Formeln und Tabellen Bauphysik: Wärmeschutz – Feuchteschutz – Klima – Akustik – Brandschutz [6. Aufl.] 9783658305567, 9783658305574

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Wolfgang M. Willems Kai Schild Diana Stricker

Formeln und Tabellen Bauphysik Wärmeschutz – Feuchteschutz – Klima – Akustik – Brandschutz 6. Auflage

Formeln und Tabellen Bauphysik

Wolfgang M. Willems · Kai Schild · Diana Stricker

Formeln und Tabellen Bauphysik Wärmeschutz – Feuchteschutz – Klima – Akustik – Brandschutz 6., aktualisierte Auflage

Wolfgang M. Willems Technische Universität Dortmund Dortmund, Deutschland

Kai Schild Technische Universität Dortmund Dortmund, Deutschland

Diana Stricker Ruhr-Universität Bochum Bochum, Deutschland

ISBN 978-3-658-30556-7 ISBN 978-3-658-30557-4  (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detail­ lierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2007, 2010, 2015, 2016, 2019, 2020 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Lektorat: Karina Danulat Springer Vieweg ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany

Vorwort zur 6. Auflage Vor mehr als 14 Jahren arbeiteten wir an der ersten Ausgabe der Formeln und Tabellen Bauphysik, die ein Kompendium des damaligen bauphysikalischen Basiswissens darstellte und letztendlich dann 390 Druckseiten umfasste. Heute haben Sie unsere sechste Auflage in den Händen und müssen feststellen, dass Inhalte und damit der Umfang des Buches wiederum erweitert werden mussten – auf nunmehr knapp 570 Seiten. Neben den üblichen Korrekturen und punktuellen Ergänzungen im Gesamtwerk waren in diesem Jahr keine Neuauflagen von Normen zu berücksichtigen und somit keine grundsätzlichen Überarbeitungen einzelner Kapitel erforderlich. Das als Ergänzung gedachte Übungsbuch Praxisbeispiele Bauphysik befindet sich derzeit in der Überarbeitung; die demnächst erscheinende sechste Auflage wird dann wieder bei allen Lösungswegen die bekannten Nummerierungsverweise auf die Tabellen und Formeln des vorliegenden Buches enthalten. Und wie immer bitten wir unsere Leser, uns mit konstruktiver Kritik, inhaltlichen Vorschlägen und auch eigenen Erfahrungsberichten im Hinblick auf zukünftige Auflagen dieses Buches zu unterstützen.

Dortmund und Bochum, im Juli 2020 Die Autoren

Vorwort zur 1. Auflage Wer die Entwicklung der Bauphysik während der letzten Dekaden mitverfolgte, wird heute feststellen, dass sich diese von einer Randerscheinung des Bauwesens zu einem ihrer komplexesten Arbeitsbereiche gewandelt hat. Mit diesem Prozess einher geht eine mit der Zeit immer differenzierter und vielschichtiger werdende „Vernormung“, die in der Praxis letztendlich zu einer Unüberschaubarkeit dieser Regelwerke führt – und es nicht zu erwarten, dass sich dieses in der Zukunft ändern wird. Angesichts dieser Entwicklung erschien es uns wichtig, den planenden Architekten und Ingenieuren sowie den Studierenden der entsprechenden Fachrichtungen ein Nachschlagewerk mit den wesentlichen Anforderungen, Nachweisverfahren und Kennwerten der Bauphysik an die Hand zu geben. Ergänzt werden diese Informationen – so es uns erforderlich und sinnvoll erschien – durch komprimierte Ausführungen zu den jeweiligen physikalischen Grundlagen und Zusammenhängen. In dieser Struktur liegt auch die Abgrenzung dieses Werkes zum wesentlich umfangreicheren „Vieweg Handbuch Bauphysik“, welches eher als Kompendium mit ausführlichen Hintergrundinformationen ausgelegt ist. Wir haben die Themen dieses Buches unter dem Gesichtspunkt der Praxisrelevanz ausgewählt und alle damit verknüpften Informationen äußerst sorgfältig zusammen-

VI getragen und überprüft. Dennoch können Fehler auftreten und vielleicht auch die Einbeziehung zusätzlicher Themenbereiche erforderlich werden. Es würde uns freuen, wenn Sie - die Anwender dieses Tabellenwerkes - uns die notwendige Rückmeldung zukommen lassen würden, um dieses Werk in der nächsten Auflage dann weiter Ihren Wünschen anpassen zu können.

Inhaltsverzeichnis 1

Berechnungshilfen

1.1 Mathematische Grundlagen................................................................... 1 1.1.1 Geometrie................................................................................................. 1 1.1.2 Rechenregeln............................................................................................ 8 1.1.3 Vielfache und Teile der SI-Einheiten....................................................... 10 1.2

Griechisches Alphabet......................................................................... 11

1.3

Modale Hilfsverben in der Normung................................................... 12

1.4 Einheiten-Umrechnungstafeln............................................................. 12 1.4.1 Länge...................................................................................................... 13 1.4.2 Fläche..................................................................................................... 13 1.4.3 Volumen.................................................................................................. 13 1.4.4 Masse..................................................................................................... 14 1.4.5 Zeit.......................................................................................................... 14 1.4.6 Kraft........................................................................................................ 14 1.4.7 Spannung................................................................................................ 15 1.4.8 Druck....................................................................................................... 15 1.4.9 Arbeit....................................................................................................... 15 1.4.10 Leistung.................................................................................................. 16 1.4.11 Wärmeleitfähigkeit.................................................................................. 16 1.4.12 Spezifische Wärmekapazität................................................................... 16 1.4.13 Wärmedurchgangskoeffizient................................................................. 17 1.4.14 Wärmestromdichte.................................................................................. 17 1.5

Bauschraffuren..................................................................................... 18

1.6 Wärme- und feuchtetechnische Kennwerte....................................... 20 1.6.1 Putze, Mörtel und Estriche ..................................................................... 20 1.6.2 Beton-Bauteile ....................................................................................... 21 1.6.3 Bauplatten............................................................................................... 23 1.6.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln ..................................................... 24 1.6.5 Mauerwerk aus Kalksandsteinen und Porenbeton-Plansteinen............. 25 1.6.6 Mauerwerk aus Betonsteinen ................................................................ 26 1.6.7 Holz und Holzwerkstoffe......................................................................... 28 1.6.8 Wärmedämmstoffe ................................................................................. 29 1.6.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe ............................................................. 35 1.6.10 Gummi, massive Kunststoffe.................................................................. 36 1.6.11 Dachbahnen, Folien ............................................................................... 37 1.6.12 Gesteine und Lehmbaustoffe ................................................................. 38 1.6.13 Glas, Gesteine und Lehmbaustoffe ....................................................... 39 1.6.14 Böden ..................................................................................................... 39 1.6.15 Dachziegelsteine und Platten ................................................................ 40 1.6.16 Lose Schüttungen................................................................................... 40 1.6.17 Metalle ................................................................................................... 41 1.6.18 Wasser, Eis, Schnee .............................................................................. 41 1.6.19 Gase ...................................................................................................... 42

VIII Inhaltsverzeichnis

2

Wärmeschutz

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe....................................................... 43 2.1.1 Temperatur ............................................................................................ 43 2.1.2 Rohdichte................................................................................................ 43 2.1.3 Wärmemenge, Spezifische Wärmekapazität ......................................... 43 2.1.4 Wärmeleitfähigkeit ................................................................................. 43 2.1.5 Temperaturleitzahl.................................................................................. 44 2.1.6 Wärmeeindringkoeffizient ...................................................................... 44 2.1.7 Wärmestrom ........................................................................................... 45 2.1.8 Wärmestromdichte.................................................................................. 45 2.1.9 Wärmeübergangskoeffizient................................................................... 46 2.1.10 Wärmeübergangswiderstand.................................................................. 48 2.1.11 Wärmedurchlasswiderstand ................................................................... 50 2.1.12 Wärmedurchgangswiderstand................................................................ 57 2.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) für opake Bauteile .................... 61 2.1.14 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster............................................... 67 2.1.15 Wärmedurchgangskoeffizient von Rollladenkästen................................ 76 2.1.16 Wärmedurchgangskoeffizient von Rollläden, Fensterläden etc. ............ 77 2.1.17 Wärmedurchgangskoeffizient von Türen................................................ 79 2.1.18 Wärmedurchgangskoeffizient für Tore.................................................... 80 2.1.19 Wärmedurchgangskoeffizient von Vorhangfassaden - Einzelbeur teilungsmethode nach DIN EN ISO 12631............................................. 81 2.2 2.2.1 2.2.2

Temperaturverteilungen in Bauteilen ................................................ 83 Eindimensional, stationäre Randbedingungen ...................................... 83 Eindimensional, instationäre Randbedingungen - Binder/Schmidt......... 85

2.3 Wärmebrücken...................................................................................... 88 2.3.1 Definition und Formen des Auftretens ................................................... 88 2.3.2 Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient .................................. 89 2.3.3 Wärmebrückenkataloge.......................................................................... 91 2.3.4 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim Nachweis nach EnEV........ 92 2.4 2.4.1

Anforderungen an den Wärmeschutz im Winter................................ 94 Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2.................................................. 94

2.5 Energiesparender Wärmeschutz - EnEV 2014................................. 101 2.5.1 Anwendungsbereich der EnEV............................................................. 101 2.5.2 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten............................... 102 2.5.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäuden und Anlagen sowie für kleine Gebäude mit einer Nutzfläche ≤ 50 m2................................................................................ 112 2.5.4 Nachweismethodik ............................................................................... 116 2.5.5 Ermittlung der Eingangsgrößen............................................................ 121 2.5.6 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 ...................................... 121 2.5.7 Ermittlung des Ausnutzungsgrades der solaren und internen Gewinne................................................................................................ 132

Inhaltsverzeichnis IX 2.5.8

Ermittlung der Anlagenaufwandszahl gemäß DIN V 4701-10 ............. 132

2.6 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.6.6

Wärmeübertragung über das Erdreich............................................. 138 Einführung............................................................................................. 138 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert)...... 141 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller)........ 142 Wärmeverluste bei beheiztem Keller.................................................... 143 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller........ 144 Wärmetechnische Bemessung von Gebäudegründungen zur Vermeidung von Frosthebung gemäß DIN EN ISO 13793................... 145

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz.............................................................. 151 2.7.1 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 ........ 151 2.7.2 Sonneneintragskennwert...................................................................... 152 2.7.3 Zulässiger Sonneneintragskennwert .................................................... 155 2.7.4 Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile ............... 159 2.8 Luftdichtheit........................................................................................ 161 2.8.1 Einführung ............................................................................................ 161 2.8.2 Anforderungen und Planungsempfehlungen gemäß DIN 4108-7......... 161

3

Feuchteschutz

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe................................................... 171 3.1.1 Wasserdampf........................................................................................ 171 3.1.2 Wasserdampfpartialdruck..................................................................... 171 3.1.3 Wasserdampfsättigungsdruck .............................................................. 172 3.1.4 Normatmosphäre ................................................................................. 174 3.1.5 Relative Luftfeuchte.............................................................................. 174 3.1.6 Konzentration der trockenen Luft ......................................................... 174 3.1.7 Wasserdampfkonzentration.................................................................. 175 3.1.8 Wasserdampfsättigungskonzentration.................................................. 175 3.1.9 Taupunkttemperatur ............................................................................. 177 3.1.10 Schimmelpilz-Grenztemperatur ........................................................... 178 3.1.11 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand ................................... 179 3.1.12 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft ........................... 180 3.1.13 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl ............................................ 180 3.1.14 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand...................................... 182 3.1.15 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient ................................... 183 3.1.16 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte.................................................... 184 3.1.17 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke ........................... 184 3.1.18 Sorptionsisotherme............................................................................... 185 3.1.19 Massebezogener Feuchtegehalt .......................................................... 186 3.1.20 Volumenbezogener Feuchtegehalt....................................................... 186 3.1.21 Gleichgewichtsfeuchtegehalt................................................................ 187 3.1.22 Praktischer Feuchtegehalt.................................................................... 187 3.1.23 Kritischer Feuchtegehalt....................................................................... 188 3.1.24 Maximaler Feuchtegehalt...................................................................... 188

