Klausur Bauphysik. Studiengang: Klausur Bauphysik. Uni-Studiengang. 04. August 2004

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1 Seite 1 Uni-Studiengang 04. August 2004 Name: Matr.-Nr.: Studiengang: Universitärer Diplom-Studiengang Hinweise: Bitte schreiben Sie auf jedes Blatt Ihren Namen und die Seitennummer. 1. Aufgabe 2. Aufgabe 3. Aufgabe 4. Aufgabe 5. Aufgabe Gesamt Anteil ca. 20% ca. 25% ca. 25% ca. 20% ca. 10% 100% Erreicht

2 Seite 2 1. Aufgabe (Wärmeschutz) Gegeben ist die Bodenplatte eines Wohnhauses; siehe Skizze. 1. Berechnen Sie den Wärmedurchgangswiderstand R T. 2. Berechnen Sie den Wärmedurchgangskoeffizienten U. 3. Beurteilen Sie die Wand in Bezug auf die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN und hinsichtlich der Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV). 4. Geben Sie die Wärmestromdichte q für die unten angegebenen Temperaturverhältnisse an. Temperaturverhältnisse: Temperatur außen (Erdreich): θ e = + 10 C Lufttemperatur innen: θ i = + 20 C Skizze: Schichtenaufbau (von innen nach außen): 1. Teppichboden, d = 0,5 cm 2. Zementestrich, d = 5 cm 3. Trennlage (PE-Folie) 4. Trittschalldämmplatten aus Polystyrol-Extruderschaum, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035, d = 3 cm 5. Bodenplatte aus Stahlbeton (Beton, armiert mit 2% Stahl), d = 14 cm 6. PA-Folie 7. Wärmedämmung aus Schaumglas nach DIN 18174, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 050, d = 12 cm

3 Seite 3 2. Aufgabe (Feuchteschutz): Gegeben ist das in der Skizze dargestellte Glaserdiagramm einer Außenwand. Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Ermitteln Sie die Oberflächen- und die Schichtgrenztemperaturen. 2. Bei welcher Schicht handelt es sich um einen Wärmedämmstoff. Begründung! 3. Überprüfen Sie, ob sich im Wandquerschnitt Tauwasser bildet. Markieren Sie die Tauwasserebene oder den Tauwasserbereich in der Skizze. 4. Berechnen Sie die Tauwassermasse m W,T. Dauer der Tauperiode. t T = 1440 h; Wärmeübergangswiderstände nach DIN EN ISO 6946; es handelt sich um eine nicht hinterlüftete Außenwand. Skizze: Äquivalente Luftschichtdicken s d : Schicht s d [m] 1 0, ,80 3 0,70 4 1,15

4 Seite 4 3. Aufgabe (Wärme-/Feuchteschutz) Eine nach unten an die Außenluft grenzende Decke eines Wohnhauses wird hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes untersucht. Dabei ergeben sich die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Daten für die einzelnen Schichten der Wand: µ (-) s d (m) p s (Pa) Raumluft (innen) - -? 1889 Schicht , Schicht , Schicht 3 1 0, Schicht , Schicht , Schicht , Außenluft (außen) - -? Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Welche Temperaturen der Innen- und Außenluft (θ i und θ e ) ergeben sich? Bei der Untersuchung der Decke wurde eine Wärmestromdichte von q = 20 W/m² gemessen. Wärmeübergangswiderstände nach DIN EN ISO Wie groß ist der Wärmedurchgangskoeffizient U der Decke? 3. Erfüllt der U-Wert die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV)? 4. Wo muss eine Dampfsperre angeordnet werden, um Tauwasserbildung zu vermeiden? Glaserdiagramm zeichnen! 5. Welche Dicke muss die Dampfsperre aufweisen, damit sich gerade eben kein Tauwasser bildet? Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl der Dampfsperre: µ DS = Klimabedingungen nach DIN 4108.

5 Seite 5 Glaserdiagramm:

6 Seite 6 4. Aufgabe (EnEV): Für ein zu errichtendes Wohngebäude mit normalen Innentemperaturen sind die Nachweise nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) zu führen. Gegeben: Bauteil Fläche A i [m²] U i [W/m²K] g i [-] Außenwände (luftberührt) 60 0,20 Dach 150 0,18 Bodenplatte 120 0,25 Fenster Nord 3 1,40 0,70 West/Ost 5 1,20 0,65 Süd 10 1,00 0,60 Beheiztes Gebäudevolumen: V e = 600 m³ Eine Überprüfung, ob das Heizperiodenbilanzverfahren angewendet werden darf, ist nicht erforderlich! Bearbeiten Sie folgende Punkte: 1. Ermitteln Sie die wärmeübertragende Umfassungsfläche A, das beheizte Gebäudevolumen V e, die Gebäudenutzfläche A N und das Verhältnis A/V e. 2. Berechnen Sie den Jahres-Heizwärmebedarf Q h nach dem Heizperiodenbilanzverfahren. 3. Ermitteln Sie die Anlagenaufwandszahl e p nach dem Diagrammverfahren. Als Heizungsanlage soll Anlage 3 (Brennwertkessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung) verwendet werden. 4. Führen Sie die Nachweise für das Wohngebäude. Weitere Angaben: Es soll eine Dichtheitsprüfung ("Blower-Door-Test") durchgeführt werden! Das Gebäude besitzt keine mechanisch betriebene Lüftungsanlage! Ermitteln Sie die Primärenergieaufwandszahl e p nach dem Diagrammverfahren (Diagramm siehe nächste Seite)!

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8 Seite 8 5. Aufgabe (Fragenteil): 1. Ist ein hoher Wärmedurchgangswiderstand R T eines Bauteils im Hinblick auf Energieeinsparung günstig oder eher ungünstig anzusehen? Begründung! 2. Wie ist eine Wärmebrücke definiert? Nennen und skizzieren Sie zwei Beispiele für Wärmebrücken! 3. Von welchen Faktoren hängt der Sonneneintragskennwert S beim Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ab? 4. Welche Feuchtetransport-Mechanismen gibt es? 5. Was sagt die Taupunkttemperatur aus (Beispiel Taupunkttemperatur = 9,3 C)?