50.11 Bauphysik

Bei der Wärmestrahlung wird die thermische Energie durch
elektromagnetische Strahlung übertragen
Die Übertragung ist nicht an ein „Material“ gebunden
Es braucht keine Temperaturdifferenz als treibende Kraft
Wärmestrahlung wird auch in einem luftleeren Raum
„transportiert“

Beispiele
Sonnenstrahlen -> Sonne wärmt auch bei tiefen Temperaturen,
uft erwärmt dabei nicht!
Radiator (teilweise!)
Feuer
Mikrowellenofen
Infrarotstrahler

Der U-Wert ist das Verhältnis der
Wärmestromdichte, die im stationären Zustand durch
das Bauteil fliesst, zur Differenz der beiden
angrenzenden Umgebungstemperaturen“.

Der Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils ist der
Kehrwert des Gesamtdurchlasswiderstands“.

Die Wärmedämmeigenschaften eines Bauteils
Wie viel Widerstand R setzt ein Bauteil dem Wärmeabfluss entgegen
Über den Energieverbrauch

Je kleiner der U-Wert,
je besser die Dämmung

Homogene Bauteile charakterisieren sich dadurch, dass sie aus einer
oder mehreren durchgehenden und hintereinanderliegenden
Schichten bestehen.

Im Unterschied zu homogenen Bauteilen werden bei inhomogenen
Bauteilen einzelne, mehrere oder alle Schichten eines Bauteiles durch
andere Bauteile unterbrochen.

Sofern ein Bauteil aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt
ist, spricht man ebenfalls von einem inhomogenen Bauteil.

Der Lambda-Wert λ in W/(m∙K) = Wärmeleitfähigkeit eines
Baustoffes.

Hoher Lambda-Wert = guter Leiter
= schlechte Dämmeigenschaft

Kleiner Lambda-Wert = schlechter Leiter
= gute Dämmeigenschaft

Der äussere Wärmeübergangskoeffizient he wird dem inneren
Wärmeübergangskoeffizient higleichsetzt – also statt 25 W/(m2K) nur 8
W/(m2K).

Alle Schichten nach der Wärmedämmung können weggelassen werden.

Der innere Wärmeübergangskoeffizient hiwird nicht berechnet

Schichten über der Wärmedämmung werden nicht berechnet: hi= 0
W/(m2K).

Die Wärmedämmschicht bei einem Umkehrdach muss mit einem Zuschlag
von 20% berechnet werden.

Wird beispielsweise eine 8 cm dicke Dämmung berechnet, muss auf der
Baustelle eine Dämmung von 10 cm eingebaut werden (8 cm + 20% = 9.6
cm = 10 cm).

Normfenster haben eine fixe Abmessung von (B x H)
1.55 x 1.15 m und haben zwei Fensterflügel.

Wenn nichts anderes bekannt ist, beträgt der Rahmenanteil
25% der Gesamtfläche.

Wärmebrücken sind thermische Schwachstellen der Gebäudehülle,
bei denen örtlich mehr Wärme als bei den benachbarten Bauteilen
abfliesst.

ie führen zu erhöhten Wärmeverlusten und beinhalten
bauphysikalische und hygienische Risiken, wie:
Tauwasserausfall:
– an Oberflächen und in Konstruktionen.
Pilzbefall:
– an Oberflächen und in Konstruktionen
Materialwechsel, Geometrieänderungen, Durchdringungen und
Bauteilübergänge bewirken oft Wärmebrücken.

Dachanschluss

Rollladenkasten

Fensterlaibung

Gebäudeecke

Balkonplatte

Hausecken
Innenbalkone

Balkonplatten/auskragende Platten
Innenwandanschlüsse (Boden, Wand)
Fensteranschlüsse
Sockeldetails
Rolladenkasten
Einzelne Stahlstützen

sogenannter längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient (PSI)

Fensteranschlüsse
Glasrandverbund
Gebäudesockel
Flachdachrand
Balkonanschlüsse

sogenannter punktbezogener Wärmedurchgangskoeffizient (CHI) W/K

Alle Arten von Durchdringungen
Stützen (Stahl/Beton etc.)
Fassadenanker (z.B.2Schalen-Mauerwerk)
Befestigungen von Unterkonstruktionen bei hinterlüfteten Fassaden

Bei der Berechnung von Wärmebrücken werden:
a. die zusätzlichen Wärmeverluste berechnet, die durch die normale
U-Wert-Berechnung nicht berücksichtigt werden
= energetische Betrachtung!

b. die Oberflächentemperaturen berechnet
= Beurteilung bzgl. Tauwasserausfall und Schimmelpilzfreiheit!

Es ist wichtig, dass bei der Beurteilung von Wärmebrücken
immer beide Wirkungsweisen berücksichtigt werden!

Mit dem Wärmebrückenkatalog werden die zusätzlichen
Energieverluste die durch Wärmebrücken entstehen
ermittelt.

Dies bedeutet aber nicht, dass die dargestellten
Konstruktionen bauphysikalisch unbedenklich sind.

