Bauphysik allgemeinWelche Teilgebiete umfasst die Bauphysik? Baulicher Wärmeschutz, Sommerlicher Wärmeschutz, Feuchteschutz, Schallschutz/Bauakustik, Raumakustik, Schallimmissionsschutz, Lichtplanung und Brandschutz. Was beschreibt der Sättigungsdampfdruck (p_sat) und wovon hängt er ab? Er beschreibt den maximal möglichen Wasserdampfpartialdruck bzw. Wasserdampfgehalt der Luft. Er hängt stark von der Lufttemperatur ab (steigt bei höherer Temperatur). Wie berechnet sich der Wärmedurchlasswiderstand R einer einzelnen Bauteilschicht? R = d / λ (Schichtdicke d in Meter durch Wärmeleitfähigkeit λ). Wie berechnet sich der Wärmedurchgangskoeffizient U? U = 1 / R_T (wobei R_T = R_si + ΣR_i + R_se). Welche Werte gelten für den inneren (R_si) und äußeren (R_se) Wärmeübergangswiderstand beim Standard-U-Wert einer Außenwand? R_si = 0,13 m²K/W und R_se = 0,04 m²K/W. Welche R_si-Werte gelten für Oberflächenfeuchte/Mindestwärmeschutz und für das Glaser-Verfahren? Für beide gilt ein verschärfter innerer Übergangswiderstand von R_si = 0,25 m²K/W. Was passiert mit der relativen Luftfeuchte (φ) und dem Dampfdruck (p_v), wenn feuchte Raumluft in einem geschlossenen Raum erwärmt wird? p_v (und die absolute Feuchte) bleibt konstant. Da p_sat mit der Temperatur steigt, sinkt die relative Luftfeuchte φ. Was unterscheidet den Transmissionswärmeverlust bei Neubau und Bestand bezüglich Wärmebrücken? Neubau: Vorrangig zusätzlicher Energieverlust (bewertet über ψ und χ). Bestand: Vorrangig Schimmel- und Tauwasserrisiko an der Oberfläche (bewertet über f_Rsi). Ab welcher relativen Feuchte an der Bauteiloberfläche besteht Schimmelrisiko und ab wann Tauwasser? Schimmelrisiko bereits ab ca. 80 % r. F. über längere Zeit; Tauwasser erst bei 100 % r. F. Wie lautet das Kriterium für den Mindestwärmeschutz von Wärmebrücken über den Temperaturfaktor f_Rsi? f_Rsi = (θ_si − θ_e) / (θ_i − θ_e) ≥ 0,70. Was ist die Pettenkofer-Grenze und welchen Wert hat sie? CO₂-Grenzwert zur Beurteilung der Raumluftqualität, ab dem die Leistungsfähigkeit nachlässt: 1000 ppm (0,1 Vol.-%). Wie definiert sich die operative (empfundene) Temperatur vereinfacht? θ_op ≈ (θ_Luft + θ_Strahlung) / 2. Was gibt die Diffusionswiderstandszahl μ an und wie berechnet sich die äquivalente Luftschichtdicke s_d? μ gibt an, um wie viel mehr der Baustoff den Dampftransport hemmt im Vergleich zu ruhender Luft. Es gilt: s_d = μ · d. Wie wird eine Schicht nach DIN 4108-3 klassifiziert, wenn ihr s_d-Wert ≤ 0,5 m ist? Als diffusionsoffen. Wie verhält sich die Wärmeleitfähigkeit λ eines Baustoffs bei steigender Baustofffeuchte? λ steigt mit zunehmender Feuchte, wodurch der Wärmedurchlasswiderstand R sinkt und der Wärmeschutz schlechter wird. Wie sind die Feuchtebereiche in Baustoffen eingeteilt? Sorptionsbereich (0–95 % r. F.), Kapillarbereich (u_95 bis freie Wassersättigung u_f) und Übersättigungsbereich (u_f bis maximaler Wassergehalt u_max). Wann bricht man den Glaser-Feuchteschutznachweis vorzeitig ab? Wenn bereits die berechnete Tauwassermasse M_c > 0,5 kg/m² bei einer nicht kapillar aufnahmefähigen Schicht (z. B. Mineralwolle, Schaumdämmstoff, Dichtbahn) beträgt. Wie lautet die Grundregel für die Schichtenfolge beim klimabedingten Feuchteschutz? „Innen dichter als außen“ – innen größere Dampfdiffusionswiderstände (s_d), außen größere Wärmewiderstände (R). Was gibt der g-Wert einer Verglasung an? Den Gesamtenergiedurchlassgrad: Summe aus direkt transmittierter Sonnenstrahlung und sekundärer Wärmeabgabe der erwärmten Scheibe nach innen. Was besagen die GEG-Nachweisgrößen Q_p und H′_T für Wohnneubauten? Q_p ≤ 0,55 · Q_p,Ref (Primärenergiebedarf) und H′_T ≤ 1,0 · H′_T,Ref (spezifischer Transmissionswärmeverlust). Welche Grenzwerte gelten für die Blower-Door-Luftwechselrate n₅₀? n₅₀ ≤ 3,0 h⁻¹ für Gebäude ohne raumlufttechnische Anlage; n₅₀ ≤ 1,5 h⁻¹ für Gebäude mit raumlufttechnischer Anlage. Wie lautet das Stefan-Boltzmann-Gesetz zur Strahlungswärme eines schwarzen Strahlers? M = σ · T⁴ (mit σ = 5,67 · 10⁻⁸ W/(m²K⁴) und T in Kelvin). Was besagt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme? In einem geschlossenen System nimmt die Entropie nicht ab; spontane Prozesse laufen stets in Richtung des Ausgleichs / größerer Unordnung (z. B. Wärme fließt von warm nach kalt). Welches Kriterium muss bezüglich der Trocknungsreserve bei Wänden und Dächern nach Glaser erfüllt sein? M_c + 0,100 kg/m² ≤ M_ev bei Wänden bzw. M_c + 0,250 kg/m² ≤ M_ev bei Dächern. Wie ist ein stark belüftetes Bauteil (z. B. VHF) wärmetechnisch zu behandeln? Die belüftete Luftschicht und alle dahinterliegenden Außenschichten werden wärmetechnisch vernachlässigt; an der warmen Begrenzungsfläche wird ein äußerer Übergangswiderstand R_se angesetzt.