X Inhaltsverzeichnis 3.2 3.2.1 3.2.2

Bestimmung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes.................... 188 Rechnerisches Verfahren .................................................................... 188 Graphisches Verfahren......................................................................... 189

3.3 Schlagregenschutz............................................................................. 191 3.3.1 Schlagregenbeanspruchungsgruppen.................................................. 192 3.3.2 Klassifizierung für Putze und Beschichtungen...................................... 194 3.3.3 Einordnung von Wandbauarten............................................................ 196 3.3.4 Fugen und Anschlüsse ........................................................................ 196 3.3.5 Bestimmungen für weitere Bauteilgruppen .......................................... 197 3.3.6 Innendämmungen ................................................................................ 198 3.3.7 Fachwerkfassaden ............................................................................... 199 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4

Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3............................. 201 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen... 201 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen.......................................... 202 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren............................... 203 Bemessung einer erforderlichen Dampfbremse................................... 215

3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3

Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN EN ISO 13788................. 217 Außenseitige klimatische Randbedingungen........................................ 218 Raumseitige klimatische Randbedingungen......................................... 222 Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte............................................................................... 226

4

Schallausbreitung

4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5

Physikalische Grundlagen der Schallausbreitung.......................... 231 Schallschwingung................................................................................. 231 Schallgeschwindigkeiten....................................................................... 235 Definition unterschiedlicher Schallpegel............................................... 235 Lautstärkeempfinden und Frequenzbewertung.................................... 238 Schallausbreitung................................................................................. 241

4.2 4.2.1 4.2.2

Immissionsgrenzwerte bei Schallausbreitung im Freien................ 243 Allgemeines.......................................................................................... 243 Anforderungen und Orientierungswerten.............................................. 244

4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4

Ermittlung von Schallimmissionen nach DIN 18005-1.................... 249 Allgemeines.......................................................................................... 249 Richtwerte zur Einhaltung unterschiedlicher Beurteilungspegel .......... 250 Verweise auf Regelwerke..................................................................... 251 Vereinfachte Schätzverfahren für Verkehrsanlagen (Diagramme)....... 252

4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3

Ermittlung von Schallimmissionen nach TA Lärm.......................... 257 Allgemeines.......................................................................................... 257 Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Vorbelastung durch Messung..................................................................................... 258 Ermittlung der Geräuschimmissionen aus Zusatzbelastung mit der überschlägigen Prognose......................................................... 260

Inhaltsverzeichnis XI 4.5 Ermittlung von Schallimmissionen nach DIN ISO 9613-2............... 263 4.5.1 Anwendungsbereich ............................................................................ 263 4.5.2 Randbedingungen ................................................................................ 264 4.5.3 Rechenvorgaben .................................................................................. 266

5

Bauakustik

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes................................................. 285 5.1.1 Schalltransmissionsgrad....................................................................... 285 5.1.2 Schallpegeldifferenz.............................................................................. 285 5.1.3 Norm-Schallpegeldifferenz.................................................................... 286 5.1.4 Standard-Schallpegeldifferenz.............................................................. 286 5.1.5 Schachtpegeldifferenz ......................................................................... 287 5.1.6 Luftschalldämmung .............................................................................. 287 5.1.7 Bewertung des Schalldämm-Maßes..................................................... 291 5.1.8 Spektrum-Anpassung........................................................................... 293 5.1.9 Schalldämmung zusammengesetzter Flächen..................................... 297 5.1.10 Schalldämmung eines Bauelements..................................................... 298 5.1.11 BERGERsches Gesetz......................................................................... 298 5.1.12 Einschalige Bauteile.............................................................................. 300 5.1.13 Mehrschalige Bauteile........................................................................... 303 5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes................................................. 306 5.2.1 Schallübertragungswege...................................................................... 306 5.2.2 Trittschallpegel...................................................................................... 307 5.2.3 Norm-Trittschallpegel............................................................................ 308 5.2.4 Standard-Trittschallpegel...................................................................... 308 5.2.5 Bewerteter Norm-Trittschallpegel ........................................................ 309 5.2.6 Norm-Trittschallpegel flankierender Bauteile ....................................... 309 5.2.7 Trittschallminderung durch Deckenauflagen ........................................ 310 5.2.8 Bewertung des Norm-Trittschallpegels................................................. 311 5.2.9 Spektrum-Anpassung........................................................................... 312 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.3.8

Anforderungen an den Schallschutz................................................. 313 Rechtlicher Anspruch ........................................................................... 313 Anforderungen nach DIN 4109............................................................. 314 Erhöhte Anforderungen nach DIN 4109-5 .......................................... 330 Anforderungen für Wohnungen nach VDI 4100 (08.2007)................... 342 Anforderungen für Wohnungen nach VDI 4100 (10.2012)................... 347 DEGA-Empfehlungen 103 ................................................................... 352 Empfehlungen und Anforderungen bei Büros nach VDI 2569.............. 358 Anforderungen bei Gaststätten und Kegelbahnen nach VDI 3726....... 360

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz................................................. 361 5.4.1 Sicherheitskonzept ............................................................................... 361 5.4.2 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für massive Konstruktionen...... 361 5.4.3 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für Holz-, Leicht- und Trockenbau .......................................................................................... 367

XII Inhaltsverzeichnis 5.4.4 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für Skelettbau und bei Mischbauweisen................................................................................... 368 5.4.5 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 von zweischaligen massiven Gebäudetrennwänden.......................................................................... 369 5.4.6 Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109-2.................. 369 5.4.7 Trittschallschutz im Gebäude nach DIN 4109-2................................... 375 5.4.8 Ermittlung von Kenngrößen zur Planung des Schallschutzes.............. 380 5.4.9 Schallübertragung aus gebäudetechnischen Anlagen ......................... 381 5.4.10 Luftschallschutz gegen Emissionen aus dem Gebäude ins Freie ....... 382 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.5.6 5.5.7 5.5.8 5.5.9 5.5.10 5.5.11

Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz................................ 389 Luftschalldämmung von massiven Innen- und Außenwänden............. 389 Luft- und Trittschalldämmung von massiven Decken........................... 405 Luftschalldämmung von massiven Dächern......................................... 415 Trittschalldämmung von massiven Treppen......................................... 416 Stoßstellen massiver Bauteile .............................................................. 419 Luftschalldämmung von Dächern in Leichtbauweise ........................... 425 Luftschalldämmung von Wänden in Holz- und Trockenbauweise ....... 436 Luft- und Trittschalldämmung von Holzbalkendecken.......................... 439 Schalldämmung von Fenstern und Rollladenkästen ............................ 446 Schalldämmung von Türen und Fugen ................................................ 453 Sonstige Elemente ............................................................................... 456

6

Raumakustik

6.1 Grundlagen der Raumakustik............................................................ 459 6.1.1 Ziele der Raumakustik.......................................................................... 459 6.1.2 Hörsamkeit............................................................................................ 459 6.1.3 Verständlichkeit..................................................................................... 459 6.1.4 Frequenzbereiche ................................................................................ 461 6.1.5 Gesamtstörschalldruckpegel................................................................. 461 6.1.6 Reflexions-, Transmissions- und Absorptionsgrad............................... 462 6.1.7 Äquivalente Schallabsorptionsfläche.................................................... 462 6.1.8 Nachhallzeit.......................................................................................... 464 6.2

Schallpegelminderung....................................................................... 464

6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4

Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041 ...................... 466 Raumakustische Anforderungen an Räume der Gruppe A ................. 466 Hinweise für die Planung für Räume der Gruppe A ............................. 470 Anordnung schallabsorbierender Flächen ........................................... 472 Raumakustische Empfehlungen an Räume der Gruppe B .................. 476

6.4 6.4.1

Raumakustische Gestaltung von Büros nach VDI 2569 ................ 478 Raumakustische Empfehlungen .......................................................... 478

6.5 6.5.1 6.5.2

Technische Absorber......................................................................... 479 Differenzierungen.................................................................................. 479 Poröse Absorber................................................................................... 479

Inhaltsverzeichnis XIII 6.5.3 6.5.4 6.5.5

Plattenresonatoren................................................................................ 481 Helmholtz-Resonator............................................................................ 482 Mikroperforierte Absorber..................................................................... 483

6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3

Schallreflexionen................................................................................ 484 Allgemeines.......................................................................................... 484 Spiegelnde Reflexion............................................................................ 484 Diffuse Reflexion................................................................................... 486

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade................................... 488

7

Brandschutz

7.1

Anforderungen an den Brandschutz ................................................ 503

7.2

Brandverhalten ................................................................................... 504

7.3

Brandverlauf ....................................................................................... 504

7.4 7.4.1 7.4.2

Deutsches Klassifizierungsystem..................................................... 507 DIN 4102-1 ........................................................................................... 507 DIN 4102-2 ........................................................................................... 508

7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.5.4

Europäisches Klassifizierungssystem ............................................ 510 DIN EN 13501-1: Benennung des Brandverhaltens von Bauprodukten................................................................................. 510 Europäische Klassen und bauaufsichtliche Anforderungen ................. 513 DIN EN 13501-2: Benennung des Feuerwiderstandes......................... 514 Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe und Bauteile nach Eurocode........................................................................ 516

7.6

Inhalt von Brandschutzkonzepten .................................................... 530

7.7 Baulicher Brandschutz....................................................................... 531 7.7.1 Allgemeines ......................................................................................... 531 7.7.2 Geltungsbereich.................................................................................... 532 7.7.3 Bergriffe ............................................................................................... 533 7.7.4 7.7.5

Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (M IndBauRL) ....................................................................................... 535 DIN 18230 - Baulicher Brandschutz im Industriebau............................ 537

7.8

Rauch- und Wärmefreihaltung .......................................................... 538

8

Literaturverzeichnis

8.1 8.2

Normen und Richtlinien ........................................................................ 541 Verordnungen und Veröffentlichungen................................................. 555



Index................................................................................................... 561

1 Berechnungshilfen 1.1 Mathematische Grundlagen 1.1.1 Geometrie Flächenberechnung 1

2

Quadrat

d

a

A = a2

a

=

d

= a⋅ 2

A

Rechteck

A = a⋅ b

b

d

d

= a2 + b 2

a

Parallelogramm

A = a ⋅ h = a ⋅ b ⋅ sin α

d2

b

h

d1

 a

d1 =

( a + h ⋅ cot α ) 2 + h2

d2 =

( a − h ⋅ cot α ) 2 + h2

Trapez a

a+ b ⋅ h = m⋅ h 2 a+ b m = 2

h

A =

m

b

Gleichseitiges Dreieck

h

a

h

a

a2 ⋅ 3 4 a = ⋅ 3 2

A =

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4_1

2

1 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 =

x x

c

y

h

y

z

r

R y

z

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 =



r

a

a

δ Regelmäßiges Sechseck

3 2 ⋅a ⋅ 3 2 2 = 2⋅ a = ⋅s 3

a

d

S

A = d s

=

3 ⋅d 2

≈ 1, 155 ⋅ s ≈ 0, 866 ⋅ d

Regelmäßiges Achteck

a

b

d

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

b

h1

h3

A2 h

A3

A = A1 + A2 + A3

= 2

a ⋅ h1 + b ⋅ h2 + b ⋅ h3 2

≈ 0, 83 ⋅ s 2

1.1 Mathematische Grundlagen 3 Kreis

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

d

r

Ellipse a

π ⋅ D ⋅ d = π ⋅ a⋅ b 4 π U ≈ ⋅  3 ⋅ ( a + b ) − 2 ⋅ a ⋅ b  2

d

b

A =

D

Kreisausschnitt

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

A =

r



b

b Kreisabschnitt

A =

r

 s

r2  h α°  ⋅ π⋅ − sin α  ≈ ⋅ 3 ⋅ h2 + 4 ⋅ s 2 2  180° 6 s ⋅ 

(

h

s

= 2 ⋅ r ⋅ sin

r

=

b 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

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

b

A =

d b

D

(

)

)

4

1 Berechnungshilfen

Volumenberechnung 1

2

Würfel

= a3

O = 6 ⋅ a2

d

a

V d

= 3 ⋅a

V

= a⋅ b ⋅ c

a

a

c

Quader

d

O = 2 ⋅ ( a ⋅ b + a ⋅ c + b ⋅ c)

a

d

= a2 + b 2 + c 2

V

= A1 ⋅ h

V

=

b

h

Schiefer Quader

A1

Prismatoid A2

h 2

h

A

A1

h ⋅ ( A1 + 4 ⋅ A + A2 ) 6

1.1 Mathematische Grundlagen 5 Pyramide

1 ⋅ A1 ⋅ h 3 a ⋅ hs O = 4⋅ + a2 2

V

=

hs = h2 +

a2 4

Zylinder

r

h

π 2 ⋅d ⋅h 4 M = 2 ⋅π ⋅ r ⋅ h

V

=

O = 2 ⋅ π ⋅ r ⋅ ( r + h) d

Schief abgeschnittener Zylinder

π 2 ⋅d ⋅h 4 M =π ⋅d⋅h

r

d

h1

h2

h

V

=

2   2 ( h1 − h2 )   O = π ⋅ r ⋅ h1 + h2 + r + r +   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

6

1 Berechnungshilfen

h

Hohlzylinder

d

V

=

π ⋅ h ⋅ D2 − d 2 4

V

≈

π ⋅ h ⋅ 2 ⋅ D2 + d 2 12

(

)

D

h

Fass

D

(

)

d

Pyramidenstumpf (gilt auch bei „anderseckigen“ Grundflächen)

h

A2 V

=

(

h ⋅ A1 + A2 + 3

A1 Kegel A2

π 2 ⋅r ⋅h 3 M =π ⋅r⋅m

h



V

=

m

O = π ⋅ r ⋅ ( r + m) m = h2 + r 2 A2 x 2 = A1 h2

r

A1

A 1⋅ A2

)

1.1 Mathematische Grundlagen 7 Kegelstumpf

h

m

d

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

V

(

=

)

2

 D−d 2 m =   +h  2 

D

Kugel

d

4 1 ⋅ π ⋅ r 3 = π ⋅ d 3 ≈ 4, 189 ⋅ r 3 3 6 O = 4 ⋅π ⋅ r 2 = π ⋅ d 2

=

V

=

r

V

Kugelauschnitt

h

r

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

h

V

=

O = π ⋅ h ⋅ ( 4 ⋅ r − h) s

r

s

= 2 ⋅ h ⋅ ( 2 ⋅ r − h)

)

8

1 Berechnungshilfen

1.1.2 Rechenregeln Potenzen

a0

=1

n

a ⋅b

n

= ( a ⋅ b)

am ⋅ an

= am+ n

(a )

= am⋅n

m

n

a− n

=

m

n

1 an

a an

= am− n

an bn

 a =   b

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

= a2 + 2 ⋅ a ⋅ b + b 2

n

= 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

a

= an

n

an

=a

n

am

= an

n

am⋅n

= am

n

a⋅ b

= n a⋅n b

n

a b

=

n

1 a

=

nm

a

m

n n

a b

1 n

a

−

=a

1 n

= n⋅m a = m n a

1.1 Mathematische Grundlagen 9 Logarithmen = ln a

log e a e

ln a

log 10

=a 10

= lg a

a

lg a

=a c

log b a = c

⇔b =a

log b 1

=0

log b b

=1

log b ( c ⋅ d )

= log b c + log b d

c  d

log b 

log b a log a log a

= log b c − log b d

n

n

= n ⋅ log b a =

x

1

1 n

1

⋅ log a x = log a ( x ) n

= − log a x

x

   = log a x + log a  1 − 

= log a x + log a  1 +

log a ( x + y ) log a ( x − y )

y



x y



x

Quadratische Gleichung

x2 + p⋅ x + q = 0

x1 / 2 = −

p ± 2

p2 −q 4

Trigonometrie

se

u en oth c p y

H



b Ankathete

a Gegenkathete

sin a =

= cos a

Gegenkathete a = Hypotenuse c

Ankathete b = Hypotenuse c

= tan a

Gegenkathete a = b Ankathete

cot a =

Ankathete b = Gegenkathete a

10

1 Berechnungshilfen

1.1.3 Vielfache und Teile der SI-Einheiten 1

2

3

4

1

Vorsatz/ Sprechweise 

Kurzzeichen

Faktor

Umrechnung

2

Yoko

y

10-24

0,000 000 000 000 000 000 000 001

3

Zepto

z

10-21

0,000 000 000 000 000 000 001

a

10

-18

0,000 000 000 000 000 001

-15

0,000 000 000 000 001

4

Atto

5

Femto

f

10

6

Piko

p

10-12

0,000 000 000 001

7

Nano

n

10-9

0,000 000 001

8

Mikro

m

10-6

0,000 001

9

Milli

m

10-3

0,001

10

Zenti

c

10-2

0,01

11

Dezi

d

10-1

0,1

12

Deka

da

101

10

13

Hekto

h

10

2

100

3

14

Kilo

k

10

1 000

15

Mega

M

106

1 000 000

16

Giga

G

109

1 000 000 000

17

Tera

T

1012

1 000 000 000 000

18

Peta

P

1015

1 000 000 000 000 000

19

Exa

E

1018

1 000 000 000 000 000 000

20

Zetta

Z

1021

1 000 000 000 000 000 000 000

21

Yotta

Y

1024

1 000 000 000 000 000 000 000 000

1.2 Griechisches Alphabet 11

1.2 Griechisches Alphabet 1

2

3

1

Sprechweise 

groß 

klein 

2

Alpha

A

a 

3

Beta

B

b

4

Gamma

G

g

5

Delta

D 

d

6

Epsilon

E

e

7

Zeta

Z

z

8

Eta

H

h

9

Theta

Q

q

10

Lota

I

i

11

Kappa

K

k

12

Lambda

L

l

13

My

M

µ

14

Ny

N

n

15

Xi

X

x

16

Omikron

O

o

17

Pi

P

p

18

Rho

R

r

19

Sigma

S

s

20

Tau

T

t

21

Ypsilon

Υ

u

22

Phi

F

j

23

Chi

Χ

c

24

Psi

Y

y

25

Omega

W

w

12

1 Berechnungshilfen

1.3 Modale Hilfsverben in der Normung

1

1

2

3

4

Verbform 

Gleichbedeutende Ausdrücke

Bedeutung

Anwendung

2 muss

3 darf nicht

4 sollte

ist zu / ist erforderlich / es ist erforderlich, dass / hat zu / lediglich ... zulässig / es ist notwendig es ist nicht zulässig / es ist nicht gestattet / es ist nicht erlaubt / es ist unzulässig / es ist nicht zu / es hat nicht zu

es wird empfohlen, dass / ist in der Regel

5 sollte nicht

wird nicht empfohlen / sollte vermieden werden

6 darf

ist zugelassen / ist zulässig / .... auch ....

7

braucht nicht ... zu

Gebot

... bei Anforderungen, die zwingend und ohne Abweichung einzuhalten sind. Verbot

..., wenn von mehreren Möglichkeiten eine besonders empfohlen Regel, von der nur wird/ vorzuziehen ist, ohne andere Möglichin begründeten Fällen abgewichen keiten grundsätzlich auszuschließen. werden darf ..., wenn bei mehreren Möglichkeiten von einer besonders abgeraten wird, diese jedoch nicht verboten ist.

Erlaubnis

ist nicht erforderlich / keine ... nötig

8 kann

vermag / es ist möglich, dass / lässt sich ...

9 kann nicht

vermag nicht / es ist nicht möglich, dass / ... lässt sich nicht ...

unverbindlich

..., um eine gemäß Norm zulässige Handlungsweise zu beschreiben.

... zur Angabe von Möglichkeiten und Vermögen in physischem, physikalischem oder kausalem Zusammenhang.

1.4 Einheiten-Umrechnungstafeln 13

1.4 Einheiten-Umrechnungstafeln 1.4.1 Länge µm µm

1

mm

10

cm

mm

cm

dm

-3

-4

10

-5

10

-2

10 3

10

-1

m

km

10

-6

10

10

-3

10-6

1

10

104

101

1

10-1

10-2

10-5

dm

105

102

101

1

10-1

10-4

m

106

103

102

101

1

10-3

km

9

6

5

4

10

10

10

10

10

3

in

ft

yd

-9

0,03937

3281·10-6 1094·10-6

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

(in  inch; ft  feet; yd  yard)

1.4.2 Fläche µ m2 µm

2

mm

1

2

10

mm2

cm2

dm2

-6

10

-8

-10

10

-2

10 6

1

10

10

-4

m2 10

km2

-12

10

-6

10-12

10

cm2

108

102

1

10-2

10-4

10-10

dm2

1010

104

102

1

10-2

10-8

m2

1012

106

104

102

1

10-6

2

18

12

10

8

km

10

10

10

10

10

6

sq in

sq ft

sq yd

-18

1,55·10-3 1,076·10-5 1,196·10-6

1550

10,76

1,196

1 -4

6,944·10-3 0,772·10-3

sq in

645,161

6,45·10

sq ft

92936

0,0929

144

1

0,1111

sq yd

836120

0,8361

1296

9

1

cu in

cu ft

1

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

1.4.3 Volumen µ m3 µm

3

mm

10

10 6

cm3 dm3 = 1  10

-9 -3

1

10

10

-12

10

-6

m3 10

km3

-15

10

-9

10-18

10

109

103

1

10-3

10-6

10-15

dm3

1012

106

103

1

10-3

10-12

m3

1015

109

106

103

1

10-9

3

27

18

15

12

10

10

1 dm  1 Liter = 1 l 3

10

10

10

9

cu yd

-27

cm3

km 1)

-6

1

3

mm3

6,10210-5 3,53210-8 1,30710-9

61023

35,32

1

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

1,307

14

1 Berechnungshilfen

1.4.3 Volumen (Fortsetzung) µ m3

mm3

cm3 dm3 = 1 

m3

km3

cu in

-5

cu ft

cu yd -4

2,14410-5

cu in

16387

cu ft

2,83107

0,0283

1728

1

0,037

cu yd

8

0,765

46656

27

1

1)

7,6510

1 dm  1 Liter = 1 l 3

1,6410

1

5,78610

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

1.4.4 Masse mg

g

kg

-3

mg

1

10

g

103

1

kg

10

6

t

109

10

10

t

-6

10

10-3 3

oz

28,35

0,02832

lb

453,6

0,4531

200

0,2

0,00221

5

35,27

2,205

5103

10

103

Kt

0,03527

-3

1

lb

510-3

10-6

106

Kt

oz -9

510-6

1

0,210

1

0,0625

16

-3

0,210

-6

7,05510

141,75

1 -3

4,40910

2268 -4

1

(oz  ounce; lb  pound; Kt  Karat)

1.4.5 Zeit ms ms

s

1

10 3

-3

1

min

h

d

a

2,77810-4

1,15710-5

3,17110-8

1,66710

-5

2,77810

1,66710

-2

-7

s

10

min

60103

60

1

1,66710-2

6,94410-4

1,90310-6

h

3,6106

3600

60

1

4,16710-2

1,14210-4

d

86400

1440

24

1

2,74010-3

a

31,54106

525600

8760

356

1

N 1)

kN

MN

kp

Mp

dyn 2)

N

1

10-3

10-6

0,10197

1,019710-4

105

kN

103

1

10-3

MN

106

103

1

kp

9,80665

1

10-3

9,80665105

Mp

9806,65

103

1

9,80665108

dyn

10-5

1,019710-6

1,019710-9

1

1.4.6 Kraft

1)

1 N = 1 kg·m/s ; 2

2)

dyn  dyne

1.4 Einheiten-Umrechnungstafeln 15

1.4.7 Druck N/mm2

Pa ( N/m2)

kp/cm2

mbar ( 1hPa)

bar

Torr

N/mm2

1

106

10,1972

104

10

Pa

10-6

1

1,0197210-5

10-2

10-5

7,5103

kp/cm

9,8066510-2

2

98066,5

10-4

mbar bar

0,1

Torr

0,13310-3

10

2

10

5

1

9,8066510

1,0197210-3

10

1,356210-3

133

0,75

1

750

1,3610-3

1

3

1,36

736

10-3

1

1,01972

0,0075

9,8066510-1

2

1.4.8 Spannung N/mm2 N/cm2 ( MN/m2) N/mm2

102

1

2

N/cm

10

N/m2

-2

N/m2 ( 1Pa)

kN/mm2

kN/cm2

106

10-3

0,1

4

-5

-3

10-4

10

-6

10

10-2

1

10

10-6

10-4

1

10-9

10-7

10-3

10-10

10-6

kN/mm2

103

105

109

1

102

106

0,1

103

kN/cm2

10

103

107

10-2

1

104

10-3

10

-3

0,1

10

3

-6

MN/cm2

104

106

1010

10

MN/m2

1

102

106

10-3

kN/m

10

10

10

103

1

2

10

kN/m2 MN/m2 MN/cm2 ( 1kPa) ( 1MPa)

1

10

10-3

103

107

1

104

0,1

103

10-4

1

10

-4

-7

1.4.9 Arbeit J ( 1 Nm)

Wh

kWh

kp m

0,27810-3 0,27810-6

kcal

1

Wh

3600

1

10-3

367

0,860

kWh

3,6106

103

1

3,67103

860

kp m

9,80665

kcal

4186,8

PS h Btu

2,6510

2,7310

6

1055

(Btu  british thermal unit)

1,16 736

-3

2,7310

-6

1,1610-3 0,736 29310

-6

Btu

0,23910-3 0,37810-6 948,410-6

J

0,101972

PS h 1,3610-3 1,36 -3

3413 -6

1

2,34510

426,9

1

1,5810-3

632

1

0,2710 107,6

6

0,252

3,7010

9,30110-3 3,968 1

16

1 Berechnungshilfen

1.4.10 Leistung mW

W ( 1 N m/s)

kW

MW

kp m/s

kcal/h

PS

mW

1

10-3

10-6

10-9

0,10210-3

0,86010-3

1,3610-6

W 1)

103

1

10-3

10-6

0,101972

0,860

1,3610-3

kW

106

103

1

10-3

101,972

860

MW

9

6

10

10

kp m/s 9,806103

10

3

1

101,9710

3

1,36

86010

3

1,36103

9,80665

9,8110-3

9,8110-6

1

8,43

13,310-3

kcal/h

1,16103

1,16

1,1610-3

1,1610-6

0,119

1

1,5810-3

Btu/s

1055103

1,055103

1,055

1,05510-3

107,6

907,258

1,4348

PS

736103

736

0,736

0,73610-3

75

632

1

≠

(1 PS = 75 kp m/s = 735.49875 W

1 hp = 745.69987158227022 W)

1.4.11 Wärmeleitfähigkeit BTU/(h∙ft∙°F) BTU in/(h∙ft2∙°F)

W/mK

cal/(s∙m∙°C)

cal/(s∙cm∙°C)

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

2,90291103

BTU/(h∙ft∙°F)

1,73074

0,41338

0,00413

1

12

BTU in/(h∙ft2∙°F)

0,14423

0,03445

3,4448310-4

0,08333

1

1.4.12 Spezifische Wärmekapazität J/(kg∙K)

J/(g∙K)

cal/(g∙K)

Btu/(lb∙°F)

J/(kg∙K)

1

10-3

2,3884610-4

2,3900610-4

J/(g∙K)

103

1

0,23885

0,23901

cal/(g∙K)

4,1868103

4,1868

1

1,00067

Btu/(lb∙°F)

4,184103

4,184

0,99933

1

1.4 Einheiten-Umrechnungstafeln 17

1.4.13 Wärmedurchgangskoeffizient W/(m2∙K)

cal/(s∙cm2∙°C)

kcal/(h∙m2∙°C)

Btu/(h∙ft2∙°F)

W/(m2∙K)

1

2,3884610-5

0,85985

0,17611

cal/(s∙cm2∙°C)

4,1868104

1

3,6104

7,37338103

kcal/(h∙m2∙°C)

1,163

2.7777810-5

1

0,20482

Btu/(h∙ft2∙°F)

5,67826

1,3562310-4

4,88243

1

W/m2

cal/(s∙cm2)

kcal/(h∙m2)

Btu/(h∙ft2)

W/m2

1

2,3884610-5

0,85985

0,317

cal/(s∙cm2)

4,1868104

1

3,6104

1,32721104

kcal/(h∙m2)

1,163

2,7777810-5

1

0,36867

Btu/(h∙ft2)

3,15459

7,5346110-5

2,71246

1

1.4.14 Wärmestromdichte

18

1 Berechnungshilfen

1.5 Bauschraffuren Tabelle 1.5-1 Bauschraffuren nach DIN 1356-1 [A] und DIN ISO 128-50 [B] und den Flachdachrichtlinien [1]

1

2

3

4

Material/ Bauteil

6

1 Darstellungsart

Material/ Bauteil

2

aufgefülltes Erdreich

[A]

Gipsplatten

[B]

3

gewachsenes Erdreich

[A]

Mörtel, Putz

[A]

4

Fels

[B]

bewehrter Beton

[A]

5

Kies

[A]

unbewehrter Beton

[A]

6

Kies

[B]

Leichtbeton

[B]

7

Sand

[A]

wasserundurchlässiger Beton

[B]

8

Sand

[B]

Betonfertigteil

[A]

9

Sandstein

[B]

Dichtstoffe

[A]

10

Schluff

[B]

11

Ton

[B]

12

Torf, Humus

[B]

13

Mudde

[B]

(Fortsetzung nächste Seite)

Quelle Darstellungsart

5

Mauerwerk natürlicher Stein

Mauerwerk künstlicher Stein

Mauerwerk geringe Festigkeit

Mauerwerk höhere Festigkeit

Quelle

[A]

[A]

[A]

[A]

1.5 Bauschraffuren 19 Tabelle 1.5-1 Bauschraffuren nach DIN 1356-1 [A] und DIN ISO 128-50 [B] und den Flachdachrichtlinien [1] (Fortsetzung)

1 1 Darstellungsart 14

15

16

17

2 Material/ Bauteil Holz quer zur Faser

Holz längs zur Faser

Holz Querschnitt

Holz Nut- und Federbretter

3

4

Quelle Darstellungsart

5 Material/ Bauteil

6 Quelle

[A]

Thermoplaste

[B]

[A]

Voranstrich, Haftgrund

[A]

[A]

Kleber, Klebefilm

[A]

[A]

teilflächige Verklebung

[1]

[B]

Bitumenbahn

[1]

Dampfdruckausgleichsschicht

[B]

18

Holzwerkstoff

19

Brettschichtholz

20

Stahl

[A]

Kunststoffbahn / Elastomerbahn

[1]

21

lichtdurchlässiges Material

[A]

Dampfsperre Kunststoffbahn

[1]

22

Dämmstoff (Mineralfaser)

[A]

Schutzlage Kunststoffbahn

[1]

23

Dämmstoff mit Kaschierung

[1]

Trenn- bzw. Schutzlage

[1]

24

Dämmstoffe (Hartschaum)

[B]

Fugenband

[1]

25

Gummi, Elastomere

[B]

Verbundblech

[1]

26

Duroplaste

[B]

Flüssigabdichtung

[1]

20

1 Berechnungshilfen

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 1.6.1 Putze, Mörtel und Estriche Tabelle 1.6.1-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456

1

2 3 l  r in kg/m³ in W/(m∙K)

1 Stoff

4 m -

2 Putze 3

Putzmörtel aus Kalk, Kalkzement und hydraulischem Kalk

(1800)

1,0

15 / 35

4

Putzmörtel aus Kalkgips, Gips, Anhydrit und Kalkanhydrit

(1400)

0,70

10

5

Gipsputz ohne Zuschlag

10

(1200)

0,51

6

900

0,30

7

1 000

0,34

1 100

0,39

1 200

0,43

1 300

0,47

11

1 400

0,51

12

1 500

0,56

13

< 1300

0,56

8 9 10

14

Gipsputzmörtel nach DIN EN 13279-1

Leichtputz

15 16

Kunstharzputz

≤ 1000

0,38

≤ 700

0,25

(1100)

0,70

(2000) (1800)

1,6 1,2

4/10

15 / 20 50 / 200

17 Mauermörtel 18 19

Zementmörtel Normalmörtel (NM)

20

Dünnbettmauermörtel (DM)

21

Leichtmauermörtel (LM) nach DIN EN 1996-1-1, DIN EN 1996-2

(1600)

1,0

LM36

≤ 1000

0,36

LM21

≤ 700

0,21

250 400

0,10 0,14

700

0,25

26

1000

0,38

27

1500

0,69

22 23 24 25

Leichtmauermörtel

15 / 35

5 / 20

28 Estriche 29 30

Gussasphaltestrich Zement-Estrich

(2300) (2000)

0,90 1,4

31

Anhydrit-Estrich

(2100)

1,2

32

Calciumsulfat-Fließestrich

(2100)

1,4

1400

0,47

2300

0,70

33 34

Magnesia-Estrich

sd ≥ 1500

15 / 35

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 21

1.6.2 Beton-Bauteile Tabelle 1.6.2-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456

1 1 2 3 4

2

r l in kg/m³ in W/(m∙K)

Stoff

1 800 2 000

Beton

Stahlbeton, armiert

1,15 1,35

4

m 60 / 100

2 200

1,65

70 / 120

2 400

2,00

80 / 130

1 % Stahlanteil

2 300

2,3

2 % Stahlanteil

2 400

2,5

800 900

0,39 0,44

5 6 7

3

8 9 10 Leichtbeton und Stahlleichtbeton mit geschlossenem 11 Gefüge nach DIN EN 206 und DIN 1045-2, 12 hergestellt unter Verwendung von Zuschlägen 13 mit porigem Gefüge nach DIN EN 13055-1 14 ohne Quarzsandzusatz 15 (Bei Quarzsandzusatz erhöhen sich die Werte von l um 20 %) 16

1 600

1,0

17

1 800

1,15

18

2 000 350

1,35 0,11

400

0,12

450

0,13

19 20 21

1 000

0,49

1 100

0,55

1 200

0,62

1 300

0,70

1 400

0,79

1 500

0,89

22

500

0,14

23

550

0,16

24 Dampfgehärteter Porenbeton 25 nach DIN EN 12602

600

0,18

650

0,19

26

700

0,20

27

750

0,21

80 / 130

70 / 150

5 / 10

28

800

0,23

29

900

0,26

30

1 000

0,29

31 Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge 32 - mit nichtporigen Zuschlägen nach DIN EN 12620, 33 z.B. Kies

1 600 1 800

0,81 1,1

3 / 10

2 000

1,3

5 / 10

(Fortsetzung nächste Seite)

22

1 Berechnungshilfen

Tabelle 1.6.2-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1 Stoff 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 67 68

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - mit porigen Zuschlägen nach DIN EN 13055-1, ohne Quarzsandzusatz (Bei Quarzsandzusatz erhöhen sich die Werte von l um 20 %)

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - ausschließlich unter Verwendung von Naturbims

Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge - ausschließlich unter Verwendung von Blähton

2

3

r l in kg/m³ in W/(m∙K) 600 700 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 400 450 500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 400 450 500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700

0,22 0,26 0,28 0,36 0,46 0,57 0,75 0,92 1,20 0,12 0,13 0,15 0,18 0,20 0,24 0,28 0,32 0,37 0,41 0,47 0,13 0,15 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

m -

5 / 15

5 / 15

5 / 15

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 23

1.6.3 Bauplatten Tabelle 1.6.3-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4

1

2

3

r l in kg/m³ in W/(m∙K)

1

Stoff

2

Porenbetonbauplatten und Porenbeton-Planbauplatten, unbewehrt nach DIN 4166 400

0,20

500

0,22

600

0,24

700

0,27

7

800

0,29

8

300

0,10

9

350

0,11

10

400

0,13

3 4 5 6

Porenbeton-Bauplatten (Ppl) mit normaler Fugendicke und Mauermörtel, nach DIN EN 1996-1-1, DIN EN 1996-2 verlegt

11

450

0,15

12

500

0,16

550

0,18

600

0,19

15

650

0,21

16

700

0,22

17

750

0,24

18

800

0,25

19

800

0,29

20

900

0,32

13 14

Porenbeton-Planbauplatten (Pppl), dünnfugig verlegt

Wandbauplatten aus Leichtbeton 21 nach DIN 18 162 22

1 000

0,37

1 200

0,47

23

1 400

0,58

24

600

0,18

25

800

0,26

26

900

0,30

1 000

0,34

1 100

0,39

29

1 200

0,43

30

1 300

0,47

31

1 500

0,56

700

0,21

900

0,25

27 28

Gips-Wandbauplatten nach DIN EN 12 859

32 Gipsplatten nach DIN 18 180 und DIN EN 520, 33 siehe DIN EN ISO 10456

4

m -

5 / 10

5 / 10

5 / 10

4 / 10

4 / 10

24

1 Berechnungshilfen

1.6.4 Mauerwerk aus Klinkern und Ziegeln Tabelle 1.6.4-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4, einschließlich Mörtelfugen

1

1 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 35

2 3 4 r  l  m Stoff in kg/m³ in W/(m∙K) Mauerwerk aus Mauerziegeln nach DIN 105-100, DIN 105-5 und DIN 105-6 bzw. Mauerziegel nach DIN EN 771-1 in Verbindung mit DIN 20000-401, einschließlich Mörtelfugen NM/DM 1 800 0,81 Mauerwerk aus Vollklinkern (KMz), Hoch2 000 0,96 lochklinkern (KHLz) oder Keramikklinkern 50 / 100 2 200 1,20 2 400 1,40 1 200 0,50 1 400 0,58 1 600 0,68 Mauerwerk aus Vollziegeln (Mz) , 5 / 10 1 800 0,81 Hochlochziegeln (HLz) oder Füllziegeln 2 000 0,96 2 200 1,20 2 400 1,40 LM21/LM36 NM/DM 550 0,27 0,32 600 0,28 0,33 650 0,30 0,35 700 0,31 0,36 Mauerwerk aus Hochlochziegeln 750 0,33 0,38 (HLzA und HLzB) 5 / 10 800 0,34 0,39 850 0,36 0,41 900 0,37 0,42 950 0,38 0,44 1 000 0,40 0,45 550 0,19 0,22 600 0,20 0,23 650 0,20 0,23 700 0,21 0,24 750 0,22 0,25 Mauerwerk aus Hochlochziegeln (HLzW) 5 / 10 und Wärmedämmziegeln (WDz) 800 0,23 0,26 0,23 0,26 850 900 0,24 0,27 950 0,25 0,28 1 000 0,26 0,29

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 25

1.6.5 Mauerwerk aus Kalksandsteinen und Porenbeton-Plansteinen Tabelle 1.6.5-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4

1 1

Stoff

2

3

4

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

2

1 000

0,50

3

1 200

0,56

4

1 400

0,70

1 600

0,79

1 800

0,99

2 000

1,1

8

2 200

1,3

9

2 400

1,6

10

2 600

1,8

11

350

0,11

12

400

0,13

13

450

0,15

14

500

0,16

15 Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen (PP) 16 nach DIN EN 771-4 in Verbindung mit DIN 20000-404

550

0,18

600

0,19

17

650

0,21

18

700

0,22

19

750

0,24

20

800

0,25

5 6 7

Mauerwerk aus Kalksandsteinen nach DIN 106 bzw. DIN EN 771-2 in Verbindung mit DIN V 20000-402

5 / 10

15 / 25

5 / 10

26

1 Berechnungshilfen

1.6.6 Mauerwerk aus Betonsteinen Tabelle 1.6.6-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4

1 1 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 35

Stoff Hohlblöcke (Hbl) nach DIN V 18151-100

Steinbreite [cm] 17,5 20 24 30 36,5 42,5 49

Gruppe 11) Anzahl der Kammerreihen 2 2 2-4 3-5 4-6 6 6

Hohlblöcke (Hbl) nach DIN V 18151-100 und Hohlwandplatten nach DIN 18148 Steinbreite [cm] 11,5 15 17,5 30 36,5 42,5 49

Gruppe 2 Anzahl der Kammerreihen 1 1 1 2 3 5 5

Vollblöcke (Vbl, S-W) nach DIN V 18152-100

(Fortsetzung nächste Seite)

2

3

4

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

450 500 550

LM21 0,20 0,22 0,23

LM36 NM 0,21 0,24 0,23 0,26 0,24 0,27

600

0,24

0,25

650 700 800 900 1 000 1 200 1 400 1 600 450 500 550 600 650 700 800 900 1 000 1 200 1 400 1 600 450 500 550 600 650 700 800 900 1 000

0,26 0,28 0,31 0,34

0,27 0,29 0,32 0,36

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

0,29 0,30 0,32 5 / 10 0,35 0,39 0,45 0,53 0,65 0,74 0,28 0,30 0,31 0,32 0,34 0,36 5 / 10 0,41 0,46 ≤ 0,50 ≤ 0,56 ≤ 0,70 0,76 0,18 0,20 0,21 0,22 0,23 5 / 10 0,25 0,27 0,30 0,32

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 27 Tabelle 1.6.6-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

LM21 LM36

NM

36

450

0,22

0,23

0,28

37

500

0,23

0,24

0,29

38

550

0,24

0,25

0,30

39

600

0,25

0,26

0,31

40

650

0,26

0,27

0,32

41

700

0,27

0,28

0,33

800

0,29

0,30

0,36

Vollblöcke (Vbl) und Vollblöcke mit Schlitzen 42 (Vbl S) nach DIN V 18152-100 aus Leichtbeton 43 mit anderen leichten Zuschlägen als Naturbims und Blähton 44

900

0,32

0,32

0,39

1 000

0,34

0,35

0,42

45

1 200

0,49

46

1 400

0,57

47

1 600

0,62

48

1 800

0,68

49

2 000

0,74

50

450

0,21

0,22

0,31

51

500

0,22

0,23

0,32

52

550

0,23

0,25

0,33

53

600

0,24

0,26

0,34

54

650

0,25

0,27

0,35

55

700

0,27

0,29

0,37

800

0,30

0,32

0,40

900

0,33

0,35

0,43

58

1 000

0,36

0,38

0,46

59

1 200

0,54

60

1 400

0,63

61

1 600

0,74

62

1 800

0,87

63

2 000

0,99

56 57

Vollsteine (V) nach DIN V 18152-100

(Fortsetzung nächste Seite)

5 / 10

10 / 15

5 / 10

10 / 15

28

1 Berechnungshilfen

Tabelle 1.6.6-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 (Fortsetzung)

1 Stoff

2

3

4

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

LM21 LM36

NM

64

800

0,60

65

900

0,65

66

1 000

0,70

67

1 200

0,80

1 400

0,90

Mauersteine nach DIN V 18153-100 aus Beton 68 bzw. nach DIN EN 771-3 69 in Verbindung mit DIN V 20000-403 70

1 600

1,0

1 800

1,1

71

2 000

1,3

72

2 200

1,6

73

2 400

2,0

1)

5 / 15

20 / 30

Bei Quarzsandzusatz erhöht sich für 2 K HBl um 20 % und für 3 K HBl bis 6 K HBl um 15 %

1.6.7 Holz und Holzwerkstoffe Tabelle 1.6.7-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

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

Konstruktions- /Nutzholz

Sperrholz Zementgebundene Spanplatte Spanplatte OSB-Platten Holzfaserplatte einschließlich MDF

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

450 500 700 300 500 700 1 000 1200 300 600 900 650 250 400 600 800

0,12 0,13 0,18 0,09 0,13 0,17 0,24 0,23 0,10 0,14 0,18 0,13 0,07 0,10 0,14 0,18

1 600

1 600 1 500 1 700 1 700 1 700

20 / 50 50 / 200 50 / 150 70 / 200 90 / 220 110 / 250 30 / 50 10 / 50 15 / 50 20 / 50 30 / 50 2/5 5 / 10 12 / 10 20 / 10

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 29

1.6.8 Wärmedämmstoffe Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff 2

2

3

4

ρ in kg/m³

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert Bemessungswert lD lB

µ -

3

0,030

0,031

0,031

0,032

…

…

0,049

0,050

7

0,050

0,052

8

0,030

0,031

9

0,031

0,032

…

…

0,049

0,050

12

0,050

0,052

13

0,022

0,023

0,023

0,024

…

…

16

0,045

0,046

17

0,020

0,021

0,021

0,022

…

…

20

0,044

0,041

21

0,020

0,021

0,021

0,022

…

…

24

0,035

0,036

25

0,037

0,038

26

0,038

0,039

27

…

…

0,049

0,050

0,050

0,052

30

…

…

31

0,055

0,057

4 5 6

Mineralwolle (MW) nach DIN EN 13162 1)

Expandierter 10 Polystyrolschaum (EPS) 1) 11 nach DIN EN 13163

14 Extrudierter Polystyrolschaum 1) 15 (XPS) nach DIN EN 13164

18 Polyurethan-Hartschaum 1) 19 (PUR) nach DIN EN 13165

22 Phenolharz-Hartschaum (PF) 1) 23 nach DIN EN 13166

Schaumglas (CG) 28 nach DIN EN 13167 1) 29

(Fortsetzung nächste Seite)

10 bis 200

10 bis 50

20 bis 65

28 bis 55

20 bis 50

100 bis 150

1

20 /100

80 / 250

40 / 200

10 / 60

∞

30

1 Berechnungshilfen

Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1

Stoff

2

ρ in kg/m³

3

4

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert lD

Bemessungswert lB

32

0,045

0,046

33

0,046

0,047

…

…

0,049

0,050

0,050

0,052

37

…

…

38

0,079

0,072

39

0,038

0,040

40

0,039

0,041

41

…

…

0,049

0,051

0,050

0,053

44

…

…

45

0,055

0,058

46

0,060

0,063

47

0,061

0,064

48

…

…

49

0,069

0,072

0,079

0,074

…

…

52

0,089

0,093

53

0,090

0,095

54

…

…

55

0,100

0,105

34

Blähperlit (EPB) 35 nach DIN EN 13169 1) 36

Expandierter Kork (ICB) 42 nach DIN EN 13170 2) 43

50 Holzwolle-Leichtbauplatten 2) 51 (WW) nach DIN EN 13168

(Fortsetzung nächste Seite)

30 bis 150 (Schüttung)

90 bis 140

60 bis 300

µ -

5

5 / 10

2/5

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 31 Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1

2

ρ in kg/m³

Stoff

3

4

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert lD

Bemessungswert lB

µ -

Holzwolle-Mehrschichtplatten nach DIN EN 13168 (WW-C) 56 Hinweis: Für die Berechnung des Bemessungswertes des Wärmedurchlasswiderstandes müssen die einzelnen Bemessungswerte der Wärmedurchlasswiderstände der Schichten addiert werden

57

0,030

0,031

58

0,031

0,032

…

…

0,049

0,050

61

0,050

0,052

62

0,030

0,031

0,031

0,032

…

…

0,049

0,050

66

0,050

0,052

67

0,10

0,12

0,11

0,13

0,12

0,14

0,13

0,16

71

0,14

0,17

72

0,032

0,034

73

0,033

0,035

…

…

0,049

0,051

0,050

0,053

77

…

…

78

0,060

0,063

59 60

63 64 65

68 69 70

mit expandiertem Polystyrolschaum (EPS) nach DIN EN 13163 1)

mit Mineralwolle (MW) nach DIN EN 13162 1)

Holzwolledeckschicht(en) nach DIN EN 13168 4)

74

Holzfaserdämmstoff (WF) 75 nach DIN EN 13171 2) 76

79 80

150 - 250 (Platten)

20 / 50

1

2/5

3/5

Wärmedämmputz nach DIN EN 998-1 Kategorie

T1

81

T2

(Fortsetzung nächste Seite)

(≥ 200)

…

0,12

...

0,24

5 / 20

32

1 Berechnungshilfen

Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1

Stoff

2

ρ in kg/m³

3

4

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert lD

Bemessungswert lB

82

0,020

0,023

83

0,021

0,024

…

…

0,034

0,037

0,035

0,039

…

…

88

0,040

0,044

89

0,040

0,041

90

0,041

0,042

…

…

0,049

0,050

0,050

0,052

…

…

95

0,060

0,062

96

0,020

0,021

0,021

0,022

Wärmedämmstoff aus 84 Polyurethan (PUR)- und 85 Polyisocyanurat (PIR)86 Spritzschaum nach DIN EN 14315-1 3) 87

91 Wärmedämmung aus Produkten mit expandiertem 92 Perlite (EP) 93 nach DIN EN 14316-1 1) 94

Selbsttragende Sandwich97 Elemente mit beidseitigen 98 Metalldeckschichten nach DIN EN 14509 1), 6) 99

…

…

0,047

0,048

100

0,090

0,095

101 An der Verwendungsstelle 102 hergestellte Wärmedämmung 103 aus BlähtonLeichtzuschlagstoffen (LWA) 104 nach DIN EN 14063-1 2) 105

0,091

0,096

…

…

0,095

0,10

…

…

0,10

0,105

106

0,11

0,12

107

…

…

108

0,13

0,14

(Fortsetzung nächste Seite)

µ -

--

--

--

--

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 33 Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1 Stoff

2

ρ in kg/m³

3

4

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert lD

Bemessungswert lB

109

0,052

0,062

110

0,053

0,064

111

…

…

112

0,057

0,068

113

0,058

0,070

114

…

…

0,062

0,074

0,063

0,076

…

…

0,067

0,080

0,068

0,082

120

…

…

121

0,072

0,086

122

0,073

0,088

123

…

…

124

0,077

0,092

125

0,078

0,094

126

0,079

0,095

127

0,080

0,096

128

0,032

0,033

129 An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung 130 aus Mineralwolle (MW) nach 131 DIN EN 14064-1 1) 132

0,033

0,034

…

…

0,049

0,050

0,050

0,052

133

0,035

0,042

134 Werkmäßig hergestellte Produkte aus 135 Polyethylenschaum (PEF) 136 nach DIN EN 16069 4) 137

0,036

0,043

0,037

0,044

0,038

0,046

…

…

115 116 117 118 119

An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung mit Produkten aus expandiertem Vermiculit (EV) nach DIN EN 14317-1 4)

(Fortsetzung nächste Seite)

µ -

--

--

--

34

1 Berechnungshilfen

Tabelle 1.6.8-1 Rohdichte ρ, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456 (Fortsetzung)

1

Stoff

2

ρ in kg/m³

3

4

Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) Nennwert lD

Bemessungswert lB

138

0,042

0,050

139

0,043

0,052

140

…

…

141

0,047

0,050

142

0,048

0,052

…

…

0,052

0,062

0,053

0,064

…

…

147

0,057

0,068

148

0,058

0,070

149

0,059

0,071

150

0,060

0,072

151

0,020

0,023

152 An der Verwendungsstelle 153 hergestellter Wärmedämmstoff aus dispensiertem Polyurethan 154 (PUR)- und Polyisocyanurat 155 (PIR)-Hartschaum 156 nach DIN EN 14318-1 3)

0,021

0,024

…

…

0,034

0,037

0,035

0,039

…

…

157

0,040

0,044

143 Werkmäßig hergestellte Produkte aus 144 Polyethylenschaum (PEF) 145 nach DIN EN 16069 4) 146

µ -

--

--

1)

λBemessung = λD ∙ 1,03; aber mindestens ein Zuschlag von 1 mW/(m·K)

2)

λBemessung = λD ∙ 1,05; aber mindestens ein Zuschlag von 2 mW/(m·K)

3)

λBemessung = λD ∙ 1,10; aber mindestens ein Zuschlag von 3 mW/(m·K)

4)

λBemessung = λD ∙ 1,20

5)

λBemessung = λD ∙ 1,23

6)

Die Anforderungen nach Fußnote 1) sind übertragbar auf den Bemessungswert des Wärmedurchgang koeffizienten UBemessung = UD ∙ 1,03

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 35

1.6.9 Fußbodenbeläge, Abdichtstoffe Tabelle 1.6.9-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

2 Fußbodenbeläge 3

Gummi

1 200

0,17

1 400

10 000

4

Kunststoff

1 700

0,25

1 400

10 000

5

Unterlagen, poröser Gummi oder Kunststoff

270

0,10

1 400

10 000

6

Filzunterlage

120

0,05

1 300

15 / 20

7

Wollunterlage

200

0,06

1 300

15 / 20

8

Korkunterlage

< 200

0,05

1 500

10 / 20

9

Korkfliesen

> 400

0,065

1 500

20 / 40

10

Teppich / Teppichböden

200

0,06

1 300

5

11

Linoleum

1 200

0,17

1 400

800 / 1000

12

Keramik / Porzellan

2 300

1,3

840

∞

13 Dichtungsstoffe, Dichtungen und wärmetechnische Trennungen 720

0,13

1 000

∞

Silicon ohne Füllstoff

1 200

0,35

1 000

5 000

16

Silicon mit Füllstoffen

1 450

0,50

1 000

5 000

17

Siliconschaum

750

0,12

1 000

10 000

1 300

0,21

1 800

60

1 200

0,14

1 000

100 000

60 - 80

0,05

1 500

10 000

14

Silicagel (Trockenmittel)

15

18 19

Urethan/Polyurethanschaum (als wärmet. Trennung) Weichpolyvinylchlorid PVC-P mit 40% Weichmacher

20

Elastomerschaum, flexibel

21

Polyurethanschaum (PU)

70

0,05

1 500

60

22

Polyethylenschaum

70

0,05

2 300

100

23

Asphaltmastix, Dicke ≥ 7 mm

(2 000)

0,70

1 000

∞

24

Bitumen als Stoff

1050

0,70

1 000

50 000

36

1 Berechnungshilfen

1.6.10 Gummi, massive Kunststoffe Tabelle 1.6.10-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

lB in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

910

0,13

1 100

10 000

2 Gummi 3

Naturkautschuk

4

Neopren (Plychloroplen)

1 240

0,23

2 140

10 000

5

Butylkautschuk (Isobuthylenkautschuk), hart/heiß geschmolzen

1 200

0,24

1 400

200 000

6

Schaumgummi

60 bis 80

0,06

1 500

7 000

7

Hartgummi (Ebonit), hart

1 200

0,17

1 400

∞

8

Ethylen-Propylenedien, Monomer (EPDM)

1 150

0,25

1 000

6 000

9

Polyisobuthylenkautschuk

930

0,20

1 100

10 000

10

Polysulfid

1 700

0,40

1 000

10 000

11

Butadien

980

0,25

1 000

100 000

12 Massive Kunststoffe 13

Acrylkunststoffe

1 050

0,20

1 500

10 000

14

Polykarbonate

1 200

0,20

1 200

5 000

15

Polytetrafluorethylenkunststoffe (PTFE)

2 200

0,25

1 000

10 000

16

Polyvinylchlorid (PVC)

1 390

0,17

900

50 000

17

Polymethylmethakrylat (PMMA)

1 180

0,18

1 500

50 000

18

Polyazetatkunststoffe

1 410

0,30

1 400

100 000

19

Polyamid (Nylon)

1 150

0,25

1 600

50 000

20

Polyamid 6.6 mit 25 % Glasfasern

1450

0,30

1 600

50 000

21

Polyethylen (hohe Rohdichte)

980

0,50

1 800

100 000

22

Polyethylen (niedrige Rohdichte)

920

0,33

2 200

100 000

23

Polystyrol

1050

0,16

1 300

100 000

24

Polypropylen

910

0,22

1 800

10 000

25

Polypropylen mit 25 % Glasfasern

1 200

0,25

1 800

10 000

26

Polyurethan (PU)

1 200

0,25

1 800

6 000

27

Epoxiharz

1 200

0,20

1 400

10 000

28

Phenolharz

1 300

0,30

1 700

100 000

29

Polyesterharz

1 400

0,19

1 200

10 000

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 37

1.6.11 Dachbahnen, Folien Tabelle 1.6.11-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4 und DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

(1200)

0,17

1000

20 000

(1200)

0,17

1000

2 000 / 20 000

2 Dachbahnen 3 4

Bitumendachbahn nach DIN EN 13707 nackte Bitumenbahnen nach DIN 52129

5 Folien

1)

6

PTFE-Folien, d ≥ 0,05 mm

-

-

-

10 000

7

PA-Folien, d ≥ 0,05 mm

-

-

-

50 000

8

PP-Folien, d ≥ 0,05 mm

-

-

-

1 000

9

Feuchtevariable Schichten nach DIN EN 13984

-

-

-

1)

Der m-Wert stellt sich entsprechend der tatsächlich vorliegenden relativen Luftfeuchte variabel ein.

Tabelle 1.6.11-2 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd nach DIN EN ISO 10456 für Folien

1 1 Stoff

2

sd in m

3

4

Stoff

sd in m 0,1

2 PE-Folie, d = 0,15 mm

50

Beschichtungsstoff

3 PE-Folie, d = 0,25 mm

100

Glanzlack

3

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

8

Vinyltapete

2

5 Polyesterfolie, d = 0,2 mm

50

PVC-Folie

30

Aluminiumverbundfolie, d = 0,4 mm Unterdeck- und Unterspannbahn 7 für Wände

6

10 0,2

Aluminiumfolie, d = 0,05 mm Bituminiertes Papier, d = 0,1 mm

1 500 2

38

1 Berechnungshilfen

1.6.12 Gesteine, Lembaustoffe Tabelle 1.6.12-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

2 Natursteine 3

Kristalliner Naturstein

2800

3,5

10 000

4

Sediment-Naturstein

2600

2,3

200 / 250

5

leichter Sediment-Naturstein

1500

0,85

20 / 30

6

poröses Gestein, z.B. Lava

1600

0,55

15 / 20

7

Basalt

2700 - 3000

3,5

10 000

8

Gneis

2400 - 2700

3,5

10 000

9

Granit

2500 - 2700

2,8

10 000

10

Marmor

2800

3,5

10 000

11

Schiefer

2000 - 2800

2,2

1000

800 / 1000

12

extra weich

1600

0,85

20 / 30

13

weich

1800

1,1

25 / 40

mittelhart

2000

1,4

40 / 50

15

hart

2200

1,7

150 / 200

16

extra hart

2600

2,3

200 / 250

14

Kalkstein

17

Sandstein (Quarzit)

2600

2,3

30 / 40

18

Naturbims

400

0,12

6/8

19

Kunststein

1750

1,3

40 / 50

19

500

0,14

20

600

0,17

21

700

0,21

22

800

0,25

23

900

0,30

1000

0,35

25

1200

0,47

26

1400

0,59

27

1600

0,73

28

1800

0,91

29

2000

1,1

20 Lehmbaustoffe

24

Lehmbaustoffe

1000

5 / 10

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 39

1.6.13 Glas Tabelle 1.6.13-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

cP J/(kg∙K)

m -

2 Glas 3

Natronglas (incl. Floatglas)

2500

1,00

4

Quarzglas

2200

1,40

5

Glasmosaik

2000

1,2

∞ ∞

750

∞

1.6.14 Böden Tabelle 1.6.14-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m

1 1 Stoff

2

3

4

5

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

Quelle

1800 bis 2200

0,4

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

2 Böden 3

Kies, trocken

4

Kies, wassergesättigt

1900 bis 2300

1,8

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

5

Sand oder Kies Sand, trocken

1900 bis 2200

2,0 0,40 0,70 1,4

50

6

1700 bis 2200 1800 bis 2200

k.A.

DIN EN ISO 10456 VDI 4640 Blatt 1 [24] VDI 4640 Blatt 1

k.A.

2,0

k.A.

DIN EN ISO 13370

1900 bis 2300

2,4

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

1200 bis 1800

1,5

50

DIN EN ISO 10456

500 bis 1100

0,4

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

7

Sand, feucht

8

Sand oder Kies

9

Sand, wassergesättigt Ton oder Schlick oder Schlamm

10

k.A.

11

Torf, Weichbraunkohle

12

Lehm, feucht

k.A.

1,45

k.A.

[24]

13

Lehm, gesättigt

k.A.

2,9

k.A.

[24]

14

Ton/Schluff, trocken

1800 bis 2000

0,5

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

15

Ton/Schluff, wassergesättigt

2000 bis 2200

1,7

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

16

Ton oder Schluff

k.A.

1,5

k.A.

DIN EN ISO 13370

17

homogener Fels

k.A.

3,5

k.A.

DIN EN ISO 13370

18

Geschiebemergel/-lehm

1800 bis 2300

2,4

k.A.

VDI 4640 Blatt 1

19

Erdreich

k.A.

2,0

k.A.

DIN EN ISO 13789

40

1 Berechnungshilfen

1.6.15 Dachziegelsteine und Platten Tabelle 1.6.15-1 Kennwerte nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

cp in J/kg·K

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

800

2 000

1,0

30 / 40

1 000

2 100

1,5

60 / 100

840

2 300

1,3

∞

1 000

1 000

0,20

10 000

2 Dachziegelsteine 3

Ton

4

Beton

5 Platten 6

Keramik/Porzelan

7

Kunststoff

1.6.16 Lose Schüttungen Tabelle 1.6.16-1 Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN 4108-4

1 1 Stoff

2

3

r l in kg/m³ in W/(m∙K)

4

m -

2 Lose Schüttungen, abgedeckt, aus porigen Stoffen 3

Blähperlit

(≤ 100)

0,060

4

Blähglimmer

(≤ 100)

0,070

5

Korkschrot, expandiert

(≤ 200)

0,055

6

Hüttenbims

(≤ 600)

0,13

7

Blähton, Blähschiefer

(≤ 400)

0,16

8

Bimskies

(≤ 1000)

0,19

(≤ 1200)

0,22

(≤ 1500)

0,27

(15)

0,050

3

(1800)

0,70

3

9 10

Schaumlava

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

3

1.6 Wärme- und feuchteschutztechnische Kennwerte 41

1.6.17 Metalle Tabelle 1.5.17-1 Spezifische Wärmekapazität cp, Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff 2 Metalle 3 Aluminium-Legierungen 4 Bronze 5 Messing

2

3

4

5

cp in J/kg·K

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

880

2 800

160

380 380

8 700 8 400

65 120

6

Kupfer

380

8 900

380

7

Gusseisen

450

7 500

50

8

Blei

130

11 300

35

9

Stahl nichtrostender Stahl, austenitisch oder austenitischferritisch

450

7 800

50

500

7 900

17

10 11

nichtrostender Stahl, ferritisch oder martensitisch

460

7 900

30

12

Zink

380

7 200

110

∞

1.6.18 Wasser, Eis, Schnee Tabelle 1.5.18-1 Spezifische Wärmekapazität cp, Rohdichte r und Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

cp in J/kg·K

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

2 Wasser, Eis, Schnee 3

Wasser bei 10°C

4 190

1 000

0,60

4

Wasser bei 40 °C

4 190

990

0,63

5

Wasser bei 80 °C

4 190

970

0,67

6

Eis bei -10 °C

2 000

920

2,30

7

Eis bei 0 °C

2 000

900

2,20

8

Schnee, frisch gefallen (< 30 mm)

2 000

100

0,05

9

Neuschnee, weich (30 bis 70 mm)

2 000

200

0,12

10

Schnee, leicht verharscht (70 bis 100 mm)

2 000

300

0,23

11

Schnee, verharscht (< 200 mm)

2 000

500

0,60

42

1 Berechnungshilfen

1.6.19 Gase Tabelle 1.5.19-1 Spezifische Wärmekapazität cp, Rohdichte r, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l und Richtwert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m nach DIN EN ISO 10456

1 1 Stoff

2

3

4

5

cp in J/kg·K

r in kg/m³

l in W/(m∙K)

m -

2 Gase 3

trockene Luft

1 008

1,23

0,025

4

Kohlendioxid

820

1,95

0,014

5

Argon

519

1,70

0,017

6

Schwefelhexafluorid

614

6,36

0,013

7

Krypton

245

3,56

0,0090

8

Xenon

160

5,68

0,0054

1

2 Wärmeschutz 2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 2.1.1 Temperatur  

q = T - 273,15



Darin sind:



q   Celsius-Temperatur in °C T

(2.1.1-1)

Kelvin-Temperatur in K

2.1.2 Rohdichte

ρ=

m V

(2.1.2-1)

Darin sind: r   Rohdichte in kg/m3 m Masse in kg V Volumen in m3

2.1.3 Wärmemenge, 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 2.1.5-1 sind einige Werte gegeben. Bezüglich weiterer Werte für handelsübliche Baustoffe wird auf Abschnitt 1.6 oder [2] verwiesen.

∆Q = m · c · ∆q

 

Darin sind: DQ zugeführte Wärmemenge in J bzw. Ws m Masse in kg c Spezifische Wärmekapazität in J/(kg∙K) Dq   Temperaturdifferenz in °C

(2.1.3-1)

2.1.4 Wärmeleitfähigkeit Die Wärmeleitfähigkeit l ist eine Materialgröße und 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 sein Rohdichte. Werte für die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Baustoffe sind in Abschnitt 1.6 zusammengestellt. © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4_2

44

2 Wärmeschutz

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



λ c⋅ ρ

(2.1.5-1)



Darin sind: a Temperaturleitzahl in m2/s l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) c spezifische Wärmekapazität in J/(kg∙K) r Rohdichte in kg/m3

Aus niedrigen Werten für a folgt ein 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 2.1.5-1 zusammengestellt. Tabelle 2.1.5-1 Anhaltswerte für die Spezifische Wärmekapazität c nach DIN EN ISO 10456, die Temperaturleitzahl a, Wärmeeindringkoeffizient b verschiedener Baustoffe

1

2

3

4

Spezifische Wärmekapazität c in J/(kg∙K)

Temperaturleitzahl a in 106∙m2/s

Wärmeeindringkoeffizient b in J/(m2∙K∙s1/2)

2 Stahl

450

14

13 000

3 Beton

1 000

1,0

2 300

4 Porenbeton

1 000

0,4

250

5 Vollziegel

1 000

0,4

1 100

6 Kalksandstein

1 000

0,6

1 100

7 Glas

750

0,9

1 500

8 Holz

1 600

0,15

300

9 Holzfaserdämmplatte

2 000

0,2

100

10 Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

1 030

0,8

35

11 Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS)

1 450

1,2

35

12 Zellulosefasern

1 600

0,5

50

1 Baustoff

2.1.6 Wärmeeindringkoeffizient Wie die Temperaturleitzahl a, so dient auch der Wärmeeindringkoeffizient b zur Beurteilung des wärmetechnischen Verhaltens eines Stoffes unter instationären Tempera-

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 45 turrandbedingungen. Anhaltswerte für die Wärmeeindringkoeffizienten verschiedener Baustoffe sind in Tabelle 2.1.5-1 zusammengestellt.

b = λ ⋅ c⋅ ρ



(2.1.6-1)

Darin sind: b Wärmeeindringkoeffizient in J/(m2∙K∙s1/2) l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) c spezifische Wärmekapazität in J/(kg∙K) r Rohdichte in kg/m3

2.1.7 Wärmestrom

Φ=

Q t

(2.1.7-1)

Darin sind: F Wärmestrom (auch: Q ) in W Q Wärmemenge in J (= Ws) t Zeiteinheit in s

2.1.8 Wärmestromdichte

q=

Φ A

(2.1.8-1)

Darin sind: q Wärmestromdichte in W/m2 F Wärmestrom in W A Fläche in m2 Für eine Schicht eines isotropen Materials ohne innere Wärmequellen bei konstanten Oberflächentemperaturen berechnet sich die Wärmestromdichte:



q=

λ 1 ⋅ (θ1 − θ 2 ) = ⋅ (θ1 − θ 2 ) d R

(2.1.8-2)

Darin sind: q Wärmestromdichte in W/m2 l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) d Schichtdicke in m R Wärmedurchgangswiderstand in (m2∙K)/W q 1 Oberflächentemperatur Schichtgrenze 1 in K q 2 Oberflächentemperatur Schichtgrenze 2 in K 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.

46

2 Wärmeschutz

Dementsprechend ergeben sich äquivalente Formulierungen für den Bereich des inneren bzw. äußeren Wärmeübergangs und für das gesamte Bauteil:



q = hi ⋅ (θ i − θ si ) = he ⋅ (θ se − θ e )

θ −θ q = U ⋅ (θ i − θ e ) = i e RT





(2.1.8-3)

(2.1.8-4)

Darin sind: q Wärmestromdichte in W/m2 h i Wärmeübergangskoeffizient innen in W/(m2∙K) h e Wärmeübergangskoeffizient außen in W/(m2∙K) q i Lufttemperatur innen in K q e Lufttemperatur außen in K q si Oberflächentemperatur innen in K q se Oberflächentemperatur außen in K U Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m2∙K) R T Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W

2.1.9 Wärmeübergangskoeffizient Den Wärmeaustausch zwischen einem Gas (hier: Luft) und einer angrenzenden festen Oberfläche bezeichnet man als Wärmeübergang. Er setzt sich im Wesentlichen aus einem Strahlungsanteil h r und einem konvektiven Anteil h c zusammen. Die Berechnung erfolgt gemäß DIN EN ISO 6946. Wärmeübergang infolge Konvektion 5,0 W/(m 2 ⋅ K) bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom  bei horizontal gerichtetem Wärmestrom (2.1.9-1) hci = 2,5 W/(m 2 ⋅ K)  2 bei abwärts gerichtetem Wärmestrom 0,7 W/(m ⋅ K) hce = 4 + 4 ⋅ v





(2.1.9-2)

Darin sind: h ci Wärmeübergangskoeffizient, konvektiver Anteil innen in W/(m2∙K) h ce Wärmeübergangskoeffizient, konvektiver Anteil außen in W/(m2∙K) n Windgeschwindigkeit in m/s

Bei Innenoberflächen oder Außenflächen, die an eine gut belüftete Luftschicht grenzen, ist hc = hci. Bei Außenoberflächen ist hc = hce. Wärmeübergang infolge Strahlung

hr = ε ⋅ hro



(2.1.9-3)

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 47 Darin sind: h r Wärmeübergangskoeffizient infolge Strahlung in W/(m2∙K) e Emissionsgrad der Oberfläche. Üblicherweise ist e = 0,9 als Näherung geeignet. Weitere Anhaltswerte enthält Tab. 2.1.9-1 h ro Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.9-2 Tabelle 2.1.9-1 Emissionsgrad e verschiedener Oberflächen bei Temperaturen zwischen 0 °C und 100 °C (Anhaltswerte)

1

2 Emissionsgrad e

1 Oberfläche 2 Aluminium, walzblank

0,05

3 Beton

0,93

4 Dachpappe

0,93

5 Glas

0,90

6 Heizkörperlack

0,93

7 Holz

0,94

8 Putz, Mörtel

0,93

9 Sand, trocken

0,88

10 Silber, poliert

0,03

11 Stahl, frisch gewalzt

0,24

12 Stahl, oxidiert

0,80

13 Ziegelstein, rot

0,93

Tabelle 2.1.9-2 Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers nach DIN EN ISO 6946

1

2

1

Temperatur q in °C

Wärmeübergangskoeffizient h ro in 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

48

2 Wärmeschutz

2.1.10 Wärmeübergangswiderstand Rs =



1 1 1 = = h hr + hc ε ⋅ hro + hc

(2.1.10-1)

Darin sind: Rs Wärmeübergangswiderstand in (m2∙K)/W h Wärmeübergangskoeffizient in W/(m2∙K) h r Wärmeübergangskoeffizient infolge Strahlung in W/(m2∙K) h c Wärmeübergangskoeffizient infolge Konvektion in W/(m2∙K) e Emissionsgrad der Oberfläche. Üblicherweise ist e = 0,9 als Näherung geeignet. Weitere Anhaltswerte enthält Tab. 2.1.9-1 h ro Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.9-2 Für bauphysikalische Berechnungen sind Näherungswerte für den inneren Wärmeübergangswiderstand R si und den äußeren Wärmeübergangswiderstand R se in verschiedenen Normen angegeben. (siehe Tab. 2.1.10.-1) Tabelle 2.1.10-1 Wärmeübergangswiderstände Rsi und Rse für ebene Bauteile (vgl. Bild 2.1.10-2)

1 1 2

2

3

R si in (m2∙K)/W

R se in (m2∙K)/W

an Erdreich angrenzend

0

3 gemäß DIN EN ISO 6946 (für wärmeschutztechnische Berechnungen) 4

bei aufwärts gerichtetem Wärmestrom 1)

0,10

5

bei horizontal gerichtetem Wärmestrom 2)

0,13

6

bei abwärts gerichtetem Wärmestrom

0,17

7

bei einer stark belüfteten Luftschicht außen

8 9 1) 2)

0,04

R si = R se

gemäß DIN 4108-2 und DIN 4108-3 (für Wärmebrücken- und feuchtetechnische Berechnungen) beheizte Räume

0,25

0,04

gilt für Dachneigungen (DN) < 60° (vgl. Bild 2.1.10-1 links) gilt für Dachneigungen (DN) ≥ 60° und bei Außenwänden (vgl. Bild 2.1.10-1 rechts)

Andere Werte für R si und R se werden in DIN EN ISO 10211 und DIN 4108, Bbl. 2 für Wärmestromberechnungen (Berechnung von y-Werten) und Berechnungen zur Beurteilung der Oberflächentemperatur (Berechnung von f Rsi -Werten) im Bereich von Wärmebrücken vorgegeben (siehe Abschnitt 2.3).

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 49

aufwärts gerichteter Wärmestrom

horizontal gerichteter

Wärmestrom

Rsi = 0,10 W/m²K

Rsi = 0,13 W/m²K

Dachneigung ³ 60°

Dachneigung < 60°

Bild 2.1.10-1 Wärmeübergangswiderstände innen R si beim Steildach in Abhängigkeit von der Dachneigung (DN) nach DIN EN ISO 6946

unbeheizt Rse = 0,10 Rsi = 0,10

Rse = 0,10

Rse = Rsi = 0,13 bei ³ 60° DN Rse = Rsi = 0,10 bei < 60° DN Rse = Rsi = 0,13

beheizt

Rse = Rsi = 0,13

Rse = 0,04

stark belüftete Luftschicht

Rsi = 0,10

Rsi = 0,10

Rse = 0,04

Rsi = 0,13 Rsi = 0,13 Rsi = 0,17

Rsi = 0,17

Rse = 0,04

Rse = 0,17

Außenluft

unbeheizt Rse = 0,13

Rse = 0,04

beheizt Rsi = 0,13

Rse = 0

Rsi = 0,17

Rse = 0

Bild 2.1.10-2 Wärmeübergangswiderstände R si und R se in W/m2K für ebene Bauteile (vgl. Tabelle 2.1.10-1) nach DIN EN ISO 6946

50

2 Wärmeschutz

Bauteile mit nicht ebenen Oberflächen Weist ein Bauteil auf der Oberfläche Vorsprünge (z.B. Pfeiler) aus einem Material mit l < 2,5 W/(m∙K) auf, so können diese Vorsprünge bei der Berechnung des Wärmedurchgangswiderstandes vernachlässigt und das Bauteil als eben angenommen werden. Besitzt der Vorsprung eine Wärmeleitfähigkeit l > 2,5 W/(m∙K) und ist nicht gedämmt, ist die Berechnung so durchzuführen, als wäre der Vorsprung nicht vorhanden, jedoch ist der Wärmeübergangswiderstand über die betreffende Fläche durch das Verhältnis von Projektionsfläche zur tatsächlich vorspringenden Oberfläche zu korrigieren.



Rsp = Rs ⋅

Ap A

(2.1.10-2)

Darin sind: R sp modifizierter Wärmeübergangswiderstand in (m2∙K)/W R s Wärmeübergangswiderstand des ebenen Bauteils in (m2∙K)/W A tatsächliche Oberfläche des Vorsprungs in m2 A P Projektionsfläche des Vorsprungs in m2 A

Ap

Bild 2.1.10-3 Oberfläche A und projizierte Oberfläche A p des Vorsprungs

2.1.11 Wärmedurchlasswiderstand Wärmedurchlasswiderstand für eine Baustoffschicht

R=

d λ

(2.1.11-1)

Darin sind: R Wärmedurchlasswiderstand in (m2∙K)/W d Dicke der Bauteilschicht in m l Wärmeleitfahigkeit in W/(m∙K)

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 2.1.11-1).

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 51

Fall a): Erweiterung der schmaleren Abschnitte

Fall b): Entfernung der überstehenden Abschnitte

Bild 2.1.11-1 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 Wärme- durchlasswiderstand dieser Abschnitte dann für die geringere Schichtdicke zu berechnen ist).

Regelkonstruktion

Rechenmodell

Bild 2.1.11-2 Beispiel: Bei einer zimmermannsmäßigen Dachkonstruktion wird der Anteil des Sparrens, der in die Luftschicht hineinragt, vernachlässigt.

Wärmedurchlasswiderstand von Luftschichten Zur Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes R g einer Luftschicht oder eines Luftspaltes stellt DIN EN ISO 6946 abhängig von der Geometrie der betrachteten Schicht und dem Emissionsgrad der Oberflächen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Als Luftschicht wird eine Schicht bezeichnet, deren Ausdehnung in Wärmestromrichtung weniger als das 0,1-fache der beiden anderen Ausdehnungen beträgt. Ist diese Bedingung nicht eingehalten, so liegt ein Luftspalt vor und der Wärmedurchlasswiderstand ist gemäß Gl. 2.1.11-4 zu bestimmen. Bild 2.1.11-3 verdeutlicht die Zusammenhänge und enthält Verweise auf das jeweils gültige Verfahren.

52

2 Wärmeschutz Luftschicht

A1

∥

Luftraum

A1 ∥ A2 v A1 ∦ A2

A2

< 0,1 · b < 0,1 · l ≤ 0,3 m

d

e ≥ 0,8

d

A1 ∥ A2 v A1 ∦ A2

> 0,1 · b oder > 0,1· l ≤ 0,3 m

e beliebig

R g gemäß Tab. 2.1.11-2 R g gemäß Tab. 2.1.11-3

e beliebig

R g gemäß Tab. 2.1.11-5

Bild 2.1.11-3 Unterschiedliche Spezifikationen einer Luftschicht bzw. eines Luftraumes und zugehöriges Verfahren zur Bestimmung von R g Tabelle 2.1.11-1 Zulässige Öffnungsquerschnitte für ruhende, schwach belüftete und stark belüftete Luftschichten nach DIN EN ISO 6946

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

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

A ≤ 500 500 < A ≤ 1500

A > 1500

Ruhende Luftschicht Als ruhende Luftschicht im Sinne von DIN EN ISO 6946 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 2.1.11-1 nicht überschreitet. Entwässerungsöffnungen (offene vertikale Fugen) in der Außenschale eines zweischaligen Mauerwerkes gelten gemäß DIN EN ISO 6946 nicht als Lüftungsöffnung. Für ruhende Luftschichten kann der Wärmedurchlasswiderstand aus Tabelle 2.1.11-2 entnommen werden.

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 53 Tabelle 2.1.11-2 Wärmedurchlasswiderstände R g ruhender Luftschichten mit hohem Emissionsgrad (e ≥ 0,8) nach DIN EN ISO 6946

1 1 2

Dicke der Luftschicht in mm

2

1)2)

3

für Oberflächen

4

Wärmedurchlasswiderstände R g in (m2∙K)/W bei Richtung des Wärmestroms 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 interpoliert werden

2)

Die Tabellenwerte gelten für Luftschichten (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

Schwach belüftete Luftschicht Der Luftaustausch einer Luftschicht mit der Außenumgebung hängt von Größe und Verteilung der Lüftungsöffnungen ab. Die DIN EN ISO 6946 sieht vor, dass der Wärmeübergangswiderstand einer Bauteilkomponent mit schwach belüfteter Luftschicht als Näherungswert wie folgt berechnet wird:

RT =

1500 − Av A − 500 ⋅ RT,u + v ⋅ RT,v 1000 1000

(2.1.11-2)

Darin sind: 2 R T Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m ∙K)/W R T,u RT mit einer ruhenden Luftschicht in (m2∙K)/W R T,v RT mit einer stark belüfteten Luftschicht in (m2∙K)/W 2 A v Querschnitt der Lüftungsöffnung in mm

Stark belüftete Luftschicht 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 ).

54

2 Wärmeschutz

Wärmedurchlasswiderstand von Lufträumen Unbelüftete Lufträume mit einer Länge und Breite von mehr als dem 10-fachen der Dicke (Luftschichten allgemein) Für unbelüftete Lufträume mit einer Länge und Breite von mehr als dem 10-fachen der Dicke gibt DIN EN ISO 6946 in Anhang D.2 ein Verfahren zur Ermittlung des Wärmedurchlasswiderstandes der Luftschicht vor. Der Wärmedurchlasswiderstand und der Strahlungsanteil ergeben sich wie folgt: Rg =



hr =

1 ha + hr

(2.1.11-3)

1 ⋅ hro 1 1 + −1 ε1 ε 2

(2.1.11-4)

Darin sind: R g Wärmedurchlasswiderstand der Luftschicht in (m2∙K)/W h a Wärmeübergangskoeffizient infolge Leitung u. Konvektion in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.11-3 h r Wärmeübergangskoeffizient infolge Strahlung in W/(m2∙K) e 1 Emissionsgrad Schichtgrenze 1 (Anhaltswerte siehe Tab. 2.1.9-1) e 2 Emissionsgrad Schichtgrenze 2 (Anhaltswerte siehe Tab. 2.1.9-1) h ro Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.9-2 Tabelle 2.1.11-3 Werte des Wärmeübergangskoeffizienten h a zur Berechnung von R g

1 1 2

3

4

5 1)



Richtung des Wärmestromes

2

3 Wärmeübergangskoeffizient h a in W/(m2∙K)

für DT ≤ 5 K

1)

für DT > 5 K

horizontal

1,25  ha = max  0,025  d

0,73 ⋅ ( ∆T )1/ 3  ha = max  0,025   d

aufwärts

1,95  ha = max  0,025  d

1,14 ⋅ ( ∆T )1/ 3  ha = max  0,025   d

abwärts

0,12 ⋅ d -0,44  ha = max  0,025   d

0,09 ⋅ ( ∆T )0,187 ⋅ d -0,44  ha = max  0,025   d

mit d = Dicke des Luftraumes in Wärmestromrichtung in m, und DT = Temperaturdifferenz über den Luftraum in K

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 55 Kleine oder unterteilte unbelüftete Lufträume (Luftspalte) Ein Luftspalt im Sinne von DIN EN ISO 6946 wird durch Abmessungen gekennzeichnet, bei denen entweder Breite oder Länge mit der Dicke vergleichbar sind (siehe Bild 2.1.11-3). Seine Oberflächen müssen nicht parallel zueinander stehen, ggf. ist die mittlere Dicke anzusetzen. Rg =

hr =



1 ha + hr

(2.1.11-5)

hro   1 1 2  + −2 + ε ε   2  2  1 1 + 1 +  d  − d     b  b  

(2.1.11-6)



Darin sind: Rg Wärmedurchlasswiderstand für einen Luftraum in (m2∙K)/W h a Wärmeübergangskoeffizient in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.11-3 e 1 , e 2 Emissionsgrad der Schichtgrenzen 1 bzw. 2 h ro Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen Körpers in W/(m2∙K) gemäß Tabelle 2.1.9-2 d Dicke des Luftraums in m b Breite des Luftraums in m

Wärmedurchlasswiderstand unbeheizter Räume Tabelle 2.1.11-4 Wärmedurchlasswiderstand von Dachräumen mit natürlicher Belüftung nach DIN EN ISO 6946

1 1 Beschreibung des Dachaufbaus

2 Ziegeldach ohne Pappe, Schalung oder ähnlichem 3

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

2 Wärmedurchlasswiderstand Ru in m2∙K/W 0,06 0,2

Wie Zeile 2, jedoch mit Aluminiumverkleidung oder einer 4 anderen Oberfläche mit geringem Emissionsgrad an der Dachunterseite

0,3

5 Dach mit Schalung und Pappe

0,3

56

2 Wärmeschutz

Ist die äußere Umfassungsfläche eines unbeheizten Raumes nicht gedämmt, kann die wärmeschutztechnische Wirksamkeit dieses Raumes durch einen zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand erfasst werden. Als äußerer Wärmeübergangswiderstand ist R se = 0,04 (m2∙K)/W anzusehen. 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 (R se = R si ). Für Dachräume kann R u aus Tab. 2.1.11-4 entnommen werden, für andere kleine, unbeheizte Räume im Sinne von DIN EN ISO 6946 gilt:

Ru =

∑

Darin sind: R u A i A e,k U e,k n V

Ai k

( Ae ,k ⋅ U e ,k ) + 0,33 ⋅ n ