

[-]

Auswertung : 13 Der kritische Monat ist der Januar. Das Bauteil ist so zu bemessen, dass max fRsi,min = 0,721 immer überschritten wird, d.h. fRsi > max fRsi,min

5.6.6 Tauwasserbildung im Bauteilinnern Das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [89] 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 [16] auf (siehe Abschnitt 5.5). 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 hierbei 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. Dieses Berechnungsverfahren weist - bedingt durch die angenommenen Vereinfachungen (siehe Abschnitt 5.5.2) - die gleichen Ungenauigkeiten wie das Nachweisverfahren nach DIN 4108-3 hinsichtlich der Beurteilung der Ergebnisse auf. Struktur des Berechnungsverfahrens Die jährliche Feuchtebilanzrechnung - beginnend mit dem ersten Monat, in dem Tauwasserbildung auftritt ( Anfangsmonat) - erfolgt mit den klimatischen Randbedin-

5

5.110

5 Feuchteschutz

gungen nach Schritt 1. Es wird für diesen Anfangsmonat entsprechend dem GlaserVerfahren (siehe Abschnitt 5.5.5) ein Diffusionsdiagramm erstellt (siehe Schritt 2) und die ausfallende Tauwassermenge mc im Bauteil anhand der ein- und ausdiffundierenden Feuchtemengen bestimmt (siehe Schritt 3). Für die darauffolgenden Monate wird dieser Prozess wiederholt und aus den Tauwassermengen mc an jedem Monatsende ein akkumulierter Wert Ma 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:

5

Fall a) In Monat mj fällt Tauwasser aus 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 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 Tauwasser 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. Die außenseitigen Randbedingungen (Temperatur und relative Feuchte), die für den Standort des Gebäudes repräsentativ sein sollen, sind nach Abschnitt 5.6.2 festzulegen. Die raumseitigen Randbedingungen, die der zu erwartenden Gebäudenutzung entsprechen sollen, sind nach Abschnitt 5.6.3 zu bestimmen. Bei Räumen mit konditionierter Innenraumluft (relative Luftfeuchtigkeit φi=konstant) z.B. durch Klimatisierung des Raumes, ist der Wasserdampfpartialdruck pi,M nach Gl. 5.6.6-1 zu ermitteln. Bei nicht konditionierter Innenraumluft wird der Wasserdampfpartialdruck pi,M nach Gl. 5.6.6-2 bestimmt, wobei das Wasserdampfpartialdruckgefälle Δpi,M nutzungsbezogen nach Abschnitt 5.6.3 zu bestimmen ist. pi, M = (φi, M + 0, 05) ⋅ psat ( θi, M )

(5.6.6-1)

5.111 Anhand der Temperaturen (θe,M) wird der Sättigungsdampfdruck auf der Außenseite nach Gl. 5.2.3-1 bzw. Gl. 5.2.3-2 berechnet oder aus Tab. 5.2.3-1 abgelesen. Mit der relativen Luftfeuchte (φe,M) lässt sich daraus den außenseitigen Wasserdampfpartialdrücke pe,M bestimmen. Alle Werte werden im oberen Teil von Bild 5.6.6-1 zusammengefasst niedergelegt. pi, M = pe, M + 1, 1 ⋅ Δpi, M

(5.6.6-2)

2. Schritt - Erstellung der Diffusionsdiagramme Für das Bauteil wird eine Diffusionsberechnung für den Anfangsmonat nach dem Glaser-Verfahren (siehe Abschnitt 5.5.5) 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 μ=1, einiges Geschick dabei erfordert, die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken sd der 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 Wärmeleitfähigkeit λ und die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ) im Tabellenblatt im unteren Teil von Bild 5.5.5-2 in den Spalten  bis  eingetragen. Für dampfdichte Materialien mit großem μ-Wert ist μ=100 000 anzunehmen. Für die Bauteilschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand R bestimmt. Die Wärmeübergangswiderstände für die thermischen Grenzschichten werden nach Tabelle 5.6.6-1 angesetzt. In Spalte  werden die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken sd eingetragen (siehe Abschnitt 5.2.16). Nachfolgend werden die in den Schichten auftretenden Temperaturdifferenzen Δθ berechnet und in Spalte  notiert. Abschließend werden die Schichtgrenztemperaturen θ (Spalte ) und der von den Temperaturen abhängige Wasserdampfsättigungsdruck psat (Spalte ) (nach Tabelle 5.2.3-1 bzw. Gl. 5.2.3-1 und Gl. 5.2.3-2) für alle Schichten ermittelt. Tabelle 5.6.6-1 Wärmedurchlasswiderstände an den Oberflächen von Bauteilen

1 1 2 3 4

Oberfläche Raumseitig Außenseitig

2 Wärmedurchlasswiderstand Rsi , Rse [m2K/W]

an Verglasung und Rahmen

0,13

alle anderen Oberflächen

0,25 0,04

5

5.112

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.6.6-1 Tabellenblatt zum Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [89]

5.113 Darstellung des pS-Verlaufes Die berechneten Wasserdampfsättigungsdrücke des gewählten Monats werden graphisch in einem Diffusionsdiagramm entsprechend dem Schritt 3 des Glaser-Verfahrens nach Abschnitt 5.5.5 dargestellt. Darstellung des pD-Verlaufes Bei der Darstellung des tatsächlichen Wasserdampfpartialdruckverlaufes sind folgende Fälle zu unterschieden: Fall 1) Fall 2) Fall 3) Fall 4)

Bauteil ohne Tauwasseraufall Bauteil mit Tauwasserbildung an einer oder mehreren Bauteilebenen Bauteil mit Verdunstung an einer oder mehreren Bauteilebenen Bauteil mit Tauwasserausfall und Verdunstung an Bauteilebenen

Im Fall 1) wird der Verlauf des Wasserdampfpartialdruckes pD entsprechend dem Schritt 4 des Glaser-Verfahrens nach Abschnitt 5.5.5 erstellt. Dieser Fall ist nur möglich, wenn zum einen kein akkumuliertes Tauwasser vom Vormonat vorhanden ist und zum anderen die raum- und außenseitigen Wasserdampfpartialdrücke pi und pe geradlinig miteinander verbunden werden können, ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren. Die Neigung der Geraden entspricht einem konstantem Wasserdampfdiffusionsstrom bzw. einer konstanten Wasserdampfstromdichte und somit einem tauwasserfreien Bauteilquerschnitt (siehe Bild 5.6.6-2).

Bild 5.6.6-2 Bauteil ohne Tauwasserausfall

Im Fall 2) wird der Verlauf des Wasserdampfpartialdruckes pD entsprechend dem Schritt 5 des Glaser-Verfahrens nach Abschnitt 5.5.5 erstellt. Die Konstruktion der geradlinigen Verbindung der raum- und außenseitigen Wasserdampfpartialdrücke pi und pe- ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren - ist nicht möglich: fällt

5

5.114

5 Feuchteschutz

Tauwasser aus. Der tatsächliche Wasserdampfpartialdruckverlauf wird dann bestimmt, indem im Diffusionsdiagramm ausgehend von pi und pe die Tangenten (Umhüllende) an die Kurve des Sättigungsdruckes gezeichnet werden. Die Berührungsstellen pc der Tangenten mit dem Kurvenzug des Wasserdampfsättigungsdruckes begrenzen den Ort des Tauwasserausfalls, z.B. zwischen den Bauteilschichten 2 und 3 in Bild 5.6.63. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil ohne bzw. mit Tauwasserbildung im vorangegangenen Monat. D.h. es verändern sich die klimatischen Randbedingungen derart, dass im aktuellen Monat die Tauwasserbildung an Ebenen des Bauteils erstmalig auftritt bzw. sich fortsetzt.

5

Bild 5.6.6-3 Tauwasserausfall in einer Bauteilebene

Bedingt durch die wechselnden monatlichen klimatischen Randbedingungen kann in einem Bauteil Tauwasser an einer Ebene, aber auch an mehreren Ebenen ausfallen, wobei sich die unterschiedlichen Ebenen in verschiedenen Monaten bilden können. In Bild 5.6.6-4 wird ein Bauteil dargestellt in dem Tauwasser an zwei Ebenen, gekennzeichnet durch die Berührungsstellen pc1 bzw. pc2 der Tangenten mit dem Kurvenzug des Wasserdampfsättigungsdruckes, ausfällt. Der Tauwasserausfall ist gesondert für beide Ebenen nach Schritt 3 zu betrachten.

5.115

5 Bild 5.6.6-4 Tauwasserausfall in zwei Bauteilebenen

Im Fall 3) liegen klimatische Randbedingungen derart vor, dass das im Bauteil akkumulierte Tauwasser wieder verdunsten kann. Die Konstruktion des Wasserdampfpartialdruckverlaufes ist zunächst entsprechend Fall 1) möglich. D.h. die raum- und außenseitigen Wasserdampfpartialdrücke pi und pe können geradlinig miteinander verbunden werden, ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren. Jedoch ist in diesem Fall an den Ebenen mit vorangegangenem Tauwasserausfall eine relative Luftfeuchtigkeit von φ=100% anzunehmen, so dass an diesen Grenzflächen mit Verdunstung der Wasserdampfpartialdruck gleich dem Wasserdampfsättigungsdruck anzunehmen ist. Der Verlauf des Wasserdampfpartialdruckes pD wird daher in der Art bestimmt, dass Verbindungsgeraden zwischen dem raumseitigen Wasserdampfpartialdruck pi und dem Wasserdampfsättigungsdruck an Ebenen mit Verdunstung sowie dem außenseitigen Wasserdampfpartialdruck pe erstellt werden (siehe Bild 5.6.6-5 bzw. Bild 5.6.6-6). Hierbei darf die Wasserdampfpartialdruckkurve an keiner weiteren Ebene die Wasserdampfsättigungsdruckkurve berühren, ansonsten ist nach Fall 4) zu verfahren. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil mit vorangegangener Tauwasserbildung bzw. bei fortgesetzter monatlicher Verdunstung.

5.116

5 Feuchteschutz

5 Bild 5.6.6-5 Verdunstung in einer Bauteilebene

Bild 5.6.6-6 Verdunstung in zwei Bauteilebenen

Im Fall 4) ist ebenfalls an den Grenzflächen mit Verdunstung der Wasserdampfpartialdruck gleich dem Wasserdampfsättigungsdruck anzunehmen (siehe Bild 5.6.6-7). Aus dieser Bedingung resultierend zeigt sich nun jedoch, dass die Wasserdampfpartialdruckkurve pD (Verbindungsgeraden zwischen dem raumseitigen Wasserdampfpar-

5.117 tialdruck pi mit dem Wasserdampfsättigungsdruck an Ebenen mit Verdunstung peV und dem außenseitigen Wasserdampfpartialdruck pe) die Kurve des Wasserdampfsättigungsdruckes an einer weiteren Ebene berührt bzw. übersteigen würde. In diesem Fall sind an die Ebene pc1 Tangenten an die Sättigungsdampfdruckkurve zu konstruieren (Bild 5.6.6-7). Somit bilden sich in diesem Fall Tau- und Verdunstungsebenen gleichzeitig. Dieser Fall ist nur möglich bei einem Bauteil mit vorangegangener Tauwasserbildung bzw. bei fortgesetzter monatlicher Verdunstung.

5

Bild 5.6.6-7 Gleichzeitige Tauwasserbildung und Verdunstung in unterschiedlichen Bauteilebenen

3. Schritt - Berechnung der Tauwasser- und Verdunstungsmengen Die ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge im Bauteil an einer oder mehreren Ebenen wird anhand des Diffusionsdiagrammes bestimmt (siehe Tabelle 5.6.6-2). Es werden folgende geometrische Fälle der Tauwasserbildung und der Verdunstung an einer oder mehreren Grenzflächen unterschieden: Fall a) - ohne Tauwasserausfall Dieser Fall kennzeichnet den unbehinderten Wasserdampf-Diffusionsstrom durch das Bauteil (siehe Zeile 2 der Tabelle 5.6.6-2). Die Wasserdampfmenge, die in den Stunden tM eines Monats hindurchdiffundiert, kann nach Gl. 5.6.6-3 ermittelt werden. ⎛ p − pe ⎞ m = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ i ⎟ ⎜ s′d,T ⎟ ⎝ ⎠

(5.6.6-3)

5.118

5 Feuchteschutz

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 5.6.6-2. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge mc wird nach Gl. 5.6.6-4 ermittelt. Ein positiven Ergebnis der Gleichung kennzeichnet Tauwasserbildung, ein negatives Ergebnis Verdunstung. ⎛ p − pc p − pe ⎞ mc = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ i − c ⎟ ⎜ s′d,T − s′d, c s′d, c ⎟⎠ ⎝

5

(5.6.6-4)

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 5.6.6-2 ermittelt. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwasser- bzw. Verdunstungsmenge mc1 bzw. mc2 werden nach den Gl. 5.6.6-5 bzw. Gl. 5.6.6-6 ermittelt. Ein positiven Ergebnis der Gleichung kennzeichnet Tauwasserbildung, ein negatives Ergebnis Verdunstung. ⎛ p − pc1 p − pe ⎞ mc1 = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ c2 − c1 ⎟ ⎜ s′d, c2 − s′d, c1 s′d, c1 ⎟⎠ ⎝ ⎛ p − pc2 p − pc1 ⎞ mc2 = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ i − c2 ⎟ ⎜ s′d,T − s′d, c2 s′d, c2 − s′d, c1 ⎟ ⎠ ⎝

(5.6.6-5) (5.6.6-6)

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 5.6.6-2 bestimmt. Die in den Stunden tM eines Monats ausfallende Tauwassermenge mc und die Verdunstungsmenge meV wird nach den Gl. 5.6.6-7 bzw. Gl. 5.6.6-8 ermittelt. ⎛ p − pc1 p − pe ⎞ mc = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ eV − c1 ⎟ ⎜ s′d, c2 − s′d, c1 s′d, c1 ⎟⎠ ⎝

(5.6.6-7)

⎛ p − peV p − pc1 ⎞ meV = t M ⋅ 0, 00072 ⋅ ⎜ i − eV ⎟ ⎜ s′d,T − s′d, c2 s′d, c2 − s′d, c1 ⎟ ⎠ ⎝

(5.6.6-8)

4

c: Tauwasserausfall in zwei Ebenen

5

d: Verdunstung- und Tauwasserausfall in einer Ebene

3 a: Bauteil ohne Tauwasserausfall

2

b: Tauwasserausfall in einer Ebene

5.119

Tabelle 5.6.6-2 Diffusionsdiagramme der Fälle a bis d für Tauwasserausfall und Verdunstung

1 1 2 3

Fall Tauwasserausfall Verdunstung

5

5.120

5 Feuchteschutz

4. Schritt - Ergebnis der Jahresbilanzberechnung Die Tauwassermengen mc nach Schritt 3 und die akkumulierenden Tauwassermengen Ma werden berechnet und in einem Tabellenblatt zusammengestellt (siehe Bild 5.6.6-8). 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 akkumulierte Tauwassermenge Ma 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 [89] herangezogen:

5

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 Tauwasser 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 Tauwasser, 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 Tauwasser 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.

5.121

5

Bild 5.6.6-8 Tabellenblatt zur Jahresbilanzrechnung nach DIN EN ISO 13788 [89]

5.6.7 Berechnungsbeispiele zur Tauwasserbildung im Bauteilinnern Beispiel 1 - Außenwand als zweischaliges Mauerwerk Das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 soll für ein Bauteil mit Tauwasserbildung an einer Grenzfläche anhand des in Bild 5.5.6-1 dargestellten Außenwandquerschnitt gezeigt werden. Bild 5.6.7-1 zeigt die raum- und außenseitigen Klimarandbedingungen für das Berechnungsbeispiel. Der Standort des Gebäudes ist die Stadt Essen. Die nutzungsbedingte Feuchtebelastung wird für ein nicht klimatisiertes Wohngebäude mit geringer Feuchtebelastung (Luftfeuchteklasse 3 nach Tabelle 5.6.3-1) angesetzt. Die Materialeigenschaften des Bauteils sind Bild 5.6.7-2 zu entnehmen. Anmerkung: Auf eine Unterteilung der Mineralfaserschicht in Schichten mit einem Wärmedurchlasswiderstand von maximal 0,25 m2·K/W wird aus Darstellungsgründen verzichtet. Die Berechnung der Tauwasser- und Verdunstungsmengen erfolgt unter den klimatischen Randbedingungen beginnend mit dem Anfangsmonat November nach Bild 5.6.7-1. Das Diffusionsdiagramm für den Anfangsmonat zeigt Bild 5.6.7-3 bzw. eine Jahresübersicht der Diffusionsdiagramme Bild 5.6.7-4 und Bild 5.6.7-5. Die Berechnungsergebnisse der Tauwasser- und Verdunstungsmengen sowie der akkumulierten Mengen werden in Bild 5.6.7-6 tabelliert.

5.122

5 Feuchteschutz

5 Bild 5.6.7-1 Klimatische Randbedingungen zum Berechnungsbeispiel 1

Bild 5.6.7-2 Tabellenblatt für den Anfangsmonat November zum Berechnungsbeispiel 1

5.123 In Bild 5.6.7-3 wird das Diffusionsdiagramm für den Anfangsmonat November dargestellt. Bei geradliniger Verbindung der Wasserdampfpartialdrücke pi und pe würde zwischen den Schichten 1 und 2 die Wasserdampfpartialdruckkurve die Wasserdampfsättigungsdruckkurve überschreiten, welches nicht möglich ist, d.h. an der Grenzfläche zwischen Luftschicht und Mauerwerk entsteht Tauwasser. Die Berechnung der Tauwassermenge mc erfolgt nach Gl. 5.6.6-4 für Tauwasserbildung an einer Bauteilebene. Das Berechnungsergebnis wird in Bild 5.6.7-6 tabelliert. In den darauffolgenden Monaten setzt sich die Tauwasserbildung an dieser Ebene fort (siehe Bild 5.6.7-4). Erst im Monat April beginnt das Tauwasser an der Grenzfläche zu verdunsten und trocknet im Monat Juni vollständig aus.

5

Bild 5.6.7-3 Diffusionsdiagramm für den Monat November zum Berechnungsbeispiel 1

5.124

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.6.7-4 Diffusionsdiagramme: Monate November bis April zum Berechnungsbeispiel 1

5.125

5

Bild 5.6.7-5 Diffusionsdiagramme: Monate Mai bis Oktober zum Berechnungsbeispiel 1

5.126

5 Feuchteschutz

Die Zusammenstellung der Tau- und Verdunstungswassermengen mc und die akkumulierenden Tauwassermengen Ma zeigt Tabelle 5.6.7-6. Der Austrocknungsvorgang ab Monat April ist an den negativen Werten für mc zu erkennen und hält an bis zum Monat Mai, bis das akkumulierte Tauwasser verdunstet ist. Die akkumulierte Tauwassermenge Ma an der Grenzfläche 1 wird ab dem Monat Juni negativ ermittelt, so dass diese als null angegeben wird.

5

Bild 5.6.7-6 Monatliche Tauwassermenge und Akkumulation an der Grenzfläche 1 des Berechnungsbeispiels 1

Beispiel 2 - Monolithisches Mauerwerk Für den in Bild 5.6.7-7 dargestellten Außenwandquerschnitt soll das Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 13788 [89] für ein Bauteil mit Tauwasserbildung an zwei Grenzflächen gezeigt werden. Die Tabelle 5.6.7-8 zeigt die raum- und außenseitigen Klimarandbedingungen für das Berechnungsbeispiel. Es wird die Repräsentanzstadt Fichtelberg zugrundegelegt (siehe Tabelle 5.6.6-2). Die nutzungsbedingte Feuchtebelastung wird für ein nicht klimatisiertes Wohngebäude mit hoher Feuchtebelastung (Luftfeuchteklasse 4 nach Tabelle 5.6.3-1) angesetzt. Die Materialeigenschaften des Bauteils sind der Tabelle 5.6.7-9 zu entnehmen. Die Berechnung der Tauwasser- und Verdunstungsmengen erfolgt unter den klimatischen Randbedingungen beginnend mit dem Anfangsmonat November nach Tabelle 5.6.7-8.

5.127

Bild 5.6.7-7 Außenwandaufbau des Beispiels 2  Gipsputz ohne Zuschlag  LHlz λ=0,12 W/(mK) Leichtputz λ=0,31 W/(mK)

Bild 5.6.7-1 Klimatische Randbedingungen zum Berechnungsbeispiel 5.6.7-1 Klimatische Randbedingungen zum Berechnungsbeispiel 1 Bild 5.6.7-8 Klimatische Randbedingungen zum Berechnungsbeispiel 2

5

5.128

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.6.7-9 Tabellenblatt für den Anfangsmonat November zum Berechnungsbeispiel 2

In Bild 5.6.7-10 wird das Diffusionsdiagramm für den Anfangsmonat November dargestellt. Eine geradlinige Verbindung der Wasserdampfpartialdrücke pi und pe ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren bzw. zu überschreiten, ist nicht möglich, d.h. an der Grenzflächen 1 zwischen den Schichten 11 und 12 (Mauerwerk-Außenputz) und an der Grenzfläche 2 der Schichten 10 und 11 des Mauerwerks entsteht Tauwasser. Die Berechnung der Tauwassermengen mc1 bzw. mc2 erfolgt nach Gl. 5.6.65 bzw. Gl. 5.6.6-6 für Tauwasserbildung an zwei Bauteilebenen.

5.129 In den darauffolgenden Monaten setzt sich die Tauwasserbildung an den Grenzflächen 1 und 2 fort (siehe Bild 5.6.7-11). Erst im Monat März beginnt das Tauwasser an der Grenzfläche 2 zu verdunsten und trocknet im Monat Mai vollständig aus. Hier erfolgt die Berechnung der Tauwassermenge an der Grenzfläche 1 nach Gl. 5.6.6-7 und der Verdunstungsmenge mev an der Grenzfläche 2 nach Gl. 5.6.6-8 für den Fall Tauwasserausfall und Verdunstung in Bauteilebenen. An der Grenzfläche 1 beginnt der Austrocknungsprozess im Monat Mai und ist im Juli vollendet (siehe Bild 5.6.7-12). Die Berechnung der Verdunstungsmenge erfolgt hier nach Gl. 5.6.6-4.

5

Bild 5.6.7-10 Diffusionsdiagramm für den Monat November zum Berechnungsbeispiel 2

5.130

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.6.7-11 Diffusionsdiagramme: Monate November bis April zum Berechnungsbeispiel 2

5.131

5

Bild 5.6.7-12 Diffusionsdiagramme: Monate Mai bis Oktober zum Berechnungsbeispiel 2

5.132

5 Feuchteschutz

Die Zusammenstellung der Tau- und Verdunstungswassermengen mc und die akkumulierenden Tauwassermengen Ma zeigt Bild 5.6.7-13. Der Austrocknungsvorgang an Grenzfläche 2 beginnt ab Monat März (an den negativen Werten für mc zu erkennen) und hält an bis zum Monat Mai, bis das akkumulierte Tauwasser verdunstet ist. Der Austrocknungsvorgang an Grenzfläche 1 beginnt ab Monat Mai (an den negativen Werten für mc zu erkennen) und hält an bis zum Monat Juli, bis das akkumulierte Tauwasser verdunstet ist. Die akkumulierte Tauwassermengen Ma werden an den Grenzfläche 1 und 2 ab dem Monat mit negativen Ergebnis als Null angegeben.

5

Bild 5.6.7-13 Monatliche Tauwassermengen und Akkumulation an der Grenzflächen 1 und 2 des Berechnungsbeispiels 2

5.133

5.8 Bauwerksabdichtungen nach DIN 18195 5.8.1 Einleitung Aufgaben einer funktionsfähigen Bauwerksabdichtung Wasser kann im Erdreich in vielen Formen vorhanden sein. Der üblichste Fall ist hier das ständige Vorhandensein von Bodenfeuchte, den diffizilsten Fall stellt das Eintauchen eines Gebäudes unter den Grundwasserspiegel dar. Jede Art von übermäßigem Feuchtezutritt in ein Bauwerk ist in der Regel mit unerwünschten oder schädigenden Auswirkungen verbunden. Solche schädigenden Einflüsse sind beispielsweise: -

die Durchfeuchtung von Raumumschließungsflächen verbunden mit einer Nutzzungseinschränkung der betroffenden Räume ein verringerter Wärmeschutz durchfeuchteter Bauteile die Korrosion von hierfür empfindlichen Baustoffen eine verringerte Tragfähigkeit einiger Baustoffe im feuchten Zustand die Schädigung von Baustoffen durch Frost-Tau-Wechselbeanspruchung die Überschwemmung des Bauwerks durch eindringendes Wasser

Abdichtungen haben daher die Aufgabe, ein Bauwerk vor den schädigenden Auswirkungen anstehenden Wassers zu schützen. Im Zusammenhang mit der Planung und Ausführung von Bauwerksabdichtungen ist ferner zu beachten, dass diese in aller Regel nur mit erheblichem Aufwand gewartet oder nachgebessert werden können. Sie müssen daher über die Nutzungsdauer eines Gebäudes dauerhaft funktionsfähig bleiben. Zur Planung von Abdichtungsmaßnahmen nicht wasserdichter Bauwerke oder Bauteile steht die Normenreihe der DIN 18195 zur Verfügung. Umfang der Normenreihe Die Normenreihe der DIN 18195 „Bauwerksabdichtungen“, erstmals herausgegeben 1983, gilt für den abdichtungstechnischen Schutz eines Bauwerks bzw. Bauteils. In den Teilen 1 bis 10 werden sowohl die baulichen Erfordernisse, die Zuordnung der Abdichtungsart, die Anforderungen, Verarbeitungsvorschriften und Dimensionierung der Abdichtungsstoffe, als auch konstruktive Ausführungen (An- und Abschlüsse, Durchdringungen, Bewegungsfugen) geregelt. Die Bauwerksabdichtungen nach dieser Norm sind in Verbindung mit den Normen der DIN 4020 „Geotechnische Untersuchungen für Bautechnische Zwecke“ [11], DIN 4095 „Dränung zum Schutz baulicher Anlagen“ [14] und DIN 4108-3 „Klimabedingter Feuchteschutz“ [16] zu bemessen. In Tabelle 5.8.1-1 werden die Teile der Norm und die entsprechenden Abschnitte dieses Buches dargestellt.

5

5.134

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.1-1 Bauwerksabdichtung nach DIN 18195

1

1)

2

3

1 Norm

Titel

2 18195-1 [39]

Grundsätze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsarten

5.8.2

3 18195-2 [40]

Stoffe

5.8.3

4 18195-3 [41]

Anforderungen an den Untergrund und die Verarbeitung der Stoffe

5.8.4

5 18195-4 [42]

Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit (Kapillarwasser, Haftwasser) und nicht stauendes Sickerwasser an Bodenplatten und Wänden, Bemessung und Ausführung

5.8.5

6 18195-5 [43]

Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser auf Deckenflächen und in Nassräumen, Bemessung und Ausführung

5.8.6

7 18195-6 [44]

Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser, Bemessung und Ausführung

5.8.7

8 18195-7 [45]

Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser, Bemessung und Ausführung

5.8.8

9 18195-8 [46]

Abdichtungen über Bewegungsfugen

5.8.9

10 18195-9 [47]

Durchdringungen, Übergänge, An- und Abschlüsse

5.8.10

5

Abschnitt

11 18195-10 [48] Schutzschichten- und Schutzmaßnahmen 1)

Zu DIN 18195-1 bis -10 sind zwei Änderungsblätter erschienen (E DIN 18195-100 [92] und E DIN 18195-101 [93]). Des Weiteren liegt mittlerweile DIN 18195, Beiblatt 1 [49] vor, welches Beispiele für die Anordnung der Abdichtungen enthält. Diesen Normenteilen ist kein eigener Abschnitt gewidmet, vielmehr werden einzelne Inhalte an geeigneter Stelle im Zusammenhang präsentiert.

Geltungsbereich der DIN 18195 Die Norm gilt für die Abdichtung von nicht wasserdichten Bauwerken oder Bauteilen gegen – – – –

Bodenfeuchte (DIN 18195-4) nichtdrückendes Wasser (DIN 18195-5) von außen drückendes Wasser (DIN 18195-6) und von innen drückendes Wasser (DIN 18195-7)

mit Bitumenbahnen und -massen, Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen, Metallbändern, Asphaltmastix, kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen und den für ihren Einbau erforderlichen Werkstoffen nach DIN 18195-2. Sie gilt ferner für Abdichtungen unter intensiv begrünten Dachflächen, für das Herstellen der Abdichtungen über Bewegungsfugen nach DIN 18195-8, für Durchdringungen, Übergänge und Abschlüsse nach DIN 18195-9 sowie für Schutzschichten und Schutzmaßnahmen nach DIN 18195-10. Um Mißverständnissen vorzubeugen werden in DIN 18195-1 Bauteile bzw. Baubereiche benannt für die diese Norm keine Gültigkeit besitzt. Eine Zusammenstellung der Bauteile bzw. -bereiche mit Gültigkeit nach DIN 18195-1 und eine

5.135 beispielhafte Aufzählung von Bauteilen, welche nicht nach DIN 18195-1 zu behandeln sind, zeigt Tabelle 5.8.1-2. Tabelle 5.8.1-2 Gültigkeitsbereich der DIN 18195-1 für Bauteile bzw.-bereiche

1

1

2

DIN 18195 ist gültig für

DIN 18195 ist nicht gültig für

- Erdberührte Bauteile: - Wände (z.B. Kelleraußenwand) - Bodenplatten - Deckenplatten (z.B. Hofkellerdecken, erdüberschüttete Decken) - Waagerechte und geneigte Flächen im Freien und im Erdreich, z.B.: - Balkone - genutzte Dachflächen - intensiv begrünte Dächer - Loggien, Dachterassen - Parkdecks 2 - Hofkellerdecken - Terrassen

- Wasserundurchlässige Bauteile (z.B. WU-Betonbauteile nach DAfStb-Richtlinie) - Nicht genutzte Dachflächen frei bewittert, ohne feste Nutzschicht und extensiv begrünte Dächer nach DIN 18531 [55] - Fahrbahnen öffentlicher Straßen (z.B. Fahrbahntafeln) nach den Regeln des Bundesministers für Verkehr Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) und Schienenwege im Zuständigkeitsbereich der Deutschen Bahn AG nach deren Regeln (DS 835) - Deponien nach abfallrechtlichen Vorschriften (TA-Abfall, TA-Siedlungsabfall)

- Erdbauwerke nach straßen- und - Wand- und Bodenflächen in Nassräumen, wasserbaulichen Regeln z.B.: - Umgänge, Duschräume mit Fußbodenent- Bergmännisch erstellte Tunnel nach den wässerung im Wohnungsbau und in Vorschriften des BMVBW bzw. der öffentlichen Gebäuden Deutschen Bahn AG (ZTV Tunnel, DS 853) - gewerbliche Küchen - Nachträgliche Abdichtung in der Bauwerkser- Wasserbehälter, Becken im Freien und in haltung oder Baudenkmalpflege nach den Gebäuden Merkblättern der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Baudenkmalpflege und Bauwerkserhaltung e.V. (WTA)

5.8.2 Zuordnung der Abdichtungsart Die Zuordnung des erforderlichen Abdichtungssystems nach DIN 18195-1 erfolgt entsprechend der Beanspruchung, d.h. der Erscheinungsform und Angriffsart des Wassers und der Einbausituation des Bauteils (siehe Bild 5.8.2-1). Hierfür ist eine geotechnische Untersuchung des Baugrundes, d.h. die Feststellung der Bodenart, der Geländeform und des Bemessungswasserstandes am geplanten Bauwerksstandort, unerlässlich. Dies gilt nur dann nicht, wenn grundsätzlich nach der höchsten Wasserbeanspruchung geplant wird. Die Anforderungen für die Planung, Ausführung und Auswertung einer geotechnische Bodenuntersuchung sind in DIN 4022 [12] geregelt.

5

5.136

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.8.2-1 Abdichtungsarten nach DIN 18195-1 [39]

Wasserarten Die nach DIN 18195-1 definierten Wasserarten, die ein Bauwerk bzw. Bauteil beanspruchen können, werden in Tabelle 5.8.2-2 zusammenfassend erläutert. In Bild 5.8.2-2 werden die Erscheinungsformen des Wassers im Boden dargestellt.

5.137 Tabelle 5.8.2-1 Erscheinungsformen des Wassers nach DIN 18195-1 [39]

1 2

1

2

Wasserart

Erscheinungsform

Oberflächenwasser

3 Bodenfeuchtigkeit

4

Nichtstauendes Sickerwasser

- aus Niederschlägen auf der Geländeoberfläche fließendes Wasser, welches das Bauwerk vorübergehend aufstauend beanspruchen kann - Haft- und Kapillarwasser als im Kornsystem des Bodens gebundenes Wasser gilt als Mindestbeanspruchung von erdberührten Bauteilen, da Wasser im Boden immer vorhanden ist. - Niederschlags- oder Oberflächenwasser, das unbehindert relativ schnell bis zum freien Grundwasserspiegel absickern kann und auf Bauteile keinen hydrostatischen Druck ausübt - Gilt nur in durchlässigen Böden (z.B. Sand- und Kiesböden) mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von k > 10-4 m/s

Aufstauendes 5 Sickerwasser (zeitweise)

- Sickerwasser, dass in schwach bzw. undurchlässigen Böden (z.B. Schluffen, Ton) mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von k ≤ 10-4 m/s nur langsam abfließt und das Bauwerk vorübergehend durch aufstauendes Wasser beansprucht - Stauwasser als Sickerwasser, welches sich auf dem Weg zum Grundwasser auf sehr gering durchlässigen Bodenschichten aufstaut - Schichtwasser als ungebundenes Wasser, dass sich oberhalb des Grundwassers in einer wenig wasserdurchlässigen Schicht ansammelt und zu einem ständigen oder langanhaltenden Wasseraufstau führt

6

Drückendes Wasser

- Grundwasser als stehendes oder fließendes Wasser, dass die unterirdischen Hohlräume und die Poren des Erdreichs zusammenhängend ausfüllt und hydrostatischen Druck und Auftrieb erzeugt (Anmerkung: Oberhalb des Grundwasserspiegels kann sich in Abhängigkeit der Bodenart ein Kapillarraum bilden der keinen hydrostatischen Druck erzeugt)

7

Nicht drückendes Wasser

- Niederschlags-, Sicker- oder Brauchwasser, welches auf die Bauwerksflächen keinen oder nur einen geringfügigen hydrostatischen Druck ausübt, (d.h. eine Aufstauhöhe von 100 mm ist zulässig)

5

5.138

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.8.2-2 Erscheinungsformen des Wassers im Boden nach [1003] HGW: höchster Grundwasserstand

Lastfälle nach 18195-4 Erdberührte Wände und Bodenplatten oberhalb des Bemessungswasserstandes mit einer Wasserbeanspruchung durch Bodenfeuchte oder nicht stauendes Sickerwasser sind nach DIN 18195-4 [42] abzudichten (siehe Abschnitt 5.8.5), wenn das Baugelände: -

-

bis zu einer ausreichenden Tiefe unter der Fundamentsohle aus durchlässigen Böden mit einem Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k >10-4 m/s besteht. Dies gilt auch für das Verfüllmaterial der Arbeitsräume (siehe in Bild 5.8.2-3a) aus wenig durchlässigen Böden mit einem Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k ≤ 10-4 m/s besteht und eine auf Dauer funktionsfähige Dränung nach DIN 4095 [14], die für die Ableitung des möglichen Stauwassers sorgt (siehe in Bild 5.8.23b), vorhanden ist.

5.139 Der Bemessungswasserstand ist der höchste, nach Möglichkeit aus langjähriger Beobachtung ermittelte, Grundwasserstand (HGW) und im Einzugsbereich von Gewässern der Hochwasserstand. Der Durchlässigkeitsbeiwert k ist nach DIN 18130-1 [37] zu ermitteln. Anhaltswerte für die Größenordnung des Durchlässigkeitsbeiwertes k enthält Tabelle 5.8.2-2. Tabelle 5.8.2-2 Anhaltswerte für den Durchlässigkeitsbeiwert k

1

2

3

4

Bodenart nach DIN 4023 [13]

Korngröße [mm]

kapillare Steighöhe hk [cm]

Durchlässigkeitsbeiwert k [m/s]

> 60

0

durchlässig

3 Grobkies

20 bis 60

~0

durchlässig

4 Mittelkies

6 bis 20

~0

durchlässig

5 Feinkies

2 bis 6

5

> 1,0·10-2

6 Grobsand

0,6 bis 2

10

1,0·10-2 bis 1,5·10-3

7 Mittelsand

0,2 bis 0,6

25

1,5·10-3 bis 1,5·10-4

8 Feinsand 9 Schluff

0,06 bis 0,2

50 bis 100

1,5·10-4 bis 5,5·10-6

0,002 bis 0,06

200 bis 1000

5,5·10-6 bis 1,0·10-7

< 0,002

> 1000

1,0·10-7 bis 1,0·10-9

1

2 Steine/Blöcke

10 Ton

Bild 5.8.2-3 Lastfälle „Bodenfeuchtigkeit“ und „nicht stauendes Wasser“ nach DIN 18195-4 [42] a) mit stark durchlässigem Boden b) mit Dränung (Prinzipskizze)

Lastfälle nach DIN 18195-5 Waagerechte und geneigte Flächen im Freien und im Erdreich mit einer Wasserbeanspruchung durch nicht drückendes Wasser sind nach DIN 18195-5 [43] abzudichten

5

5.140

5 Feuchteschutz

(siehe Abschnitt 5.8.6), wenn die Abdichtungen in Abhängigkeit ihrer mechanischen, thermischen und hydrologischen Belastungen mäßig bzw. hoch beansprucht sind. Zu den mäßig beanspruchten Abdichtungen werden in Abhängigkeit des Beanspruchungsgrades folgende Flächen gezählt: -

5

Balkone und ähnliche Flächen im Wohnungsbau unmittelbar spritzwasserbelastete Fußboden- und Wandflächen in Nassräumen des Wohnungsbaus Flächen, die durch vorwiegend ruhende Verkehrslasten nach DIN 1055-3 [3] belastet, werden und bei denen die Abdichtung unter befahrenen Flächen liegt Flächen, deren Wasserbeanspruchung gering und nicht ständig ist und die ein ausreichendes Gefälle aufweisen, so dass Wasseranstau oder Pfützenbildung verhindert wird.

Zu den hoch beanspruchten Abdichtungen zählen folgende Flächen: - Dachterrassen, intensiv begrünte Flächen, Parkdecks, Hofkellerdecken und Durchfahrten, erdüberschüttete Decken - durch Brauch- und Reinigungswasser stark beanspruchte Fußboden- und Wandflächen in Nassräumen (Umgänge in Schwimmbädern, öffentliche Duschen, gewerbliche Küchen u.ä. gewerbliche Nutzungen) Lastfälle nach DIN 18195-6 Erdberührte Wände und Bodenplatten oberhalb des Bemessungwasserstandes werden, wenn das Baugelände aus wenig durchlässigen Böden mit einem Wasserdurchlässigkeitsbeiwert von k ≤ 10-4 m/s besteht und keine Dränung nach DIN 4095 [14] angeordnet ist, abgedichtet nach: -

-

DIN 18195-6, Abschnitt 9 [44] (Wasserbeanspruchung durch aufstauendes Sickerwasser), wenn die Gründungstiefe t ≤ 3 m unterhalb der Geländeoberkante und die Unterkante der Kellersohle mindestens 300 mm über dem Bemessungswasserstand (siehe Bild 5.8.2-4a) liegt. DIN 18195-6, Abschnitt 8 [44] (Wasserbeanspruchung durch drückendes Wasser), wenn die Gründungstiefe t >3 m (siehe Bild 5.8.2-4b) unterhalb der Geländeoberkante liegt.

Erdberührte Wände und Bodenplatten unterhalb des Bemessungswasserstandes unabhängig von Gründungstiefe, Eintauchtiefe und Bodenart werden nach DIN 18195-6, Abschnitt 8, mit einer Wasserbeanspruchung durch drückendes Wasser abgedichtet (siehe Bild 5.8.2-5). Lastfälle nach DIN 18195-7 Trinkwasserbehälter, Wasserspeicherbecken, Schwimmbecken, Regenrückhaltebecken (Behälter) werden nach DIN 18195-7 [45] gegen eine Wasserbeanspruchung durch von innen drückendes Wasser abgedichtet (siehe Abschnitt 5.8.8). Hierbei ist der höchste, planmäßige Wasserstand anzusetzen.

5.141

5 Bild 5.8.2-4 Lastfälle „aufstauendes Sickerwasser“ und „drückendes Wasser“ nach DIN 18195-6 [44] a) wenig durchlässiger Boden, Gründungstiefe ≤3 m b) wenig durchlässiger Boden, Gründungstiefe > 3 m (Prinzipskizze)

Bild 5.8.2-5 Lastfall „drückendes Wasser“ nach DIN 18195-6 [44] (Prinzipskizze)

5.8.3 Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-2 Die Bauwerksabdichtungen nach DIN 18195-2 [40] (siehe Bild 5.8.3-1) bestehen aus Voranstrichmittel, Klebemassen, Deckaufstrichmittel und Abdichtungen auf Kunststoff- bzw. bituminöser Basis. Bauwerksabdichtungen sind, wenn nicht andere Bauteilschichten diese Funktion übernehmen, immer mit einer Schutzschicht nach DIN

5.142

5 Feuchteschutz

18195-10 [48] zu versehen, die diese dauerhaft vor schädigenden Einflüssen mechanischer und thermischer Art schützen sollen. Die Anforderungen an die Abdichtungsmaterialien werden im Folgenden aufgeführt.

5

Bild 5.8.3-1 Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-2 [40]

5.143 Bituminöse Voranstrichmittel nach DIN 18195-2, Tab. 1 Die Voranstrichmittel dienen zur Erhöhung der Haftfähigkeit einer nachfolgenden Klebemasse bzw. Abdichtung auf dem Untergrund. Zur Verwendung kommen bituminöse Lösungen bzw. Emulsionen. Diese werden kaltflüssig, dünn auf dem Untergrund in der Regel durch Streichen, Rollen oder Aufspritzen aufgetragen. Die Anforderungen an die Beschaffenheit der Voranstrichmittel sind der Tabelle 5.8.3-1 zu entnehmen. Tabelle 5.8.3-1 Anforderungen an Bitumen-Voranstrichmittel [40]

1

2

3

4

5

6

1

Auslaufzeit (Flüssigkeitsgrad)

Flammpunkt

Staubtrockenzeit1)

2

[s]

[°C]

[h]

[M.-%]

[°C]

[M.-%]

Festkörper- Erweichungsanteil punkt des Festkörpers

7 Ascheanteil 2)

3

Bitumenlösung

≥ 15

> 21

≤3

30 bis 50

> 50

≤5

4

Bitumenemulsion

≥ 15

-

≤5

≥ 30

≥ 45

≤5

5

Prüfung nach

DIN EN ISO 2431 3) [84]

DIN 53213-1 [70]

DIN 53150 [70]

DIN 53215 4) [72]

DIN EN 1427 5) [77]

DIN 52005 [61]

1)

Trockenheitsgrad 1 auf Glas mit 250 g/m2.

2)

Bezogen auf den Festkörper.

3)

Mit der 4-mm-Düse.

4)

Bei Bitumenemulsionen nach DIN 52041 [62].

5)

Geprüft wird der nach DIN 53215 [72] ermittelte Festkörper.

Bituminöse Klebemassen und Deckaufstrichmittel nach DIN 18195-2, Tab. 2 Die Klebemassen und Deckaufstrichmittel sind heiß aufzutragen. Hierbei sind die Verarbeitungstemperaturen in Abhängigkeit der verwendeten Bitumensorte zu berücksichtigen (siehe Tabelle 5.8.3-2). Die Klebemassen in Verbindung mit bitumenverträglichen Kunststoffbahnen sind im Bürstenstreichverfahren aufzubringen. Auf waagerechten Flächen bzw. schwach geneigten Bauwerksflächen wird die Abdichtungsbahn durch einen vollflächig aufgebrachten Aufstrich verklebt und auf senkrechten bzw. stark geneigten Bauwerksflächen wird die Abdichtungsbahn durch zwei vollflächige Aufstriche aus Klebemasse verklebt. Die Klebemassen in Verbindung mit Bitumenbahnen werden im Bürstenstreich-, Gieß-, bzw. im Gieß- und Einwalzverfahren aufgebracht. Die Deckaufstrichmittel sind in der Regel durch Streichen zu verarbeiten. Die Anforderungen an die Beschaffenheit der Klebemassen und Deckaufstrichmittel sind der Tabelle 5.8.33 zu entnehmen.

5

5.144

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.3-2 Verarbeitungstemperaturen für Klebemassen und Deckaufstrichmittel [41]

1

2

3

4

5

6

B 251)

B 85/252)

B100/252)

B 105/152)

Gefüllte Bitumenklebemasse

150 bis 160

180

190 bis 200

200 bis 210

200 bis 220

1 Bitumensorte

2

Verarbeitungstemperatur [°C]

1)

Nach DIN 1995-1 [6]

2)

Nach den Analysetabellen der Bitumenindustrie

Tabelle 5.8.3-3 Anforderungen an Klebemassen und Deckaufstrichmittel [40]

1

5

2

3

4

Löslicher Erweichungspunkt des Erweichungspunkt Bindemittelanteil 3) Bindemittels 1) 3) des Festkörpers 3)

1 2

[M.- %]

[°C]

Straßenbauungefüllt 3 bitumen nach 2) DIN 1995-1 [6] gefüllt

≥ 99

54 bis 75

≥ 50

54 bis 75

ungefüllt

≥ 99

80 bis 125

2)

≥ 50

80 bis 125

≥ 90

DIN 1996-6 [8]

DIN EN 1427 [77]

DIN EN 1427 [77]

4 Oxidbitumen

gefüllt 5 Prüfung nach

[°C]

≥ 60

1)

Bei gefüllten Massen am extrahierten Bindemittel gemessen.

2)

Mineralische Füllstoffe aus nicht quellfähigen Gesteinsmehlen und/oder mineralischen Füllstoffen mit einem Massenanteil von mindestens 30%.

3)

Die Einhaltung der Werte ist mittels werkseigener Produktionskontrolle mindestens viermal jährlich nachzuweisen.

Asphaltmastix und Gussasphalt nach DIN 18195-2, Tab. 3 Die Anforderungen an die Beschaffenheit des Asphaltmastix und des Gussasphalt werden in Tabelle 5.8.3-4 dargestellt. Asphaltmastix und Gussasphalt sind mit Spachtel oder Schieber, Gussasphalt auf großen Bauwerksflächen auch maschinell zu verarbeiten.

5.145 Tabelle 5.8.3-4 Anforderungen an Asphaltmastix und Gussasphalt [40]

1

2

3

4

Fülleranteil

Sandanteil 3)

2

Löslicher Bindemittelanteil

3

[M.-%]

1

bezogen auf 100% Mineralstoffe [M.-%] [M.-%]

4 Asphaltmastix 1) 5)

13 bis 16

≥ 25

≤ 75

5 Gussasphalt 2) 5)

6,5 bis 9,0

≥ 20

≤ 45

6 Prüfung nach

DIN 1996-6 [8]

1)

5

6

Erweichungspunkt Bindemittel 4) Festkörper [°C]

[°C]

45 bis 75

85 bis 120

DIN 1996-4 DIN 1996-14 DIN EN 1427 DIN 1996-15 [7] [9] [77] [10]

Bitumensorte nach DIN 1995-1 [6] Straßenbitumen oder polymermodifiziertes Bitumen nach TL-PMB 2) Bitumensorte nach DIN 1995-1 Straßenbitumen oder polymermodifiziertes Bitumen nach TL-PmB oder Hartbitumen nach Analysetabellen der Hersteller, ein Zusatz von Naturasphalt ist zulässig. 3) Kornabgestuft, Korngröße 0,09 mm bis 2,0 mm 4)

Am extrahierten Bindemittel

5)

Die werkseigene Produktionskontrolle nach DIN EN 13108-10 [81]

5.8.4 Verarbeitung der Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-3 Die Verarbeitung der Abdichtungsmaterialien nach DIN 18195-2 [40], die zur Herstellung von Bauwerksabdichtungen dienen, sind in Tabelle 5.8.4-1 zusammengefasst. Tabelle 5.8.4-1 Anforderungen an die Ausführung von Abdichtungsmaterialien

1

2

1 Baustoff

Ausführung

2 flüssige Massen

Aufbringung durch Streichen, Rollen oder Spritzen

BitumenVoranstrich Grundierung

Menge von 200 - 300 g/m2 gleichmäßig auftragen

3

4

Kratzspachtelung 5

- lösemittelfreies Reaktionsharz ist mit einer Menge von 300 - 500 g/m2 durch Fluten bis zur Sättigung aufzutragen - im frischen Zustand ist die Grundierung mit trockenem Quarzsand der Körnung 0,2/0,7 mm abzustreuen und nicht festhaftendes Abstreumaterial ist nach dem Aushärten der Grundierung zu entfernen - Auftragung auf eine erhärtete Grundierung oder frisch in frisch auf eine mit Reaktionsharz gleichmäßig dünn vorbehandelte Oberfläche - kratzend abzuziehen über Grate und Spitzen der Bauteiloberfläche - Abstreuung mit trockenem Quarzsand der Körnung 0,2/0,7 mm - Abziehen an den Nähten und Rändern

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.146

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.4-1 Anforderungen an die Ausführung von Abdichtungsmaterialien (Fortsetzung)

1

2

Baustoff Versiegelung

6

5

Ausführung - zweilagig aus lösemittelfreiem Reaktionsharz herzustellen erste Lage: - Menge von 300 - 500 g/m2 ist durch Fluten bis zur Sättigung aufzutragen und unter Vermeidung von Stoffansammlungen zu verteilen. - Im frischen Zustand ist die Lage mit trockenem Quarzsand der Körnung 0,7/1,2 mm im Überschuss abzustreuen und nicht haftendes Abstreumaterial zu entfernen, sobald es der Erhärtungszustand zulässt. zweite Lage: - Menge von 300 g/m2 ist gleichmäßig aufzubringen und unter Vermeidung von Stoffansammlungen zu verteilen. - Oberfläche dieser Lage darf nicht abgestreut werden.

Klebemassen - Verarbeitungstemperaturen der Materialien gemäß Tabelle 5.8.3-2 und Deckaufstrich- - Klebemassen in Verbindung mit Bitumenbahnen sind im Bürstenmittel streich-, Gieß-, oder Gieß- und Einwalzverfahren zu verarbeiten. 7 - Klebemassen in Verbindung mit bitumenverträglichen KunststoffBahnen sind im Bürstenstreichverfahren zu verarbeiten. - Deckaufstrichmittel sind in der Regel durch Streichen zu verarbeiten. Kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen (KMB)

8

- Voranstrich ist grundsätzlich auf den Untergrund aufzubringen (nur systembedingt kann dieser entfallen) - Verarbeitung erfolgt je nach Konsistenz im Spachtel- oder im Spritzverfahren. - Aufbringung in mindestens zwei Arbeitsgängen und lastfallbedingt mit oder ohne Verstärkungseinlage. - Mindesttrockenschichtdicke muss an jeder Stelle eingehalten werden. - erforderliche Nassschichtdicke des Herstellers darf an keiner Stelle um mehr als 100% überschritten werden (z.B. in Kehlen). - Im Bereich Boden/Wandanschluss mit vorstehender Bodenplatte ist die kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung aus dem Wandbereich über die Bodenplatte bis etwa 100 mm auf die Stirnfläche der Bodenplatte herunterzuführen. - Ausreichende Durchtrocknung der Beschichtung vor Wasserbelastung und Frosteinwirkung ist zu gewährleisten. - Bei Arbeitsunterbrechungen muss die kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung auf Null ausgestrichen werden und bei Wiederaufnahme der Arbeiten überlappend weitergearbeitet werden. - Arbeitsunterbrechungen dürfen nicht an Gebäudeecken, Kehlen oder Kanten erfolgen.

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.147 Tabelle 5.8.4-1 Anforderungen an die Ausführung von Abdichtungsmaterialien (Fortsetzung)

1 Baustoff

2 Ausführung

Asphaltmastix und - Verarbeitung mit Spachtel oder Schieber 9 Gussasphalt - Gussasphalt ist auf großen Flächen auch maschinell zu verarbeiten 10 feste Massen Bitumenbahnen - Bitumenbahnen sind im Bürstenstreich-, Gieß-, Gieß- und Einwalz-, und Metallbänder Flämm-, Schweißverfahren vollflächig miteinander zu verkleben - Kaltselbstklebende Bitumen-Dichtungsbahnen sind durch Abziehen eines Trennpapiers oder einer Trennfolie flächig zu verkleben und anzudrücken (an Überlappungen mit einem Hartgummiroller). - Zur Vermeidung von Kapillaren sind am T-Stoß gesonderte Maßnahmen zu ergreifen (z.B. Schrägschnitt der unterdeckenden Bahn). - Die Breite der kaltselbstklebenden Bitumen-Dichtungsbahnen sollte bei senkrechten oder stark geneigten Flächen 1,10 m nicht überschreiten. - Metallbänder sind grundsätzlich im Gieß- und Einwalzverfahren zu verarbeiten. Das Schweißverfahren darf nur für Schweißbahnen und das Flämmverfahren nur bei nackten Bitumenbahnen angewendet werden. - Bitumenbahnen und Metallbänder sind innerhalb einer Lage und von Lage zu Lage gegeneinander versetzt und im Regelfall in der 11 gleichen Richtung einzubauen. Folgende Mindestbreiten der Überlappung an Nähten, Stößen und Anschlüssen sind einzuhalten: - Bitumenbahnen und kaltselbstklebende Bitumen-Dichtungsbahnen: - Nähte ≥ 80 mm - Stöße und Anschlüsse ≥ 100 mm - Bitumen-Schweißbahnen in Verbindung mit Gussasphalt: - Nähte ≥ 80 mm - Stöße und Anschlüsse ≥ 100 mm - Edelstahlkaschierte Bitumen-Schweißbahnen: - Längsnähte ≥ 100 mm - Quernähte, Stöße und Anschlüsse ≥ 200 mm - Metallbänder in Verbindung mit Bitumenwerkstoffen: : - Längsnähte ≥ 100 mm - Quernähte, Stöße und Anschlüsse ≥ 200 mm (fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.148

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.4-1 Anforderungen an die Ausführung von Abdichtungsmaterialien (Fortsetzung)

1 Baustoff

2 Ausführung

Kunststoff- Kunststoff-Dichtungsbahnen sind verklebt im Bürstenstreich-, Gieß-, Dichtungsbahnen Flämmverfahren zu verarbeiten oder lose mit mechanischer Befestigung oder teilflächiger Verklebung mit Auflast zu verlegen. - Werkseitig vorgefertigte Planen sind lose zu verlegen. - Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht sind im Quell-, Warmoder Heizelementschweißen herzustellen 12

5

Folgende Mindestbreiten der Überlappung an Längs- und Quernähten sind einzuhalten: - Kunststoff-Dichtungsbahnen ≥ 50 mm, - bei Verklebung mit Bitumen ≥ 80 mm - Elastomer-Bahnen ≥ 50 mm - Längs- und Quernähte sind im Quell-, Warm- oder Heizelementschweißen herzustellen

5.8.5 Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4 Abdichtungen gegen Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4 sind: -

-

waagerechte Abdichtung der Bodenplatte gegen aufsteigende Feuchtigkeit senkrechte Abdichtung der vom Boden berührten Außenflächen der Umfassungswände gegen seitliche Feuchtigkeit incl. der Sockelabdichtung im Spritzwasserbereich waagerechte Abdichtung der Wände (Querschnittsabdichtung) gegen aufsteigende Feuchtigkeit

In Bild 5.8.5-1 wird beispielhaft die Abdichtungsführung am Fußpunkt eines unterkellerten Gebäudes dargestellt.

5.149

5 Bild 5.8.5-1 Abdichtung eines Fundamentanschlusses a) geringer Bodenplattenüberstand b) größerer Bodenplattenüberstand mit geneigter Oberfläche (1) senkrechte Abdichtung (2) Hohlkehle (3) abgeschrägte (gefaste) Kante (4) Kellerwand (5) waagerechte (Querschnittsabdichtung) (6) Abdichtung der Bodenplatte (7) Bodenplatte

Abdichtung der Bodenplatte Das Abdichtungssystem der erdberührten Bodenplatte nach DIN 18195-4 [42] ist in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten, der Raumnutzung, des Abdichtungsmaterials (Tabelle 5.8.5-1) und der Schutzschicht zu dimensionieren und besteht in der Regel aus folgenden Schichten: - Untergrund bzw. Betonschicht - Abdichtung - Nutz- und Schutzschicht Erdberührte Bodenplatten sind grundsätzlich in Abhängigkeit der Anforderungen an die Raumnutzung gegen aufsteigende Feuchtigkeit abzudichten. Nur bei Kellerräumen mit geringerer Anforderung an den Feuchtegehalt der Raumluft kann die Abdichtung der Bodenplatte entfallen, wenn eine mindestens 15 cm dicke kapillarbrechende Schicht (z.B. Grobkies) mit einem Wasserdurchlässigkeitsbeiwert von k>10-4 m/s angeordnet wird. Die kapillarbrechende Schicht hat die Aufgabe den Wassertransport durch die Bodenplatte zu vermindern. In Bild 5.8.5-2 wird beispielhaft der Fußbodenaufbau erdberührter Bodenplatten im Fall a) geringe Anforderung an die Raumnutzung und im Fall b) höhere Anforderung an die Raumnutzung dargestellt. Die Abdichtung der Bodenplatte ist mindestens einlagig auszuführen und an die waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) in der Form an die waagerechte Abdichtung der Wände (Querschnittsabdichtung) heranzuführen bzw. zu verkleben, dass keine Feuchtigkeitsbrücken insbesondere im Bereich von Putzflächen entstehen können.

5.150

5

5 Feuchteschutz

Bild 5.8.5-2 Abdichtung der Bodenplatte im Fall a) geringe Anforderung und Fall b) hohe Anforderung an die Raumnutzung

Als Untergrund ist für die Abdichtung eine Betonschicht (im Regelfall B10) oder ein gleichwertiger standfester Untergrund (z.B. Unterbeton) erforderlich. In Abhängigkeit des Abdichtungsmaterials wird auf dem Untergrund - i.d.R. z.B. vor jeder bituminösen Abdichtung - ein kaltflüssiger Voranstrich zur Erhöhung der Haftfestigkeit aufgestrichen. Die Abdichtungsstoffe und Anforderungen an das System sind der Tabelle 5.8.5-1 zu entnehmen. Tabelle 5.8.5-1 Waagerechte Abdichtung der Bodenplatte gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42]

1 1 Abdichtungssystem Kunststoffmodifizierte Bitumendick2 beschichtungen (KMB) nach DIN 18195-2, Tab. 9 [40]

2 Anforderungen - Aufbringung in zwei Arbeitsgängen (Auftrag frisch in frisch) - Mindesttrockenschichtdicke 3 mm

Bitumenbahnen nach DIN 18195-2, Tab. 4, Z. - Abdichtung aus mind. 1 Lage, lose verlegt 4-12 [40] bzw. punktweise oder vollflächig auf den Untergrund verklebt 3 - Überdeckungen vollflächig verklebt bzw. bei Schweißbahnen verschweißt Nackte Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN - Abdichtung aus mind. 1 Lage 52129 [64] - Verklebung mit Heißbitumen Bitumenbahnen (R 500) nach DIN 52128 [63] - Bitumendeckaufstrich aus gleichartigem 4 Material - Überdeckungen vollflächig verklebt bzw. bei Schweißbahnen verschweißt (fortgesetzt auf nächster Seite)

5.151 Tabelle 5.8.5-1 Waagerechte Abdichtung der Bodenplatte gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42] (Fortsetzung)

1 1 Abdichtungssystem

2 Anforderungen

Kaltselbstklebende Bitumen-Dichtungsbahnen - Untergrund mit kraftschlüssigem Voranstrich (KSK) nach DIN 18195-2, Tab. 10 [40] versehen - Abdichtung aus mind. 1 Lage, punktweise 5 oder vollflächig auf den Untergrund verklebt - Überdeckungen vollflächig verklebt Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen nach DIN 18195-2, Tab. 5 [40] 6

7

8

- Abdichtung aus mind. 1 Lage - lose Verlegung bei nicht bituminös verträglichen Bahnen bzw. Verklebung mit Bitumen auf den Untergrund bei bituminös verträglichen Bahnen - Längs- u. Quernähte nach DIN 18195-3 - Abdichtung mit Trenn- o. Schutzlage nach DIN 18195-2 abdecken

Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht nach DIN 18195-2, Tab. 6 [40]

- Untergrund mit kraftschlüssigem Voranstrich versehen - Abdichtung aus mind. 1 Lage auf den Untergrund verkleben - Überlappungen mit Quellschweißmittel oder Warmgas verschweißen

Asphaltmastix nach DIN 18195-2, Tab. 3 [40]

- Schichtdicke mind. 7 mm - mittlere Schichtdicke 10 mm - Schichtdicke max. 15 mm (Auftragung auf einer Trennschicht z.B. Rohglasvlies möglich; in Innenräumen bzw. auf Stahlflächen auf Bitumenvoranstrich möglich)

Die Abdichtung ist mit einer geeigneten Schutzschicht zu versehen, welche die Abdichtung dauerhaft vor chemischen und thermischen Einflüssen und gegen mechanische Beschädigungen schützen muss. Die Art der Schutzschicht ist in Abhängigkeit der zu erwartenden Beanspruchung und den örtlichen Gegebenheiten zu wählen. Folgende Schutzschichten sind nach DIN 18195-10 [48] ausführbar: - aus Beton - aus Zementestrich auf Trenn- oder Dränschicht - aus Zementestrich auf Wärmedämmung - aus Plattenbelägen (Betonplatten, keramische Plattenbeläge) - aus Gussasphalt - aus Perimeterdämmplatten

5

5.152

5 Feuchteschutz

Die Schutzschicht ist entsprechend Abschnitt 5.8.11 auszuführen. Waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) In Außen- und Innenwänden ist die waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) entsprechend den Anforderungen nach DIN 18195-4 [42] auszuführen, die im folgenden Text erläutert werden. Die Abdichtungsmaterialien sind der Tabelle 5.8.5-2 zu entnehmen.

5

Außen- und Innenwände von Gebäuden sind nach DIN 18195-4 durch mindestens eine waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) in oder unter den Wänden gegen kapillaren Feuchtetransport zu schützen. In Abhängigkeit der Gebäudekonstruktion können jedoch mehrere Abdichtungsebenen erforderlich sein. Die waagerechte Abdichtung wird aus einer losen aufgelegten Abdichtungslage ausgeführt. Die Auflagerflächen sind entsprechend des verwendeten Mauermörtels nach DIN 1053-1 [2] auszugleichen. Nur in Bereichen von Stoßüberdeckungen (mindestens 200 mm) darf die waagerechte Abdichtung verklebt werden. Eine Ausnahme besteht bei zweischaligem Mauerwerk und Entwässerung unterhalb der Geländeoberfläche in eine Dränung oder Sickerschicht, hier müssen die Stöße verklebt werden (siehe Bild 5.8.5-8). Die Anordnung der waagerechten Abdichtung von nicht unterkellerten und von unterkellerten Gebäuden wird beispielhaft in Bild 5.8.5-3 bzw. Bild 5.8.5-4 dargestellt.

Nicht unterkellerte Gebäude Bei nicht unterkellerten Gebäuden wird die Querschnittsabdichtung in der Regel 30 cm über Geländeoberfläche angeordnet, um einen kapillaren Aufstieg von Feuchtigkeit durch Spritzwasser bei schadhafter senkrechter Abdichtung im Sockelbereich zu verhindern (siehe Bild 5.8.5-3a). Die Querschnittabdichtung ist in einem ausreichendem Sicherheitsabstand zur Geschossdecke (gemäß DIN 18195-4 (08.83): 5 cm) anzuordnen, um eine Beschädigung durch z.B. nachfolgende Schalungs-, Bewehrungs-, oder Betonierarbeiten zu verhindern. Eine Anordnung mehrerer Querschnittsabdichtungen in unterschiedlichen Höhenlagen kann erforderlich sein, wenn die EG-Geschossdecke in Höhe der umliegenden Geländeoberfläche liegt (siehe Bild 5.8.5-3 b). Bei geringerer Anforderung an die Raumnutzung (Verzicht auf einer Bodenplattenabdichtung und Anordnung einer kapillarbrechenden Schicht) findet in der Regel eine Durchfeuchtung der Wand bis in Höhe der Querschnittsabdichtung statt (siehe Bild 5.8.5-3 d). Aus diesem Grund sollte der Innenputz der Wände erst ab Höhe der Querschnittsabdichtung aufgebracht werden, um eine kapillare Weiterleitung der Feuchtigkeit über diesen zu verhindern. Bei nicht unterkellertem Gebäude und zweischaligem Mauerwerk kann die waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) auch unterhalb der Geländeoberfläche angeordnet werden (siehe hierzu Bild 5.8.5-8). Die Stöße der waagerechten Abdichtung (Querschnittsabdichtung) müssen verklebt werden, weil hier mit einer Sickerwasserbeanspruchung gerechnet werden muss.

5.153

5

Bild 5.8.5-3 Führung der Abdichtung bei nicht unterkellerten Gebäuden a) Konstruktion mit aufgeständerter Bodenplatte b) Konstruktion mit tiefliegenden Fußboden in Höhe der umgebenden Geländeoberfläche Fall c) Konstruktion mit erdberührter Bodenplatte auf kapillarbrechender Schicht, Abdichtungsebene in Höhe der kapillarbrechenden Schicht d) Konstruktion mit erdberührter Bodenplatte auf kapilarbrechender Schicht, Fußboden in Höhe der umliegenden Geländeoberfläche (Prinzipskizze)

Unterkellerte Gebäude Bei unterkellerten Gebäuden wird die Querschnittsabdichtung in der Regel in zwei Ebenen der Wand ausgeführt (siehe Bild 5.8.5-5). Neben der Querschnittsabdichtung oberhalb der Geländeoberfläche ist in Innen- und Außenwänden eine Abdichtungslage in Höhe des Fundamentes erforderlich, welche die Außen- und Innenwände gegen aufsteigende Bodenfeuchtigkeit schützen soll. Nach DIN 18195-4 [42] kann die Abdichtung innerhalb der Wand angeordnet werden bzw. direkt auf der bis zur Fundamentaußenkannte durchlaufenden Bodenplatte (siehe Bild 5.8.5-1). Die Anordnung der Querschnittsabdichtung innerhalb der Wand (gemäß DIN 18195-4 (08.83): mind. 10 cm über OF Fußboden des Kellergeschosses) hat den Vorteil, dass Feuchtigkeit während der Bauzeit (z.B. durch Niederschläge, Bauwasser) nicht aufsteigen kann. Eine direkt auf dem Streifenfundament angeordnete Abdichtung ermöglicht wiederum einen sicheren Anschluss zur Bodenplattenabdichtung.

5.154

5 Feuchteschutz

5 Bild 5.8.5-4 Führung der Abdichtung bei unterkellerten Gebäuden Fall a) höhere Anforderung an die Raumnutzung Fall b) geringere Anforderung an die Raumnutzung und gleichzeitig Lage der EG-Geschossdecke in Höhe der umliegenden Geländeoberfläche (Prinzipskizze)

Tabelle 5.8.5-2 Waagerechte Querschnittsabdichtung gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42]

1

2

1 Abdichtungssystem1)

Anforderungen nach

2 Bitumen-Dachbahn mit Rohfilzeinlage R 500 N

DIN 52128 [63]

3 Bitumen-Dachdichtungsbahnen J 300 DD, G 200 DD, PV 200 DD

DIN 52130 [65]

4 Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB)-Bahnen 5 Polyisobutylen (PIB)-Bahnen 6

2) 4)

DIN 16729 [28]

2) 4)

DIN 16935 [32] DIN 16735 [31]

Polyisobutylen weich (PVC-P) Bahnen, mit Glasvlieseinlage, nicht bitumenverträglich 2) 3) 4)

2) 4) 7 Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, bitumenverträglich

DIN 16937 [33]

2) 4) DIN 16938 [34] 8 Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, nicht bitumenverträglich

9

Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, mit Verstärkung aus synthetischen Fasern, nicht bitumenverträglich 2) 4)

10 Ethylen-Vinyl-Acetat-Terpolymer (EVA)-Bahnen, bitumenverträglich (fortgesetzt auf nächster Seite)

DIN 16734 [30] 2)

DIN 18195-2, Tab. 7 [40]

5.155 Tabelle 5.8.5-2 Waagerechte Querschnittsabdichtung gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42] (Fortsetzung)

1 1 Abdichtungssystem1) 11

Elastomer (EPDM)-Bahnen, abweichend jedoch mit werkseitiger Beschichtung zur Nahtfügetechnik 2) 4)

Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht, abweichend 12 jedoch mit werkseitiger Beschichtung zur Nahtfügetechnik und mit Selbstklebetechnik 2) 4)

2 Anforderungen nach DIN 7864-1 [25] DIN 7864-1, [25] DIN 18195-2 [40] Tab. 6

1)

Auflagerflächen sind mit Mauermörtel nach DIN 1053-1 abzugleichen. Bahnen dürfen nicht verklebt werden und müssen sich mindestens um 200 mm überdecken. Aus konstruktiven Gründen dürfen die Abdichtungen stufenförmig verlegt werden. 2) Die Bahnen können zusätzlich mit unterseitiger Vlieskaschierung ausgestattet sein. 3) Prüfnachweis nach DIN 16726 [27] 4) Die Einhaltung der Produkteigenschaften ist durch eine werkseigene Produktionskontrolle nachzuweisen. Sie hat nach den in der jeweiligen Stoffnorm angegebenen Eigenüberwachungen zu erfolgen. Senkrechte Abdichtung Erdberührte Außenwände sind mit einer Abdichtung entsprechend den Anforderungen nach DIN 18195-4 [42] auszuführen, die im folgenden Text erläutert werden. Die Abdichtungsmaterialien und die Verarbeitung sind der Tabelle 5.8.5-3 bzw. Tabelle 5.8.5-4 zu entnehmen. Die Materialien der Tabelle 5.8.5-4 gelten sowohl für nicht unterkellerte Gebäuden als auch für unterkellerte Gebäuden. Das Abdichtungssystem besteht in der Regel aus folgenden Schichten: - Untergrund - Voranstrich - Klebemassen - Abdichtung - Deckaufstrichmittel - Schutzschicht - Hinterfüllung Alle erdberührten Außenwandflächen müssen mit einer Abdichtung versehen werden, die vom Fundamentabsatz bis 30 cm über die Geländeoberfläche hochgeführt werden (siehe Bild 5.8.5-5). Um eine ausreichende Anpassungsmöglichkeit der Geländeoberfläche sicherstellen zu können, darf im Endzustand dieser Wert das Maß von 15 cm nicht unterschreiten. Ist dies im Einzelfall nicht möglich (Terrassentüren, Balkonausgänge, Hauseingänge siehe Bild 5.8.5-9 und Bild 5.8.5-10), sind dort besondere Maßnahmen nach DIN 18195-9 [47] gegen das Eindringen von Wasser oder das Hinterlaufen der Abdichtung einzuplanen (z.B. durch ausreichend große Vordächer, Rinnen mit Abdeckungen oder Gitterrost). Oberhalb des Geländes darf die Abdichtung entfallen, wenn dort ausreichend wasserabweisende Bauteile verwendet werden. Andernfalls ist

5

5.156

5

5 Feuchteschutz

die Abdichtung hinter der Sockelbekleidung hochzuziehen (siehe Bild 5.8.5-6 und Bild 5.8.5-7). Bei zweischaligem Mauerwerk ist die Abdichtung hinter der Verblendung auf der Außenseite der Innenschale hochzuführen. Die Abdichtung ist nach DIN 1053-1 [2] im Bereich des Schalenzwischenraumes im Gefälle zu verlegen. Die Entwässerung des Schalenzwischenraumes im Fußpunktbereich sollte in der Regel oberhalb der Geländeoberfläche erfolgen (siehe Bild 5.8.5-7). Bei zweischaligem Mauerwerk mit Entwässerung unterhalb der Geländeoberfläche ist eine Sickerschicht oder Dränung anzuordnen (siehe Bild 5.8.5-8). Die senkrechte Abdichtung ist in an die waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) in der Art heranzuführen oder zu verkleben, so dass eine dichte Verbindung entsteht. Im Bereich des Fundamentabsatzes bei vorstehender Bodenplatte und Abdichtung mit kunststoffmodifizierter Bitumendickbeschichtung ist diese über die Bodenplatte bis etwa 100 mm auf die Stirnfläche der Bodenplatte herunterzuführen (siehe Bild 5.8.5-6). Als besonderes Problem hat sich in der Praxis der obere Abschluss der senkrechten Außenwandabdichtung erwiesen. Löst die Abdichtung sich dort vom Mauerwerk ab, so entsteht in der Regel eine Feuchtigkeitsbrücke. Daher werden die Abdichtung und die Randverwahrung oberhalb der Geländeoberfläche in einem Rücksprung angeordnet und zur Sicherung des oberen Bereichs die Abdichtung mittels Fest- und Losflansch bzw. Klemmprofilen nach DIN 18195-9 [47] befestigt (siehe Abschnitt 5.8.8).

5.157

5

Bild 5.8.5-5 Abdichtung eines unterkellerten Gebäudes bei einschaligem Mauerwerk mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) (1) Innenputz (2) Randdämmstreifen (3) Estrich (4) Trennschicht (5) Trittschalldämmung (6) Stahlbetondecke (7) Abdichtung der Bodenplatte (8) Dampfdruckausgleichsschicht (9) Wärmedämmung (10) kapillarbrechende Schicht (11) Außenwand (12) Wärmedämmung (13) Putzsystem (14) Putz (15) senkrechte Abdichtung (16) Perimeterdämmung mit Dränschicht (17) waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) (18) Fundament

5.158

5 Feuchteschutz

5

Bild 5.8.5-6 Abdichtung eines unterkellerten Gebäudes bei einschaligem monolithischen Mauerwerk und Außenwandabdichtung mit kunststoffmodifiziertem Bitumendickbeschichtung (KMB) (1) Innenputz (2) Randdämmstreifen (3) Estrich (4) Trennschicht (5) Trittschalldämmung (6) Stahlbetondecke (7) Dampfdruckausgleichsschicht (8) Wärmedämmung (9) Estrich auf Trennschicht (10) kapillarbrechende Schicht d≥15 cm (11) Außenwand (12) Außenputz (13) Dichtungsschlämme (14) Putz (15) Dränschicht (Noppenbahn) (16) senkrechte Abdichtung, kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung (KMB) (17) waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) (18) Bodenplatte (19) Fundament

5.159

5 Bild 5.8.5-7 Abdichtung eines unterkellerten Gebäudes im Sockelbereich eines zweischaligen Mauerwerks mit Entwässerung oberhalb der Geländeoberfläche (1) Innenputz (2) Randdämmstreifen (3) Estrich (4) Trennschicht (5) Trittschalldämmung (6) Geschossdecke (7) Innenschale (8) Kerndämmung (9) Außenschale (10) senkrechte Abdichtung (11) offenen Stoßfugen, Entwässerungsöffnungen (12) Perimeterdämmung mit Dränung (13) Kelleraußenwand

Bild 5.8.5-8 Abdichtung eines nicht unterkellerten Gebäudes im Sockelbereich eines zwei-

5.160

5 Feuchteschutz

schaligen Mauerwerks mit Entwässerung oberhalb der Geländeoberfläche (1) Innenputz (2) Randdämmstreifen (3) Estrich (4) Trennschicht (5) Trittschalldämmung (6) Abdichtung der Bodenplatte (7) Bodenplatte (8) Dampfdruckausgleichsschicht (9) Wärmedämmung (10) Innenschale (11) Kerndämmung (12) Außenschale (13) senkrechte Abdichtung (14) offene Stoßfugen, Entwässerungsöffnung (15) waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung) (16) Dränschicht

5

In Bild 5.8.5-9 wird eine Türschwellenausbildung mit der erfordlichen Aufkantungshöhe von 15 cm dargestellt. Häufig zeigt sich jedoch, dass diese Ausbildung infolge der „Stolperstufe“ nicht ausgeführt wird. Insbesondere im barrierefreien Wohnen nach DIN 18025-1 [36] sind Türschwellen zu vermeiden. Nach DIN 18195-9 [47] ist die Unterschreitung des Mindestmaßes möglich, wenn besondere Maßnahmen gegen das Eindringen von Wasser oder das Hinterlaufen der Abdichtungen eingeplant werden. So sind in solchem Falle z.B. Türschwellen und Türpfosten von der Abdichtung zu hinterfahren oder an ihrer Außenoberfläche so zu gestalten, dass die Abdichtung z.B. mit Klemmprofilen wasserdicht angeschlossen werden kann. In Bild 5.8.5-10 wird eine Schwellenausbildung einer Terrassentür dargestellt, bei der die senkrechte Abdichtung die Türschwelle hinterfährt.

Bild 5.8.5-9 senkrechte Abdichtung im Türschwellenbereich bei Einhaltung des Aufkantungsmaßes von 15 cm (1) Randdämmstreifen (2) Estrich (3) Trennschicht (4) Trittschalldämmung (5) Stahlbetondecke (6) Wärmedämmung (7) Innenputz (8) Tür (9) senkrechte Abdichtung (10) Platten (11) Dränmatte (12) Perimeterdämmung (13) Außenwand

5.161

Bild 5.8.5-10 senkrechte Abdichtung im Türschwellenbereich (1) Randdämmstreifen (2) Estrich (3) Trennschicht (4) Dämmung (5) Stahlbetondecke (6) Dämmung (7) Innnenputz (8) Tür (9) senkrechte Abdichtung (10) Platten (11) Dränung (12) Perimeterdämmung (13) Außenwand

Die Abdichtung ist mit einer geeigneten Schutzschicht zu versehen, welche die Abdichtung dauerhaft vor chemischen und thermischen Einflüssen und gegen mechanische Beschädigungen schützen muss. Die Art der Schutzschicht ist in Abhängigkeit der zu erwartenden Beanspruchung und der örtlichen Gegebenheiten zu wählen. Die Schutzschicht ist entsprechend Abschnitt 5.8.11 auszuführen. Folgende Schutzschichten sind nach DIN 18195-10 [48] ausführbar: - aus Beton - aus Mauerwerk - aus Mörtel - aus Platten - aus Bitumendichtungsbahnen - aus Perimeterdämmplatten Tabelle 5.8.5-3 Senkrechte Abdichtung der Außenwandflächen gilt nur für nicht unterkellerter Gebäude gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42]

1 1 Abdichtungssystem Deckaufstrichmittel nach DIN 18195-2 [40] - kaltflüssiger Voranstrich 2 nach DIN 18195-2, Tab. 1 - heißflüssige Deckaufstrichmittel nach DIN 18195-2, Tab. 2

2 Anforderungen - Auftragung des kaltflüssigen Voranstrich und Trocknung - mindestens zwei heißflüssige Deckaufstrichmittel: Auftrag des zweiten Deckaufstrich unmittelbar nach Erkalten des ersten - 2,5 mm mittlere Endschichtdicke der Aufstriche - 1,5 mm mindestens Endschichtdicke der Aufstriche

5

5.162

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.5-4 Senkrechte Abdichtung der Außenwandflächen unterkellerter Gebäude gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42]

1 1 Abdichtungssystem

2 Anforderungen

Kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen - Aufbringung in zwei Arbeitsgängen (Auftrag frisch in frisch) 2 (KMB) nach DIN 18195-2 [40], Tab. 9 - Mindesttrockenschichtdicke 3 mm

5

Bitumenbahnen nach DIN 18195-2, Tab. 4, Z. 4-10: - Aufbringung eines kaltflüssigen Voran- Glasvlies-Bitumendachbahn V13 nach DIN 52143 strichs nach DIN 18195-2, Tab. 1 - Abdichtung aus mind. 1 Lage mit Klebe[69] masse verkleben - Dichtungsbahn Cu 0,1 D nach DIN 18190-4 - Bitumendachdichtungsbahnen nach DIN 52130 (Bitumen-Schweißbahnen und Polymer[65] bitumen-Schweißbahnen sind im 3 - Bitumen-Schweißbahnen nach DIN 52131 [66] Schweißverfahren aufzubringen) - Polymerbitumen-Dachdichtungsbahnen Bahnentyp PYE nach DIN 52132 [67] - Polymerbitumen-Schweißbahnen Bahnentyp PYE nach DIN 52133 [68] - Bitumen-Schweißbahnen mit 0,1 mm Kupferbandeinlage nach DIN 52131 [66] Kaltselbstklebende Bitumen-Dichtungsbahnen - Untergrund mit kaltflüssigem Voran(KSK) nach DIN 18195-2 [40], Tab. 10 strich nach DIN 18195-2, Tab.1 versehen (Bahn aus kunststoffmodifi ziertem selbstklebenden Abdichtung aus mind. 1 Lage vollflächig 4 Bitumen, das einseitig auf einer reißfesten HDPEauf den Untergrund verkleben Trägerfolie aufgebracht ist) Bitumenverträgliche Kunststoff-Dichtungsbahnen - kaltflüssiger Voranstrich - Abdichtung aus mind. 1 Lage auf den nach DIN 18195-2 [40], Tab. 7 Untergrund verkleben - Ethylen-Vinyl-Acetat-Terpolymer (EVA)-Bahnen, 5 bitumenverträglich nach DIN 18195-2 [40], Tab. 7 Bahnen mit Bitumenklebemasse oder im Flämmverfahren aufkleben oder lose mit mechanischer Befestigung einbauen Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht - kaltflüssiger Voranstrich nach DIN 18195-2 [40], Tab. 6 - Abdichtung aus mind. 1 Lage mit Selbstklebeschicht zu verkleben 6 - Überlappungen mit Quellschweißmittel oder Warmgas verschweißen (fortgesetzt auf nächster Seite)

5.163 Tabelle 5.8.5-4 Senkrechte Abdichtung der Außenwandflächen unterkellerter Gebäude gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Wasser nach DIN 18195-4 [42] (Fortsetzung)

1 1 Abdichtungssystem Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5 - Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB)-Bahnen nach DIN 16729 [28] - Polyisobutylen (PIB)-Bahnen nach DIN 16935 [32] - Polyisobutylen weich (PVC-P) Bahnen, mit Glasvlieseinlage, nicht bitumenverträglich nach DIN 16735 [31] - Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, bitumenverträglich nach DIN 16937 [33] - Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, nicht bitumenverträglich nach DIN 16938 [34] 7 - Polyvinylchlorid weich (PVC-P) Bahnen, mit Verstärkung aus synthetischen Fasern, nicht bitumenverträglich nach DIN 16734 [30] - Elastomer (EPDM)-Bahnen nach DIN 7864-1 [25] (abweichend jedoch mit werkseitiger Beschichtung zur Nahtfügetechnik) - Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht nach DIN 7864-1 [25] (abweichend jedoch mit werkseitiger Beschichtung zur Nahtfügetechnik und mit Selbstklebetechnik nach DIN 18195-6 [44])

2 Anforderungen - kaltflüssiger Voranstrich nur bei bitumenverträglichen Bahnen - Abdichtung aus mind. 1 Lage auf den Untergrund verkleben Kunststoff-Dichtungsbahnen, bitumenverträglich: Bahnen mit Bitumenklebemasse als auch im Flämmverfahren aufkleben oder lose mit mechanischer Befestigung einbauen Kunststoff-Dichtungsbahnen, nicht bitumenverträglich: Bahnen lose mit mechanischer Befestigung einbauen (Befestigung nach baulichen Gegebenheiten) PIB-Bahnen: Bahnen in Bitumenklebemasse nach DIN 18195-2, Tab. 2 und im Flämmverfahren aufkleben Elastomer-Dichtungsbahnen: Bahnen in Klebemasse aufkleben oder lose Verlegung mit mech. Befestigung

5.8.6 Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser mit mäßiger bzw. hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5 Fußböden und spritzwasserbeanspruchte Wände in Nassräumen, aber auch waagerechte und geneigte Dachflächen im Freien und im Erdreich sind mit einer Abdichtung nach DIN 18195-5 [43] entsprechend den dortigen Anforderungen (siehe Tabelle 5.8.6-1) und den Mindestmaßen an die Abdichtungshöhen (siehe Tabelle 5.8.6-2) abzudichten. Die Abdichtungsmaterialien, Lagenzahl der Abdichtung und die Verarbeitung sind in Abhängigkeit der Beanspruchung - mäßig bzw. hoch beanspruchte Abdichtungen gemäß der Einteilung nach Abschnitt 5.8.2 - der Tabelle 5.8.6-3 bzw. der Tabelle 5.8.6-4 und der Tabelle 5.8.6-5 zu entnehmen. Die Abdichtung ist in der Regel mit einer Schutzschicht nach DIN 18195-10 [48] zu versehen, es sei denn die Nutzschicht (bei waagerechten Flächen z.B. der Fußbodenaufabu) übernimmt diese Funktion selbst.

5

5.164

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.6-1 Anforderungen an die Abdichtung nach DIN 18195-5 [43]

2 1

Anforderungen

2 bei Wasserbeanspruchung

5

- Planmäßige Anstaubewässerung ≤ 100 mm - Gefälleanordnung von mind. 2,0 % zur Verhinderung einer ständigen Wasserlagerung bzw. Gewährleistung einer vollständigen Wasserabführung - Anordnung von Dränschichten auf der Abdichtung: - bei Belagsschichten mit verzögertem Wasserablauf 3 - bei erdüberschütteten Decken mit Durchlässigkeitsbeiwert des Schüttgutes k ≤10-4 m/s - Anordnung von Wasserabläufen - Resistent gegen natürliche oder durch Lösungen aus Beton bzw. Mörtel entstehende Wässer und in Pfützen stehendes Wasser - Resistent bei chemischer Beanspruchung durch einwirkendes Wasser 4 bei thermischer und mechanischer Beanspruchung - Gewährleistung der Schutzwirkung bei Bewegungen der Bauteile, z.B. durch Schwingungen, Temperaturänderungen oder Setzungen - Rissüberbrückende Wirkung bei z.B. Schwindrissen, oder Arbeitsfugen im Bauteil: Allgemein: - Rissbreiten zum Entstehungszeitpunkt ≤ 0,5 mm - Rissbreiten durch weitere Bewegung ≤ 2,0 mm 5 - Versatz der Risskanten in der Abdichtungsebene ≤1,0 mm Sonderfall: Abdichtung mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) - Rissbreiten zum Entstehungszeitpunkt ≤ 0,5 mm - Rissbreiten durch weitere Bewegung ≤ 1,0 mm - Versatz der Risskanten in der Abdichtungsebene ≤0,5 mm 6 bei vegetativer Beanspruchung

7

- Durchwurzelungssicher bei intensiv begrünten Flächen oder Anordnung einer gesonderten, zwischen Abdichtung und Bepflanzung gelegenen, gegen Durchwurzelung dauerhaft schützenden Schicht, deren Durchwurzelungssicherheit nachzuweisen ist

5.165 Tabelle 5.8.6-2 Abdichtungshöhen nach DIN 18195-5 [43]

2 1 2 3

Anwendungsbereich

Mindesthöhe

Anschlussbereich an aufgehende Bauteile:

Die Abdichtung ist ≥150 mm über die Schutzschicht, Oberfläche des Belages oder Überschüttung zu führen.

Balkon- oder Terrassentüren

Die Abdichtung ist ≥150 mm über die Schutzschicht, Oberfläche des Belages oder Überschüttung zu führen.

Balkon- oder Terrassentüren bei 4 gesonderten Maßnahmen nach DIN 18195-9 [47]

-1)

Wandflächen im Bereich von Wasserentnahmestellen

Die Abdichtung ist ≥ 200 mm über die Wasserentnahmestelle zu führen.

Überschütte Bauwerke:

Die Abdichtung ist unter die Fuge zwischen Decke und Wand ≥ 200 mm

5

6 1)

Nach DIN 18195-5 [43] wird kein Mindestmaß angegeben. Nach den Flachdachrichtlinien des Zentralverbandes des Deutschen Dachdeckerhandwerks ist ein Mindestmaß von 50 mm zulässig, wenn im unmittelbaren Türbereich ein Wasserablauf gewährleistet ist. Barrierefreies Bauen nach DIN 18024-2 [35] bzw. barrierefreies Wohnen nach DIN 18025-1 [36] fordert eine maximale Aufkantungshöhe von 20 mm.

Abdichtung im Gebäudeinneren Im Gebäudeinneren sind Nassräumen (Innenräume) in denen bei der Nutzung und Reinigung oft und intensiv Wasser anfällt und daher ein Bodenablauf notwendig ist, abzudichten. Abdichtungen in Nassräumen werden in der Regel nur geringfügig durch thermische und mechanische Belastungen beansprucht und können daher als mäßig beansprucht eingestuft werden. Nur in gewerblichen Anlagen z.B. Schwimmbädern, Wäschereien oder Großraumküchen können höhere Beanspruchungen vorherrschen. Die Abdichtung muss daher gegen natürliche oder durch Lösungen aus Beton oder Mörtel entstehende Wässer und in Pfützen stehendes Wasser unempfindlich sein. Insbesondere bei chemischer Beanspruchung durch das einwirkende Wasser, müssen die Abdichtungsstoffe darauf abgestimmt werden. In Bild 5.8.6-1 wird die Ausführung eines Boden-Wandanschlusses eines Nassraum mit mäßiger Beanspruchung dargestellt. Die Abdichtung wird über den Belag, d.h. den Wandputz bzw. der Estrichoberfläche, aufgebracht und mit einer Dichtungsbandeinlage im Boden-Wandanschluss verstärkt. Die Abdichtung der Wandfläche ist im Bereich der Wasserentnahmestelle mindestens 200 mm über die Wasserentnahmestelle hoch zu führen.

5

5.166

5 Feuchteschutz

Abdichtung im Freien Die Abdichtung von Bauteilen bzw. Bauwerken im Freien (z.B. Parkdecks) unterliegt im Allgemeinen einer hohen Beanspruchung, da diese zusätzlich thermisch und mechanisch beansprucht werden. Die Abdichtung darf bei den zu erwartenden Bewegungen der Bauteile, z.B. durch Schwingungen, Temperaturänderungen oder Setzungen, die Schutzwirkung nicht verlieren und muss rissüberbrückend wirken können. Das Entstehen von Rissen ist im voraus durch konstruktive Maßnahmen am Bauteil (z.B. durch Anordnung von Bewehrung, ausreichende Wärmedämmung oder Fugen) zu begrenzen.

5

Bild 5.8.6-1 Wandanschluss im Nassraum mit mäßig beanspruchter Abdichtung (1) Fliesen (2) Dünnbettmörtel (3) Putzträger (4) Abdichtung (5) Abdichtung (6) Fliesen im Mörtelbett verlegt (7) Voranstrich (8) Estrich (9) Trennschicht (10) Dämmung (11) Gefälleestrich (12) Untergrund

5.167

5 Bild 5.8.6-2 Wandanschluss an Dachterasse mit hoch beanspruchter Abdichtung (1) Rundstreifen mit Verfüllmaterial (2) Fliesenbelag im Dünnbettmörtel (3) Estrich (4) Dränung (5) Trennschichten (6) zweilagige Abdichtung (7) Trennschicht (8) Gefälledämmung (9) Dampfdruckausgleichsschicht (10) Stahlbetondecke

Abdichtungsmaterialien und Einbauhinweise nach DIN 18195-5 für mäßige Beanspruchungen Tabelle 5.8.6-3 Mindesteinbaumengen für Klebeschichten und Deckaufstriche für Bitumenoder Polymerbitumenbahnen nach DIN 18195-5 [43]

1

2

3 Mindesteinbaumengen [kg/m2]

1 Klebeschicht bzw. Deckaufstrich

Bitumen, ungefüllt

Bitumen, gefüllt (γ=1,5 kg/m3)

3 Bürstenstreich- oder Flämmverfahren

1,5

-

4 Gießverfahren

1,3

-

-

2,5

1,5

-

2

5 Gieß- und Einwalzverfahren 6 Deckaufstrich

5.168

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.6-4 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser bei mäßiger Beanspruchung nach DIN 18195-5 [43]

1 1 Abdichtungssystem Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen nach DIN 18195-2 [40], Tab. 4 2

5

kaltselbstklebende BitumenDichtungsbahnen (KSK) 3 nach DIN 18195-2 [40], Tab. 10

Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PIB oder ECB nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5 4

2 Anforderungen mind. 1 Lage Bahn mit Gewebe-, Polyestervlies- oder Metallbandeinlagen in Klebemasse im Bürstenstreich-, im Gieß- oder Flämmverfahren (Schweißbahnen vorzugsweise im Schweißverfahren ohne Klebemasse) aufbringen - Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 - Voranstrich, falls erforderlich - Bitumen-Dachdichtungsbahnen mit Gewebeeinlage müssen mit Deckaufstrich versehen werden mind. 1 Lage Bahn auf HDPE-Trägerfolie - Untergrund mit kaltflüssigem Voranstrich - Bahnen punktweise oder vollflächig verkleben - Überdeckungen vollflächig verkleben mind. 1 Lage Bahn: d ≥1,5 mm Klebemasse im Bürstenstreich- oder Flämmverfahren - Bahnen mit Kunststoffvlies kaschiert werden lose verlegt - Abdichtung mit Trennlage versehen z.B. lose Polyethylenfolie bzw. mit Trenn- und Schutzlage aus nackten Bitumenbahnen mit Klebe- und Deckaufstrich versehen

Kunststoff-Dichtungsbahnen aus mind. 1 Lage Bahn: d ≥1,2 mm - Bahnen lose oder mit Klebstoff mit ausreichender EVA (bitumenverträglich) Überdeckung (bitumenverträgliche Bahnen mit Klebenach DIN 18195-2 [40], Tab. 7 masse) verlegen 5 PVC-P weich, nicht bitumenverträglich nach DIN 18195-2 [40], - geeignete Schutzlage nach DIN 18195-2, Tabelle 5, Abschnitt 5.3 Tab. 5 ( z.B.: PVC-P halbhart, d ≥1,0 mm) Elastomer- Bahnen (bitumenverträglich) 6 nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5

mind. 1 Lage Bahn: d ≥1,2 mm - Bahnen lose verlegen oder mit Klebemasse oder Kaltklebestoff - geeignete Schutzlage nach DIN 18195-2, Tabelle 5, Abschnitt 5.3 (z.B.: schweres Vlies, mind. 300 g/m2, d ≥ 2,0 mm)

Elastomer- Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht 7 nach DIN 18195-2 [40], Tab. 6

mind. 1 Lage Bahn mit Selbstklebeschicht - Untergrund mit kaltflüssigem Voranstrich - Überlappungen mit Quellschweißmittel oder Warmgas verschweißen

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.169 Tabelle 5.8.6-4 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser bei mäßiger Beanspruchung nach DIN 18195-5 [43] (Fortsetzung)

1 Abdichtungssystem

Anforderungen

Asphaltmastix nach DIN 18195-2 [40], Tab. 3

2 Lagen Asphaltmastix: dmin ≥12 mm; dmittel ≥15 mm; dmax ≥20 mm - Trennlage zwischen den Lagen und auf dem Untergrund (z.B. Rohglasvlies) - Schutzschicht aus Gussasphalt d ≥ 25 mm nach DIN 18195-10 [48] - Anschlüsse etc. an Durchdringungen und Übergänge mit Bitumen- und Polymerbitumenbahnen; Einbindung in Asphaltmastix mind. 300 mm

Asphaltmastix in Verbindung mit Gussasphalt nach DIN 18195-2 [40], Tab. 3

1 Lage Asphaltmastix : dmin ≥7 mm; dmittel ≥10 mm; dmax ≥15 mm 1 Schicht Gussasphalt: d ≥ 25 mm - Trennlage auf dem Untergrund (z.B. Rohglasvlies) - Anschlüsse etc. an Durchdringungen und Übergänge mit mehrlagiger Bahnen ausführen (ggf. mit Zulagen)

8

9

2

kunststoffmodifizierte Bitumendick- d ≥3 mm (Trockenschichtdicke) beschichtungen (KMB) (Aufbringung in zwei Arbeitsgängen: Auftrag der zweiten nach DIN 18195-2 [40], Tab. 9 nach Austrocknung der ersten Lage) - Gewebeverstärkungen an Kehlen und Kanten (zur Sicher10 stellung der Mindestschichtdicke auch auf horizontalen Flächen) - Schutzschichten nach Austrocknung der Abdichtung aufbringen

5

5.170

5 Feuchteschutz

Abdichtungsmaterialien und Einbauhinweise nach DIN 18195-5 für hohe Beanspruchungen Tabelle 5.8.6-5 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser bei hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5 [43]

1 1 Abdichtungssystem

5

2 Anforderungen

nackte Bitumenbahnen (R 500 N) mind. 3 Lagen Bahnen: erf. Einpreßdruck ≥0,01 MN/m2 mit Klebemasse untereinander verbinden und mit nach DIN 18195-2 [40], Tab. 4 Deckaufstrich versehen - Klebemasse im Bürstenstreich-, im Gieß- oder im Gießund Einwalzverfahren 2 - Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 (Mindestmenge 2,5 kg/m2 bei Verklebung im Gießund Einwalzverfahren) - Voranstrich falls erforderlich Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen nach DIN 18195-2 [40], Tab. 4, Zeilen 5 bis 10

mind. 2 Lagen Bahn mit Gewebe-, Polyestervlies- oder Metallbandeinlagen; Klebemasse im Bürstenstreich-, im Gieß- oder Flämmverfahren (Schweißbahnen vorzugsweise im Schweißverfahren ohne Klebemasse) - Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 - Voranstrich falls erforderlich - Bitumen-Dichtungs- und -Dachdichtungsbahnen mit Gewebeeinlage müssen mit Deckaufstrich versehen werden - für Abdichtung auf genutzten Dachflächen: obere Lage aus Polymerbitumenbahn (bei einem Dachgefälle < 2% mind. 2 Lagen)

Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PIB oder ECB nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5

mind. 1 Lage Bahn: PIB d ≥1,5 mm; ECB d ≥2,0 mm - lose Verlegung: Abdichtung zwischen zwei Schutzlagen nach DIN 18195-2 Abschn. 5.3 einbauen - verklebte Verlegung: auf Bitumenbahn nach DIN 18195-2, Tab 4; Z. 6-9 oder auf kaschierter Wärmedämmung Klebemasse im Bürstenstreich- oder Flämmverfahren; Einbaumengen der Klebemasse nach Tab. 5.8.6-3

3

4

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.171 Tabelle 5.8.6-5 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser bei hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5 [43] (Fortsetzung)

1 Abdichtungssystem Kunststoff-Dichtungsbahnen aus EVA (bitumenverträglich) nach DIN 18195-2 [40], Tab. 7 PVC-P weich, nicht bitumenverträglich nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5 5 Elastomeren nach DIN 18195-2 [40], Tab. 5

2 Anforderungen mind. 1 Lage Bahn: d≥1,5 mm - Bahnen lose verlegen oder mit Klebstoff mit ausreichender Überdeckung (bitumenverträgliche Bahnen mit Klebemasse) - lose Verlegung: Abdichtung zwischen Schutzlagen nach DIN 18195-2, Abschn. 5.3 - verklebte Verlegung: auf Bitumenbahn nach DIN 18195-2, Tab 4; Z. 6-9 oder auf Wärmedämmung, kaschiert Klebemasse im Bürstenstreich- oder Flämmverfahren; Einbaumengen der Klebemasse nach Tab. 5.8.6-3

Metallbänder in Verbindung mit nackten Bitumenbahnen oder Glasvlies-Bitumenbahnen nach DIN 18195-2 [40], Tab. 4

1 Lage kalottengeriffelte Metallbänder aus Kupfer oder Edelstahl nach DIN 18195-2, Tab. 8 - Einbau der Metallbänder mit Klebemasse aus gefülltem Bitumen im Gieß- und Einwalzverfahren: Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 und 1 Schutzlage aus Glasvlies-Bitumenbahn oder nackter Bitumenbahn - Einbau der Bahn mit Klebemasse im Bürstenstreich-, im Gieß- oder im Gieß- und Einwalzverfahren: Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 (Mindestmenge 2,5 kg/m2 bei Verklebung im Gieß- und Einwalzverfahren)

Metallbänder in Verbindung mit Gussasphalt nach DIN 18195-2 [40], Tab. 3

1 Lage kalottengeriffelte Metallbänder aus Kupfer oder Edelstahl nach DIN 18195-2, Tab. 8 - Einbau der Metallbänder mit Klebemasse aus gefülltem Bitumen im Gieß- und Einwalzverfahren: Einbaumengen für Klebe- und Deckschichten nach Tab. 5.8.6-3 und 1 Schicht aus Gussasphalt d ≥25 mm im Verbund - Anschlüsse etc. an Durchdringungen und Übergänge mit mehrlagiger Bahnen ausführen (ggf. mit Zulagen)

6

7

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.172

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.6-5 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser bei hoher Beanspruchung nach DIN 18195-5 [43] (Fortsetzung)

1 Abdichtungssystem

Anforderungen

Bitumen-Schweißbahnen in Verbindung mit Gussasphalt nach DIN 18195-2 [40], Tab. 4; Zeilen 11 oder 12

1 Lage Bitumenschweißbahn Polymerbitumen-Schweißbahn mit hochliegender Trägereinlage aus Polyestervlies bzw. Edelstahlkaschierte Bitumen-Schweißbahn im Schweißverfahren aufzubringen und 1 Schicht aus Gussasphalt d ≥ 25 mm im Verbund - Untergrund mit lösemittelfreiem Epoxidharz grundieren oder versiegeln, nur bei temperaturgeschützten Flächen (z.B. Erdüberdeckung) Bitumen-Voranstrich ausreichend - Untergrund bei Fehlstellen und Rauhtiefen > 1,5 mm mit Kratzspachtelung behandeln - Anschlüsse etc. an Durchdringungen und Übergänge mit mehrlagigen Bahnen ausführen (ggf. mit Zulagen)

Asphaltmastix in Verbindung mit Gussasphalt nach DIN 18195-2 [40], Tab. 3

1 Lage Asphaltmastix : dmin≥7 mm; dmittel≥10 mm; dmax≥15 mm und 1 Lage Gussasphalt: d ≥ 25 mm im Verbund - Trennlage zwischen Abdichtung und Untergrund (z.B. Rohglasvlies) - Anschlüsse etc. an Durchdringungen und Übergänge mit mehrlagigen Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen ausführen

8

5

9

2

5.8.7 Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6 Die wasserdruckhaltende Abdichtung muss das Bauwerk gegen von außen hydrostatisch drückendes Wasser schützen. Die Abdichtung wird in der Regel auf der Wasser zugewandten Seite als Außenabdichtung angeordnet und muss das Bauwerk wannenförmig umschließen. Die Abdichtung ist entsprechend den Anforderungen nach DIN 18195-6 [44] (siehe Tabelle 5.8.7-1) auszuführen.

Drückendes Wasser ist gegeben, wenn das Bauwerk im Grundwasser eintaucht (unabhängig von Gründungstiefe, Eintauchtiefe und Bodenart). Die Abdichtungsmaterialien sind nach DIN 18195-6, Abschnitt 8 (siehe Tabelle ) zu bemessen. Aufstauendes Wasser ist gegeben, wenn auf wenig durchlässigen Bodenschichten Wasser aufstaut und somit zeitweise ebenfalls hydrostatischen Druck auf das Bauwerk ausübt. Die Kellersohle muss hierbei mindestens 300 mm über dem langjährigen Bemessungswasserstand liegen. Abdichtungen gegen aufstauendes Wasser sind nach DIN 18195-6, Abschnitt 9 (siehe Tabelle 5.8.7- ) zu bemessen.

5.173 Tabelle 5.8.7-1 Anforderungen an die Abdichtung gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Wasser in Abhängigkeit des anstehenden Bodens

1

2

3

1

2

Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k des anstehenden Bodens

Anforderung

k > 10-4 m/s

- Führung der wasserdruckhaltenden Abdichtung mind. 300 mm über den aus langjährigen Beobachtungen ermittelten höchsten Grund- oder Hochwasserstand zu führen - zusätzlich sind die Wandbereiche gegen Sickerwasser im Wandbereich und Bodenfeuchtigkeit nach DIN 18195-4 [42] (siehe Abschnitt 5.8.5) und bei anschließenden Decken gegen nicht drückendes Wasser nach DIN 18195-5 ([43] siehe Abschnitt 5.8.6) abzudichten

k ≤ 10-4 m/s

Führung der Abdichtung mind. 300 mm über Geländeoberfläche bzw. Abdichtung bis in Höhe der Geländeoberfläche und Verwendung von wasserabweisenden Bauteilen für Außenwände bis etwa 300 mm über der Geländeoberfläche

Die Abdichtungen nach DIN 18195-6 [44] müssen rissüberbrückende Eigenschaften (Risse z.B: infolge von Schwingungen, Temperaturänderungen oder Setzungen) aufweisen (siehe Tabelle 5.8.7-2) und resistent gegen natürliche oder durch Lösungen aus Beton bzw. Mörtel entstehende Wässer sein. Die Abdichtungen sind einzubetten bzw. erforderlichenfalls einzupressen. Die einzelnen Abdichtungsarten werden mit Angabe der erforderlichen Lagenzahl bzw. Dicke in Abhängigkeit des Einbauverfahrens im Folgenden beschrieben. Zu beachten ist die zulässige Druckspannung senkrecht zur Abdichtungsebene für die einzelnen Abdichtungsarten. Die erforderliche Einbaumenge für Klebeschichten und Deckschichten ist für alle Abdichtungssyteme der Tabelle 5.8.7-3 zu entnehmen. Tabelle 5.8.7-2 Anforderungen an die rissüberbrückenden Eigenschaften nach DIN 18195-6 [44]

1 1 2 Eigenschaft

2

3 Anforderungen

Abdichtung gegen Abdichtung gegen aufstauendes Wasser drückendes Wasser

3 Rissbreiten zum Entstehungszeitpunkt

≤ 0,5 mm

≤ 0,5 mm

4 Rissbreiten durch weitere Bewegung

≤ 5,0 mm

≤ 1,0 mm

5 Versatz der Risskanten in der Abdichtungsebene

≤ 2,0 mm

≤ 0,5 mm

5

5.174

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.7-3 Mindesteinbaumengen für Klebeschichten und Deckaufstriche für Bitumenoder Polymerbitumenbahnen nach DIN 18195-5 [43]

1

2

3 Mindesteinbaumengen [kg/m2]

1 Klebeschicht bzw. Deckaufstrich

Bitumen, ungefüllt

Bitumen, gefüllt (γ=1,5 kg/m3)

3 Bürstenstreich- oder Flämmverfahren

1,5

-

4 Gießverfahren

1,3

-

-

2,5

1,5

-

2

5 Gieß- und Einwalzverfahren 6 Deckaufstrich

5

Abdichtung gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 Abschnitt 8 Für Abdichtungen gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 [44], Abschnitt 8 dürfen verwendet werden: -

aus nackter Bitumenbahnen aus nackter Bitumenbahnen und Metallbandeinlage aus Bitumen-Bahnen und/oder Polymerbitumen-Dachdichtungsbahnen mit Trägereinlage aus Bitumen-Schweißbahnen Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen und nackten Bitumenbahnen Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PVC-P, lose verlegt

Die Anforderungen an die Abdichtungen werden im Folgenden erläutert.

Abdichtung aus nackter Bitumenbahn Bei senkrecht und stark geneigten Flächen ist auf dem Untergrund ein Voranstrich aufzubringen. Die Abdichtung ist mindestens aus den in Tabelle 5.8.7-4 angegebenen Lagen herzustellen, die durch Bitumenklebemasse miteinander zu verbinden sind. Die Abdichtung ist mit einem Deckaufstrich zu versehen. Die erste Bahnenlage muss an ihrer Unterseite vollflächig mit Klebemasse versehen werden. Die Abdichtung muss grundsätzlich eingepresst sein, wobei der auf sie ausgeübte Flächendruck mindestens 0,01 MN/m2 betragen muss. Falls bei Abdichtungen auf senkrechten Flächen in der Nähe der Geländeoberfläche dieser Wert nicht erreichbar ist, muss die Abdichtung zumindest vollflächig eingebettet sein. Die Einbaumengen von Klebeschichten und Deckaufstrichen müssen gemäß der Tabelle 5.8.7-3 entsprechen. Werden gefüllte Massen mit anderen als den dort angegebenen Rohdichten verwendet, so muss das Gewicht der je m2 einzubauenden Klebemasse dem Verhältnis der Rohdichten entsprechend umgerechnet werden.

5.175 Tabelle 5.8.7-4 Lagenzahl der Abdichtung bei Verwendung von nackten Bitumenbahnen

1

2

3

2

zulässige Druckbelastung [MN/m2]

Lagenzahl

Eintauchtiefe [m]

3

≤4

4

4 bis 9

5

>9

1

0,6

Bürstenstreichoder Gießverfahren

Gieß- und Einwalzverfahren

3

3

4

3

5

4

Abdichtung aus nackter Bitumenbahn und Metallbandeinlage Wird in einer Abdichtung mit nackten Bitumenbahnen eine Lage Kupferband mit einer Dicke von 0,1 mm oder Edelstahlband mit einer Dicke von 0,05 mm angeordnet, ist eine Mindesteinpressung von 0,01 MN/m2 nicht erforderlich. Das Metallband ist als zweite Lage, von der Wasserseite gezählt, einzubauen. Die insgesamt erforderliche Anzahl der Lagen richtet sich nach Tabelle 5.8.7-5. Das Metallband ist mit gefülltem Bitumen im Gieß- und Einwalzverfahren aufzukleben, die Bitumenbahnen sind im Bürstenstreich-, im Gieß- oder im Gieß- und Einwalzverfahren einzubauen. Die Druckbelastung darf höchstens 1 MN/m2 betragen. Die Einbaumengen für Klebemassen und Deckaufstriche richten sich nach Tabelle 5.8.7-3. Werden in einer Abdichtung mit nackten Bitumenbahnen zwei Lagen Kupferband mit einer Dicke von 0,1 mm oder Edelstahlband mit einer Dicke von 0,05 mm angeordnet, darf die Abdichtung bis 1,5 MN/m2 belastet werden. Die äußeren Lagen der Abdichtung sind grundsätzlich aus Bitumenbahnen herzustellen, daher ist in diesem Fall eine mindestens vierlagige Ausführung erforderlich. Tabelle 5.8.7-5 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 [44]

1

2

3 Lagenzahl der Bahnen

Eintauchtiefe [m]

zulässige Druckbelastung [MN/m2]

1 Metallbandeinlage 2 3 4

≤4 1 Band

4 bis 9

1,0

Bürstenstreichoder Gießverfahren

Gieß- und Einwalzverfahren

3

3

3

3

5

>9

4

3

6

≤4

4

4

4

4

5

4

7 8

2 Band

4 bis 9 >9

1,5

5

5.176

5 Feuchteschutz

Abdichtung aus Bitumen-Bahn und/oder Polymerbitumen-Dachdichtungsbahn mit Trägereinlage Die Abdichtung ist mindestens aus den in Tabelle 5.8.7-6 angegebenen Lagen aus Bitumenbahnen, d.h. - Dichtungsbahnen Cu 0,1 D nach DIN 18190-4 [42] - Bitumen-Dachdichtungsbahnen nach DIN 52130 [65] - Polymerbitumen-Dachdichtungsbahnen, Bahnentyp PYE nach DIN 52132 [67]

5

herzustellen. Die Abdichtungen sind durch Bitumenklebemasse miteinander zuverbinden. Die Abdichtung ist mit einem Deckaufstrich zu versehen. Falls erforderlich, z.B. bei senkrechten oder stark geneigten Flächen, ist auf dem Untergrund ein Voranstrich aufzubringen. Bitumenbahnen mit Gewebeeinlage sind mit Bahnen mit anderer Trägereinlage zu kombinieren. Sie sind stets auf der dem Wasser abgewandten Seite der Abdichtung anzuordnen. Die Einpressung der Abdichtung ist nicht erforderlich. Die Einbaumengen von Klebeschichten und Deckaufstrich müssen Tabelle 5.8.7-3 entsprechen. Tabelle 5.8.7-6 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 [44]

1

2

3

zulässige Druckbelastung [MN/m2]

Gieß-, Flämm oder Gieß- und Einwalzverfahren

Eintauchtiefe [m]

1 2 3

Einlage

2

Gewebe oder Polyestervlies

3

Gewebe oder Polyestervlies

≤4

4 4 bis 9 5 6

Lagenzahl der Bahnen

1,0 (0,8)1)

>9

1 2

Gewebe oder Polyestervlies + Kupferbandeinlage Gewebe oder Polyestervlies + Kupferbandeinlage

1) Bei Verwendung von Glasgewebeeinlage

Abdichtung aus Bitumen-Schweißbahnen Abdichtungen mit Bitumen-Schweißbahnen sollten nur in Ausnahmefällen angewendet werden, z.B. im Überkopfbereich und an unterschnittenen Flächen. Die Abdichtung ist mindestens aus den in Tabelle 5.8.7-7 angegebenen Lagen herzustellen. Unterschnittene Flächen und Überkopfbereiche sind dabei stets nach Tabelle 5.8.7-7, Zeilen 4 oder 5 auszuführen. Die Bahnen sind im Schweißverfahren einzubauen.

5.177 Tabelle 5.8.7-7 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 [L]

1

2

3

zulässige Druckbelastung [MN/m2]

Schweißverfahren

Eintauchtiefe [m]

1 2 3

4 bis 9 5

1)

Einlage

2

Gewebe oder Polyestervlies

3

Gewebe oder Polyestervlies

≤4

4

6

Lagenzahl der Bahnen

1,0 (0,8)1)

>9

1 2

Gewebe oder Polyestervlies + Kupferbandeinlage Gewebe oder Polyestervlies + Kupferbandeinlage

Bei Verwendung von Glasgewebeeinlage

Abdichtung mit Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen und nackten Bitumenbahnen Die Abdichtung ist aus einer Lage folgender bitumenverträglicher Kunststoff-Dichtungsbahnen herzustellen: - Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB)-Bahnen nach DIN 16729 [28] - Polyisobutylen (PIB)-Bahnen nach DIN 16935 [32] - Polyvinylchlorid weich (PVC-P) nach DIN 16937 [33] - Ethylen-Vinyl-Acetat-Terpolymer-(EVA)-Bahnen nach DIN 18195-2, Tab. 7 [40] - Elastomer (EPDM)-Bahnen nach DIN 7864-1 [25] Diese ist zwischen zwei Lagen nackter Bitumenbahnen mit Bitumenklebemasse einzukleben. Die Mindestdicke der Bahnen richtet sich nach Tabelle 5.8.7-8. Die Abdichtung ist mit einem Deckaufstrich zu versehen, falls erforderlich, ist auf dem Untergrund ein Voranstrich aufzubringen. Die Einpressung der Abdichtung ist nicht erforderlich. Es dürfen nur Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen mit einer Breite bis 1,2 m verwendet werden. Sie sind im Bürstenstreich- oder im Flämmverfahren, nackte Bitumenbahnen im Bürstenstreich- oder im Gießverfahren, einzubauen. Die Einbaumengen, die die Klebeschichten und der Deckaufstrich mindestens einhalten müssen, sind der Tabelle 5.8.7-3 zu entnehmen.

5

5.178

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.7-8 Bahnenförmige Abdichtungssysteme gegen drückendes Wasser nach DIN 18195-6 [44]

1

1

2

3

Eintauchtiefe [m]

zulässige Druckbelastung [MN/m2]

Mindestdicke der Bahnen [mm]

2 3

5

EVA, PIB, PVC-P1)

ECB, EPDM

1,5

2

2

2,5

3

2,5

≤4

4

4 bis 9

5

>9

1,0 (0,6)2)

1)

Dicke der Bahn ohne Kaschierung

2)

Zulässige Druckbelastung bei PIB-Bahnen

Abdichtung mit Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PVC-P, lose verlegt Die Abdichtung ist aus einer Lage Kunststoff-Dichtungsbahnen in einer Dicke von mindestens 2,0 mm herzustellen. Die Abdichtung ist lose zwischen Schutzlagen aus geeigneten Stoffen nach DIN 18195-2 [40] zu verlegen. Die obere Schutzlage kann auch aus mindestens 1 mm dicken PVC-P-Bahnen/-Platten, halbhart, hergestellt werden. Diese obere Schutzlage ist an Längs- und Querstößen zu verschweißen. Die Eintauchtiefe der Abdichtung ist auf 4 m zu begrenzen. Die Einpressung der Abdichtung ist nicht erforderlich. Die gesamte, durch lose verlegte Kunststoff-Dichtungsbahnen abgedichtete Fläche ist in Felder von höchstens 100 m2 durch ein Abschottsystem zu unterteilen. Dazu sind außenliegende, mindestens 4-stegige Fugenbänder aus Materialien zu verwenden, die mit der Abdichtung zu verschweißen sind und bauseits in Fugen angeordnet werden. Für jedes dieser Abdichtungsfelder sind in dem abzudichtenden Bauwerksteil Kontroll- und Verpressröhrchen anzuordnen. Abdichtung gegen aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6 Abschnitt 9 Für Abdichtungen gegen aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6, Abschnitt 9 [44] dürfen verwendet werden: - kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) - Polymerbitumen-Schweißbahnen - Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen - Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen Die Anforderungen an die Abdichtungen werden im Folgenden erläutert.

Abdichtungen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) Die kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung ist in zwei Arbeitsgängen aufzubringen. Nach dem ersten Arbeitsgang ist eine Verstärkungslage einzulegen. Vor dem Auftrag der zweiten Abdichtungsschicht muss die erste Abdichtungsschicht soweit getrocknet sein, dass sie durch den darauffolgenden Auftrag nicht beschädigt wird. Die kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung muss eine zusammenhängende Schicht ergeben, die auf dem Untergrund haftet. Die Mindesttrockenschichtdicke

5.179 muss 4 mm betragen. Die Schichtdickenkontrolle erfolgt nach DIN 18195-3 [41] durch Messen der Nassschichtdicken (mindestens 20 Messungen je Ausführungsobjekt bzw. mindestens 20 Messungen je 100 m2), die gesondert zu kontrollieren sind. Die Verteilung der Messpunkte sollte diagonal erfolgen. Je nach baulichen Gegebenheiten ist die Messpunktdichte, z.B. im Bereich von Durchdringungen, Übergängen, Anschlüssen, zu erhöhen. Die Überprüfung der Durchtrocknung muss an einer Referenzprobe zerstörend mittels Keilschnittverfahren erfolgen, wobei die Referenzprobe aus dem an dem Objekt vorhandenen Untergrund (z.B. Mauerstein) bestehen muss. Für nachträgliche Prüfungen an dem Objekt kann die Trockenschichtdicke durch das Keilschnittverfahren festgestellt werden. Die Abdichtung ist grundsätzlich mit einer Schutzschicht zu versehen. Diese darf erst nach ausreichender Trocknung der Abdichtung aufgebracht werden. Als Schutzschichten sind vorzugsweise Stoffe nach DIN 18195-10 [48], z.B. Perimeterdämmplatten, Dränplatten mit abdichtungsseitiger Gleitfolie, zu verwenden.

Abdichtungen mit Polymerbitumen-Schweißbahnen Die Abdichtung ist aus mindestens einer Lage Polymerbitumen-Schweißbahn Bahnentyp (PYE) nach DIN 52133 [68] herzustellen. Falls erforderlich, ist auf dem Untergrund ein Voranstrich aufzubringen. Dies gilt grundsätzlich, wenn die Abdichtung direkt auf gemauerte oder betonierte Außenwände aufgebracht wird. Die Bahnen sind vorzugsweise im Schweißverfahren ohne zusätzliche Verwendung von Klebemasse einzubauen. Als Schutzschichten sind vorzugsweise Stoffe nach DIN 18195-10, Abschnitt 5.8.11, z.B. Perimeterdämmplatten, Dränplatten mit abdichtungsseitiger Gleitfolie, zu verwenden. Abdichtungen mit Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen Die Abdichtung ist aus mindestens zwei Lagen Bahnen mit Gewebe- oder Polyestervlieseinlage herzustellen. Die Bahnen sind mit Klebemasse im Bürstenstreich-, im Gieß- oder im Flämmverfahren, Schweißbahnen jedoch vorzugsweise im Schweißverfahren ohne zusätzliche Verwendung von Klebemasse einzubauen. Falls erforderlich, ist auf dem Untergrund ein Voranstrich aufzubringen. Dies gilt grundsätzlich, wenn die Abdichtung direkt auf gemauerte oder betonierte Außenwände aufgebracht wird. Obere Lagen aus Bitumendichtungs- und Dachdichtungsbahnen müssen mit einem Deckaufstrich versehen werden. Für die Einbaumengen von Klebemassen und Deckaufstrich gilt Tabelle 5.8.73. Als Schutzschichten sind vorzugsweise Stoffe nach DIN 18195-10, z.B. Perimeterdämmplatten, Dränplatten mit abdichtungsseitiger Gleitfolie, zu verwenden. Abdichtungen mit Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen Die Abdichtung ist aus einer Lage bitumenverträglicher Kunststoff- oder ElastomerDichtungsbahnen nach DIN 18195-2, Tab. 5, herzustellen. Die Bahnen sind vollflächig auf einer geeigneten Unterlage aufzukleben, gegebenenfalls ist ein Voranstrich erforderlich. Für die Einbaumengen von Klebemassen gilt Tabelle 5.8.7-3. Die Bahnen werden im Bürstenstreich- oder im Flämmverfahren aufgeklebt. Die Längs- und Quernähte der Abdichtung sind je nach Werkstoffart mit Quellschweißmittel oder Warmgas zu verschweißen. Als Schutzlage sind vorzugsweise Stoffe nach DIN 18195-10 [48], z.B. Perimeterdämmplatten, Dränplatten mit abdichtungsseitiger Gleitfolie, zu verwenden.

5

5.180

5 Feuchteschutz

5.8.8 Abdichtung gegen von innen drückendes Wasser nach DIN 18195-7 Die Abdichtungen gegen von innen drückendes Wasser (Behälterabdichtung) müssen ein unbeabsichtigtes Ausfließen des Wassers aus dem Behälter verhindern und das Bauwerk gegen das Wasser schützen. Die Abdichtung ist auf der dem Wasser zugekehrten Bauwerksseite anzuordnen. Sie muss eine geschlossene Wanne bilden und in der Regel mindestens 300 mm über den höchsten Wasserstand geführt und gegen Hinterlaufen gesichert werden. Die Abdichtung muss rissüberrückende Eigenschaften aufweisen (siehe Tabelle 5.8.8-1). Zur Ausführung kommen Abdichtungen, die aufgeklebt bzw. lose verlegt werden. Die Abdichtungsmaterialien sind der Tabelle 5.8.8-2 zu entnehmen. Tabelle 5.8.8-1 Anforderungen an die rissüberbrückenden Eigenschaften nach DIN 18195-6 [44]

5

1

1

2

Eigenschaft

Anforderung

2 Rissbreiten zum Entstehungszeitpunkt

≤ 0,5 mm

3 Rissbreiten durch weitere Bewegung

≤ 5,0 mm

4 Versatz der Risskanten in der Abdichtungsebene

≤ 2,0 mm

Tabelle 5.8.8-2 Abdichtungsmaterialien gegen von innen drückendes Wasser nach DIN 181957 [45]

1 Abdichtungsmaterialien 1 aufgeklebte Abdichtungen - nackte Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN 52129 [64] und Metallbändern - Bitumen-Dichtungsbahnen nach DIN 18190-2 bis 5 oder Bitumen-Dachdichtungsbahnen nach DIN 52130 [65] - nackten Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN 52129 und Bitumen-Dichtungsbahnen 2 nach DIN 18190-2 bis 5 oder Bitumen-Dachdichtungsbahnen nach DIN 52130 - Bitumen-Schweißbahnen nach DIN 52131 [66] - PIB-Bahnen nach DIN 16935 und nackte Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN 52129 - PVC-P-Bahnen nach DIN 16937 und nackte Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN 52129 - ECB-Bahnen nach DIN 16729 und nackte Bitumenbahnen (R 500 N) nach DIN 52129 3 lose verlegte Abdichtungen - ECB-Bahnen nach DIN 16729 [28] - PVC-P-Bahnen nach DIN 16730 [29] 4 - PVC-P-Bahnen nach DIN 16734 [30] - PVC-P-Bahnen nach DIN 16937 [33] - PVC-P-Bahnen nach DIN 16938 [34]

5.181 Aufgeklebte Abdichtungen Der Aufbau der Abdichtungen (Lagenanzahl bzw. Dicke der Abdichtung) ist entsprechend nach DIN 18195-6 [44] Abdichtungen gegen von außen drückendes Wasser (siehe Abschnitt 5.8.6) auszuführen. Kehlen sollen jedoch mit einem Halbmesser von mindestens 40 mm ausgerundet und Kanten auf mindestens 30 mm abgefast werden. Lose verlegte Abdichtungen Die Abdichtungen sind aus jeweils einer Lage mit einer Mindestdicke der Bahnen bei Wassertiefen (Eintauchtiefe) auszuführen: -

Eintauchtiefe < 9 m: Eintauchtiefe ≥ 9 m:

d ≥ 1,5 mm d ≥ 2,0 mm

Die Abdichtung ist im Bereich von Kehlen, Kanten und Ecken mit Formstücken oder Zulagen aus dem Bahnenmaterial zu verstärken und mit der Abdichtungslage zu verschweißen. Die Abdichtung ist grundsätzlich am oberen Rand mechanisch zu befestigen und bei senkrecht oder stark geneigten Flächen sind in 4 m Höhe Zwischenbefestigungen vorzusehen. Zur Befestigung der Abdichtung sind kunststoffkaschierte Bleche, kunststoffkaschierte Metallprofile oder Kunststoffprofile zu verwenden, welche auf dem Untergrund befestigt werden und an denen die Abdichtungsbahn angeschweißt wird. Befestigungsmittel, welche die Abdichtung durchdringen, müssen mit dem Bahnenmaterial überdeckt werden.

5.8.9 Abdichtung von Bewegungsfugen nach DIN 18195-8 Bewegungsfugen sind Zwischenräume, in denen unterschiedliche Bewegungen zwischen zwei Bauwerksteilen oder Bauteilen ermöglicht werden. Die Fugenbewegung, d.h. die Bewegungen der Fugenflanken relativ zueinander, wird z.B. durch Setzung (senkrechte Bewegung), Dehnung infolge von Temperaturschwankungen und Schwindvorgänge (parallele Bewegung) des Bauwerks bzw. Bauteils hervorgerufen. Die Fugen sind in der Bauwerkskonstruktion auf die statisch unbedingt erforderliche Zahl und Lage zu beschränken und auf das Abdichtungssystem sowie auf die Art, Richtung und Größe der aufzunehmenden Bewegungen abzustimmen. Nach DIN 18195-8 [46] werden zwei Fugentypen unterschieden:

Fugentyp I zeichnet sich durch langsam ablaufende und einmalige oder selten wiederholte Bewegungen (z.B. Setzungsbewegungen oder Längenänderungen durch jahreszeitliche Temperaturschwankungen) aus. Diese Fugen werden in der Regel im erdbedeckten Bereich angeordnet. Fugentyp II zeichnet sich durch schnell ablaufende oder häufig wiederholte Bewegungen (z.B. Bewegungen durch wechselnde Verkehrslasten oder Längenänderungen durch tageszeitliche Temperaturschwankungen) aus. Diese Fugen befinden sich in der Regel oberhalb der Geländeoberfläche und in befahrenen Deckenbereichen. Die Fugenbewegung bei Fugentyp I wird zusätzlich durch das Fugenbewegungsmaß begrenzt (siehe Tabelle 5.8.9-1). Bei Überschreitung der Fugenbewegungsmaße sind die Abdichtungen über Fugen mit Los- und Festflanschkonstruktionen (erforderlichenfalls

5

5.182

5 Feuchteschutz

beidseitig der Fuge) nach DIN 18195-9 auszuführen. Tabelle 5.8.9-4 Begrenzung des Fugenbewegungsmaßes des Fugentyp I

1

2

3

4

Bewegung zur Abdichtungsebene 1

Abdichtung gegen

senkrecht1)

parallel

- Bodenfeuchte nach DIN 18195-4 [42] - nicht drückendes Wasser auf Deckenflächen ≤ 20 mm 2 ≤ 30 mm und in Nassräumen nach DIN 18195-5 [43] (10)2) - zeitweise aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6 [44]

5

3 - drückendes Wasser nach DIN 18195-7 [45]

≤ 40 mm

kombiniert von parallel und senkrecht ≤15 mm (10)2)

≤ 30 mm ≤ 25 mm (10)2) (10)2)3)

1)

Bei wärmegedämmten Bauteilen im Freien sind die Fugenbewegungen senkrecht zur Abdichtungsebene jedoch auf 15 mm zu begrenzen. Der Nutzbelag ist zusätzlich über der Fuge so auszubilden, dass die Abdichtung im Fugenbereich mechanisch nicht belastet wird.

2)

Einzuhalten bei Auftreten von Scherung in der Abdichtungsebene.

3)

Gilt für Abdichtungen mit nackten Bitumenbahnen und Metallbändern nach DIN 18195-6 [44] und mit Metallbändern verstärkten Abdichtungen.

Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch Bodenfeuchte nach DIN 18195-4 Tabelle 5.8.9-1 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46]

1 1

2

Fugentyp

2

Anforderung Bahnen sind über den Fugen durchzuziehen und aus mind. 1 Lage 300 mm breiten Streifen zu verstärken. - bei Abdichtung aus Bitumenwerkstoffen: Bitumen-Dichtungs- oder Schweißbahn mit Gewebe- oder Polyestervlieseinlage - bei Abdichtung aus kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen I (KMB): bitumenverträgliche Fugenbänder aus Kunststoff-Dichtungsbahnen (mit Bewegung mit Vlies- oder Gewebekaschierung (Stoßverbindung der Fugenbänder ist bis 5 mm) je nach Werkstoff und Fügetechnik nach DIN 18195-3, Abschnitt 7.4 [41] auszuführen) - bei Abdichtung aus Bitumen-KSK-Bahnen: Bitumen-KSK-Bahn - bei Abdichtung aus lose verlegten Kunststoff- oder Elastomer-Dichtungsbahnen: ohne weitere Verstärkung

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.183 Tabelle 5.8.9-1 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46] (Fortsetzung)

3

4

1

2

Fugentyp

Anforderung

Die Ausbildung der Fugen mit Bahnenabdichtungen ist entsprechend den I Angaben zum Fugentyp I bei nicht drückendem Wasser auf Deckenflächen (mit Bewegung und Nassräumen (mit Bewegung über 5 mm) auszuführen (siehe Tabelle über 5 mm) 5.8.9-2, Zeile 3). Die Ausbildung der Fugen mit Bahnenabdichtungen ist entsprechend den II Angaben zum Fugentyp II bei nicht drückendem Wasser auf Deckenflächen (mit Bewegung und Nassräumen (mit Bewegung über 5 mm) auszuführen (siehe Tabelle über 5 mm) 5.8.9-2, Zeile 4).

Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch nichtdrückendes Wasser auf Deckflächen und in Nassräumen nach DIN 18195-5 Tabelle 5.8.9-2 Anforderungen an Abdichtung bei Fugen Typen I und II nach DIN 18195-8 [46]

1

2

1

2

Fugentyp

Anforderung - Abdichtungen sind über die Fuge durchzuführen. Erforderlichenfalls sind Schleppstreifen von 100 mm breit unter der Abdichtung anzuordnen. Verklebte Abdichtungen sind zusätzlich mit einer Verstärkung von mind. 300 mm breiten Streifen des gleichen Materials zu versehen.

I (mit Bewegung bis 5 mm)

Bahnen für Abdichtungen über Fugen mit mäßiger Beanspruchung: - Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen - kaltselbstklebende Bitumen-Dichtungsbahnen (KSK) - Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PIB oder ECB - Kunststoff-Dichtungsbahnen aus EVA und PVC-P - Elastomer-Bahnen - Elastomer-Dichtungsbahnen mit Selbstklebeschicht Bahnen für Abdichtung über Fugen mit hoher Beanspruchung: - nackte Bitumenbahnen - Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen - Kunststoff-Dichtungsbahnen aus PIB oder ECB - Kunststoff-Dichtungsbahnen aus EVA, PVC-P oder Elastomeren - Metallbänder in Verbindung mit Bitumenbahnen

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.184

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.9-2 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46]

(Fortsetzung)

3

5

4

1

2

Fugentyp

Anforderung

- Abdichtungen mit Asphaltmastix und Abdichtungen mit Asphaltmastix in Verbindung mit Gussasphalt sind über der Fuge zu unterbrechen und durch eine Bitumen- oder Polymerbitumenbahn mit Polyestervlies- oder Gewebeeinlage zu ersetzen, I bei mäßiger Beanspruchung: 1 Lage, mind. 500 mm breit (mit Bewe- bei hoher Beanspruchung: 2 Lagen, mind. 500 mm breit gung bis 5 und zusätzlich über der Fuge Schleppstreifen 100 mm breit anordnen. mm) Die Fuge ist in der Gussasphaltschicht zu vergießen. - Abdichtungen mit Bitumenschweißbahn in Verbindung mit Gussasphalt sind durch eine zweite Lage des selben Bahnentyps mind. 1000 mm breit, zu verstärken. Der Gussasphalt ist nicht zu unterbrechen. - Abdichtung aus Bitumenwerkstoffen und nackten Bitumenbahnen sind zu verstärken durch: - Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen mit Polyestervlieseinlage nach DIN 18195-2, Tabelle 4 [40] - Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen, bitumenverträglich, mind. 1,5 mm dick, nach DIN 18195-2 [40], Tabelle 5 - Abdichtung mit nackten Bitumenbahnen können auch mit folgenden Materialien verstärkt werden durch: - Kupferband mind. 0,1 mm dick - Edelstahlband mind. 0,05 mm dick - Abdichtung mit Metallbändern in Verbindung mit Bitumenbahnen und Abdichtung mit Metallbändern in Verbindung mit Gussasphalt sind zu I (mit Bewe- verstärken durch: gung über 5 - Kupferband mind. 0,1 mm dick - Edelstahlband mind. 0,05 mm dick mm) Die Abdichtungsbahnen sind über den Fugen durchzuziehen und aus 1 oder 2 Lagen mind. 300 mm breiten Streifen zu verstärken und durch jeweils eine Abdichtungslage getrennt anzuordnen. Erforderlichenfalls sind Schleppstreifen von mind. 200 mm unterhalb der Abdichtung anzuordnen. Abdichtung aus lose verlegten Kunststoff-oder Elastomer-Dichtungsbahn sind über den Fugen durchzuziehen und zu verstärken durch: - für Bewegungen überwiegend parallel zur Abdichtungsebene sind kunststoffbeschichtete Bleche 0,5 mm dick und 200 mm breit anzuordnen (Blech darf auf einer Seite der Fuge an der Abdichtungslage befestigt werden) - durch einzubetonierende außen liegende Fugenbänder

(fortgesetzt auf nächster Seite)

5.185 Tabelle 5.8.9-2 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46] (Fortsetzung)

1

2

Fugentyp

Anforderung

5

Abdichtung aus kaltselbstklebenden Bitumen-Dichtungsbahnen (KSK) I sind über den Fugen durch 2 Streifen Bitumen-KSK-Bahn 300 mm breit, jeweils (mit Bewe- ober- und unterhalb der Abdichtung angeordnet zu verstärken gung über 5 Abdichtung aus kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB): mm) Sonderkonstruktion erforderlich

6

Ausführung der Abdichtung durch z.B.: - Unterbrechung der Flächenabdichtung und schlaufenartige Anordnung II geeigneter Abdichtungsstoffe (mit Bewe- - Anordnung von Fugenbändern mit Einklebeflansch gung über 5 - vorgefertigter Fugenkonstruktionen mit integrierten Kunststoff- oder mm) Elastomer Dichtungsprofil - Los- und Festflanschkonstruktion und Einbau von Fugenbändern

Abdichtung von Fugen bei Beanspruchung durch von außen drückendes Wasser und zeitweise aufstauendes Wasser nach DIN 18195-6 Tabelle 5.8.9-3 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46]

1 1

Fugentyp

2

Anforderung Von außen drückendes Wasser: - Abdichtung ist über den Fugen hindurchzuziehen und durch mind. 2 Lagen zu verstärken. Bei Anordnung von nur 2 Verstärkungsstreifen müssen Metallbänder an den Außenseiten angeordnet und durch Zulage aus Bitumenbahnen geschützt werden. Die Anzahl und Größe der Verstärkungen sowie Fugenkammern sind nach Tabelle 5.8.9-4 auszuführen. Verstärkung mit 300 mm breiten Streifen aus: - Kupferband, mind. 0,2 mm dick I - Edelstahlband, mind. 0,05 mm dick (mit Bewe- Kunststoff- oder Elastomer-Dichtungsbahnen, mind. 2,0 mm dick 2 gung bis 5 - Abdichtungen aus lose verlegten Kunststoff-Dichtungsbahnen sind mit außenmm) liegenden Verstärkungen aus 4-stegigen Fugenbändern zu verschweißen. Zeitweise aufstauendes Sickerwasser: Abdichtungen sind über der Fuge durchzuziehen und durch Zulage eines mind. 500 mm breiten Streifens zu verstärken mit : - bei Abdichtungen mit Polymerbitumen-Schweißbahnen und Abdichtungen mit Bitumen- oder Polymerbitumenbahnen ist derselbe Bahnentyp zu verwenden - bei Abdichtungen mit Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen sind Polymerbitumenbahn mit Polyestervlieseinlage zu verwenden (fortgesetzt auf nächster Seite)

5

5.186

5 Feuchteschutz

Tabelle 5.8.9-3 Anforderungen an Abdichtung bei Fugentypen I und II nach DIN 18195-8 [46]

(Fortsetzung)

3

1

2

Fugentyp

Anforderung

Von außen drückendes Wasser: Die Ausbildung der Fugen sind entsprechend den Angaben zum Fugentyp I bei I von außen drückendem Wasser mit Bewegung bis 5 mm auszuführen (siehe (mit Bewe- Zeile 2). gung über 5 Zeitweise aufstauendes Sickerwasser: mm) Die Ausbildung der Fugen sind entsprechend den Angaben zum Fugentyp II mit Bewegung über 5 mm auszuführen (siehe Zeile 4).

5

4

Abdichtung über den Fugen sind nur mit Sonderkonstruktionen mit allgemein II bauaufsichtlichem Prüfzeugnis (z.B. Los- und Festflanschkonstruktion nach DIN (mit Bewe18195-9 [47]) auszuführen. gung über 5 mm)

Tabelle 5.8.9-4 Anforderungen an Verstärkungsstreifen und Fugenkammern für Fugentyp I: Abdichtungen gegen von außen drückendes Wasser oder zeitweise aufstauendes Wasser

1 1

2

Bewegung zur Abdichtungsebene

Kombinierte Bewegung [mm]

4

5

Verstärkungsstreifen

6 7 Fugenkammer in waagerechten und schwach geneigten Flächen

Anzahl

Breite [mm]

Breite 1) [mm]

Tiefe [mm]

10

2

≥ 300

-

-

20

15

2

≥ 500

30

30

20

3

≥ 500

80 bis 100

30 bis 80

40

-

25

4

≥ 500

2

senkrecht [mm]

parallel [mm]

3

10

10

4

20

5 6 1)

3

Gesamtbreite einschließlich Fugenbreite

5.8.10 Abdichtungen im Bereich von Anschlüssen an Durchdringungen, Übergänge und Abschlüsse nach DIN 18195-9 An- und Abschlüsse an aufgehenden Bauteilen sind so zu gestalten, dass der Abdichtungsrand möglichst nicht oder nur geringfügig wasserbeansprucht wird und das hochgeführte Abdichtungsende (Abschluss) vor mechanischen Beschädigungen geschützt liegt. Die Ausbildung einer wasserdichten Verwahrung erfolgt in der Regel mit Klemmschienen, Manschetten, bzw. Manschetten mit Schellen, Klebeflansch, Anschweißflansch und Los- und Festflansch (siehe Bild 5.8.10-1). Die Konstruktionselemente sind

5.187 herstellerspezifisch anzuwenden.

Übergänge und Durchdringungen müssen so angeordnet werden, dass die Bauwerksabdichtung fachgerecht angeschlossen werden kann. Die Einbauteile müssen den Erfordernissen der Abdichtung entsprechend beschaffen sein. Die konstruktive Gestaltung von Durchdringungen erfolgt mit Manschetten, Flanschen, Los- und Festflanschkonstruktionen (siehe Bild 5.8.10-1). Die Konstruktionselemente sind herstellerspezifisch anzuwenden.

5

Bild 5.8.10-1 Los- und Festflanschkonstruktion für Durchdringung bei austauendem Sickerwasser (1) Abdichtung (2) Losflansch aus Guss (3) Dichtungseinsatz, schraubbar (4) Faserzementfutterrohr (5) Festflansch aus Guss

5.188

5 Feuchteschutz

5.9 Literatur [1] DIN 1045-2 (07.01): Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 2: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 [2] DIN 1053-1 (11.96): Mauerwerk - Teil 1: Berechnung und Ausführung [3] DIN 1055-3 (10.02): Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 3: Eigen- und Nutzlasten für Hochbauten [4] DIN 1101 (06.00): Holzwolle-Leichtbauplatten und Mehrschicht-Leichtbauplatten als Dämmstoffe für das Bauwesen Anforderungen, Prüfung

5

[5] DIN 1946-2 (01.94): Raumlufttechnik. - Teil 2: Gesundheitstechnische Anforderungen [6] DIN 1995-1 () :Bitumen und Steinkohlenteerpech - Anforderungen an die Bindemittel - Teil 1: Straßenbaubitumen [7] DIN 1996-4 (.84): Prüfung von Asphalt - Teil 4: Herrstellung von Probekörpern aus Mischgut [8] DIN 1996-6 (10.88): Prüfung von Asphalt - Bestimmung des Bindemittelgehaltes und Rückgewinnung des Bindemittels [9] DIN 1996-14 (07-90): Prüfung von Asphalt - Bestimmung der Korngrößenverteilung von aus Aspahlt extrahierten Mineralstoffen [10] DIN 1996-15 (12.75): Prüfung bituminöser Massen für den Straßenbau und verwandte Gebiete - Bestimmung des Erweichungspunktes [11] DIN 4020 (10.90): Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke [12] DIN 4022-1 (09.87): Baugrund und Grundwasser; Benennen und Beschreiben von Boden und Fels; Schichtenverzeichnis für Bohrungen ohne durchgehende Gewinnung von gekernten Proben im Boden und im Fels [13] DIN 4023 (02-06): Geotechnische Erkundung und Untersuchung - Zeichnerische Darstellung der Ergebnisse von Bohrungen und sonstigen direkten Aufschlüssen [14] DIN 4095 (06.90): Baugrund - Dränung zum Schutz baulicher Anlagen - Planung, Bemessung und Ausführung [15] DIN 4108-2 (07.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2:

5.189 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz [16] DIN 4108-3 (07.01): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung [17] DIN 4108-4 (07.04): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte [18] DIN 4108-7 (08.01): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden, Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele [19] DIN 4219-1 (12.79): Leichtbeton und Stahlleichtbeton mit geschlossenem Gefüge; Anforderungen an den Beton, Herstellung und Überwachung [20] DIN 4219-2 (12.79): Leichtbeton und Stahlleichtbeton mit geschlossenem Gefüge; Bemessung und Ausführung [21] DIN 4223 (07.58): Bewhrte Dach- und Deckenplatten aus dampfgehärtetem Gasund Schaumbeton. Richtlinie für Bemessung, Herstellung, Verwendung und Prüfung. [22] DIN 4226-1 (07.01): Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel - Teil 1: Normale und schwere Gesteinskörnungen [23] DIN 4226-2 (02.02): Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel - Teil 2: Leichte Gesteinskörnungen (Leichtzuschläge) [24] DIN 4710 (01.03): Statistiken meteorologischer Daten zur Berechnung des Energiebedarfs von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen in Deutschland [25] DIN 7864-1 (04.84):Elastomer-Bahnen für Abdichtungen - Anforderungen, Prüfung [26] DIN 12524 (07.00): Baustoffe und -produkte Wärme- und feuchteschutztechnische Eigenschaften Tabellierte Bemessungswerte [27] DIN 16726 (12.86): Kunststoff-Dachbahnen und Kunststoff-Dichtungsbahnen Prüfung [28] DIN 16729 (09.64): Kunststoff-Dachbahnen und Kunststoff-Dichtungsbahnen aus Ethylencopolymerisat-Bitumen (ECB) - Anforderungen [29] DIN 16730 (12.86): Kunststoff-Dachbahnen aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P) nicht bitmenverträglich - Anforderungen

5

5.190

5 Feuchteschutz

[30] DIN 16734 (12.86): Kunststoff-Dachbahnen aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P) mit Verstärkung aus synthetischen Fasern, nicht bitumenverträglich - Anforderungen [31] DIN 16735 (12.8): Kunststoff-Dachbahnen aus aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P) mit einer Glasvlieseinlage, nicht bitumenverträglich - Anforderungen [32] DIN 16935 (12.86): Kunststoff-Dichtungsbahnen aus Polyisobutylen (PIB) - Anforderungen [33] DIN 16937 (12.86): Kunststoff-Dichtungsbahnen aus aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P), bitumenverträglich - Anforderungen

5

[34] DIN 16938 (12.86): Kunststoff-Dichtungsbahnen aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid (PVC-P), nicht bitumenverträglich - Anforderungen [35] DIN 18024-2 (11.96): Barrierefreies Bauen - Teil 2: Öffentlich zugängige Gebäude und Arbeitsstätten Planungsgrundlagen [36] DIN 18025-1 (12.92): Barrierefreies Bauen - Teil 1: Wohnungen für Rollstuhlbenutzer Planungsgrundlagen [37] DIN 18130-1 (05.98): Baugrund - Untersuchung von Bodenproben; Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts - Teil 1: Laborversuche [38] DIN 18190-4 (10.92): Dichtungsbahnen für Bauwerksabdichtungen - Dichtungsbahnen mit Metallbandeinlage - Begriffe, Bezeichnungen, Anforderungen [39] DIN 18195-1 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Teil 1: Grundsätze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsarten [40] DIN 18195-2 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Teil 2: Stoffe [41] DIN 18195-3 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Teil 3: Anforderungen an den Untergrund und Verarbeitung der Stoffe [42] DIN 18195-4 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Teil 4: Abdichtungen gegen Bodenfeuchte (Kapillarwasser, Haftwasser) und nichtstauendes Sickerwasser an Bodenplatten und Wänden, Bemessung und Ausführung [43] DIN 18195-5 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Abdichtungen gegen nichtdrückendes Wasser auf Deckenflächen und in Nassräumen, Bemessungund Ausführung [44] DIN 18195-6 (08.00): Bauwerksabdichtungen - Teil 6: Abdichtungen gegen von

5.191 außen drückendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser, Bemessung und Ausführung [45] DIN 18195-7 (06.89): Bauwerksabdichtungen - Teil 7: Abdichtungen gegen von innen drückendes Wasser, Bemessung und Ausführung [46] DIN 18195-8 (03.04): Bauwerksabdichtungen - Teil 8: Abdichtungen über Bewegungsfugen [47] DIN 18195-9 (03.04): Bauwerksabdichtungen - Teil 9: Durchdringungen, Übergänge, Abschlüsse [48] DIN 18195-10 (03.04): Bauwerksabdichtungen - Teil 10: Schutzschichten und Schutzmaßnahmen [49] DIN 18195 Bbl. 1 (01.06): Bauwerksabdichtungen - Beispiele für die Anordnung der Abdichtung bei Abdichtungen [50] DIN 18515-1 (08.98): Außenwandbekleidungen - Teil 1: Angemörtelte Fliesen oder Platten. Grundsätze für Planung und Ausführung [51] DIN 18515-2 (04.93): Außenwandbekleidungen - Teil 2: Anmauerung aus Aufstandsflächen. Grundsätze für Planung und Ausführung [52] DIN 18516-1 (12.99): Außenwandbekleidungen, hinterlüftet - Teil 1: Anforderungen, Prüfgrundsätze [53] DIN 18516-3 (12.99): Außenwandbekleidungen, hinterlüftet - Teil 3: Naturwerkstein Anforderungen, Bemessung [54] DIN 18516-4 (02.90): Außenwandbekleidungen, hinterlüftet - Teil 3: EinscheibenSicherheitsglas Naturwerkstein Anforderungen, Bemessung [55] DIN 18531 (09.91): Dachabdichtung. Begriffe, Anforderungen, Planungsgrundsätze [56] DIN 18540 (02.95): Abdichtungen von Außenwandfugen im Hochbau mit Fugendichtstoffen [57] DIN 18550-1 (01.85): Putz. Begriffe, Anforderungen [58] DIN 18550-3 (03.91): Putz, Wärmdämmputzsysteme aus Mörteln mit mineralischen Bindemitteln und expandiertem Polystyrol (EPS) als Zuschlag [59] DIN 18550-4 (08.93): Putz. Leichtputze, Ausführung

5

5.192

5 Feuchteschutz

[60] DIN 18558 (01.85): Kunstharzputz. Begriffe, Anforderungen, Ausführung [61] 62 DIN 52005 (07.04): Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung der Asche [62] DIN 52041 (12.80): Prüfung bituminöser BIndemittel; Verfahren für die Rückgewinnung des Bitumens aus Bitumenemulsionen [63] DIN 52128 (03.77): Bitumendachbahn mit Rohfilzeinlage. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [64] DIN 52129 (11.93): Nackte Bitumenbahn. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung

5

[65] DIN 52130 (11.95): Bitumen-Dachdichtungsbahn. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [66] DIN 52131 (11.95): Bitumen-Schweißbahn. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [67] DIN 52132 (05.96): Polymerbitumen-Dachdichtungsbahnen. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [68] DIN 52133 (11.95): Polymerbitumen-Schweißbahnen. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [69] DIN 52143 (08.85): Glasvlies-Bitumendachbahnen. Begriffe, Bezeichnung, Anforderung [70] DIN 53150 (09.02): Beschichtungsstoffe - Bestimmung des Trockengrades von Beschichtungen [71] DIN 53213-1 (04.78): Prüfung von Anstrichstoffen und ähnlichen lösungsmittelhaltigen Erzeugnissen; Flammpunktprüfung im geschlossenen Tiegel, Bestimmung des Flammpunktes [72] DIN 53215 (11.98): Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel - Bestimmung des Gehaltes an nichtflüchtigen Bestandteilen von bitumenhaltigen Beschichtungsstoffen [73] DIN 68800-2 (05.96) : Holzschutz - Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau [74] DIN EN 206-1 (07.01): Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität [75] DIN EN 772-15 (09.00): Prüfverfahren für Mauersteine -Teil 15: Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Porenbetonsteinen

5.193 [76] DIN EN 1015-19 (12.98): Prüfverfahren für Mörtel für Mauerwerk - Teil 19: Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Festmörteln aus Putzmörteln [77] DIN EN 1427 (12.98): Bitumen und bitumenhaltige Bindemitel - Bestimmung des Erweichungspunktes - Ring- und Kugel-Verfahren [78] DIN EN 1652 (03.98): Kupfer- und Kupferlegierung - Platten, Bleche, Bänder, Streifen und Ronden zur allgemeinen Verwendung [79] DIN EN 10088-2 (09.05): Nichtrostende Stähle - Teil 2: Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigen Stählen für allgemeine Verwendung [80] DIN EN 10286 (08.97) : Wärmedämmstoffe für das Bauwesen - Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit [81] DIN EN 13108-10 (03.98): Asphalt - Qualitätsnachweis - Teil 10: Werkseigene Produktionskontrolle von Aspahlt [82] DIN EN 15026 (10.04): Wärme und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen - Bewertung der Feuchteübertragung durch numerische Simulation [83] DIN EN 15148 (08.96): Baustoffe. Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten [84] DIN EN ISO 2431 (05.96): Lacke und Anstrichstoffe - Bestimmung der Auslaufzeit mit Auslaufbechern [85] DIN EN ISO 9346 (08.96): Stofftransport Physikalische Größen und Definitionen [86] DIN EN ISO 10211-1 (11.95): Wärmebrücken im Hochbau. Wärmeströme und Oberflächentemperaturen - Teil 1: Allgemeine Berechnungsverfahren [87] DIN EN ISO 10211-2 (06.01): Wärmebrücken im Hochbau. Berechnung der Wärmeströme und Oberflächentemperaturen - Teil 2: Linienförmige Wärmebrücken [88] DIN EN ISO 12572 (09.01): Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten. Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit [89] DIN EN ISO 13788 (11.01): Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte und Tauwasserbildung im Bauteilinneren [90] DIN EN ISO 15927-1 (07.99): Wärme- und feuchteschutztechnisches Verhlten von Gebäuden. Klimadaten - Teil 1: Monatswerte einzelner meteorologischer Elemente.

5

5.194

5 Feuchteschutz

[91] DIN ISO 2533 (12.79): Normatmosphäre [92] E DIN 18195-100 (06.03): Bauwerksabdichtung - Teil 100: Vorgesehene Änderungen zu den Normen DIN 18195 Teil 1 bis 6 [93] E DIN 18195-101 (09.05): Bauwerksabdichtung - Teil 101: Vorgesehene Änderungen zu den Normen DIN 18195 Teil 2 bis 5 [94] ZTV-BEL-B: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für das Herstellen von Brückenbelegen auf Beton- Teil 1: Dichtungsschicht aus einer Bitumen-Schweißbahn

5

[95] TL-Bel-B-Teil 1: Technische Lieferbedingungen für die Dichtungsschicht aus einer Bitumen-Schweißbahn zur Herstellung von Brückenbelegen auf Betpon nach den ZTV-BEL-B Teil 1 [96] TL-BEL-EP: Technische Lieferbedingungen für Reaktionsharze für Grundierungen, Versiegelung und Kratzspachtelungen unter Asphaltbelegen auf Beton [97] TL-PmB: Technische Lieferbedingungen für polymermodifiziertes Bitumen im Heißeinbau in Asphaltschichten [1001] Fischer, H.M.; Jenisch, R.; Klopfer, H.; Freymuh, H.; Richter, E.; Petzold, K.: Lehrbuch der Bauphysik. B.G. Teubner Stuttgart 1997 [1002] Grunewald, J.: Diffuser und konvektiver Stoff- und Energietransport in kapillarporösen Baustoffen.9) Dresdner Bauklimatische Hefte, Heft 3, Jahrgang 19970 [1003] Haack, A.; Emig, K.F.; Hilmer, K.; Michalski, C.: Abdichtungen im Gündungsbereich und auf genutzten Deckenflächen. Ernst und Sohn Berlin [1004] Hansen, K.K.: Sorption isotherms – a catalogue Technical report 162/86, DTU Lyngby/Dänemark (1986) [1005] Häupl, P., Stopp, H., Strangfeld, P.: Feuchtekatalog für Außenwandkonstruktionen. Rudolf-Müller Verlagsgesellschaft, Köln 1990 [1006] Jenisch, R.: Beitrag zum Problem der Wasserdampfdiffusion durch Außenwände von Gebäuden. Dissertation Technische Universität Stuttgart [1007] Jenisch, R.: Berechnung der Feuchtigkeitskondensation in Außenbauteilen und die Austrocknung, abhängig vom Außenklima. Ges. Ing. 92 (1971), H. 9, S. 257/262 und S. 299/307 [1008] Kast, W; Jokisch, F.: Überlegungen zum Verlauf von Sorptionsisothermen und

5.195 zur Sorptionskinetik an porösen Feststoffen. Chemie-Ingenieur Technik 44 (1972), H.8, S. 556-563 [1009] Krus, M.: Feuchtetransport- und Speicherkoeffizienten poröser mineralischer Baustoffe. Theoretische Grundlagen und neue Messtechniken. Dissertation Universität Stuttgart (1995) [1010] Krus, M., Künzel, H. M., Kießl, K.: Feuchtetransportvorgänge in Stein und Mauerwerk - Messung und Berechnung. Bauforschung für die Praxis, Band 25, IRB-Verlag Stuttgart 1996 [1011] Künzel, H. M.: Verfahren zur ein- und zweidimensionalen Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports in Bauteilen mit einfachen Kennwerten. Dissertation Universität Stuttgart 1994 [1012] Otto, F.: Einfluss von Sorptionsvorgängen auf die Raumluftfeuchte Dissertation, GH Kassel (1995) [1013] Rose, D.A.: Water movement in unsatuarted porous materials; In: Rilem Bulletin No. 29, 12/65, S. 119-123 [1014] Schirmer, R.: Diffusionszahl von Wasserdampf-Luft-Gemischen und die Verdampfungsgeschwindigkeit. 2. VDI Beil. Verfahrenstechnik (1938), H.6, S. 206-211 [1015] Tveit, A.: Measurements of moisture sorption and moisture permeability of porous materials. Norwegian Building Research Institute, Rapport 45, Oslo/Norwegen (1966).

5

6.1

6 Luftbedarf und Lüftung 6.1 Luftbedarf 6.1.1 Raumluftqualität Grundsätzlich besteht heutzutage im Zusammenhang mit energiesparenden Bauweisen stets die Notwendigkeit, Lüftungswärmeverluste auf ein notwendiges Maß zu reduzieren. Was aber ist dieses notwendige Maß? Der Reduzierung der Luftwechselraten sind durch hygienische Kriterien hinsichtlich der Raumluftqualität Grenzen gesetzt. Die Raumluftqualität an sich ist dabei zum einen aus der Sicht einer physiologisch wünschenswerten Luftzusammensetzung und zum anderen im Hinblick auf Zuglufterscheinungen (siehe Abschnitt 4) zu bewerten. Bei der Luftzusammensetzung sind es zunächst ein ausreichend hoher Sauerstoffgehalt und andererseits ein möglichst geringer Gehalt an CO2 und anderen Luftschadstoffen, die die gewünschte Luftqualität charakterisieren. Des Weiteren ist der Feuchtegehalt der Raumluft so einzustellen, dass weder Unbehaglichkeitserscheinungen bei den Nutzern (siehe Abschnitt 4) noch Feuchteschäden an der Konstruktion auftreten können. Ausführlichere Angaben zu diesen vorgenannten Einflussgrößen werden im weiteren Verlauf dieses Abschnittes gemacht. An dieser Stelle sollen zunächst zwei Einheiten vorgestellt werden, die durch Fanger in [102] eingeführt wurden und mittlerweile in DIN 1946-2 [1] aufgenommen sind. „olf“ (vom lateinischen „olfactus“ = Geruchssinn) Ein „olf“ ist die Luftverunreinigung, die ein Mensch (Standardperson mit einem Hygienestandard von 0,7 Bädern pro Tag) bei Aktivitätsstufe I (siehe Tabelle 4.5-1) abgibt. Jede andere Verunreinigungslast der Luft kann durch eine entsprechende Anzahl an Standardpersonen ausgedrückt werden. Beispiele für - durch Personen verursachte Verunreinigungslasten sind in Tabelle 6.1.1-1 zusammengestellt. Die Verunreinigungslast flächiger Materialien kann gemäß [1] durch auf die Grundfläche bezogene Werte ausgedrückt werden. So ergibt sich gemäß [1] beispielsweise aus Oberflächenmaterialien und dem Lüftungssystem eine zusätzliche grundflächenbezogene mittlere Verunreinigungslast von 0,3 olf/m2. Tabelle 6.1.1-1 Verunreinigungslasten von Personen in Gebäuden [1]

1 1 Verunreinigungsquelle

2 Verunreinigungslast pro Person

2 Person in Aktivitätsstufe I

1 olf

3 Person in Aktivitätsstufe II

1,5 olf

4 Person in Aktivitätsstufe III

2 olf

5 Person in Aktivitätsstufe IV

2,5 olf

6 Raucher beim Rauchen

25 olf

7 Raucher im Durchschnitt

6 olf

6

6.2

Luftbedarf und Lüftung

„dezipol“ („pol“ vom lateinischen „pollutio“ = Verunreinigung) Ein „dezipol“ beschreibt die beim Betreten eines Raumes empfundene Luftqualität, die in diesem Raum durch eine Standardperson (1 olf) verusacht wird, wenn der Raum mit 10 l/s reiner Luft belüftet wird. In [1] werden anhand des Prozentsatzes unzufriedener Personen drei Niveaus für die Raumluftqualität festgelegt (Tab. 6.1.1-2). Tabelle 6.1.1-2 Empfundene Luftqualität [1]

1 1 Empfundene Luftqualität

Anteil unzufriedener Personen1) [%]

2 hoch (0,7 dezipol)

d 10

3 mittel (1,4 dezipol)

d 20

4 niedrig (2,5 dezipol)

d 30

1)

6

2

Beim Betreten des Raumes

Die Nutzung der Einheiten „olf“ und „dezipol“ sei hier durch ein kleines Beispiel verdeutlicht: Über eine raumlufttechnische Anlage wird einem Raum mit einer Grundfläche von 20 m2 ein Volumenstrom von 20 l/s unbelasteter Luft zugeführt. Durch Oberflächenmaterialien und die Lüftungsanlage entsteht im Raum eine Belastung von 6 olf, die anwesende Person selbst produziert 1 olf. Die empfundene Luftqualität beträgt in diesem Fall 3,5 dezipol. Wie dieses Beispiel zeigt, ergeben sich bei auf diese Weise sehr hohe notwendige Außenluftströme, da als Qualitätsmerkmal die Luftqualität beim Betreten eines Raumes herangezogen wird.

6.1.2 Personen- und flächenbezogene Mindest-Außenluftströme für die Auslegung raumlufttechnischer Anlagen nach DIN 1946-2 Tabelle 6.1.2-1 Personen- und flächenbezogene Mindest-Außenluftströme (nach [100], [1], [2], [7], [3], [8] und [9])

1 Außenluftstrom 1 Raumart

Beispiel

2

personenbezogen [m3/(hxPers.)]

flächenbezogen [m3/(m2xh)]

Einzelbüro

40

4

3 Arbeitsräume

Großraumbüro

60

6

4

Labor

-

t 251)

5

Konzertsaal 20

10 bis 20

6 Versammlungsräume Theater 7

Konferenzraum

(fortgesetzt auf nächster Seite)

6.3 Tabelle 6.1.2-1 Personen- und flächenbezogene Mindest-Außenluftströme (nach [100], [1], [2], [7], [3], [8] und [9]) (Fortsetzung)

1 Außenluftstrom 1 Raumart

Beispiel

8

Belegung bis 2 Personen

302)

9

Belegung bis 4 Personen

22,52)

10

Belegung bis 6 Personen

11 Wohnräume

Hotelzimmer

12

Ruhe- und Pausenraum

13

fensterlose Küchen, Sanitärräume und WC

14

Lesesaal

15 Unterrichtsräume

Klassen- und Seminaraum

16

Hörsaal

flächenbezogen [m3/(m2xh)]

personenbezogen [m3/(hxPers.)]

-

2)

20

wie Zeilen 8 bis 10 3)

Lüftung ohne Ventilator: DIN 18017-1 [7] Lüftung mit Ventilator: DIN 18017-3 [8] 20

12

30

15

Verkaufsraum

20

3 bis 12

18

Gaststätte

30

8

19

Museum

20 Sportstätten

Sporthalle (gemäß [9])

21

Schwimmbad

22 sonstige Räume

z.B. Rundfunk- und Fernsehstudio, Schutzraum, EDV-Raum

17

Räume mit Publikumsverkehr

gemäß [100] 60 (je Sportler) 30 (je Zuschauerplatz)

-

gemäß [100] sind im Einzelfall zu ermitteln

1) siehe auch DIN 1946-7 [3] 2)

gilt gemäß [2] für freie Lüftung. Bei maschineller Lüftung ist unabhängig von der geplanten Belegung von 30 m3/(hxPers.) auszugehen

3)

Anmerkung: In DIN 1946-2 [1] wird an dieser Stelle auf DIN 18017-3 [8] verwiesen. Vermutlich liegt hier ein Fehler vor und es sollte DIN 1946-6 referenziert werden. Daher wird vorgeschlagen, auch hier die Werte aus Zeile 8 bis 10 anzuwenden

6.1.3 Zielsetzungen einer ausreichenden und kontrollierten Lüftung Deckung des Sauerstoffbedarfs Die verbreitete Annahme, dass eine regelmäßige Lüftung zur Deckung des Sauerstoffbedarfs notwendig ist, ist nicht zutreffend. Ein Beispiel bestätigt dies: Ein Erwachsener

6

6.4

Luftbedarf und Lüftung

bei üblicher Betätigung im Haushalt verbraucht 15 bis 20 Liter Sauerstoff pro Stunde. In einem Raum von 50 m3 steht dem ein Sauerstoffangebot von etwa 10.000 Litern entgegen. Abfuhr von Luftschadstoffen Hinsichtlich der Abfuhr von Luftschadstoffen durch eine ausreichende Lüftung ist zunächst einmal zu definieren, welche Arten von Luftschadstoffen überhaupt auftreten können. Anhand einer groben Klassifizierung können dann geeignete Maßnahmen getroffen werden. a) Gase und Dämpfe, wie z.B. CO und CO2, Stickstoff (NO2), Ozon (O3), Radon, Formaldehyd oder Kohlenwasserstoffe aus Lösungsmitteln. Hierbei sei der CO2-Gehalt der Raumluft zunächst einmal vernachlässigt, er wird im nachfolgenden Abschnitt genauer betrachtet. Viele der anderen genannten Verbindungen sind geruchslos oder sind bereits bei Konzentrationen unterhalb der Geruchsgrenze gesundheitsschädlich. Eine kontinuierliche messtechnische Erfassung der Konzentration aller gasförmigen Schadstoffe ist ebenfalls nicht in einem vernünftigen Rahmen machbar. Daher macht es im Regelfall keinen Sinn, diesen Schadstoffen durch lüftungstechnische Maßnahmen zu begegnen. Vielmehr sind die Emissionsquellen zu ermitteln und zu beseitigen bzw. zu versiegeln.

6

b) Staubbelastung Durch hauswirtschaftliche Tätigkeiten (Fegen, Staubsaugen o.ä.) wird Hausstaub aufgewirbelt, der sich - abhängig von der Teilchengröße - mitunter recht lange in der Luft halten kann, bevor er zu Boden sinkt. Auch dieser Art der Luftbelastung kann nicht durch Lüftung sondern durch Vermeidung wirksam begegnet werden. So ist auf regelmäßige Reinigung zu achten um die Staubmenge zu reduzieren und es sind Staubsauger mit Feinstaubfiltern zu verwenden. c) Tabakrauch Tabakrauch führt zu einer erheblichen Belastung der Raumluft und bildet durch die Freisetzung gesundheitsgefährdender Stoffe auch ein Gefahrenpotential für anwesende Nichtraucher. Dem Raum sind erhebliche Mengen Frischluft zuzuführen, um ein akzeptable Raumluftqualität zu erreichen. DIN 1946-2 [1] sieht vor, dass bei Räumen mit zusätzlichen belästigenden Geruchsquellen wie z.B. Tabakrauch der notwendige Mindest-Außenluftstrom über raumlufttechnische Anlagen um 20 m3/(hxPers.) zu erhöhen ist. Eine Regelung für Wohnräume ist in DIN 1946-6 [2] nicht enthalten. Aufgrund der dortigen Festlegung der Mindest-Außenluftströme erscheint jedoch eine Übertragbarkeit der Regelung aus [1] gegeben. Senkung des CO2-Gehaltes Kohlendioxid entsteht in Innenräumen zum einen durch menschliche und tierische Atmungsprozesse (die Atemluft enthält ca. 4 Vol.-% CO2, die Außenluft nur etwa 0,03 Vol.-%), aber auch durch jede Art von Verbrennungsprozessen. Erhöhte CO2Konzentrationen in der Raumluft können zu Ermüdungserscheinungen, Konzentrationsschwierigkeiten, Kopfschmerzen und allgemeinem Unwohlsein führen. Die CO2Konzentration der Raumluft sollte daher gemäß DIN 1946-2 [1] 0,15 Vol.-% nicht

6.5 überschreiten, empfohlen wird in [1] ein Höchstwert von 0,1 Vol.-%. Gemäß DIN 1946-6 [2] ist eine Außenluftrate von 30 m3/(hxPers.) ausreichend, um Beeinträchtigungen durch Körpergerüche und Kohlendioxid auszuschließen. Wie Untersuchungen gezeigt haben, kann der CO2-Gehalt der Raumluft auch als Indikator für die Raumluftqualität hinsichtlich anderer Geruchsfaktoren, Körperausdünstungen o.ä. herangezogen werden: Wird die Raumluft von Testpersonen als „schlecht“ empfunden, liegt in der Regel auch ein hoher CO2-Gehalt vor. Reduzierung der Luftfeuchte Zum schädlichen Einfluss einer zu hohen relativen Feuchte der Raumluft wird an anderer Stelle dieses Buches, nämlich in den Abschnitten 2, 4 und 5 schon ausführlich Stellung genommen. An dieser Stelle wird daher nur auf die lüftungsrelevanten Zusammenhänge eingegangen. Wasser gelangt auf vielfältige Weise in die Raumluft. So geben Menschen und Tiere Wasserdampf durch Transpiration und über die Atmung ab, Zimmerpflanzen verdunsten Wasser, aber auch durch Duschen, Baden, Kochen und ähnliche Tätigkeiten werden große Mengen Wasserdampf frei. Eine Übersicht über die Feuchteproduktion verschiedener Feuchtequellen gibt Tab. 6.1.3-1. Tabelle 6.1.3-1 Feuchteproduktion verschiedener Feuchtequellen im Haushalt

1 1 Feuchtequelle 2 Mensch, leichte bis mittlere Aktivität 3 Mensch während der Schlafphase

2 Wasserdampfmenge [A/d] 1 bis 1,5 1

4 Duschen

1 bis 1,5

4 Baden

0,5 bis 1

5 Kochen

0,5 bis 1

6 Spülmaschine (ein Spülgang) 7 Waschmaschine (ein Waschgang)

0,2 0,2 bis 0,3

8 geschleuderte Wäsche trocknen (4,5 kg)

1 bis 1,5

9 nasse Wäsche trocknen (4,5 kg)

2 bis 3,5

10 Zimmerblumen

0,5 bis 1

11 Topfpflanzen

1 bis 1,5

12 freie Wasseroberfläche (z.B. Wanne, Aquarium)

0,8 bis 1,3

Durch diese und andere Feuchtequellen werden der Raumluft pro Tag durchschnittlich zwischen 6 und 8 A Wasser (entspricht 6000 bis 8000 g) zugeführt. Bei Annahme einer normal hohen 80 m2 Wohnung entspricht dies einem Eintrag von 30 bis 40 g/(m3xd). Zur Beurteilung dieser Werte seien hier zwei Raumluftzustände betrachtet: Bei einer Raumtemperatur von 19 °C und 45 % rel. Luftfeuchte enthält die Raumluft eine Was-

6

6.6

Luftbedarf und Lüftung

sermenge von etwa 7 g/m3, bei 20 °C und 75 % rel. Luftfeuchte sind es etwa 13 g/m3. Nimmt man nun den zweiten Zustand als Zustand vor dem Lüften an und strebt den ersten Zustand nach dem Lüften an, so wurde der Wassergehalt um 6 g/m3 gesenkt. Ein solcher Lüftungsvorgang ist - bei den hier zugrunde gelegten Randbedingungen - also 5 bis 7 mal pro Tag durchzuführen, um der Feuchteproduktion wirksam zu begegnen.

6.2 Luftdichtheit 6.2.1 Einführung Im Zuge der immer schärferen Anforderungen an den Energiebedarf von Gebäuden kommt einer luftdicht ausgeführten thermischen Hülle eine immer größere Bedeutung zu. Sie ist unabdingbar, um ungewollte Energieverluste über Leckagen und daraus nachfolgende Feuchteschäden verhindern zu können. Die Forderung nach einer luftdichten leckagefreien Gebäudehülle ist daher sowohl in der EnEV [109], der DIN 4108-2 [4] und der DIN 4108-3 [5] verankert und damit integraler Bestandteil jeder Planung. Eine Zusammenstellung möglicher Leckagen enthält Bild 6.2.1-1. Maßgaben für die Ausführung einer Luftdichtheitsschicht enthält DIN 4108-7 [6], die Überprüfung der Luftdichtheit erfolgt in Anlehnung an DIN EN 13829 [10]. In den folgenden Abschnitten werden die wichtigsten Inhalte beider Normen erläutert.

6

Bild 6.2.1-1 Leckagewege in der Gebäudehülle

6.7

6.2.2 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 [6] 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. Rolladengurt-Führungen oder Briefkästen). Bei diesen ist eine konstruktionsbedingt luftdichte Ausführung vorzusehen. Anforderungen Wird bei einem Gebäude die Luftdichtheit überprüft (zum Verfahren siehe Abschnitt 6.2.2), 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 d 3 h-1 - bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen: n50 d 1,5 h-1 b) Alternative, auf die Nettogrundfläche bezogene, Anforderungsgröße für Gebäude, deren lichte Geschosshöhe 2,6 m nicht übersteigt. - bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen: w50 d 7,8 m3/(m2xh) - bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen: w50 d 3,9 m3/(m2xh) Als zusätzliche Kenngröße kann der auf die Hüllfläche bezogene Leckagestrom q50 verwendet werden, der den Wert q50 = 3,0 m3/(m2xh) nicht überschreiten darf. Weitergehende Anforderungen an die Luftdichtheit werden beispielsweise bei Passivhäusern gestellt. Hier gilt für die Luftwechselzahl die Anforderung n50 d 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 entweder aus luftdichten Bahnen (z.B. aus Kunststoff, Bitumen oder Papierwerkstoffen) oder aus Plattenmaterialien (z.B. Gipsfaserplatten, Gipskarton-Bauplatten, Faserzementplatten, Bleche oder Holzwerkstoffplatten) hergestellt werden. Zur Erlangung einer insgesamt luftdichten Ausführung ist - wie bereits erwähnt - insbesondere auch auf die Anschlussbereiche dieser Materialien untereinander oder zu angrenzenden Bauteilen zu achten. Stöße, Überlappungen und Durchdringungen sind auf ein notwendiges

6

6.8

Luftbedarf und Lüftung

Minimum zu reduzieren und in der Planung zu berücksichtigen. Materialien zur Abdichtung von Fugen sind entsprechend der zu erwartenden Bewegungen der angrenzenden Bauteile auszuwählen. Zu beachten ist, dass bei vorkomprimierten Materialien die Luftdichtheit erst bei einer ausreichenden verbleibenden Restkomprimierung im Einbauzustand erreicht wird. Entsprechende produktspezifische Informationen sind vom jeweiligen Hersteller anzufordern. In diesem Zusammenhang sei ferner darauf hingewiesen, dass beispielsweise durch die Verwendung von Montageschäumen in der Regel keine ausreichende Luftdichtheit erzielt werden kann. Planungsempfehlungen In den nachfolgenden Bildern sind die Planungsempfehlungen der DIN 4108-7 übersichtlich und thematisch geordnet zusammengestellt.

6

Bild 6.2.1-2 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Bahnen bei Stößen im Feld, auf harter Hinterlage und bei Aufsparrendämmung

6.9

Bild 6.2.2-2 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Massivbauteile

6

Bild 6.2.2-3 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Holzbauteile

Bild 6.2.2-4 Ausführung von Durchdringungen bei Luftdichtheitsschichten aus Bahnen

6.10

6

Luftbedarf und Lüftung

Bild 6.2.2-5 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Platten bei Stößen im Feld und auf harter Hinterlage

Bild 6.2.2-6 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Platten an Massivbauteile

6.11

6 Bild 6.2.2-7 Fensteranschlüsse (der Glattstrich ist vor dem Einbau des Fensters vorzunehmen)

6.2.3 Überprüfung der Luftdichtheit (Blower-Door Test) Die normative Grundlage für die Überprüfung der Luftdichtheit in Gebäuden bildet DIN EN 13829 [10]. Der gebräuchlichste Weg zur Umsetzung der dort beschriebenen Verfahren ist der sogenannte Blower-Door Test. Die wesentlichen Merkmale dieses Tests werden in diesem Abschnitt beschrieben. Für weiterführende Informationen wird an dieser Stelle auf [10] und [103] verwiesen. Aufbau Die Blower-Door besteht aus einem bespannten Rahmen, der in eine Türöffnung eingebaut und umlaufend luftdicht an die Türzarge angeschlossen wird (siehe Bild 6.2.3-1). In die Blower-Door integriert ist eine Öffnung, in welcher ein stufenlos regelbarer Ventilator mit einer kalibrierten Durchflussdüse positioniert ist. Dieser Ventilator wird genutzt, um eine Druckdifferenz zwischen Innen und Außen zu erzeugen. Der Luftvolumenstrom, der den Ventilator passiert, wird anhand des Druckabfalls in der Durchflussdüse bestimmt. Die Drehzahl (und damit die Fördermenge) des Ventilators wird so eingestellt, dass sich der gewünschte Differenzdruck zwischen Innen und

6.12

Luftbedarf und Lüftung

Außen einstellt. Als weitere Größen sind die Innen- und Außentemperatur sowie die Windgeschwindigkeit zu messen. Die Messung sollte nicht bei böigen Windverhältnissen durchgeführt werden.

6 Bild 6.2.3-1 In eine Wohnungstür eingebaute Blower-Door [101]

Vorbereitung im Gebäude Zunächst einmal sind die Grenzen der beheizten bzw. anlagentechnisch konditionierten Gebäudezone festzulegen. Im Neubaubereich kann hierfür beispielsweise ein vorliegender Wärmeschutznachweis herangezogen werden. Hiernach sollten im Rahmen einer Begehung Art und Zustand der Bauteile der Gebäudehülle untersucht und Auffälligkeiten dokumentiert werden. Alle Türen innerhalb des zu untersuchenden Bereichs sind zu öffnen (wichtig insbesondere bei größeren Gebäuden), so dass ein gleichförmiger Druck erzeugt werden kann. Alle absichtlich vorhandenen Öffnungen in der Gebäudehülle (Fenster, Türen, Kaminzug) sind zu verschließen. Inwieweit weitere Abdichtungsmaßnahmen durchzuführen sind, hängt von der Art der Messung ab. Zu unterscheiden ist hierbei zwischen zwei Verfahren: -

-

Verfahren A: Es wird ein Gebäude im Nutzungszustand geprüft. Daher werden keine weitere Maßnahmen an der Gebäudehülle getroffen, um die Luftdichtheit zu verbessern. Verfahren A wird als Abnahmemessung benutzt, um die Anforderungen der DIN 4108-7 und der EnEV nachzuweisen. Verfahren B: Es wird die Gebäudehülle (z.B. eines Neubaus) geprüft. Hierbei sind alle absichtlich vorhandenen Öffnungen abzudichten und alle einstellbaren Öffnungen zu verschließen. Nach Verfahren B ermittelte Kenngrößen können nicht zur Erfüllung von Anforderungen nach EnEV herangezogen werden.

6.13 Hinsichtlich der Anlagentechnik sind Wärmeerzeuger mit Raumluftverbund (z.B. Gasdurchlauferhitzer) sowie Lüftungs- und Klimanlagen auszuschalten. Luftdurchlässe von mechanischen Lüftungsanlagen sind abzudichten, andere Lüftungsöffnungen sind abzudichten oder zu verschließen. Gefahren durch Abgase aus Wärmeerzeugern (auch aus anderen Wohnungen) sind zu vermeiden. Durchführung der Messung Zunächst wird das Gebäude bei der höchsten vorgesehenen Druckdifferenz auf größere Leckagen und fehlerhaft abgedichtete Öffnungen untersucht. Zweitere sind in geeigneter Weise nachzuarbeiten. Zur Leckageortung können sowohl Unterdruck- als auch Überdruckmessungen verwendet werden. Bei Unterdruck-Messungen können Leckagen z.B. mit Hilfe eines Thermoanemometers (siehe Bild 6.2.3-2) oder durch Thermografieaufnahmen (siehe Bild 6.2.3-3) aufgespürt werden, bei Überdruck-Messungen wird ein Nebelerzeuger im Gebäude aufgestellt. Dieser Nebel entweicht an den undichten Stellen der Gebäudehülle nach außen und liefert somit Hinweise auf Leckagestellen.

6

Bild 6.2.3-2 Leckageortung mit dem Thermoanemometer

Als nächster Schritt erfolgt die Messung der natürlichen Druckdifferenz. Hierzu wird die Öffnung des Ventilators verschlossen. Am Druckmessgerät wird nun über einen Zeitraum von mindestens 30 s die Druckdifferenz zwischen innen und außen abgelesen. Aus den Einzelwerten wird nun der Mittelwert Δp01+ aller positiven Werte, der Mittelwert Δp01- aller negativen Werte und der Mittelwert Δp01 aller Werte errechnet. Liegt einer dieser Werte über 5 Pa, so ist gemäß DIN EN 13829 [10] keine Messung durchzuführen. Nach der Differenzdruck-Messung ist die natürliche Druckdifferenz erneut zu messen und die Werte Δp02+, Δp02- und Δp02 zu ermitteln. Liegt einer der Beträge der gemittelten positiven (Δp02+) oder negativen (Δp02-) natürlichen Druck-

6.14

Luftbedarf und Lüftung

differenzen über 5 Pa, so ist gemäß DIN EN 13829 die Messung für ungültig zu erklären.

Bild 6.2.3-3 Leckageortung durch Thermografieaufnahmen (die dunklen Farben in der Thermografie repräsentieren kältere Bereiche aufgrund einströmender kälterer Luft) (nach [101])

6

Als eigentliche Messung zur Überprüfung der Luftdichtheit werden DifferenzdruckMessungen bei Druckdifferenzen im Bereich zwischen r 10 Pa und r 50 Pa (nach Möglichkeit bis r 100 Pa) durchgeführt. Sowohl im Überdruck- als auch im Unterdruckbereich sind über den Messbereich mindestens 5 Messungen bei unterschiedlichen Druckdifferenzen durchzuführen. Prinzipiell reicht es aus, nur eine Messreihe entweder bei Überdruck oder bei Unterdruck durchzuführen, im Hinblick auf die Genauigkeit der Ergebnisse ist die Aufnahme beider Messreihen jedoch zu empfehlen. In Bild 6.2.3-4 ist beispielhaft ein Volumenstrom/Druckdifferenz-Diagramm abgebildet.

Bild 6.2.3-4 Volumenstrom/Druckdifferenz-Diagramm aus einer Blower-Door Messung

6.15 Die Messergebnisse sind um die natürliche Druckdifferenz zu korrigieren. Der Volumenstrom bei 50 Pa ergibt sich als Mittelwert aus den anhand der Überdruck- und der Unterdruckmessung errechneten Werte.

6.3 Freie Lüftung 6.3.1 Antriebsmechanismen Unter der freien Lüftung (auch: natürliche Lüftung) wird der Luftaustausch über Undichtigkeiten in der Gebäudehülle, über Fenster und durch freie Schachtlüftung verstanden. Die Antriebsmechanismen für diese Art der Lüftung sind einerseits der Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenluft und andererseits Druckdifferenzen durch Windkräfte auf die Gebäudehülle (siehe Bild 6.3.1-1). Da die Leistungsfähigkeit beider Mechanismen witterungsabhängigen Schwankungen unterworfen sind, kann ein gleichmäßiger und kontrollierter Luftaustausch nicht gewährleistet werden. Des Weiteren kommt es zu Zuglufterscheinungen und einem erhöhten Energieverlust.

6 Bild 6.3.1-1 Druck- und Temperaturverteilung um ein Gebäude

6.3.2 Fugenlüftung Während die Fugenlüftung bis in die 50er und 60er Jahre durch niedrige Energiepreise einerseits und hohe notwendige Luftwechselraten andererseits durchaus zum Luftwechsel beitragen oder diesen komplett sicherstellen konnte, ist aufgrund des hohen Wärmeverlustes und der Gefahr von Feuchteschäden infolge Tauwasserausfalls eine Lüftung über Undichtigkeiten in der Gebäudehülle heutzutage in jedem Fall zu vermeiden. Die bei Fugenlüftung auftretende Luftwechselrate steigt mit zunehmendem Temperaturgradienten zwischen innen und außen sowie mit zunehmender Windgeschwindigkeit an. Damit wird insbesondere in den Wintermonaten ein übermäßig großer Luftaustausch stattfinden, während in den Sommermonaten der hygienisch notwendige Mindestluftwechsel nicht erreicht werden kann (siehe Bild 6.3.2-1). Noch folgenschwerer als die hohen Energieverluste ist jedoch der Feuchtigkeitseintrag durch Tauwasserausfall in die Konstruktion, wenn warme und feuchte Raumluft durch Undichtigkeiten nach außen strömt.

6.16

6

Luftbedarf und Lüftung

Bild 6.3.2-1 Notwendige Luftwechselraten für eine ausreichende Feuchte- und CO2-Abfuhr und erreichbare Luftwechselrate durch Fugenlüftung (Selbstlüftung) im Vergleich (qualitative Darstellung)

6.3.3 Schachtlüftung Durch thermischen Auftrieb und Windsogwirkung wird in einem Entlüftungsschacht eine Luftströmung erzeugt, die im Raum einen Unterdruck erzeugt und auf diese Weise Außenluft über Zuluftkanäle nachströmen lässt. Schachtanlagen werden zur Lüftung von innenliegenden Bädern, Sanitärräumen oder Küchen genutzt. Hinweise für die Ausführung sind DIN 18017-1 [7] zu entnehmen. Grundsätzlich ist für jeden zu lüftenden Raum ein eigener ins Freie führender Zuluftschacht (das Prinzip wird auch als „Kölner Lüftung“ bezeichnet) und ein eigener Abluftschacht einzubauen. Andere Systeme, bei denen die Zuluft über die Nachbarräume angesaugt wurde, sind nicht mehr in [7] enthalten, da durch die Forderung nach einer luftdichten Gebäudehülle ein ausreichendes Nachströmen nicht sichergestellt ist. Ein Problem bei Schachtlüftungen ist, dass die Wirksamkeit - bedingt durch den größeren Temperaturgradienten - mit steigender Schachthöhe zunimmt (Schornsteineffekt). In den Wintermonaten wird daher deutlich zu viel Luft ausgetauscht, in den Sommermonaten kann der Abluftstrom zum Erliegen kommen oder sich - bei Inversionswetterlagen - sogar umkehren.

6.3.4 Fensterlüftung Die Fensterlüftung ist die am weitesten verbreitete Art der Wohnungslüftung. Sie ist nach DIN 1946-6 [2] zulässig, wenn durch die Anzahl, die Ausführung und die Anordnung der Fenster eine ausreichende Wohnungslüftung ermöglicht wird. Problematisch ist die Fensterlüftung deshalb, weil die tatsächlich erreichten Luftwechselraten nur schwer zu berechnen sind. Bild 6.3.4-1 verdeutlicht diese Problematik.

6.17

Bild 6.3.4-1 Spannweite des Volumenstroms durch freie Lüftung bei Drehkippfenstern (nach 2 [104]). Als Beispiel ist derjenige Volumenstrom markiert, der in einer normal hohen 80 m -1 Wohnung erreicht werden muss, damit ein Luftwechsel von n = 0,8 erzielt wird

Wichtigster Einflussparameter auf die erzielbare Luftwechselrate ist die Fensterstellung. Wie Tabelle 6.3.4-1 zeigt, ist hierbei eine stoßweise Querlüftung bei vollständig geöffnetem Fenster anzustreben. Hierbei wird im Winter die Luft - zumindest rechnerisch - innerhalb von 1,5 bis 3 Minuten vollständig ausgetauscht. Da die hierfür notwendigen idealen Randbedingungen jedoch in der Regel nicht gegeben sind, wird der Luftaustausch pro Querlüftungsvorgang unter realen Randbedingungen eher zwischen 50 % und 75 % liegen. Berücksichtigt man das Jahresklima, dann ist für einen vollständigen Luftaustausch im Winter etwa 4 bis 6 Minuten Querlüftung erforderlich, im Sommer aufgrund der fehlenden Thermik etwa 25 bis 30 Minuten. Legt man einen Austausch von 75 % pro Lüftungsvorgang zugrunde, dann ist im Winter alle 60 bis 90 Minuten ein Querlüftungsvorgang durchzuführen, um eine Luftwechselrate von 0,5 h-1 bis 0,8 h-1 zu erreichen. Auf diese Weise kann - zumindest tagsüber - ein verhältnismäßig geringer Wärmeverlust bei gleichzeitig guter Luftqualität realisiert werden. Schwieriger ist es, durch Fensterlüftung einen ausreichenden Luftaustausch in den Nachtstunden zu realisieren. Einerseits scheidet regelmäßiges Stoßlüften aus naheliegenden Gründen aus, andererseits lässt sich auch das energetisch ungünstige Lüften bei gekippten Fenstern nur realisieren, wenn Schallschutz- und Behaglichkeitsgründe nicht dagegen sprechen. In den Nachtstunden kommt es daher häufig zu einem deutlichen Ansteigen der Schadstoffmengen im Innenraum. In dem in Bild 6.3.4-2 dargestellten Beispiel ist zu erkennen, dass die hygienisch wünschenswerte Grenze von 0,1 Vol.-% CO2 regelmäßig über mehrere Stunden überschritten wird. Wird über längere Zeiträume bei gekipptem Fenster gelüftet, ist darüber hinaus zu beachten, dass sich an den während der Lüftung sehr stark auskühlenden Laibungen nach dem Schließen des Fensters erhebliche Mengen Tauwasser niederschlagen können. Bei der Fensterlüftung empfiehlt sich die Anordnung belasteter Räume auf der primär

6

6.18

Luftbedarf und Lüftung

windabgewandten Seite, so dass beim Lüftungsvorgang die belastete Luft direkt nach draußen abtransportiert und nicht durch andere Räume geführt wird. Tabelle 6.3.4-1 Anhaltswerte für erreichbare Luftwechselzahlen im Winterfall bei verschiedenen Fensterstellungen (nach [107], [108])

1 1 Fensterstellung

2 Luftwechselrate [h-1]

2 Fenster gekippt, Rolladen geschlossen

0,3 bis 1,5

3 Fenster gekippt

0,8 bis 2,5

4 Fenster gekippt mit Querlüftung

2,0 bis 4,0

5 Fenster halb geöffnet

5,0 bis 10,0

6 Fenster vollständig geöffnet

9,0 bis 15,0

7 Fenster geöffnet mit Querlüftung

20 bis 40

6

Bild 6.3.4-2 Gemessene CO2-Konzentration über eine Woche in einem Schlafzimmer bei freier Lüftung (nach [105])

6.4 Luftführung bei mechanischen Lüftungsanlagen 6.4.1 Allgemeines Die Luftführung im Raum ist von erheblicher Bedeutung für die Durchspülung des Raumes mit Frischluft. Die Zuluft muss auf eine solche Weise in den Raum gelangen, dass Zuglufterscheinungen als Folge zu hoher Luftgeschwindigkeiten unterbleiben. Gleichzeitig ist auf eine gleichmäßige Verteilung der Zuluft und auf eine möglichst vollständige und gerichtete Abführung der Raumluft zu achten. Bei der Luftführung ist zwischen einigen grundsätzlichen Arten zu unterscheiden.

6.19

6.4.2 Quelllüftung Bei der Quelllüftung wird die Zuluft mit extrem niedriger Geschwindigkeit über Zuluftöffnungen in Bodennähe in den Raum gebracht; sie „quillt“ in den Raum. Die Zulufttemperatur liegt dabei unter der Raumlufttemperatur. Auf diese Weise bildet sich ein Frischluftsee (auch: Kaltluftsee) am Boden. An Wärmequellen im Raum erwärmt sich die Luft, steigt durch die entstehende Thermik nach oben und wird an Abluftöffnungen in Deckenhöhe dem Raum entnommen. Da die Wärmequellen im Raum in der Regel auch die Produzenten von Schadstoffen, CO2 und Feuchtigkeit sind (z.B. Menschen, Computer, Drucker, Leuchten), erfolgt der Abtransport der belasteten Luft ohne eine Vermischung mit der umliegenden Luft. Zugleich wird den Nutzern die „frische“ Luft auf relativ direktem Wege zugeführt.

6.4.3 Quelllüftung in Verbindung mit einer Kühldecke Insbesondere bei Nichtwohngebäuden wird neben der Lufterneuerung häufig auch die Kühlung der Raumluft angestrebt. Da die Wirkungsweise von Kühlsystemen mit Luft als Transportmedium begrenzt ist und erhebliche Volumenströme gefördert werden müssten, wird häufig die Quelllüftung nur zur Lufterneuerung dimensioniert und durch zusätzliche aktive Systeme zur Luftkühlung ergänzt. Hier kommen thermisch aktivierte Betondecken („Betonkernaktivierung“), aber auch Kühldecken zur Anwendung. Hinsichtlich der Kühldecken ist zwischen geschlossenen Kühldecken („Strahlungsdecken“) und offenen Kühldecken („Konvektionsdecken“) zu unterscheiden. Eine Übersicht über verschiedene System gibt Bild 6.4.3-1.

Bild 6.4.3-1 Bauformen von Kühldecken (nach [106])

6.4.4 Mischlüftung Die Mischlüftung ist die gebräuchliche Art der Luftführung bei Lüftungssystemen im Wohnungsbau. Die Zuluft wird an definierten Stellen über Luftverteiler (im Woh-

6

6.20

Luftbedarf und Lüftung

nungsbau hauptsächlich Tellerventile) in den Raum eingeblasen und vermischt sich dort mit der Raumluft. Systembedingt befinden sich Raumnutzer also immer in einem Luftgemisch aus „frischer“ Zuluft und „verbrauchter“ Raumluft. Daher ist die Luftqualität im Vergleich zur Quelllüftung bei gleicher Luftwechselrate geringer. Anders gesagt ist bei der Mischlüftung eine höhere Luftwechselrate erforderlich, um dieselbe Luftqualität wie bei Quelllüftung zu erzielen.

6.4.5 Verdrängungslüftung Die Verdrängungslüftung wird in Räumen eingesetzt, bei denen entweder eine sehr hohe Luftbelastung vorliegt oder eine sehr hohe Luftreinheit gefordert wird (z.B. Labors, Reinräume, Operationsräume). Bei der Verdrängungslüftung durchströmt die Zuluft den Raum gleichmäßig in horizontaler oder vertikaler Richtung ohne sich mit der Raumluft nennenswert zu vermischen. Im Wohnungsbau findet die Verdrängungslüftung keine Anwendung.

6.5 Mechanische Wohnungslüftung 6.5.1 Lüftungstechnische Zonierung von Wohnungen

6

Um eine einwandfreie Funktionsweise der Lüftungsanlage sicherzustellen, ist die Wohnung in verschiedene Zonen gemäß Bild 6.5.1-1 aufzuteilen.

Bild 6.5.1-1 Prinzipielle Darstellung der lüftungstechnischen Zonierung von Wohnungen

6.21 Zuluftzone Die Frischluft wird in die Räume mit einem hohen Frischluftbedarf geführt. In der Regel gehören zur Zuluftzone Wohn- und Schlafräume sowie Kinderzimmer. Sollte in einem der Zimmer eine erhöhte Raumbelastung z.B. durch Tabakrauch entstehen, sollte dieser Raum der Abluftzone zugerechnet werden. Überströmzone Über die Überströmzone gelangt die Luft von der Zuluftzone in die Abluftzone. Zur Sicherstellung der Funktion sind - in der Regel in den Zimmertüren - Überströmöffnungen vorzusehen. Dies kann durch spezielle Lüftungsöffnungen in den Türen oder der Trennwand, verkürzte Türblätter oder hinterlüftete Zargen erfolgen (siehe auch Bild 6.5.1-2). Als Überströmzone werden in der Regel Flure, Dielen und ggf. Esszimmer deklariert.

6

Bild 6.5.1-2 Ausführungsmöglichkeiten für Überströmöffnungen a) als Durchbruch in Wand oder Tür b) durch geeignete Bearbeitung der Türzarge [110]

Abluftzone Die Abluftzone setzt sich aus den Räumen mit einer hohen Luftbelastung zusammen. Dies sind beispielsweise Küche, Bad und WC. In der Abluftzone wird die Raumluft dem Raum entnommen und über Luftkanäle aus dem Gebäude geführt.

6.22

Luftbedarf und Lüftung

6.5.2 Übersicht über Lüftungssysteme im Wohnungsbau

6

6.5.3 Dezentrale Systeme (Einzelraumlüftung) Bei der Einzelraumlüftung wird jeder Aufenthaltsraum dezentral durch ein eigenes Lüftungsgerät mit Frischluft versorgt. Der Vorteil der Einzelraumlüftung liegt darin, dass aufwändige Rohrleitungsnetze für Be- und Entlüftung entfallen können, einzig die Dicke der Außenwand ist zu überwinden. Hierdurch reduzieren sich sowohl Planungs- als auch Wartungs- und Reinigungskosten. Der Verzicht auf Rohrleitungsnetze ermöglicht des Weiteren auch die einfache Nachrüstung dezentraler Systeme bei der Sanierung bestehender Gebäude. Nachteilig ist, dass in der Regel keine Querlüftung der Wohnung mit gerichtetem Abluftstrom von der Zuluft- in die Abluftzone erreicht wird. Dezentrale Systeme müssen daher, wenn die Leistungsfähigkeit zentraler Systeme erreicht werden soll, mit höheren Luftwechselzahlen betrieben werden. Darüber hinaus können innenliegende Räume durch Einzelraumlüftung nicht be- und entlüftet werden. Hinsichtlich der Bauart ist bei dezentralen Geräten zu unterscheiden in: -

Geräte ohne Wärmerückgewinnung Bei reinen Abluftgeräten liegt der energetische Nutzen in der kontrollierten Ab-

6.23 führung der belasteteten Luft. Übermäßige Wärmeverluste wie bei reiner Fensterlüftung werden so reduziert. Nachteilig ist, dass die Abwärme nicht genutzt wird. Einfache Modelle arbeiten nach dem Prinzip der natürlichen Lüftung infolge von Druckdifferenzen. Sie stellen - provokativ formuliert - ästhetisch geformte Leckagestellen dar. Ihr Einsatz sollte daher überdacht werden. Aufwändigere Geräte fördern die Abluft über einen Ventilator. Zu prüfen ist bei Geräten mit einem Ventilator, wie eine kontrollierte Zuluftführung realisiert werden kann (Zuluftöffnungen, alternierender Betrieb zweier Geräte). Bei kombinierten Zu- und Abluftgeräten mit zwei Ventilatoren erfolgt der Luftmassentransport getrennt in zwei Kanälen, es erfolgt jedoch keine Wärmeübertragung von Ab- auf Zuluft.

6 Bild 6.5.3-1 Einzelraumlüftung durch ventilatorbetriebene Abluftgeräte (Fotos: Fa. emco) links: Einbau in Fassadenpaneel rechts: Einbau unterhalb des Fensters

-

Geräte mit Wärmerückgewinnung und getrennten Zuluft- und Abluftströmen Die Luftströme werden über eigene Öffnungen auf der Innen- und der Außenseite geführt. Es werden zwei Ventilatoren benötigt, wobei der Strombedarf jedoch aufgrund der kurzen Förderwege sehr gering ist. Zur Übertragung der Wärme zwischen den Luftströmen kommen in der Regel Kreuzwärmetauscher zum Einsatz.

Bild 6.5.3-2 Einzelraum-Lüftungsgerät mit Kreuzwärmetauscher (Fotos: Fa. Meltem) links: Funktionsschema rechts: Aufbau des Geräts

6.24 -

Luftbedarf und Lüftung

Geräte mit Wärmerückgewinnung und alternierendem Betrieb (Pendellüfter) Bei solchen Geräten erfolgt der Betrieb über einen Ventilator, dessen Laufrichtung in regelmäßigen Intervallen gewechselt wird. Je nach Laufrichtung wird also Abluft aus dem Raum fortgeführt, oder Zuluft in den Raum geführt. Die Luftströme durchlaufen auf ihrem Weg durch das Gerät eine Speichermasse, die bei Abluftbetrieb die Wärme speichert und bei Zuluftbetrieb wieder abgibt. Pendellüfter sind immer paarweise vorzusehen, da ansonsten der Druckausgleich über Infiltrationsund Exfiltrationsströme an Leckagen in der Gebäudehülle erfolgt.

6 Bild 6.5.3-3 Einzelraum-Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung über Speichermasse (Foto: Fa. LTM) c Außen-Luftgitter d Kunststoff-Teleskopkanal e Wärmespeicher f Lüfter g Luftfilter h Innen-Luftgitter

6.5.4 Zentrale Abluftanlagen ohne Abwärmenutzung Bei reinen Abluftanlagen wird die „verbrauchte“ Raumluft in den Räumen der Abluftzone entnommen und nach außen abgeführt. Die in der Zuluftzone benötigte Frischluft wird über Außenluftdurchlässe (z.B. Tellerventile) eingeleitet, dringt aber auch über evtl. Leckagen ein. Die Luftzuführung wird dabei nicht aktiv gesteuert, der Funktionsmechanismus ist der durch die Abluftentnahme entstehende leichte Unterdruck im Gebäude. Prinzipiell ist zwischen zwei Systemen zu unterscheiden: -

Anlagen mit undefinierter Zuluft Bei älteren Anlagen erfolgte die Zuführung der Frischluft aussschließlich oder zu großen Teilen über Leckagen in der Gebäudehülle. Eine kontrollierte Führung des Luftstroms von der Zuluftzone in de Abluftzone war dementsprechend schwierig zu realisieren. Des Weiteren treten in der Regel Zuglufterscheinungen auf, da aufgrund undefinierter Querschnitte die Luftgeschwindigkeit nicht vorherbestimmbar ist und durch die unbekannte Position in der Gebäudehülle auch Zuströmungen in Aufenthaltsbereichen möglich sind. Anlagen mit undefinierter Zuluft entsprechen daher nicht mehr dem Stand der Technik und sind heutzutage ohnehin - aufgrund der erhöhten Anforderungen an die Luftdichtheit - nicht mehr ausführbar.

6.25 -

Anlagen mit definierter Zuluft Bei diesen Anlagen erfolgt die Luftzuführung über Außenluftdurchlässe in die Aufenthaltsräume. Es entsteht - eine funktionsgerechte Planung und Ausführung vorausgesetzt - ein gerichterer Luftstrom, der zu einer gleichmäßigen Belüftung des Gebäudes führt. Wichtig ist in Mehrfamilienhäusern die Dichtheit der Wohnungseingangstüren, da ansonsten Luft aus dem Hausflur in die Wohnung nachströmt und - neben den damit evtl. einhergehenden Geruchs- und Feuchtelasten - die Luftzuführung über die Außenluftdurchlässe herabsetzt. Für die Funktionsfähigkeit der Außenluftzuführung ist darauf zu achten, dass die Druckdifferenz zwischen Innenraum und Außenumgebung immer in Richtung des Innenraumes gerichtet ist. Probleme können beispielsweise auftreten, wenn an windexponierten Standorten die Außenluftdurchlässe auf der windabgewandten Seite angeordnet sind. Das Funktionsschema einer Abluftanlage mit definierter Zuluft ist in Tafel 17 (in Abschnitt T) dargestellt.

Der entscheidende Nachteil beider Systeme ist, dass die Abluft ohne Nutzung ihres Wärmeinhaltes abgeführt wird. Hinsichtlich einer energetisch optimierten Bauweise sind daher die in den folgenden Abschnitten beschriebenen System mit Abwärmenutzung über eine Wärmepumpe oder Wärmerückgewinnung über einen Wärmetauscher vorzuziehen.

6.5.5 Zentrale Abluftanlagen mit Abwärmenutzung Da bei reinen Abluftanlagen die Abwärme nicht für die Zuluftvorwärmung genutzt werden kann, bietet sich für die Abwärmenutzung in Abluftanlagen der Einbau einer an die Warmwasserversorgung oder die Heizanlage gekoppelten Wärmepumpe an. Das Transportmedium innerhalb des Wärmepumpen-Kreislaufs durchläuft dabei den Abluftstrom und entnimmt diesem Wärmeenergie. Durch die hohe und konstante Temperatur des Abluftstroms von etwa 20 °C kann in der Regel ausreichend Wärmeenergie umgesetzt werden, um die Warmwasserversorgung ganzjährig sicherzustellen. Arbeitet die Wärmepumpe in Verbindung mit der Heizanlage, so ist ein zusätzlicher Wärmeerzeuger notwendig um Bedarfsspitzen abdecken zu können. Das Funktionsschema einer Abluftanlage mit in die Warmwasserversorgung integrierter Wärmepumpe ist in Tafel 18 (in Abschnitt T) dargestellt.

6.5.6 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung Zentrale Lüftungsanlagen mit integriertem Wärmetauscher sind heutzutage der Standard bei Wohngebäuden mit mechanischer Lüftung. Der prinzipielle Aufbau des Systems wird in Tafel 19 gezeigt. Der Kern der Anlage wird von einem zentralen Lüftungsgerät gebildet. In diesem zentralen Lüftungsgerät (ein Beispiel ist in Tafel 20 abgebildet) werden Zu- und Abluftstrom, durch zwei Ventilatoren angetrieben, aneinander vorbei und durch einen Wärmetauscher geführt. In der Regel werden hier Plattenwärmetauscher verwendet (Kreuzwärmetauscher, Gegenstrom-Wärmetauscher). Reicht der Wärmetauscher nicht für eine ausreichende Vorwärmung der Zuluft aus, oder soll eine zusätzliche Heizfunktion in die Lüftungsanlage integriert werden, so kann in den Zuluftstrom nach dem Wärmetauscher ein Heizregister integriert wer-

6

6.26

Luftbedarf und Lüftung

den. Über ein solches Heizregister kann die Lüftungsanlage als Luftheizung verwendet werden, die bei energetisch ambitionierter Bauweise (z.B. Passivhaus-Standard) die konventionelle Heizung auch vollständig ersetzen kann. Ansonsten kann der Grundbedarf durch die Luftheizung gedeckt werden, während für Lastspitzen ein zusätzlicher Wärmeerzeuger vorgesehen wird. Das Kanalnetz ist deutlich aufwändiger als bei den bisher beschriebenen Systemen, da hier auch die Zuluft über das zentrale Gerät geführt werden muss. Die Luftführung innerhalb des Gebäudes ist durch Zutrittsöffnungen in den Aufenthaltsräumen und Abluftöffnungen in den am höchsten belasteten Räumen gekennzeichnet. Das zentrale Gerät wird normalerweise im Dachgeschoss oder auch im Keller aufgestellt, bei Etagenwohnungen ist eine Aufstellung in der Abluftzone möglich. Zu beachten ist hierbei, dass in solchen Lüftungsgeräten eine zwar nicht übermäßige aber doch signifikante Geräuschentwicklung stattfindet. Aus diesem Grunde sollten sie nicht in Aufenthaltsbereichen aufgestellt werden. Zu- und Abluftöffnungen sind so anzuordnen, dass sie „weit genug“ voneinander entfernt liegen. Weit genug bedeutet in diesem Fall, dass aufgrund der räumlichen Anordung unter Berücksichtigung der Hauptwindrichtung ein Kontakt der Luftströmungen und damit eine erneute Zuführung der Abluft über die Zuluft unterbleibt.

6

Zulufterwärmung über Erdkanäle (Erdwärmetauscher) Hinsichtlich der Zuluftführung sollte die Luftansaugung über einen Erdkanal in Betracht gezogen werden. Hierbei wird die Zuluft außerhalb des Gebäude über Kanäle geführt, die in 1,5 bis 2,5 Metern Tiefe im Erdreich verlegt sind. Mögliche Anordnungen sind in Bild 6.5.6-1 abgebildet. Durch die ausgeglichenen Erdreichtemperaturen in dieser Tiefe wird die Zuluft im Winter vorgewärmt, im Sommer vorgekühlt. Die maximal erreichbare Differenz zwischen Außenlufttemperatur und Eintrittstemperatur am Lüftungsgerät liegt zwischen 10 und 15 °C.

Bild 6.5.6-1 Möglichkeiten der Verlegung von Erdwärmetauschern a) Halbschlaufen b) Einrohrverlegung c) Registerverlegung

Die benötigte Kanallänge ist vom zu fördernden Volumenstrom abhängig. Für Einfamilienhäuser kann als Anhaltswert eine Kanallänge von 40 bis 50 m bei einem Durchmesser von 200 bis 300 mm angenommen werden. Diesen Werten liegt ein zu fördernder Volumenstrom von 150 bis 200 m3/h zugrunde. Bei geringeren Volumenströmen sind unter Umständen auch geringere Rohrdurchmesser von 150 mm verwendbar.

6.27 Bei der Materialwahl der Rohre und ihrer Verlegung ist zu beachten, dass sich im Rohrsystem Tauwasser bilden kann. Es sind daher glattwandige Rohre anstelle gerippter Rohre einzusetzen. Des Weiteren ist ein Gefälle von mindestens 2 % vorzusehen. In Gefällerichtung ist ein Kondenswasserablauf einzubauen, der so konstruiert ist, dass zur gelegentlichen Reinigung ein Durchspülen des Erdwärmetauschers mit Wasser ermöglicht wird. Andernfalls sind andere geignete Vorrichtungen vorzusehen, die eine solche Reinigungsmöglichkeit eröffnen. Ebenfalls zu berücksichtigen sind die nur geringen - oder ansonsten kostspieligen - Sanierungsmöglichkeiten. Daher sind langlebige Komponenten für die unterirdischen Bauteile zu verwenden. Bei der Verlegung der Rohre sind ebenfalls einige Grundsätze zu beachten. So sollte der Abstand zwischen zwei Rohren mindestens 1 m betragen, um eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch sollten möglichst wenige Bögen verlegt werden, damit die Reibungsverluste im System möglichst gering bleiben. Im Zuge der Planung des Kanalnetzes ist ebenfalls zu berücksichtigen, ob das Kellergeschoss beheizt wird. Ist dies der Fall, sollte das Kanalnetz nicht in unmittelbarer Nähe zum Gebäude verlegt werden, da das Erdreich-Temperaturfeld im Bereich des Gebäudes ansonsten das Erdreich-Temperaturfeld im Bereich des Kanalnetzes beeinflusst. Ist dies der Fall, erkauft man sich einen Teil der Luftvorerwärmung über höhere Transmissionsverluste der erdreichberührten Bauteile. In Bild 6.5.6-2 und 6.5.6-3 werden Anlagenschemata für unterkellerte und nicht unterkellerte Gebäude gezeigt.

Bild 6.5.6-2 Konzeption von Erdwärmetauschern für unterkellerte Gebäude

6

6.28

Luftbedarf und Lüftung

6

Bild 6.5.6-3 Konzeption von Erdwärmetauschern für nicht unterkellerte Gebäude

6.5.7 Zentrale Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung Als Ergänzung zu einem Wärmetauscher (dann diesem nachgeschaltet) oder als Alternative kann in den Abluftstrom eine Wärmepumpe eingebracht werden. Hiermit kann auch die nach dem Wärmetauscher verbleibende Abwärme genutzt werden. Die Wärmepumpe kann einerseits direkt in den Lüftungskreislauf integriert werden - dann ist sie entweder in das Zentralgerät integriert oder diesem nachgeschaltet - oder andererseits auf einen Trinkwarmwasserspeicher arbeiten und damit einen Teil der Warmwassererzeugung übernehmen.

6.29

6.6 Wärmetauscher 6.6.1 Verfahren zur Wärmerückgewinnung

6

Bild 6.6.1-1 Übersicht über Wärmerückgewinnungsverfahren nach VDI 2071 [11] (mit: Φ  erreichbare Rückwärmzahl des Wärmetauschers)

Rekuperatives Verfahren Bei rekuperativ arbeitenden Wärmetauschern (Kreuzwärmetauschern, GegenstromWärmetauschern) werden Fortluft- und Zuluftstrom ohne Luft- und/oder Feuchteaustausch aneinander vorbeigeführt. Die Wärmeübertragung vom wärmeren zum kälteren Luftstrom erfolgt über den Energieaustausch an festen Trennflächen zwischen den Luftströmen. Aufgrund der plattenartigen Anordnung der Trennflächen wird auch die Bezeichnung Plattenwärmetauscher verwendet. Wird der Taupunkt im wärmeren Luftstrom unterschritten, so schlägt sich Kondensat an den Trennflächen nieder und es wird zusätzlich die Kondensationswärme nutzbar gemacht (latente Wärme). Wird die Taupunkttemperatur nicht unterschritten, wird lediglich die sensible (fühlbare) Wärme ausgetauscht. Zur Bewertung rekuperativer Wärmetauscher wird die Rückwärmzahl Φ verwendet. Diese kann auf die Zuluftseite (Index 2) oder die Abluftseite (Index 1) bezogen werden. Es gilt:

6.30

Luftbedarf und Lüftung

Φ2 =

Temperaturdifferenz zwischen Zuluft und Außenluft Temperaaturdifferenz zwischen Abluft und Außenluft

(6.6.1-1)

Φ1 =

Temperaturdifferenz zwischen Abluft und Fortluft Temperatturdifferenz zwischen Abluft und Außenluft

(6.6.1-2)

Rekuperative Wärmetauscher sind die meistverwendeten Wärmetauscher in Anlagen zur mechanischen Wohnungslüftung.

6

Regeneratives Verfahren In Wärmetauschern nach dem regenerativen Prinzip erfolgt der Energieaustausch zwischen den Luftströmen über Speichermassen bzw -medien. Regenerative Wärmetauscher, bei denen flüssige Transportmedien benutzt werden, sind Kreisverbund-Wärmetauscher und Wärmerohre. Speichermassen kommen bei Rotations-Wärmetauschern und Kapillarventilatoren zum Einsatz. Während konstruktionsbedingt beim Einsatz von flüssigen Medien ausschließlich Wärme zwischen den Luftmassen ausgetauscht wird, findet bei Speichermassen auch ein Feuchte- und ggf. zusätzlich auch Luftaustausch statt. Bei regenerativ arbeitenden Systemen wird neben der fühlbaren Wärme in der Regel auch die durch Kondensation entstehende latente Wärme genutzt. Zur Bewertung regenerativer Wärmetauscher wird die Rückwärmzahl Φ sowie die Rückfeuchtzahl ψ verwendet. Die Rückwärmzahl wird dabei durch den Vergleich der relativen Feuchten sinngemäß nach Gl. 6.6.1-1 bzw. 6.6.1-2 bestimmt.

6.6.2 Kreuzwärmetauscher Ein Kreuzwärmetauscher besteht aus dünnen Metall- oder Kunststoffplatten, die vielschichtig mit Abstand übereinander angeordnet sind. Die Luftströme werden durch die zwischen den Platten verbleibenden Hohlräume geführt. Die Ankopplung der Hohlräume an die Luftströme erfolgt alternierend, d.h. durch jeden zweiten Hohlraum fließt der Abluftstrom, in den verbleibenden zwischenliegenden Hohlräumen fließt senkrecht dazu der Zuluftstrom. Das Konstruktionsprinzip eines Kreuzwärmetauschers ist in Tafel 21 dargestellt. Kreuzwärmetauscher benötigen aufgrund ihrer kompakten Bauweise wenig Platz und sind kostengünstig herstellbar. Darüber hinaus können sie üblicherweise zu Reinigungszwecken unkompliziert aus dem Lüftungsgerät ausgebaut und mit Wasser durchgespült werden. Enthält der Abluftstrom größere Mengen Luftfeuchtigkeit, so kann sich an den kalten Trennflächen Kondensat bilden. Die bei diesem Phasenübergang freiwerdende latente Wärme kann zusätzlich genutzt werden und vergrößert die Rückwärmzahl. Bei extrem geringen Außenlufttemperaturen kann es durch gefrierendes Kondensat im Wärmetauscher zu Eisbildung kommen. Hierdurch wird der Strömungswiderstand erhöht und der zur Verfügung stehende Querschnitt verringert. Aus diesem Grund ist bei extremen Temperaturen ggf. ein Luftvorerwärmer zuzuschalten.

6.31

6.6.3 Gegenstrom-Wärmetauscher Das Funktionsprinzip eines Gegenstrom-Wärmetauschers gleicht dem eines Kreuzwärmetauschers. Der Unterschied zwischen beiden Ausführungen besteht darin, dass die Luftströme nicht rechtwinklig geführt werden, sondern gegenläufig parallel. Das Prinzip wird in Tafel 22 erklärt. Gegenstrom-Wärmetauscher können höhere Rückwärmzahlen als Kreuzstrom-Wärmetauscher erzielen. Ein Beispiel für ein Zentralgerät mit Gegenstrom-Wärmetauscher ist in BIld 6.6.3-1 dargestellt.

6 Bild 6.6.3-1 Zentralgerät mit Gegenstrom-Wärmetauscher (Foto: Fa. Viessmann) A Ventilator Zuluft B Abluftfilter C Zuluftfilter D Gegenstrom-Wärmetauscher E Ventilator Fortluft

6.6.4 Kreisverbund-Wärmetauscher Beim Kreisverbund-Wärmetauscher durchläuft ein flüssiges Transportmedium in einem eigenständigen Kreislauf abwechselnd den Abluft- und den Zuluftstrom (siehe Tafel 23). Die Wärmeübertragung in beiden Luftströmen erfolgt über RippenrohrWärmeübertrager. Im Abluftstrom nimmt das Transportmedium auf diese Weise Wärmeenergie aus der vorbeiströmenden Luft auf und gibt sie bei Durchströmung des Zuluftstromes wieder ab. Über ein in den Kreislauf integriertes Dreiwegeventil kann ein Bypass zur Umgehung des Zuluftstromes aktiviert werden. Auf diese Weise kann eine Überwärmung der Raumluft in der Übergangszeit vermieden werden. Über den Bypass kann außerdem die Temperatur im Kreislauf so geregelt werden, dass Eisbildung im Abluftwärmetauscher vermieden wird. Da Zuluft- und Abluftstrom nicht räumlich angrenzend aneinander vorbei geführt werden müssen, eignet sich diese Art von Wärmetauscher insbesondere auch zur Nachrüstung bei bestehenden Anlagen.

6.32

Luftbedarf und Lüftung

6.6.5 Wärmerohre („heat-pipes“) Bei diesem Prinzip werden evakuierte Rippenrohre verwendet, die an der einen Seite in den Abluftstrom und an der anderen Seite in den Zuluftstrom ragen (siehe Tafel 24). Wärmerohre können waagerecht oder senkrecht eingesetzt werden. Bei waagerecht arbeitenden Systemen sind die Längsseiten mit einer kapillar leitfähigen Struktur versehen. In das Rohr ist ein Kältemittel eingebracht, welches bei Wärmeaufnahme im Abluftstrom verdampft. Der Dampf strömt in den kälteren Bereich des Wärmerohres der im Zuluftstrom liegt, kondensiert dort und gibt einen großen Teil seiner Wärmeenergie durch Wärmeübertragung über die Rippenflächen an den Zuluftstrom ab. In waagerecht arbeitenden Systemen wird das Kondensat über die kapillar leitende Struktur zurück in den warmen Bereich geführt und verdampft dort erneut. Bei senkrecht arbeitenden Systemen ist keine Kapillarstruktur erforderlich, der Rücktransport des Kondensats erfolgt über die Schwerkraft (Thermosiphon).

6.6.6 Rotations-Wärmetauscher

6

Beim Rotations-Wärmetauscher durchläuft eine langsam rotierende Speichermasse nacheinander den Abluft- und den Zuluftstrom. Die Speichermasse erwärmt sich im Abluftstrom und gibt diese Wärme beim Durchlaufen des Zuluftstroms wieder an diesen ab. Vor dem Durchlaufen der Zuluftzone durchläuft der Rotor eine Spülzone, in der die verbliebene Abluft ausgeblasen wird. Auf diese Weise wird eine Vermischung von Abluft und Zuluft im wesentlichen verhindert. Im Rotor wird nicht nur Wärme gespeichert, sondern auch Feuchte aus der Abluft aufgenommen (je nach Ausführung durch Absorption an einer hygroskopischen Oberfläche oder durch Adsorption als Kondensat), die über den Zuluftstrom teilweise wieder in den Raum zurückgeführt wird. Die Wirkung eines Rotations-Wärmetauschers wird also sowohl durch die Rückwärmzahl als auch durch die Rückfeuchtzahl beschrieben.

Bild 6.6.6-1 Einsatz von Rotations-Wärmetauschern in der Wohnungslüftung (Fotos: Fa. Hoval) links: Zentralgerät rechts: Struktur der Speichermasse

6.33

6.6.7 Kapillar-Ventilatoren Ein Kapillarventilator ist ein Ventilator mit einem Rotor aus einer porösen Masse, der wie ein Querstromventilator gebaut ist. Die zentral angeordnete Ansaugöffnung ist in einen Abluft- und einen Zuluftteil geteilt. Im Rotor erfolgt dann die Wärme- und Feuchteübertragung zwischen den Luftströmen. Kapillar-Ventilatoren weisen nur eine relativ geringe Rückwärmzahl auf und werden heutzutage nur noch selten eingesetzt.

6.7 Zustandsänderungen feuchter Luft (h-x-Diagramm) 6.7.1 Einführung Das h-x-Diagramm von Mollier dient der einfachen Darstellung von Zustandsänderungen feuchter Luft beim Erwärmen, Abkühlen, Mischen sowie Be- und Entfeuchten. Des weiteren können Abläufe in Klima- und Lüftungsanlagen dargestellt werden, die aus diesen Einzelprozessen zusammengesetzt sind. Alle wichtigen Kenngrößen der sich ergebenden Zustände sind direkt ablesbar. Im Einzelnen sind dies: -

die Temperatur der Luft [°C] als Ordinate (Isothermen) der absolute Feuchtegehalt [g Wasser / kg trockener Luft] als Abszisse die relative Luftfeuchte [%] als Kurvenschar (Isohygren) der Wasserdampf-Partialdruck [mbar] als zweite Abszisse am oberen Rand die Enthalpie (der Wärmeinhalt der feuchten Luft) [kJ/kg Luft] als schräge Linienschar (Isenthalpen) die Rohdichte [kg/m3] als flach geneigte Linienschar die Änderung der Enthalpie [kJ/kg] als Randmaßstab

Die Sättigungskurve (100 % rel. Luftfeuchte) „begrenzt“ das Diagramms nach recht unten. Unterhalb dieser Kurve befindet sich das Nebelgebiet, in dem die Luft mit Wasserdampf übersättigt ist. Die Isothermen (dann Nebelisothermen genannt) knicken an der Sättigungskurve nach rechts unten ab und verlaufen dann bei Temperaturen oberhalb von 0 °C (Feuchtnebelisothermen) etwas flacher als die Isenthalpen, bei Temperaturen unterhalb von 0 °C (Eisnebelisothermen) etwas steiler.

6

6.34

6

Bild 6.7.1-1 h-x-Diagramm für feuchte Luft bei 1 bar Luftdruck

Luftbedarf und Lüftung

6.35

6.7.2 Beispiele Beispiel 1: Ablesen von Zustandsgrößen Zu bestimmen sind die fehlenden Zustandsgrößen für feuchte Luft, die eine Temperatur von 20 °C und eine relative Feuchte von 50 % aufweist. → Bild 6.7.2-1 Lösung: - absoluter Feuchtegehalt: 7,4 g/kg trockener Luft - Wasserdampfpartialdruck: 11,7 mbar - Enthalpie: 38,8 kJ/kg - Rohdichte: 1,185 kg/m3 Beispiel 2: Lufterwärmung Zu bestimmen ist die Luftfeuchte, die sich einstellt, wenn man Luft mit 3 °C Lufttemperatur und 50 % Luftfeuchte auf 24 °C aufheizt. Welche Wärmeleistung ist notwendig, um einen Massenstrom von 1 kg/s wie vorstehend beschrieben zu erwärmen? → Bild 6.7.2-2 Lösung: - rel. Luftfeuchte: - Enthalpieänderung: - Wärmeleistung:

6 12,5 % 21 kJ/kg 1 kg/s x 21 kJ/kg = 21 kJ/s = 21 kW

Beispiel 3: Luftkühlung Zu bestimmen ist die Wassermenge, die ausgeschieden wird, wenn man Luft mit 20 °C und 50 % relativer Luftfeuchte auf 6 °C abkühlt. → Bild 6.7.2-3 Lösung: - Wassermenge:

1,5 g/kg trockener Luft

Anmerkung: Die Zustandsänderung verläuft nicht entlang einer direkten Verbindungsgeraden, da immer nur der Teil der Luft Wasser ausscheidet, der mit der Kühlfläche (Luftkühler, Oberflächen von Außenbauteilen) direkt in Kontakt kommt. Die aus einem Luftkühler austretende Luft ist also immer aus ungesättigter warmer Luft („Bypass-Luft“) und gesättigter kalter Luft zusammengesetzt. Je effektiver der Kühler arbeitet, desto weniger gekrümmt ist der Verlauf. Beispiel 4: Mischung zweier Luftmassen Zu bestimmen ist der Luftzustand, der sich einstellt, wenn man den Luftstrom 1 (750 kg/h, 5 °C, 80 % r.F.) mit dem Luftstrom 2 (1500 kg/h, 35 °C, 30 % r.F.) mischt.

6.36

Luftbedarf und Lüftung

→ Bild 6.7.2-4 Lösung: - Lufttemperatur: - relative Feuchte:

25,1 °C 43 %

Anmerkung: Die Lage des Mischpunktes auf der Verbindungsgeraden ist anhand der Anteile der Luftströme zu bestimmen: 750 / 1500 = 1 : 2. Die Gerade ist nun mit dem Kehrwert des Verhältnisses (also 2 : 1) zu teilen.

Zu bestimmen ist der Luftzustand, der sich einstellt, wenn man den Luftstrom 3 (1000 kg/h, -15 °C, 90 % r.F.) mit dem Luftstrom 4 (1000 kg/h, 15 °C, 95 % r.F.) mischt. → Bild 6.7.2-4

6

Lösung: - Lufttemperatur: - relative Feuchte:

4 °C > 100 %

Anmerkung: Der Mischpunkt liegt in diesem Fall im Nebelgebiet (Das Gebiet im h-xDiagramm, dass durch die Sättigungslinie nach oben begrenzt wird). Im Punkt M ist die Luft übersättigt. Das überschüssige Wasser liegt in Form feiner Tröpfchen, also in Nebelform, vor. Bei der Ermittlung von Zuständen im Nebelgebiet ist zu beachten, dass die Isothermen an der Sättigungslinie nach rechts unten abknicken und dann nahezu parallel zu den Linien konstanten Wärmeinhalts (den Isenthalpen) verlaufen. Beispiel 5: Luftbefeuchtung mit Wasser (adiabatische Befeuchtung) Zu bestimmen ist diejenige Menge Wasser einer Temperatur θw = 17 °C, die pro Stunde zerstäubt werden muss, um einen Luftstrom 1 (100 m3/h, 25 °C, 20 % r.F.) auf eine Temperatur von 23 °C bei einer relativen Luftfeuchte von 40 % abzukühlen. Des Weiteren ist die notwendige Wärmeleistung zu bestimmen, die für diesen Vorgang zugeführt werden muss. → Bild 6.7.2-5 Lösung: - notw. Wassermenge: - Wärmeleistung:

3,1 g/kg x 1,17 kg/m3 x 100 m3/h = 362,7 g/h (41,2 kJ/kg - 35,6 kJ/kg) x 1,17 kg/m3 x 100 m3/h = 655,2 kJ/h = 182 W

Anmerkung: Wird einer Luftmenge zerstäubtes Wasser zugeführt, so nimmt der Wärmeinhalt der feuchten Luft um den Wärmeinhalt des Wassers zu. Die Richtung der

6.37 Zustandsänderung kann mit Hilfe des Randmaßstabes und der spez. Wärmekapazität des Wassers (cw = 4,18 kJ/(kgxK)) sowie der Temperatur des Wassers ermittelt werden. Für dieses Beispiel ergibt sich Δh / Δx = cw x θw = 4,18 kJ/(kgxK) x 17 °C = 71,06 kJ/kg. Diese Richtung der Zustandsänderung wird in den Ausgangspunkt parallelverschoben. Da durch den reinen Befeuchtungsvorgang die Luft zu sehr abgekühlt wird, ist eine Nacherwärmung notwendig, um den gewünschten Endzustand 2 zu erhalten. Die hierfür einzusetzende Wärmeleistung ergibt sich aus der Enthalpiedifferenz zwischen dem Zustand K und dem Zustand 2. Beispiel 6: Luftbefeuchtung mit Sattdampf Zu bestimmen ist die Menge an Sattdampf (θd = 100 °C), die notwendig ist, um einen Luftstrom (300 m3/h, 23 °C, 4g /kg absolute Luftfeuchte) auf eine relative Luftfeuchte von 50 % zu befeuchten. → Bild 6.7.2-6 Lösung: - notw. Dampfmenge:

5,15 g/kg x 1,175 kg/m3 x 300 m3/h = 1815 g/h

Anmerkung: Sattdampf einer Temperatur von 100 °C weist einen Wärmeinhalt von Δh / Δx =2676 kJ/kg auf. Hiermit kann die Zustandsänderung am Randmaßstab aufgetragen werden. Diese Richtung der Zustandsänderung wird in den Ausgangspunkt parallelverschoben. Wie im Diagramm zu erkennen ist, verläuft die Zustandsänderung bei Dampfbefeuchtung nahezu isotherm.

6

6.38

6

Bild 6.7.2-1 Mollier-Diagramm zu Beispiel 1

Luftbedarf und Lüftung

6.39

6

Bild 6.7.2-2 Mollier-Diagramm zu Beispiel 2

6.40

6

Bild 6.7.2-3 Mollier-Diagramm zu Beispiel 3

Luftbedarf und Lüftung

6.41

6

Bild 6.7.2-4 Mollier-Diagramm zu Beispiel 4

6.42

6

Bild 6.7.2-5 Mollier-Diagramm zu Beispiel 5

Luftbedarf und Lüftung

6.43

6

Bild 6.7.2-6 Mollier-Diagramm zu Beispiel 6

6.44

Luftbedarf und Lüftung

6.8 Literatur [1] [2] [3] [4] [5]

[6]

[7]

6

[8] [9] [10]

[11]

[100]

[101] [102] [103] [104] [105]

[106]

DIN 1946-2 (01.94): Raumlufttechnik – Gesundheitstechnische Anforderungen (VDI-Lüftungsregeln) DIN 1946-6 (10.98): Raumlufttechnik – Lüftung von Wohnungen – Anforderungen, Ausführung, Abnahme (VDI-Lüftungsregeln) DIN 1946-7 (06.92): Raumlufttechnik – Raumlufttechnische Anlagen in Laboratorien (VDI-Lüftungsregeln) DIN 4108-2 (07.03): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Mindestanforderungen an den Wärmeschutz DIN 4108-3 (07.01): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung DIN 4108-7 (08.01): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Luftdichtheit von Gebäuden, Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele DIN 18017-1 (02.87): Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster – Einzelschachtanlagen ohne Ventilatoren DIN 18017-3 (08.90): Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster – mit Ventilatoren E DIN 18032-1 (01.02): Sporthallen – Hallen und Räume für Sport und Mehrzwecknutzung – Grundsätze für die Planung DIN EN 13829 (02.01): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden – Differenzdruckverfahren VDI 2071 (12.87): Wärmerückgewinnung in raumlufttechnischen Anlagen

Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und komunaler Verwaltungen im Bundesministerium für Verkehr (AMEV): Hinweise zur Planung und Ausführung von Raumlufttechnischen Anlagen für öffentliche Gebäude (RLT-Anlagen-Bau-93) Brück, H.; Käser, R.: Energieeffizientes Bauen. Weiterbildungsseminar der Ingenieurakademie West e.V., Ratingen, 2005 Fanger, P.O.: Ein neues Komfortmodell für Raumluftqualität. 1990 Geißler, A.; Hall, M.: Luftdichtheitsmessungen. In: Bauphysik-Kalender 2003. Ernst & Sohn Verlag, Berlin, 2003 Knöbel, U.: Einrichtungen zur freien Lüftung und Lüftungsanlagen. Tagungsbericht: „Lüftung im Wohnungsbau“, Verlag TÜV Rheinland, 1984 Mack, G.; Werner, J. et al.: Schlussbericht zum Forschungsvorhaben „Energieeinsparung, biologische Aspekte und Akzeptanz im Wohnungsbau nach dem Prinzip der Grünen Solararchitektur zur passiven Energiegewinnung. Physikalisches Institut der Universität Tübingen, 1989 Pistohl, W.: Handbuch der Gebäudetechnik: Planungsgrundlagen und Beispiele – Band 2: Heizung/Lüftung/Energiesparen. Werner Verlag,

6.45

[107] [108] [109]

[110]

Düsseldorf, 3. Auflage 2000 Recknagel, H.; Sprenger, E.; Schramek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik. Oldenbourg Industrieverlag München, 72. Auflage 2005 RWE Plus AG: RWE Bau-Handbuch. 12. Auflage, VWEW-Energieverlag, Frankfurt/Main, 1998 Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung - EnEV) vom 07. Dezember 2004 (BGBl. I S. 3147) Werner, J,; Laidig, M.: Grundlagen der Wohnungslüftung im Passivhaus. In: Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser – Protokollband Nr. 17: Dimensionierung von Lüftungsanlagen in Passivhäusern. Passivhaus-Institut, Darmstadt, 2. Auflage 2001

6

Index A Abdichtstoffe, Kennwerte 1.64 Abdichtung der Bodenplatte bei Bodenfeuchte 5.149 ff Abdichtung Fundamentanschluss 5.149 Abdichtung gegen aufstauendes Wasser 5.178 ff Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit 5.148 ff Abdichtung gegen drückendes Wasser 5.172 ff Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser 5.163 ff Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser, Anforderungen 5.164 f Abdichtung gegen nicht stauendes Sickerwasser 5.148 ff Abdichtung gegen von innen drückendes Wasser 5.180 ff Abdichtung im Freien 5.166 Abdichtung im Gebäudeinneren 5.165 Abdichtung im Türschwellenbereich 5.160 f Abdichtung nicht unterkellerter Gebäude 5.152 Abdichtung unterkellerter Gebäude 5.153 Abdichtung von Bewegungsfugen 5.181 f Abdichtungen im Bereich von Anschlüssen 5.186 f Abdichtungen, hoch beanspruchte 5.140 Abdichtungen, mäßig beanspruchte 5.140 Abdichtungsart, Zuordnung 5.135 f Abdichtungshöhen 5.165 Abdichtungsmaterialien 5.141 ff Abdichtungsmaterialien für hohe Beanspruchungen 5.170 ff Abdichtungsmaterialien für mäßige Beanspruchungen 5.167 ff Abdichtungsmaterialien, Anforderungen 5.142 Abdichtungsmaterialien, Verarbeitung 5.145 ff Abdichtungssysteme gegen drückendes Wasser 5.174 ff Abdichtungssysteme gegen nicht drückendes Wasser 5.168 f A-Bewertung 7.19, 7.60 f Abluftanlage, Funktionsschema T.20 ff Abluftzone 6.20 f Abminderungsfaktor Sonnenschutz 2.147 Abschirmung 7.21 f, 7.35, 7.58 ff, 7.70 ff Absorber, Anordnung 9.19 ff Absorber, Kombinationen mit Resonatoren 9.11 f Absorber, mikroperforierte 9.10 f Absorber, poröse 9.6 ff Absorber, Resonanz- 9.10 Absorber, technische 9.6 ff Absorptionsgrad, Schall- 9.4 Absorptionsgrad, Strahlungs- 2.91, 2.99 f

Absorptionskoeffizienten der Luft 7.65 Abstrahlung, halbkugelförmige 7.22 Abstrahlung, halbzylinderförmige 7.23 Abstrahlung, kugelförmige 7.21 Abstrahlung, zylinderförmige 7.23 Abwärmenutzung 6.24 ff adiabate Ränder 2.62 ff, 2.138 adiabatische Befeuchtung 6.36 f Adsorption 5.26 f Aktivitätsstufen 4.8 Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung 1.16 f, 1.20 Anforderungen an den Brandschutz 10.2 ff Anforderungen an den Feuchteschutz 5.38 ff Anforderungen an den Wärmeschutz 2.71 ff Anforderungen an die Luftschalldämmung 8.35 ff Anforderungen an die Nachhallzeiten 9.12 Anforderungen an die Trittschalldämmung 8.202 ff Anforderungen der EnEV 2.79 ff Anforderungen, gesundheitstechnische 4.8 Anlagenaufwandszahl 2.108 ff Anlagenbewertung, Formularvorlagen 1.87 Anlagenkonfigurationen, Komponenten 2.112 Anlagentechnik 2.97, 2.110 ff, 2.127, 2.130 f anlagentechnische Daten 2.131 äquivalente Schallabsorptionsfläche 9.5, 9.45 Armaturen, schalltechnische Anforderungen 8.245 Armaturengeräuschpegel 8.245 Armaturengruppen 8.245 Asphalt, Kennwerte 1.47 Asphaltmastix 5.144 f aufstauendes Wasser 5.172 Ausgleichsfeuchte eines Baustoffes 5.29 Auslaufarmaturen 8.245 Ausnutzungsgrad 2.108 Außen-Brand-Kurve 10.19 f außengedämmte Wand, Wärmebrücken 3.20 ff Außenlärmpegel vor Hausfassaden 8.33 Außenluftstrom 6.2 f Außentemperatur, mittlere 2.47 ff Außenwände aus Leichtbeton, tauwasserfrei 5.50 f Außenwände aus Mauerwerk, tauwasserfrei 5.43 ff Außenwände aus Nomalbeton, tauwasserfrei 5.48 ff Außenwände in Fachwerkbauart, Schallschurt 8.90 ff Außenwände in Holzbauart, tauwasserfrei 5.52 ff Außenwände in Holzbauart, Schalldämm-Maß 8.79 ff Außenwände in Stahlleichtart, Luftschalldämm-Maß 8.153 ff Außenwanddämmung 5.90 f

B Barometerdruck 5.4 Bauakustik 7.11, 8.1 ff Bauakustik, Formelzeichen 8.1 ff bauakustisch relevanter Frequenzbereich 7.11 Bauart, leichte 2.149, 2.154 ff Bauart, schwere 2.149, 2.154 ff Baugrund, geotechnische Untersuchung 5.135 bauliche Änderungen 2.81 ff bauliche Verschattungen 2.147 Bauplatten, Kennwerte 1.50 Bauregelliste 10.4, 10.16 f, 10.19 ff Bau-Schalldämm-Maß 8.34 ff, 8.79 ff Bau-Schalldämm-Maß, Anforderungen 8.34 ff Baustoffe, benetzbare, hydrophile 5.33 Baustoffe, hygroskopische, kapillarporöse 5.26 Baustoffklassen 10.8 f, 10.13 Bauteile gegen Erdreich 2.93 Bauteile mit Flächenheizung 2.93 Bauteile, homogene 2.16 Bauteile, inhomogene 2.17 f Bauteile, leichte 2.76 Bauteile, schwere 2.74 f Bauteilschichten, Anordnung 5.88 Bauwerksabdichtung 5.133 ff Beanspruchungsgruppen, Schlagregen- 5.35 ff Behaglichkeit 4.1 ff Behaglichkeitsfelder 4.3 ff Behaglichkeitskennlinie 4.3 Behaglichkeitskriterien 4.8 Behälterabdichtung 5.180 ff Beheizung Wärmebrücke 2.72 ff Beheizungskurve 10.19 f Bekleidungsflächenfaktoren 4.14 Bemessungstemperaturfaktor 5.103 ff Bemessungswasserstand 5.138 benetzbare, hydrophile Baustoffe 5.33 BERGERsches Massegesetz 8.18 f besonders laute Räume 8.7, 8.40 f Beton, Kennwerte 1.48 f Betonbauweise, Feuerwiderstand 10.24 ff Betonsteine, Kennwerte 1.56 Beugung an Schirmkanten 7.70 Beugungseffekte 7.71 Beurteilungspegel 7.26 ff Beurteilungspegel an Straßen 7.38 ff Beurteilungspegel bei Schienenwegen 7.44 ff Beurteilungspegel der Gesamtbelastung 7.34 Beurteilungspegel der Vorbelastung 7.32 f Beurteilungspegel der Zusatzbelastung 7.34 ff Bewegungsfugen, Abdichtung 5.181 f

bewertetes Luftschalldämm-Maß 8.49 ff Bezugsabsorptionsfläche 8.10, 8.24 Bezugs-Nachhallzeit 8.24 Bezugs-Schallleistung 7.59 Bezugswerte für die Luftschalldämmung 8.13, 8.26 biegesteif 8.21 biegeweich 8.21 biegeweiche Vorsatzschale 8.53 ff BImSchG 7.24, 7.27 Binder/Schmidt-Verfahren 2.47 ff Bitumenbahnen 5.147 Bitumendickbeschichtungen 5.146 bituminöse Klebemassen 5.143 bituminöse Voranstrichmittel 5.143 Blähperlite-Platten 1.16 Blower-Door Test 6.11 ff Böden, Kennwerte 1.67 Bodenbeläge, Trittschallverbesserung 8.220 Bodenfaktor 7.67 Bodenfeuchte 5.133 Bodenfeuchtigkeit 5.137 Bodenfeuchtigkeit, Querschnittsabdichtung 5.154 f Bodenfeuchtigkeit, senkrechte Abdichtung 5.155 ff Bodenplatte, aufgeständert 2.141 Bodenplatte, Wärmeübertragung 2.140 ff Brandabschnitt im Gebäude 10.11 Brand-Klassifizierungskriterien 10.20 ff Brandlast 10.5 Brandprüfung 10.9, 10.12 Brandschutz, Anforderungen 10.2 ff Brandschutzmaßnahmen, primäre 10.2 ff Brandschutzregelungen für Sonderbauten 10.4 Brandüberschlag 10.18 Brandverhalten 10.4 ff, 10.10 ff Brandverlauf 10.5 Brandwand 10.11, 10.22 f Brennbarkeit 10.8, 10.12 Brennbarkeitsgrad 10.7, 10.12 brennendes Abtropfen 10.15 Bruttovolumen 2.89 Bundes-Immissionsschutzgesetz 7.29

C CE-Kennzeichnung 1.16 clo (Einheit) 4.3, 4.10, 4.15 CO2-Gehalt 6.4 f

D Dachbahnen, Kennwerte 1.64 Dächer in Holzbauweise, Schalldämm-Maß 8.110 ff Dächer, belüftete, tauwasserfrei 5.56 ff Dächer, nicht belüftete, tauwasserfrei 5.54 f

Dachfenster, Wärmebrücken 3.59 Dämmstoff, Baumwolle 1.20 Dämmstoff, Blähglas 1.20 Dämmstoff, Blähperlite 1.60 Dämmstoff, Blähton 1.21 Dämmstoff, Dinkelspelzen 1.21 Dämmstoff, Flachs 1.22 Dämmstoff, Getreidegranulat 1.22 Dämmstoff, Hanf 1.23 Dämmstoff, Hobelspäne 1.23 Dämmstoff, Holzfaser 1.24, 1.61 Dämmstoff, Holzwolleplatten 1.24, 1.62 Dämmstoff, Kalziumsilikat 1.25 Dämmstoff, Kokos 1.25 Dämmstoff, Kork 1.26, 1.61 Dämmstoff, Mehrschicht-Leichtbauplatten 1.61 Dämmstoff, Mineralschaum 1.27 Dämmstoff, Mineralwolle 1.26, 1.59 Dämmstoff, Perlite 1.27 Dämmstoff, Phenolharz 1.60 Dämmstoff, Polyesterfasern 1.28 Dämmstoff, Polystyrol expandiert 1.28, 1.59 Dämmstoff, Polystyrol extrudiert 1.29, 1.59 Dämmstoff, Polyurethan 1.29, 1.60 Dämmstoff, Rhesolharz 1.30 Dämmstoff, Schafwolle 1.30 Dämmstoff, Schaumglas 1.31, 1.60 Dämmstoff, Schilfrohr 1.31 Dämmstoff, Seegras 1.32 Dämmstoff, Stroh 1.32 Dämmstoff, Vakuum-Dämmplatten 1.33 Dämmstoff, Vermiculite 1.33 Dämmstoff, Wiesengras 1.34 Dämmstoff, Zellulose 1.34 Dämmstoffe, Anwendungsbeispiele 1.19 Dämmstoffe, Anwendungstypen 1.18 Dämmstoffe, Einsatzgebiete 1.18 Dämmstoffe, Hersteller 1.35 ff Dampfbremse 5.92 f Dampfsperre 5.88, 5.92 f Dämpfung, Abschirmung 7.70 f Dämpfung, Bodeneffekt 7.65 f, 7.69 f Dämpfung, geometrische Ausbreitung 7.58, 7.63 f Dämpfung, Luftabsorption 7.64 Dämpfung, Oktavband- 7.59, 7.63 Dämpfung, Schall- 7.39, 7.45, 7.56 ff Dämpfung, zusätzliche Dämpfungsarten 7.75 f Dämpfungsterm 7.63, 7.66 ff, 7.72 Darcy´schen Gesetz 5.26 Dauerschalldruckpegel 7.57 ff Dauerschallpegel 7.17 f, 7.23 f Deckaufstrichmittel 5.143

Deckenreflexion 9.22 Deckentemperatur 4.5 Desorption 5.26 f dezentrale Lüftungssysteme 6.22 ff dezibel (Einheit) 7.9 dezipol (Einheit) 6.2 Diagrammverfahren 2.109 ff Dichte 1.47 ff Differenzdruckmessung 6.13 f Differenzenverfahren nach Binder/Schmidt 2.47 ff diffuse Reflexion 9.17 Diffusionsdiagramm 5.60 f, 5.111 f Diffusionsduchlasswiderstand 5.14 f Diffusionsdurchgangskoeffizient 5.15 f Diffusionsgrad 9.18 f Diffusionsleitkoeffiezient, Wasserdampf- 5.13 Diffusionsstromdichte, Wasserdampf- 5.16 f Diffusionsübergangswiderstand, Wasserdampf- 5.12 f Diffusionswiderstandszahl, Wasserdampf- 5.18 ff DIN 18005-1, 7.30, 7.49 ff DIN 18041, 9.13 DIN 18195, 5.133 ff DIN 18195, Geltungsbereich 5.134 f DIN 18195, Lastfälle 5.138 ff DIN 18195-2, 5.141 ff DIN 18195-5, 5.163 ff DIN 18195-6, 5.172 ff DIN 18195-7, 5.180 ff DIN 18195-8, 5.181 f DIN 18195-9, 5.186 f DIN 1942-2, 4.8 DIN 4102, 10.7 ff DIN 4107-10, 1.87 DIN 4108 Beiblatt 2, 2.64 ff, 3.1 ff DIN 4108-2, 2.144 ff DIN 4108-3, 5.43 DIN 4108-7, 6.7 ff DIN 4108-10, 1.16 ff, 1.24 ff DIN 4109, 8.63 ff DIN EN 13501, 10.12 DIN EN ISO 10 211-1, 2.62 ff DIN EN ISO 13788, 5.94 ff DIN EN ISO 13788, Jahresbilanzberechnung 5.120 ff DIN EN ISO 13788, Nachweisverfahren, 5.102 ff DIN EN ISO 140, 8.10 f DIN EN ISO 6946, 2.9 ff DIN EN ISO 7730 (Entwurf) 4.1, 4.11 DIN ISO 9613-2, 7.56 ff DIN V 18 599, 2.132 ff DIN V 4108-6, 2.108 ff, 2.231 f DIN V 4701-10, 2.109 f Dissipation 9.4, 9.6, 9.11

Dränung 5.138 f Drempel 2.88 Dröhneffekt 9.19 drückendes Wasser 5.137, 5.172 Druckspüler 8.245 DR-Wert 4.16 DTV (Verkehrsstärke) 7.38 ff Durchbiegungsgeschwindigkeit 10.9 f Durchdringungen Dämmschicht 2.21 f Durchdringungen, Abdichtung 5.186 f Durchflussbegrenzer 8.245 Durchflussklassen 8.246 Durchlässigkeitsbeiwert 5.138 f dynamische Steifigkeit 8.22 ff, 8.219

E Echo 9.4, 9.19 ff Effusion 5.30 Eigenfrequenz 8.21 f, 9.9 f Einfügungsdämpfungsmaß 7.71 Einheiten-Umrechnungstafel 1.1 Einheitstemperaturzeitkurve 10.6 einschalige Wand, Schalldämm-Maß 8.51 ff Einstrahlzahl 4.9 Einzelraumlüftung 6.22 ff Eis, Kennwerte 1.68 elastisch aufgelagert 8.221 ff elastische Auflagerung Treppenläufe 8.222 Emission 9.3, 9.13, 9.19 f Emissionsgrad 2.7 ff, 2.40 ff, 2.100 f Emissionsort 8.213 f Empfangsraum 8.24 f, 8.44 f, 8.213 f Empfindungstemperatur 4.2 Endzündungsszenarien 10.9 energetische Bewertung von Gebäuden 2.132 ff Energiebedarfsausweis Formblätter 1.91 Energieeffizienzklassen 2.129, T.8 Energieeinsparverordnung 1.91 ff, 2.77 ff Energieeinsparverordnung 2006, 2.127 f Energiepass 2.126, 2.128 ff Energiepass-Muster T.10 ff energiesparende Bauweise 2.74 ff energiesparender Wärmeschutz 2.77 ff Energieträger 2.112 Energieumsatz bei Tätigkeiten 4.12 ff EnEV, Anforderungen 2.79 ff EnEV, Formularvorlagen 1.85 EnEV, Geltungsbereich 2.79 EnEV, vereinfachtes Verfahren 2.113 ff EnEV, Verfahren für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen 2.85 ff EnEV, Wärmebrücken 3.1

Entflammbarkeit 10.8 Enthalpie 6.33 ff Entzündbarkeit 10.12 erdberührte Bauteile 2.88, 2.135 ff Erdwärmetauscher 6.26 ff Estrich, Kennwerte 1.47 Estrich, schwimmender 8.219, 8.223 EU-Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ (EPBD) 2.125 ff

F Fachwerkdecken, Normtrittschallpegel 8.240 ff Fachwerkdecken, Schalldämm-Maß 8.135 ff Fahrzeuggeräusche 7.27 Federbügel 8.122 f, 8.224 ff Feder-Masse-System 9.9 ff Federschienen 8.224 ff Federsteifigkeit 8.23 Fenster und Fenstertüren, U-Wert 2.37 ff Fenster, Luftschalldämm-Maß 8.199 ff Fensterflächenanteil 2.80, 2.85 f, 2.144 ff Fensterlüftung 6.16 f Fensterorientierung 2.145 Fensterrahmen, U-Wert 2.38 ff Fensterstellung 6.17 Feuchtbereichsverfahren (wet-cup) 5.21 Feuchtebereich, überhygroskopische 5.28 Feuchteeinflüsse auf die Wärmeleitfähigkeit 5.30 Feuchtegehalt 5.35 Feuchtegehalt, massebezogener 5.28 Feuchtegehalt, volumenbezogene 5.28 Feuchte-Nachweis, leichte Bauweise 5.105 f Feuchtequellen im Haushalt 6.5 Feuchteschutz, Anforderungen Feuchteschutz, klimabedingter 5.38 ff, 5.94 ff feuchteschutztechnische Kennwerte 1.47 ff Feuchtetransport 5.12, 5.20 ff Feuchtetransport in Baustoffen 5.24 ff Feuchtetransportmechanismen 5.24 feuerbeständig 10.11, 10.22 f feuerhemmend 10.10, 10.22 f Feuerübersprung 10.5 Feuerwiderstand 10.19 ff Feuerwiderstand, Betonbauweise 10.24 ff Feuerwiderstand, Holzbauweise 10.43 ff Feuerwiderstand, Mauerwerksbauweise 10.34 ff Feuerwiderstand, Stahlbauweise 10.53 ff Feuerwiderstandsfähigkeit 10.7, 10.12, 10.21 ff Feuerwiderstandsklassen 10.9 ff, 10.22 ff Fick’schen Gesetze 5.31 Filmschicht, mono- oder multimolekulare 5.24 Finite-Differenzen-Methode (FD-Methode) 2.61, 5.104

Finite-Elemente-Methode (FE-Methode) 2.61, 5.104 Flachdächer in Holzbauweise, Schalldämm-Maß 8.108 ff Flachdächer in Stahlleichtbauweise, LuftschalldämmMaß 8.164 ff Flächenberechnung 1.7 flächenbezogene Masse 8.18 f, 8.42 flächenbezogene Masse für Konstruktionen mit Hohlräumen 8.217 flächenbezogene Masse für Putzschichten 8.51 Flächenheizung 2.94 Flammenausbreitung 10.12 f Flankenschalldämm-Maß massiver Bauteile 8.69 f Flankenschalldämm-Maß von Bauteilen in Holzbauweise 8.149 ff Flankenschalldämm-Maß von Bauteilen in Stahlleichtbauweise 8.197 ff Flankenübertragung 8.12, 8.42 ff Flankenübertragung - Holzbalkendecken 8.149 ff Flankenübertragung - Massivdecken mit schwimmendem Estrich 8.74 f Flankenübertragung - Massivdecken mit Unterdecken 8.70 ff Flankenübertragung - Wände in Stahlleichtbauweise 8.197 ff Flankenübertragung - Wände mit biegeweicher Vorsatzschale 8.75 ff Flankenübertragung - Wände in Holzbauweise 8.151 ff Flankierende Bauteile bei biegeweichen trennenden Bauteilen 8.43 f Flankierende Bauteile bei Vorsatzschalen 8.44 f Flankierende Bauteile im Massivbau 8.42 f Flankierende Bauteile im Skelett- oder Holzbau 8.45 f Flash-over 10.5 Flatterecho 9.19 ff Fluglärm 7.51, 7.57 Flüssigwasser-Transportmechanismen 5.26 Folien, Kennwerte 1.64 Formblätter zum Energiebedarfsausweis / Wärmebedarfsausweis 1.91 Formelzeichen Bauakustik 8.1 ff Formelzeichen Brandschutz 10.1 f Formelzeichen Feuchteschutz 5.1 f Formelzeichen Raumakustik 9.1 f Formelzeichen Schallausbreitung 7.1 ff Formelzeichen Wärmeschutz 2.1 f freie Lüftung 6.15 ff Fremdgeräusche 7.25, 7.32 Frequenz 7.9 ff, 7.18 ff, 5.56 ff Frequenzanalyse 7.10 Frequenzbewertung 7.18 Frequenzspektrum 7.10 f

Fugenabdichtung 5.181 f Fugenabdichtungsarten 5.37 f Fugenbewegungsmaß 5.182 Fugenlüftung 6.15 f Füllungsabstandshalter 2.42 Fußbodenbeläge, Kennwerte 1.64 Fußbodenbeläge, Trittschallverbesserungsmaße 8.220 Fußbodenheizung 4.4 f

G Gase, Kennwerte 1.6 Gaskonstante, spezifische 5.3 Gauben, Wärmebrücken 3.60 Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen 2.76, 2.79ff, 2.85 Gebäude mit normalen Innentemperaturen 2.79 ff, 2.86 f Gebäudeaufnahme 2.130 f Gebäude-Energiepass 2.128 ff Gebäudetyp 2.80 f Gefälledämmung, U-Wert 2.24 Gegenstrom-Wärmetauscher 6.31 Gehgeräusche 8.27, 8.211 Genehmigungsverfahren 7.26 geotechnische Untersuchung des Baugrundes 5.135 Geräusche aus Nachbarwohnungen 8.6 Geräuschimmissionen 7.24 ff, 7.32 ff Gesamtenergiedurchlassgrad 2.96 ff, 2.146 ff Gesamtenergiedurchlassgrad, Verglasungen 1.69 ff Gesamtenergieeffizienz 2.125 ff Gesamtschalldruckpegel 7.16, 7.80 ff Gesamtwärmeabgabe von Personen 4.8 Gesamtwärmestrom 2.67 f Gewerbelärm 7.57 Gipskarton, Kennwerte 1.50 Glas, Kennwerte 1.65 Glaser-Verfahren 5.13, 5.22, 5.42 ff Glaser-Verfahren, Berechnungsbeispiele 5.72 ff Glaser-Verfahren, Klimarandbedingungen 5.58 Glaser-Verfahren, Nachweisführung 5.57 ff Grundwassereinfluss 2.138 f Grundwasserstand 5.138 Gummi, Kennwerte 1.67 Gußasphalt 5.144 f g-Wert, Verglasungen 1.69 ff, 2.149 ff

H Haft- und Kapillarwasser 5.137 halbkugelförmige Abstrahlung 7.22 Halbraum-Temperaturdifferenz 4.9 halbzylinderförmige Abstrahlung 7.23 Hallradius 9.23

harmonischer Klang 7.10 f haustechnische Anlagen, Schallschutz 8.244 ff haustechnische Anlagentechnik 2.108 Haustrennfuge 8.214 Heizanlagenverordnung 2.78 Heizenergiebedarf 2.78 Helmholtz-Resonator 9.8, 9.10 f Hertz (Einheit) 7.9 Hinterlüftung bei Tauwassergefährdung 5.92 Hochhausverordnung 10.3 Hohlraum, nichtbedämpft 9.9 Hohlraumbedämpfung 8.23, 9.9, 9.24 ff Hohlraumresonanz 8.22 f Holz und Holzwerkstoffe, Kennwerte 1.63 Holzbalkendecken in Fachwerkgebäuden 8.243 ff Holzbalkendecken im Massivbau 8.224 ff Holzbalkendecken in Gebäuden in Skelett- oder Holzbauweise 8.226 ff Holzbalkendecken, Schalldämm-Maß 8.122 ff Holzbalkendecken, Trittschall 8.238 ff Holzbauart, Wärmebrücken 3.47 ff Holzbauweise, Feuerwiderstand 10.43 ff Holzbauweise, Luftschalldämm-Maße 8.79 ff Holzfachwerkaussenwände, tauwasserfrei 5.52 ff Holzfasern 1.16, 1.24 Holzfußböden, schwimmend verlegt 8.219 Holzwolle-Platten 1.16, 1.24 homogene Bauteile 2.16 Hörschwelle 7.15 ff Hüllfläche 2.88 ff Hüttensteine, Kennwerte 1.55 h-x-Diagramm 6.33 ff hydrostatisch drückendes Wasser 5.172 hygroskopische, kapillarporöse Baustoffe 5.26 Hysterese zwischen Adsorptions- und Desorptionsisotherme 5.27

I Immission 9.3, 9.13, 9.17 f, 7.23 ff Immissionsgrenzwert 7.23, 7.30 Immissionsort 7.24 ff, 7.39 ff, 7.62 ff, 8.213 f Immissionsrichtwert 7.24 ff, 7.30 Industrielärm 7.57 inhomogene Bauteile 2.17 f Innenwanddämmung 5.90 f Innenwände, Wärmebrücken 3.60 ff instationäre Randbedingungen 2.47 f interne Wärmegewinne 2.86, 2.91 ff, 2.102, 2.108 Isenthalpe 6.33 Isohygre 6.33 Isoliergläser mit Kapillareinlage, Kennwerte 1.84 Isotherme 6.33, 6.36

Isothermenverläufe 2.61

J Jahres-Heizenergiebedarf 2.79 Jahres-Heizwärmebedarf 2.78 ff, 2.108 Jahres-Heizwärmebedarf, flächenbezogen 2.86 ff Jahresniederschlagsmengen 5.36 Jahres-Primärenergiebedarf 2.79 ff

K Kalksandsteine, Kennwerte 1.55 Kapillar- und Haftwasser 5.137 Kapillaraszension 5.33 f Kapillardepression 5.33 f kapillare Steighöhe 5.33 Kapillarkondensation 5.25 Kapillarleitung 5.24 f, 5.33 Kapillarporen 5.31 ff kapillarporöse, hygroskopische Baustoffe 5.26 Kapillarradius 5.34 Kapillar-Ventilatoren 6.33 Kassettenkonstruktionen, U-Werte 2.25 ff Kastenfenster 2.39 ff Kelleraußenwände, tauwasserfrei 5.51 Kennimpendanz 7.14 Kennwerte, feuchteschutztechnische 1.47 ff Kennwerte, wärmeschutztechnische 1.47 ff Kerndämmung 5.90 f kerngedämmtes Mauerwerk, Wärmebrücken 3.32 ff Klang, harmonischer 7.10 f klimabedingter Feuchteschutz 5.38 ff, 5.94 ff klimatische Randbedingungen, raumseitige 5.98 f Klimazonen Deutschland T.6, T.9, 5.96 Klinkermauerwerk, Kennwerte 1.51 ff Knudsen’sche Molekularbewegung 5.30 Koexistenzperiode 10.4 Koinzidenzfrequenz 8.20 ff Kombination poröse Absorber mit Resonatoren 9.11 f Komponenten der Anlagenkonfigurationen 2.112 Kondensationswärme 5.10 Konstruktionen, tauwassernachweisfreie 5.43 ff Konvektion 2.2, 2.4, 2.8, 2.11 ff Konvektionsdecke 6.19 Konzentration der trockenen Luft 5.8 Konzentration, Wasserdampf- 5.8 f Kork 1.16, 1.26 Körperschall 7.9, 7.26, 7.32 Körperschallanregung 8.24 Körperschallübertragung 8.211 Korrekturfaktor für meteorologische Einflüsse 7.72, 7.77 f Kratzspachtelung 5.145 Kreisverbund-Wärmetauscher 6.31, T.24

Kreuzwärmetauscher 6.23, 6.29 ff, T.23 kritische Oberflächenfeuchte 5.100 f kugelförmige Abstrahlung 7.21 Kühldecke 6.19 Kühlleistung 2.144 Kundtsches Rohr 9.4 Kunststoff-Dichtungsbahnen 5.148 Kunststoffe, Kennwerte 1.67 Kunststoffmodifizierte Bitumenbeschichtungen 5.146

L Labor-Schalldämm-Maß 8.12 f, 8.55 ff, 8.79 Landesbauordnung (LBO) 10.3, 10.11 längenbezogene Strömungswiderstand 9.7 Langzeit-Mittelungspegel 7.57, 7.61, 7.77 Lärm Schmerzgrenze 7.15 f Lärmeinwirkung 7.24 latente Wärme 6.29 f Laufwegdifferenz 9.4 Laufzeitdifferenz 9.3 f Laufzeitunterschied 9.17, 9.21 f Lautstärke 7.17 ff Lautstärkeempfinden 7.18 Lautstärkepegel 7.18 f Leckagen in der Gebäudehülle 6.6, 6.13, 6.24 Leckagestrom 6.7 Lehmbaustoffe, Kennwerte 1.66 Leichtbeton, Kennwerte 1.49 leichte Bauteile 2.76 leichte Bauweise, Feuchte-Nachweis 5.105 f leichte Trennwände, Luftschalldämm-Maß 8.172 ff leichtentflammbar 10.8 Linienschallquelle 7.22, 7.58 Lochflächenanteil 9.8, 9.11 Luftabsorption 7.58 ff, 7.64 Luftbedarf 6.1 ff Luftbefeuchtung 6.36 f Luftdichtheit 6.6 ff Luftdichtheit, Überprüfung 6.11 ff Luftdichtheitsschicht 6.7 ff Luftdruck 5.4 Luftdruck auf Meeresspiegelniveau 5.4 Luftfeuchte 4.6 f Luftfeuchte, Reduzierung 6.5 Luftfeuchte, relative 5.8 ff Luftfeuchteklassen, raumseitige 5.98 Luftgeschwindigkeit 4.7, 4.9 Luftkühlung 6.19, 6.35 Luftqualität 6.1 ff, 6.17, 6.20 Luftqualität, empfundene 6.2 Luftschadstoffe, Abfuhr 6.4 Luftschall 7.11 f, 7.26, 7.80 ff

Luftschalldämm-Maß 8.11 Luftschalldämm-Maß von Bauteilen in Holzbauweise 8.79 ff Luftschalldämm-Maß von Bauteilen in Stahlleichtbauweise 8.153 ff Luftschalldämm-Maß von Fenstern, Türen, Toren, Rolladenkästen 8.199 ff Luftschalldämm-Maß, Anforderungen bei Beherbergungsstätten 8.36 f Luftschalldämm-Maß, Anforderungen bei besonders lauten Räumen 8.41 Luftschalldämm-Maß, Anforderungen bei Gaststätten 8.41 Luftschalldämm-Maß, Anforderungen bei Krankenanstalten 8.37 f Luftschalldämm-Maß, Anforderungen im Wohnungsbau 8.35 f, 8.40 Luftschalldämm-Maß, Anforderungen in Schulen 8.38 Luftschalldämm-Maß, Außenwände in Fachwerkbauweise 8.90 ff Luftschalldämm-Maß, Außenwände in Holzbauweise 8.79 ff Luftschalldämm-Maß, Außenwände in Stahlleichtbauweise 8.153 ff Luftschalldämm-Maß, Bewertung 8.12 f Luftschalldämm-Maß, einschalige Bauteile 8.19 f Luftschalldämm-Maß, einschalige Wand 8.51 ff Luftschalldämm-Maß, einschalige Wand mit Innendämmung 8.53 ff Luftschalldämm-Maß, Ermittlung 8.34 Luftschalldämm-Maß, Fachwerkdecken 8.135 ff Luftschalldämm-Maß, Flachdächer in Holzbauweise 8.108 ff Luftschalldämm-Maß, Flachdächer in Stahlleichtbauweise 8.164 ff Luftschalldämm-Maß, frequenzabhängig 8.12 f Luftschalldämm-Maß, geneigte Dächer in Holzbauweise 8.110 ff Luftschalldämm-Maß, Holzbalkendecken 8.122 ff Luftschalldämm-Maß, leichte Trennwände 8.172 ff Luftschalldämm-Maß, massive Trenndecke 8.66 f Luftschalldämm-Maß, mehrschalige Bauteile 8.22 ff Luftschalldämm-Maß, mehrschalige mas. Wand 8.64 f Luftschalldämm-Maß, resultierendes bewertetes 8.34 Luftschalldämm-Maß, Trennwände in Holzbauweise 8.137 ff Luftschalldämmung von Außenbauteilen, Anforderungen 8.28 ff Luftschalldämmung von Außenbauteilen, Ermittlung 8.34 Luftschalldämmung von Bauteilen zw. „besonders lauten“ und schutzbedürftigen Räumen 8.47 ff

Luftschalldämmung, Anforderungen 8.35 ff Luftschallschutz innerhalb des Gebäudes 8.34 ff Luftschallschutz, Emissionen aus dem Gebäude in‘s Freie 8.49 Luftschallschutz, Schalldämmung 8.9 ff Luftschicht, ruhende 2.12 f, 5.12 Luftschicht, schwach belüftete 2.13 Luftschicht, stark belüftete 2.13 Luftschichtdicke, wasserdampfdiffusionsäquivalente 5.23 f Lüftung 6.1 ff Lüftung, Fenster- 6.16 f Lüftung, freie 6.15 ff Lüftung, Fugen- 6.15 f Lüftung, kontrollierte 6.3 f Lüftung, mechanische 6.20 ff Lüftung, Quell- 6.19 Lüftung, Quer- 6.17 Lüftung, Schacht- 6.16 Lüftung, Verdrängungs- 6.20 Lüftungsanlagen 2.112, 6.18 ff Lüftungsanlagen mit WRG 2.109 f, 6.18 ff Lüftungsanlagen ohne WRG 6.18 ff Lüftungssysteme 6.22 ff Lüftungssysteme, dezentrale 6.22 ff Lüftungssysteme, zentrale 6.24 ff Lüftungswärmeverlust 2.86, 2.91 ff, 2.95, 6.1 Luftwechselrate 5.99 Luftwechselrate 6.1, 6.7, 6.15 ff, 6.20 Luftwechselzahl, Anforderung 6.7

M Manteldämmung 5.90 f Markisen 2.147 f massebezogener Feuchtegehalt 5.28 Masse-Feder-System 8.22 f maßgeblicher Außenlärmpegel, Ermittlung 8.30 f Massivbauweise, Schallschutz 8.42 ff Massivdecken mit schwimmendem Estrich Flankenübertragung 8.74 f Massivdecken mit Unterdecken - Flankenübertragung 8.70 ff massive Wände mit biegeweicher Vorsatzschale 8.75 ff Mauerwerk aus Betonsteinen, Kennwerte 1.56 Mauerwerk aus Hüttensteinen, Kennwerte 1.55 Mauerwerk aus Kalksandsteinen, Kennwerte 1.55 Mauerwerk aus Klinkern, Kennwerte 1.51 ff Mauerwerk aus Porenbeton, Kennwerte 1.55 Mauerwerk aus Ziegeln, Kennwerte 1.51 ff Mauerwerksbauweise, Feuerwiderstand 10.34 ff mechanische Lüftungsanlagen 6.18

mechanische Wohnungslüftung 6.20 ff Mehrschalige massive Wände 8.64 f Meniskus 5.33 met (Einheit) 4.18 ff Metalle, Kennwerte 1.66 mikroperforierte Absorber 9.10 f Mikrophon 8.213 f Mindestanforderungen, Wärmeschutz 2.74 ff Mindest-Außenluftströme 6.2 ff Mindesteinbaumengen für Klebeschichten 5.174 Mindest-Temperaturfaktor, monatlicher 5.103 ff Mindestwärmeschutz 2.60, 2.74 ff Mindestwärmeschutz 5.39 ff Mineralwolle 1.16, 1.26, 1.59 Mittelungspegel, Langzeit- 7.57, 7.61, 7.77 Mittenfrequenz 7.10 ff, 7.56 f, 7.60 f, 7.70 Mitwindsituation 7.76 Mollier-Diagramm 6.38 ff Monatsbilanzverfahren 2.85, 2.92 ff, 2.109 f, 2.127 f mono- oder multimolekulare Filmschicht 5.24 monolithisches Mauerwerk, Wärmebrücken 3.6 ff Montagewände in Metallständerbauweise 8.172 ff Mörtel, Kennwerte 1.47 Mündungskorrekturwert 9.10 Musikdarbietung 9.12, 9.15 Musterbauordnung (MBO) 10.3, 10.10 f μ-Wert 5.22 ff

N Nachhallzeit 9.5, 9.12 ff Nachhallzeiten, Anforderungen 9.12 Nachhallzeiten, Soll- 9.12 f Nachtlüftung 2.149, 2.154 Nachweisverfahren nach DIN 4109, 8.30 ff Nassräume, Abdichtung 5.163 f Naturbrand 10.19 natürliche Lüftung 6.15 Natursteine, Kennwerte 1.65 Nebenwegübertragung 8.12 Neigungswinkel von Fenstern 2.154 Netzwerk-Verfahren 2.51 ff normalentflammbar 10.8 Normatmosphäre 5.7 Normbrandprüfung 10.9, 10.12 Normdruck 5.7, 5.13 Normhammerwerk 8.24, 8.213 f Norm-Schalldruckpegeldifferenz 8.10 Norm-Trittschallpegel 8.25, 8.215 ff Norm-Trittschallpegel, Bewertung 8.26 Normtrittschallpegel für Holzbalkendecken 8.215 Normtrittschallpegel von Bauteilen in Holzbauweise 8.224 ff

Normtrittschallpegel von Fachwerkdecken 8.240 ff Normtrittschallpegel von Holzbalkendecken 8.224 ff Normtrittschallpegel von Massivdecken 8.214 ff nutzerabhängiges Lüftungsverhalten 5.41 Nutzergeräusche 8.244 Nutzerverhalten 5.39 Nutzungsfaktor 2.95, 2.109 f

Q

O

Rahmenanteil 2.40, 2.97 ff Randdämmung 2.93 Randverbund Verglasungen 2.39 Rauchentwicklung 10.8 f, 10.12 ff Rauchentwicklungsrate 10.15 Rauchmenge 10.15 Raumakustik 7.11, 9.3 ff Räume, besonders laute 8.7, 8.40 f Räume, schutzbedürftige 8.7, 8.40 ff, 8.211 Raumgeometrie 2.159 Raumklima 4.1 ff Raumklima, Bewertung 4.12 Raumluftfeuchte 2.59, 5.8, 5.39 f, 5.100 Raumluftqualität 6.1 ff raumlufttechnische Anlagen 6.2 f Raumlufttemperatur 4.1 ff Raumlufttemperatur, operative 4.8 Raumlüftung 2.154 Raumnutzung 9.12 f Raumumschließungsflächen 2.161, 4.1 ff Raumwinkel 7.59 ff Raumwinkelmaß 7.35 f, 7.60 ff Reduzieranschluss Montagewände 8.172 Referenzklima Deutschland 2.98 Reflexion, diffuse 9.17 Reflexion, gerichtete 9.22 Reflexion, spiegelnde 9.15 f Reflexionsgrad 9.4 Rekuperatives Verfahren 6.29 relative Luftfeuchte 5.8 ff Repräsentanzstationen 5.95 ff Resonanzabsorber 9.10 Resonanzeigenschaften 8.23 Resonanzfrequenz 8.22 f Resonator, Helmholtz- 9.10 f Resonator, Kombinationen mit Absorbern 9.11 f Resonator, Platten- 9.9 f Resonatorhals 9.10 Richtwirkungskorrektur 7.37, 7.59 ff Richtwirkungsmaß 7.35, 7.59 ff rissüberbrückenden Eigenschaften 5.173 Rohdichte 1.47 ff, 2.3 ff Rohdichte, Beton 1.48 f Rohdichte, Mauerwerk 1.51 ff Rohdichte, Wärmedämmstoffe 1.59 ff

Oberflächendiffusion 5.26, 5.31 Oberflächenfeuchte, kritische 5.100 f Oberflächenspannung 5.33 Oberflächenstrukturen 9.17 f Oberflächentauwassermenge 5.42 Oberflächentemperatur (Behaglichkeit) 4.2 Oberflächenwasser 5.137 Oktavband 7.8, 7.12, 7.56 ff Oktavbanddämpfung 7.59, 7.63 Oktavbandgeräusch 7.76 f Oktave 7.10 f Oktavmittenfrequenz 7.10 ff, 7.61 olf (Einheit) 6.1 Orientierung Fenster 2.145, 2.152

P Partialdruck 5.4 Pendellüfter 6.24 Perimeterdämmung 2.19 Periodenbilanzverfahren 2.85, 2.92 ff Periodenbilanzverfahren, Formularvorlagen 1.85 periodische Temperaturwechsel 2.47 Phasenverschiebung 2.162 ff Phenolharz-Hartschaum 1.16 Phon (Einheit) 7.18 f physisches Wohlbefinden 4.1 Plattenresonatoren 9.9 PMV-Index 4.12 ff PMV-Wert 4.16 Poissonsche Querkontraktionszahl 8.21 Polystyrol, expandiert 1.16, 1.28 Polystyrol, extrudiert 1.16, 1.29 Polyurethan-Hartschaum 1.16, 1.29 Porenbeton, Kennwerte 1.50 Porenbeton-Plansteine, Kennwerte 1.55 Porosität 5.19, 9.6 PPD-Wert 4.11 f, 4.16 ff prEN 14509, 2.35 ff Primärenergiebedarf, Heizanlage 2.108 Primärenergiebedarf, Lüftungsanlage 2.108 Primärenergiebedarf, Trinkwassererwärmung 2.108 Punktschallquelle 7.21 f, 7.58 ff Putze, Kennwerte 1.47

Quelllüftung 6.19 Querlüftung 6.17 Querschnittsabdichtung 5.148, 5.152 Querschnittsabdichtung gegen Bodenfeuchte 5.154 f

R

Rohdichten nach DIN 4109, 8.49 ff Rolladenkästen, Luftschalldämm-Maß 8.199 ff Rolladenkästen, Wärmeschutz 2.89 f Rotations-Wärmetauscher 6.32 Rückwärmzahl 6.29 ff ruhende Luftschicht 2.12 f, 5.12

S Sandwichelemente, U-Wert 2.35 ff Sättigungskurve 6.33 Schachtlüftung 6.16 Schallabsorptionsflächen, äquivalente 9.5, 9.45 Schallabsorptionsflächen, Personen und Sitzmöbel 9.45 Schallabsorptionsgrad 9.4, 9.23 ff Schallabsorptionsgrad, abgehängte Unterdecken 9.32 ff Schallabsorptionsgrad, Fußbodenbeläge und konstruktionen 9.24 Schallabsorptionsgrad, Holzverbretterungen 9.31 Schallabsorptionsgrad, Holzwolle-Leichtbauplatten 9.27 Schallabsorptionsgrad, Lamellen- und Wabendecken 9.39 Schallabsorptionsgrad, Mikroabsorber 9.38 Schallabsorptionsgrad, poröse Materialien 9.26 Schallabsorptionsgrad, Publikums- und Gestühlflächen 9.46 Schallabsorptionsgrad, Putze 9.25 Schallabsorptionsgrad, Stahlleichtbau 9.41 f Schallabsorptionsgrad, Stoffe und Vorhänge 9.44 Schallabsorptionsgrad, Sporthallenbau 9.40 Schallabsorptionsgrad, verschiedene Elemente 9.43 Schallabsorptionsgrad, Vorsatzschalen 9.27 ff Schallabsorptionsgrad, Wandoberflächen 9.25 Schallabsorptionsverhalten 9.4 Schallabstrahlung Gewerbebetriebe 7.80 ff Schallabstrahlung Maschinen 7.80 ff Schallausbreitung 7.9 ff, 7.21 ff Schallausbreitung im Freien 7.23 f Schallausbreitung, Formelzeichen 7.1 ff Schallausbreitungsweg 7.69, 7.71 f Schallbeugung 7.71 Schalldämm-Maß Verglasungen 1.69 ff Schalldämpfung 7.39, 7.45, 7.56 ff Schalldruck, effektiver 7.9 Schalldruckpegel 7.15 ff, 7.21 ff, 7.33 ff, 9.3 f, 9.13 Schalldruckpegel aus haustechnischen Anlagen 8.244 Schalldruckpegel in Werkhallen 7.84 f Schalldruckpegeldifferenz 8.10, 7.17 Schalldruckpegelkorrektur 7.19 ff Schallemission 7.30, 7.37

Schallgeschwindigkeit 7.9, 7.13 f schallhart 7.63, 7.83 f Schallimmissionen 7.31, 7.49 Schallintensität 7.14 Schallintensitätspegel 7.14 Schall-Längsdämm-Maß, Holzbalkendecken 8.149 ff Schall-Längsdämm-Maß, Massivdecken mit Estrich 8.74 f Schall-Längsdämm-Maß, Massivdecken mit Unterdecken 8.70 ff Schall-Längsdämm-Maß, Wände mit Vorsatzschale 8.75 ff Schall-Längsdämm-Maß, Wände in Holzbauweise 8.151 ff Schall-Längsdämm-Maß, Wände in Stahlleichtbauweise 8.197 ff Schall-Leistung 7.15, 7.21 ff, 7.34 ff, 7.50, 7.56 ff Schall-Leistung, auftreffende 8.9 Schall-Leistung, dissipierte 8.9 Schall-Leistung, reflektierte 8.9 Schall-Leistungspegel 7.15, 7.21 ff Schalllenkung 9.17, 9.21 f Schallpegel 7.13, 7.16 ff Schallpegeldifferenzen 7.17 Schallpegelkorrekturwert 7.19 Schallpegelminderung 9.23 Schallquelle, Lage 7.62 Schallquelle, Linien- 7.22, 7.58 Schallquelle, Punkt- 7.21 f, 7.58 ff Schallquelle, Spiegel- 7.36, 7.59, 7.63 Schallquellen 7.15 schallreflektierend 9.21 f Schallreflexion 9.4, 9.15 f, 9.21 Schallschirm 7.37, 7.70 ff Schallschnelle 7.9, 7.14, 7.17 f, 9.6 f Schallschnellepegel 7.14 Schallschutz für Gebäude in Massivbauweise 8.42 ff Schallschutz für Gebäude in Skelett- oder Holzbauweisebauweise 8.45 ff Schallschutz von haustechnische Anlagen 8.244 ff Schallschutzstufen nach VDI 4100, 8.6 Schallschutzverglasung, Kennwerte 1.75 ff Schallschutzwand, 7.29, 7.70 Schallschwingung 7.9, 7.15 Schallsignal 9.3 ff schalltechnische Formelzeichen 9.1 f schalltechnische Kennwerte 1.69 ff Schalltransmissionsgrad 8.9 Schallübertragungswege Luftschall 8.12 ff Schallübertragungswege Trittschall 8.25 ff Schallumlenkung 9.22 Schallwechseldruck 7.9

Schallwellenwiderstand 7.13 f Schätzverfahren für Verkehrsanlagen 7.52 ff Schaumglas 1.16, 1.31 Schichtenwasser 5.138 Schichtgrenztemperaturen 5.59 Schienenverkehr, Beurteilungspegel 7.44 ff Schimmelpilz 4.7, 2.59 Schimmelpilzbildung 5.39 ff, 5.100 Schimmelpilzproblematik 2.59 Schlagregenbeanspruchungsgruppen 5.35 ff Schlagregenschutz 5.35 ff Schmerzgrenze Lärm 7.15 f Schnee, Kennwerte 1.68 Schüttungen, Kennwerte 1.65 schutzbedürftige Räume 7.26 ff, 8.7, 8.40 ff, 8.211 schwarzer Körper 2.7 f Schwelbrand 10.5, 10.19 schwere Bauteile 2.74 f schwerentflammbar 10.8 Sende- und Empfangsraum 8.24 Senderaum 8.10 f, 8.213 f senkrechte Abdichtung gegen Bodenfeuchte 5.155 ff Sickerwasser 5.137 Single-Burning-Item-Test 10.13, 10.17 f Skelettbauweise, Schallschutz 8.45 ff Solaranlagen 2.112 solare Gewinne 2.86, 2.91 ff, 2.96 ff solare Gewinne über Glasvorbauten 2.99, 2.104 ff solare Gewinne über opake Bauteile 2.100 f, 2.107 solare Gewinne über transparente Bauteile 2.97, 2.103 solare Gewinne, Ausnutzungsgrad 2.108 solare Gewinne, Optimierung 2.102 solare Wärmeeintrag 2.144 Sommerkondensation 5.17 sommerlicher Wärmeschutz 2.144 ff, 2.160 Sonneneintragskennwert 2.146 ff, 2.154, 2.160 f Sonnenschutzverglasungen, Kennwerte 1.80 ff Sonnenschutzvorrichtungen 2.147 ff Sorbatfilm 5.31 f sorbierte Wassermoleküle 5.26 Sorption 5.26 f Sorptionsisothermen 5.26 f Sorptionsprozess 5.24 Speicherfähigkeit, wirksame 2.155 ff Spektrum-Anpassungswerte Luftschall 8.14 ff Spektrum-Anpassungswerte Trittschall 8.27 f spezifische Gaskonstante 5.3 Spiegelschallquelle 7.36, 7.59, 7.63 Sportanlagenlärmschutzverordnung 7.27 f Sprachdarbietung 9.12 f, 9.15 Sprossenverglasung 2.37, 2.39 Spülkästen 8.245

Spuranpassungsfrequenz 8.20 ff städtebauliche Planung 7.31 Stahlbauweise, Feuerwiderstand 10.53 ff Stahlleichtbau, Flankenübertragung 8.197 ff Stahlleichtbau, U-Werte 2.25 ff Stationäre Randbedingungen 2.44 ff Staubbelastung 6.4 Stefan-Boltzmann-Konstante 2.1, 2.8, 2.100 f Steifigkeit, dynamische 8.22 ff, 8.219 Sterad (Einheit) 7.60 Strahlung eines schwarzen Körpers 2.7 Strahlungsabsorptionsgrad 2.100 Strahlungsangebot 2.98 Strahlungsdecke 6.19 Strahlungsintensität 2.97 ff, 2.152 f Strahlungsreflexionsgrad 2.150 f Strahlungstemperatur 4.2, 4.9 ff Strahlungstemperatur, Asymmetrie 4.9 Straßenverkehr, Beurteilungspegel 7.38 ff Strömungswiderstand, längenbezogene 9.7 Strukturbreite 9.17 f Strukturperiode 9.17 f Strukturtiefe 9.17 f

T TA Lärm 7.24 ff, 7.32 ff, 7.51 Tabellenverfahren 2.110 ff Tätigkeitsgrad 4.1, 4.4, 4.9, 4.18 ff Taupunkttemperatur 2.59, 5.10 ff Tauwasserausfall 5.10 ff Tauwasserausfall im Querschnitt 5.63 Tauwasserbildung 5.39 ff Tauwasserbildung im Bauteilinnern 5.42, 5.109 f Tauwasserbildung infolge „Sommerkondensation“ 5.41 Tauwasserbildung infolge erhöhter Raumluftfeuchte 5.41 Tauwasserbildung infolge erhöhter Wärmeübergangs widerstände 5.40 Tauwasserbildung, Berechnungsbeispiele 5.121 ff Tauwasserbildung, Vermeidung 5.88 Tauwasserebene 5.63 tauwasserfreier Querschnitt 5.62 Tauwasserfreiheit Schwimmbäder 5.58 Tauwasserfreiheit, Wärmebrücken 5.103 Tauwasser-Jahresbilanzberechnung 5.120 ff Tauwassermenge, Berechnung 5.64 tauwassernachweisfreie AW-Konstruktionen 5.43 ff tauwassernachweisfreie Dach-Konstruktionen 5.54 ff technische Absorber 9.6 ff Temperatur, empfundene 4.2 Temperatur, operative 4.2, 4.9, 4.17 ff Temperaturamplitudenverhältnis 2.162 ff

Temperaturfaktor 2.59 f, 5.39, 5.103 ff Temperaturgradient 4.9, 4.11 Temperatur-Korrekturfaktoren 2.14, 2.65 ff, 2.92 ff Temperaturleitzahl 2.5 Temperaturschichtung 4.8 Temperaturverlauf in einem Bauteil 2.44 f Temperaturverteilung 2.44 ff Terz 7.10 ff Terzmittenfrequenz 7.10 ff Testreferenzjahre (TRY) 5.94 f thermische Behaglichkeit 4.2 ff thermischer Leitwert 2.92, 2.135, 2.137 ff Thermografie 6.13 f Thermosiphon 6.32 Tore, Luftschalldämm-Maß 8.199 ff Transmissionsgrad 9.4 Transmissionswärmeverlust 2.79 f, 2.86, 2.91 ff Transmissionswärmeverlust, spezifischer 2.86 transparente Wärmedämmung 2.101 Trapezprofilkonstruktionen 2.25 Trenndecken, Schalldämm-Maß 8.66 f Trennwände in Holzbauweise, Luftschall 8.137 ff Treppen, Trittschallschutz 8.221 ff Treppenlauf 8.221 ff Treppenpodest 8.221 ff Trigonometrie 1.15 Trinkwasserbereitung 2.112 f Trinkwasser-Wärmebedarf 2.108 Trittschall, Raumanordnung 8.213 Trittschalldämmung Anforderungen 8.202 ff Trittschalldämmung, „besonders lauten“ Räume 8.212 Trittschalldämmung im eigenen Wohnbereich 8.211 Trittschalldämmung in Beherbergungsstätten 8.207 f Trittschalldämmung in Krankenanstalten 8.209 f Trittschalldämmung in Schulen 8.210 f Trittschalldämmung in Wohngebäuden 8.203 ff, 8.211 Trittschallminderung 8.25 Trittschallpegel für Holzbalkendecken 8.215 Trittschallpegel von Massivdecken 8.214 ff Trittschallschutz 8.24 ff, 8.202 ff Trittschallschutz, Gebäude in Massivbauweise 8.213 ff Trittschallschutz, Gebäude in Skelett- und Holzbauweise 8.215 ff Trittschallschutz, Treppen 8.221 ff Trittschallverbesserungsmaß 8.69, 8.213 ff, 8.238 ff Trittschallverbesserung, Holzbalkendecken 8.238 ff Trittschallverbesserung, schwimmende Estriche 8.219 Trittschallverbesserung, Bodenbeläge 8.220 Trockenbereichsverfahren (dry-cup) 5.20 Turbulenzgrad 4.9 f, 4.16 Türen, Luftschalldämm-Maß 8.199 ff Türschwellenbereich, Abdichtung 5.160 f

U überhygroskopische Feuchtebereich 5.28 Überstromzone 6.21 Umfassungsfläche, wärmeübertragende 2.88 ff Umgebungsklima 4.12 Umkehrdach, U-Wert 2.19, 2.23 Umrechnungstafeln 1.1 Unbehaglichkeit 4.11 f unterer Gebäudeabschluss 2.88 U-Wert bei Durchdringungen 2.21 f U-Wert bei Luftspalten im Bauteil 2.21 f U-Wert, bauliche Anforderungen 2.82 ff U-Wert, Bauteile mit keilförmigen Schichten 2.24 U-Wert, Fenster 2.37 ff U-Wert, Fensterrahmen 2.38 U-Wert, opake Bauteile 2.21 U-Wert, Sandwichelemente 2.35 U-Wert, Stahlleichtbau 2.25 ff U-Wert, Trapezprofilkonstruktionen, 2.25 ff U-Wert, Umkehrdächer 2.22 U-Wert, Verglasungen 2.37 f Ü-Zeichen 1.16

V Vakuum-Dämmplatten 1.33 VDI 2571, 7.79 ff VDI 2714, 7.79 VDI 4100, 8.211 VDI-Lüfungsregeln 4.8 ff Verbundfenster 2.39 ff Verdrängungslüftung 6.20 Verdunstung in einer Ebene 5.118 Verdunstungsbereich 5.63 Verdunstungsperiode 5.42 Verdunstungswassermenge 5.68 Verfüllmaterial der Arbeitsräume 5.138 f Verglasungen, g-Wert 1.69 ff, 2.149 f Verglasungen, Lichtdurchlässigkeit 1.69 ff Verglasungen, Randverbund 2.39 Verglasungen, Schalldämmung 1.69 ff Verglasungen, U-Wert 1.69 ff, 2.37 f Verkehrsanlagen, Schätzverfahren 7.52 ff Verkehrslärmschutzverordnung 7.29 f, 7.38 ff Verkehrsstärke (DTV) 7.38 ff Vermeidung der Tauwasserbildung 5.88 Verordnung, Energieeinspar- 1.91 ff, 2.77 ff, 2.127 f Verordnung, Sportanlagenlärmschutz- 7.27 f Verordnung, Verkehrslärmschutz- 7.29 f, 7.38 Verständlichkeit 9.3 f, 9.21 f Verunreinigungslast 6.1 Vollbrand 10.5 f Volumenberechnung 1.10

volumenbezogene Feuchtegehalt 5.28 Volumenkennzahl 9.15 Voranstrichmittel, bituminöse 5.143

W waagerechte Abdichtung 5.152 Wärme, latente 6.29 f Wärme, sensible 6.29 Wärmebedarfsausweis Formblätter 1.91 Wärmebilanz 2.51 ff Wärmebrücke 2.58 ff, 2.76 f, T.1 ff Wärmebrücke, außengedämmter Stahlbeton 3.30 f Wärmebrücke, außengedämmtes Mauerwerk 3.20 ff Wärmebrücke, Betonstütze T.1, T.3 Wärmebrücke, Bodenplatten-Anschluss 2.137 f Wärmebrücke, Dachfenster 3.59 Wärmebrücke, Dachkonstruktionen 3.2 ff Wärmebrücke, Gauben 3.60 Wärmebrücke, Holzbauart 3.47 ff Wärmebrücke, Innenwände 3.60 ff Wärmebrücke, kerngedämmtes Mauerwerk 3.32 ff Wärmebrücke, monolithisches Mauerwerk 3.6 ff Wärmebrücke, Sandwichelemente 2.35 ff Wärmebrücken, Beheizung 2.72 ff Wärmebrücken, Berechnungsprogramme 2.61 ff Wärmebrücken, dreidimensional 2.70 f Wärmebrücken, EnEV-Nachweis 3.1 ff Wärmebrücken, formbedingt 2.58 Wärmebrücken, geometrisch bedingt 2.58 Wärmebrücken, Gleichwertigkeitsnachweis 3.3 f Wärmebrücken, konstruktiv bedingt 2.58 Wärmebrücken, lüftungs- und umgebungsbedingt 2.59 Wärmebrücken, Mindestanforderungen 2.76 Wärmebrücken, stoffbedingt 2.58 Wärmebrücken, Tauwasserfreiheit 5.103 Wärmebrücken, Temperaturfaktor 5.104 Wärmebrückenkatalog 2.71, 3.1 ff Wärmebrückenwirkung 3.1 ff Wärmedämmstoffe 1.16 ff, 1.59 ff Wärmedämmstoffe, Anwendungsgebiete 1.18 Wärmedämmstoffe, Hersteller 1.35 ff Wärmedämmstoffe, μ-Wert 1.59 ff Wärmedämmstoffe, Rohdichte 1.59 ff Wärmedämmstoffe, Wärmeleitfähigkeit 1.59 ff Wärmedämmung, transparente 2.101 Wärmedurchgangskoeffizient 2.85 ff Wärmedurchgangskoeffizient, Bemessungswert 2.37 ff Wärmedurchgangskoeffizient, Fenster 2.37 ff Wärmedurchgangskoeffizient, Fensterrahmen 2.38 Wärmedurchgangskoeffizient, Hüllfläche 2.77 Wärmedurchgangskoeffizient, längenbez. 2.39 f, 2.67 f Wärmedurchgangskoeffizient, Nennwert 1.69 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, opake Bauteile 2.21 Wärmedurchgangskoeffizient, punktbezogen 2.70 f Wärmedurchgangskoeffizient, Umrechnung 1.5 Wärmedurchgangskoeffizient, Verglasungen 1.69 ff Wärmedurchgangswiderstand 2.2, 2.15 ff, 2.75 ff Wärmedurchgangswiderstand homogener Bauteile 2.16 Wärmedurchgangswiderstand inhomogener Bauteile 2.17 f Wärmedurchgangswiderstand, oberer Grenzwert 2.17 f Wärmedurchgangswiderstand, unterer Grenzwert 2.17 f Wärmedurchlasswiderstand 2.2, 2.6, 2.10 ff Wärmedurchlasswiderstand, Baustoffschicht 2.10 f Wärmedurchlasswiderstand, Bekleidung 4.10, 4.14 ff Wärmedurchlasswiderstand, Luftraum 2.14 Wärmedurchlasswiderstand, Luftschicht 2.11 ff Wärmedurchlasswiderstand, Nennwert 1.16 Wärmedurchlasswiderstand, Randdämmung 2.93 Wärmedurchlasswiderstand, unbeheizte Räume 2.14 f Wärmeeindringkoeffizient 2.5 f, 2.163 Wärmeerzeugung 2.112 f Wärmegewinn der Lüftungsanlage 2.109 f Wärmegewinne, interne 2.86, 2.91 ff, 2.102 Wärmegewinne, solare 2.86, 2.91 ff, 2.96 ff Wärmehaushalt des Menschen 4.1 Wärmekapazität, spezifische 2.4 Wärmeleitfähigkeit 2.3 ff, 2.16 ff, 2.27 f 2.35 Wärmeleitfähigkeit, Bemessungswert 1.16 f, 1.48 ff Wärmeleitfähigkeit, Beton 1.48 f Wärmeleitfähigkeit, Grenzwert 1.17 Wärmeleitfähigkeit, Mauerwerk 1.47 ff Wärmeleitfähigkeit, Nennwert 1.16 ff, 1.59 ff Wärmeleitfähigkeit, Umrechnung 1.4 Wärmeleitfähigkeit, Wärmedämmung 1.59 ff Wärmeleitfähigkeitsgruppen 1.59 Wärmepumpe 6.25, 6.28 Wärmerohr 6.32, T.25 Wärmerückgewinnung 2.109, 6.22 ff Wärmeschutz im Sommer 2.144 ff Wärmeschutz im Winter 2.74 ff Wärmeschutz Formelzeichen 2.1 f Wärmeschutz-Anforderungen 2.71 ff Wärmeschutz-Anf., bauliche Änderungen 2.81 ff Wärmeschutz-Anf., Neubau 2.76, 2.79, 2.85 ff wärmeschutztechnische Kennwerte 1.47 ff Wärmeschutzverglasungen, Kennwerte 1.70 ff Wärmeschutzverordnung 2.78 Wärmespeicherfähigkeit 2.5, 2.108, 2.144 ff, 2.155 ff Wärmespeicherfähigkeit, Grundwasser 1.139 Wärmestrom 2.6 ff, 2.46, 2.58, 2.137 Wärmestrom, abwärts gerichtet 2.9, 2.66

Wärmestrom, aufwärts gerichtet 2.9, 2.66 Wärmestrom, horizontal gerichtet 2.9, 2.66 Wärmestromdichte 2.6 Wärmestromdichte, Umrechnung 1.5 Wärmetauscher 6.28 ff Wärmetauscher, Gegenstrom- 6.31 Wärmetauscher, Kreisverbund- 6.31 Wärmetauscher, Kreuzstrom- 6.29 ff Wärmetauscher, regeneratives Prinzip 6.30 Wärmetauscher, rekuperatives Prinzip 6.29 Wärmetauscher, Rotations- 6.32 Wärmeübergang 2.7 Wärmeübergangswiderstand 2.7 ff wärmeübertragende Umfassungsfläche 2.88 ff Wärmeübertragung über das Erdreich 2.135 ff Wärmeverlust bei Flächenheizung 2.94 Wärmeverlust bei Kellern 2.142 f Wärmeverlust über Bodenplatte 2.140 f Wärmeverlust, Lüftungs- 2.91, 2.95 Wärmeverlust, Transmissions- 2.91 ff Wasser, Kennwerte 1.68 wasserabweisender Putz 5.36 Wasserarten 5.136 f Wasserdampf 5.3 Wasserdampfdichte 5.8 Wasserdampfdiffusion 5.30 ff wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke 1.64, 5.23 f, 5.59 ff Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient 5.15 f Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand 5.15 f Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffiezient 5.13 Wasserdampf-Diffusionsstrom 5.16 ff Wasserdampf-Diffusionsstromdichte 5.16 ff Wasserdampf-Diffusionsstromrichtung 5.23 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 5.12 f Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl 1.47 f, 5.18 ff Wasserdampfdurchlässigkeit 5.19, 5.88 Wasserdampfdurchlässigkeit von Baustoffen 5.19 f Wasserdampf-Gas-Gemisch 5.4 Wasserdampfkonzentration 5.8 f Wasserdampfpartialdruck 5.3 f Wasserdampfpartialdruckgefälle 5.16, 5.30, 5.98 ff Wasserdampfpartialdruck-Verlauf 5.17, 5.113 Wasserdampfsättigungsdruck 5.5 ff, 5.58 f , 5.111 f Wasserdampfsättigungskonzentration 5.9 f, 5.41 Wasserdurchlässigkeitsbeiwert 5.137 ff wasserhemmender Putz 5.36 Wassersinstallationen, Schallschutz 8.244 ff Weglänge 9.3 weichfedernder Bodenbeläge, Trittschall 8.220 Wellenlänge 7.11 ff, 7.70 Wohlbefinden, physisches 4.1

Z Zentrale Zu- und Abluftanlagen 6.24 ff Zertifizierung von Dämmstoffen 1.16 Ziegelmauerwerk, Kennwerte 1.51 ff Zonierung, lüftungstechnische 6.20 ff Zugluft 4.11 f, 4.16 Zuglufterscheinungen 6.1, 6.15, 6.18, 6.24 Zulufterwärmung über Erdkanäle 6.26 ff Zuluftzone 6.20 f Zustandsänderungen feuchter Luft 6.33 ff zweischalige Wände 8.172 ff Zweischeiben-Isolierverglasung 1.69 zylinderförmige Abstrahlung 7.23