Teilgebiete der Bauphysik

Baulicher Wärmeschutz, Sommerlicher Wärmeschutz, Feuchteschutz, Schallschutz/Bauakustik, Raumakustik, Schallimmissionsschutz, Lichtplanung und Brandschutz.

Sättigungsdampfdruck (p_sat)

Der maximal mögliche Wasserdampfpartialdruck bzw. Wasserdampfgehalt der Luft, der stark von der Lufttemperatur abhängt.

Wärmedurchlasswiderstand R

Berechnet sich zu R = d / λ, wobei d die Schichtdicke in Metern und λ die Wärmeleitfähigkeit ist.

Wärmedurchgangskoeffizient U

Berechnet sich zu U = 1 / R_T, wobei R_T = R_si + ΣR_i + R_se.

Werte für inneren (R_si) und äußeren (R_se) Wärmeübergangswiderstand

R_si = 0,13 m²K/W und R_se = 0,04 m²K/W beim Standard-U-Wert einer Außenwand.

Schimmelrisiko und Tauwasser

Schimmelrisiko besteht bereits ab ca. 80 % relativer Feuchte; Tauwasser bildet sich erst bei 100 % relativer Feuchte.

Mindestwärmeschutz über Temperaturfaktor f_Rsi

f_Rsi = (θ_si − θ_e) / (θ_i − θ_e) ≥ 0,70.

Pettenkofer-Grenze

CO₂-Grenzwert zur Beurteilung der Raumluftqualität, ab dem die Leistungsfähigkeit nachlässt: 1000 ppm (0,1 Vol.-%).

Operative Temperatur

θ_op ≈ (θ_Luft + θ_Strahlung) / 2.

Diffusionswiderstandszahl μ

Gibt an, um wie viel mehr der Baustoff den Dampftransport hemmt im Vergleich zu ruhender Luft. Die äquivalente Luftschichtdicke ist s_d = μ · d.

Klassifizierung einer Schicht nach DIN 4108-3

Eine Schicht mit s_d-Wert ≤ 0,5 m wird als diffusionsoffen klassifiziert.

Wärmeleitfähigkeit λ bei steigender Baustofffeuchte

λ steigt mit zunehmender Feuchte, wodurch der Wärmedurchlasswiderstand R sinkt.

Feuchtebereiche in Baustoffen

Eingeteilt in Sorptionsbereich (0–95 % r. F.), Kapillarbereich (u_95 bis freie Wassersättigung u_f) und Übersättigungsbereich (u_f bis maximaler Wassergehalt u_max).

Glaser-Feuchteschutznachweis

Bricht ab, wenn die berechnete Tauwassermasse M_c > 0,5 kg/m² bei nicht kapillar aufnahmefähigen Schichten beträgt.

Grundregel für Schichtenfolge beim Feuchteschutz

"Innen dichter als außen" – innen größere Dampfdiffusionswiderstände (s_d), außen größere Wärmewiderstände (R).

g-Wert einer Verglasung

Den Gesamtenergiedurchlassgrad: Summe aus direkt transmittierter Sonnenstrahlung und sekundärer Wärmeabgabe der erwärmten Scheibe nach innen.

GEG-Nachweisgrößen Q_p und H′_T

Für Wohnneubauten: Q_p ≤ 0,55 · Q_p,Ref (Primärenergiebedarf) und H′_T ≤ 1,0 · H′_T,Ref (spezifischer Transmissionswärmeverlust).

Blower-Door-Luftwechselrate n₅₀ Grenzwerte

n₅₀ ≤ 3,0 h⁻¹ für Gebäude ohne raumlufttechnische Anlage; n₅₀ ≤ 1,5 h⁻¹ für Gebäude mit raumlufttechnischer Anlage.

Stefan-Boltzmann-Gesetz

M = σ · T⁴, mit σ = 5,67 · 10⁻⁸ W/(m²K⁴) und T in Kelvin.

2. Hauptsatz der Thermodynamik

In einem geschlossenen System nimmt die Entropie nicht ab; spontane Prozesse laufen stets in Richtung des Ausgleichs / größerer Unordnung.

Kriterium für Trocknungsreserve nach Glaser

M_c + 0,100 kg/m² ≤ M_ev bei Wänden; M_c + 0,250 kg/m² ≤ M_ev bei Dächern.

Behandlung eines stark belüfteten Bauteils (z. B. VHF)

Die belüftete Luftschicht und alle dahinterliegenden Außenschichten werden wärmetechnisch vernachlässigt.