Feuchteschutz

• Tauwasserausfall in/auf der Konstruktion
• Oberflächenkondensat
• Schimmelpilz in/auf Bauteilen

Wärmeschutz

• Höherer Energieverbrauch
• Falsche Berechnung von Heizleistung
• Bei hochgedämmten Häusern können Wärmebrücken bis
• 40% von den gesamten Wärmeverlusten ausmachen

Oberflächenkondensat an Bauteilen
Gefahr von Schimmelbefall
Taupunktunterschreitung in Bauteilen
Tauwasserausfall, Schimmel
Dampfdiffusionsberechnungen
Behaglichkeit (Kaltluftabfall)

Norm SIA 180

SIA 232/1 Geneigte Dächer

SIA 271 Abdichtungen von Hochbauten

SIA 272 Abdichtungen und Entwässerungen von Bauten
Bauten unter Terrain und im Untertagbau

SIA 273 Abdichtungen von befahrbaren Flächen im Hochbau

SIA 274 Abdichtungen von Fugen in Bauten – Projektierung
und Ausführung

Niederschlag
– Regen, Schnee, Hagel
Zusätzliche Effekte durch Wind: Schlagregen, Flugschnee

Bodenfeuchte
Feuchte im Erdreich (immer vorhanden!)
Aufsteigende Feuchte (Bodenplatte und Wände)Feuchtigkeit vertikal auf Wände (meist Keller)
Drückendes Wasser (Boden und Wände)

Baufeuchte
– Feuchte die bei der Herstellung in die Bauteile gelangen (Beton,
Mörtel, Gips, Estriche usw.):
Dieses zusätzlich «eingebaute» Wasser muss feuchtetechnisch
berücksichtigt werden (auch normativ gefordert!).

Wohnfeuchte
Durch Bewohner, durch Benutzen:
Kochen, Duschen, Baden,
Pflanzen, Aquarien,
Wäsche waschen, Wäsche trocken.

Wie viel Dampf aufgenommen werden kann, ist abhängig von
der Lufttemperatur.

Je wärmer die Luft ist, je mehr Wasserdampf kann die Luft
aufnehmen!

Tauwasserausscheidung und Schimmelpilzbefall nicht nur an
kühleren Oberflächentemperaturen – sondern auch in Bauteilen
– oder im Bereich von Wärmebrücken!

Raumluftbedingungen:
Raumtemperatur und relative Luftfeuchtigkeit.
– relative Luftfeuchtigkeit Feuchteproduktion, Lüftungsverhalten, Anzahl
Personen…….
– Behinderung der Luftzirkulation durch Vorhänge und Möbel vor
Heizkörper und Aussenwänden.
– Der U-Wert von Bauteilen.
– Wärmebrücken.
Auch solche die durch inhomogene Konstruktionen verursacht
werden.
– Aussentemperaturen.

Relative Luftfeuchtigkeit reduzieren (Lüften).
– Feuchteproduktion reduzieren.
– Erhöhung der inneren Oberflächentemperaturen:
Dämmung der Aussenwände idealerweise auf der Aussenseiten
(Aussenwärmedämmung).
Alternativ Dämmung auf der Innenseite (Innenwärmedämmung).
– Erhöhung der Raumlufttemperatur:
Ungünstig in Bezug auf Energieverbrauch, deshalb vermeiden.
– Wärmebrücken vermeiden:
z. Bsp. Aussendämmung statt Innendämmung.
– Wandabstand von Möbeln zur Aussenwand.

Die absolute Feuchtigkeit [g/m3] ist die Menge Wasser, die in
1 m3 Luft enthalten ist.
Diese Menge ändert sich nicht mit der Temperatur!

Die relative Feuchtigkeit φ [%] gibt das Verhältnis vom
Wasserdampfgehalt cD (=Wasserdampfkonzentration) der Luft zur
Wasserdampfsättigungsmenge cs an.
Dieses Verhältnis ändert sich mit der Temperatur!

Der Konstruktionsaufbau soll von innen nach aussen
Dampfdiffusionsoffen sein.

Bei Dachkonstruktionen (in Holzbau) sollte der innere Sd-Wert ≥ 6x
des äusseren sd-Wert sein.

Bei Holzkonstruktionen gilt, innen nur so «dicht» wie nötig, aussen
so offen wie möglich.
Oft ca. 3-10 m auf der Innenseite und aussen weniger als 0.6 m.

Planung von Sichtbetonwänden

Denkmalgeschütztes Gebäude

Stockwerkeigentum (nicht alle wollen dämmen)

Schnelles Aufheizen erwünscht

Erreichen von minimalen Feuchteschutz

Oft günstiger, weil geringere Nebenkosten (Kein Gerüst)

Energieeinsparung

Schnelle Aufheizung der Räume

Möglich auch bei einzelnen Wohnungen

Höhere Oberflächentemperaturen

Behaglichkeit verbessert sich

Anwendbar bei denkmalgeschützten Gebäuden

Keine Grabarbeiten (Perimeter) gegenüber von Aussenwärmedämmung