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Bauphysik - Wärme & Energiebilanz

Bauklimatik

Bauklimatik

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D. R.
Étudier
D. R.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Bauphysik, mit Fokus auf Wärme und Energiebilanz. Sie behandeln zentrale Begriffe wie Dämmung, Strahlung, Wärmeleitung und Konvektion, sowie praktische Maßnahmen zur Energieeffizienz in Gebäuden. Die Karteikarten eignen sich besonders für Studierende und Fachleute im Bauwesen, die ihr Verständnis für Wärmeübertragung und Wärmeschutz vertiefen möchten.
Cartes-fiches
20
Utilisateurs
8
Langue
Allemand
Catégorie
Culture générale
Niveau
Autres
Créé / Mis à jour
11.08.2016 / 21.05.2024
  • 1  / 20

Cartes-fiches

Gründe für den Wärmeschutz:

5 Punkte

Energieeinsparung und Umweltschutz

Sicherung der thermischen Behaglichkeit

Sicherung hygienischer Wohnverhältnisse

Vermeidung von Bauschäden

Verringerung thermischer Beanspruchung der Bauteile

Wärmegrundprinzipien:

4 Punkte

0K = -273,15°C (Molekülstillstand)

Energieerhaltung

Energieübertragung von warm nach kalt

Transportursache: Temperaturdifferenz

Wärmeübertragung:

3 Punkte

Leitung

Konvektion

Strahlung

Wärmeleitung:

4 Punkte

NIE mit Teilchentransport verknüpft

Wärmetransport innerhalb von festen Körpern, ruhenden Flüssigkeiten, ruhenden Gasen

Wärmeleitfähigkeit λ in (W/mK)

Einflussgrößen auf Leitfähigkeit: Rohdichte, Temperatur, volumenbezogener Feuchtegehalt

Konvektion Begriff:

3 Punkte

Wärmeübertragung infolge Strömung (Teilchenbeförderung) von Gasen und Flüssigkeiten

tritt auf, wenn z.B. eine Gebäudeoberfläche von Luft bestrichen wird

abhängig von: Strömungsgeschwindigkeit, Oberflächentemperatur, Lufttemperatur, Oberflächenrauigkeit

Strahlung Begriff

7 Punkte

Wärmetransport über elektromagnetische Wellen, auch ohne Medium (im Vakuum)

alles über 0K sendet Strahlung, alles absorbiert diese auch

Licht = Sichtbare Strahlung (Wellenlänge λ 380nm - 780 nm)

Differenzierung: direkte, diffuse und reflektierte Strahlung

Sonneneinstrahlung auf Bauteil ist abhängig von der Farbe des Bauteils

Strahlungsdurchlässigkeit von Glas: transparent für kurzwellige (Sonnenlicht), opak für langwellige (Infrarot, Wärme) -> Treibhauseffekt: kurzwellige Strahlung tritt ein, die dadurch hervorgerufene langwellige kann nicht mehr zurück

Energieertrag umso höher, je senkrechter die Strahlung auftritt -> hoch im Osten, Westen, Winter

Wärmedämmung Möglichkeiten:

5 Punkte

Reduktion der Transmission: geringe Leitfähigkeit über geringe Rohdichte und amorphe Materialstruktur

Reduktion der Konvektion: Verkleinerung Gasvolumen (bis Vakuum), Erhöhung Trägheit des Gasvolumens

Reduktion der Emissivität: z.B. Low-E-Glas: außen hauchdünne Metallbeschichtung --> reflektiert langwellige Strahlung

dynamische Dämmung: hoher Gesamtenergiedurchlass- und Transmissionsgrad, Konvektionsbegrenzung

Wärmedämmverbundsystem (WDVS): mehrschichtige Dämmkonstruktionen aus aufeinander abgestimmten Baustoffen 

Wärmedurchgangskoeffizient U (W/m2K)

5 Punkte

Wärmestrom in Watt, der 1m2 eines Bauteils durchdringt

Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstandes R

wichtigste Kenngröße für Gebäudehüllen

bei Holzrahmenbau: relative U-Werte zusammenzählen 

U = 1/(R + Rsi + Rse), wobei Rsi = U-innen und Rse = R-außen

Wärmebrücken Begriff

4 Punkte

örtlich begrenzte (punktuelle / lineare) Bereiche mit geringerem Wärmeschutz als dem der umgebenden Flächen

  • erhöhter Energieverbrauch
  • Innenseite: niedrigere Oberflächentemperaturen als in angrenzenden Bereichen
  • mögl. Folgen: Durchfeuchtung, Tauwasseranschlag, Pilzbefall, Dampfdiffusion, Unbehaglichkeit

Ziel Dämmung:

2 Punkte

lückenlose Wärmedämmung über vollständige Umhüllung ("Dämmebene zeichnen, ohne Stift abzusetzen)

Aber: vollst. thermische Entkopplung des massiven Baukörpers vom Erdreich ist meist nur bis zu 3 Geschossen möglich

3 Regeln de Dämmung:

1. Vermeidungsregel: Gefahren mögl. vollständig umgehen (Balkone von der Fassade getrennt vorstellen)

2. Durchstoßungsregel: Wenn Durchstoßungen nicht vermieden werden können -> Wärmebrücken z.B. durch Isokörbe verringern

3. Umhüllungsregel: wenn beide vorausgehenden Regeln nicht angewendet werden können: durchstoßendes Bauteil über eine gewisse Entfernung vom Durchstoßpunkt dämmen (meist wenig wirkungsvoll und sehr teuer)

Jahresheizwärmebedarf (HWB) Begriff:

Gewinne (intern, solar) meist kleiner als Verluste (Lüftung, Transmission)

 

Heizwärmebedarf rechnerisches Symbol:

QHeiz

Transmissionswärmeverlust rechnerisches Symbol:

QT

Lüftungswärmeverlust rechnerisches Symbol:

 

QL

Solare Gewinne rechnerisches Symbol:

QS

Interne Gewinne rechnerisches Symbol:

QI

Berechnung Wärmedurchgangskoeffizient U:

U = 1 / RT = 1 / ( Rsi + ∑R + Rse)   [W/m2K]

Solar Decathlon 2007 - Gewinner TU Darmstadt - Zwiebelschalen-Hüllen-Konzept:

5 + 4 Punkte

passive Maßnahmen: 

  • kompakte Struktur
  • hohe Dämmung: Vakuumpaneele, Fenster Nord 4-Fach-Verglasung
  • solare und interne Gewinne (Glasloggia im Süden)
  • Latentwärmespeicher 
  • Regeneratives Kühlsystem: Wasserlauf in Decken / Nachts Querlüftung

aktive Maßnahmen:

  • Photovoltaik (Dach + Sonnenschutz)
  • Solarkollektoren (Dach)
  • Kreuzstrom- Wärmeaustauscher (Abluft erhitzt Zuluft)
  • Wärmepumpe

Wärmeübergabesystem: Wasser:

2 Punkte

häufigstes Wärmeübertragungsmedium, da spezifische Wärmekapazität sehr hoch

wenig Masse ist nötig, um verhältnismäßig viel Energie zu transportieren

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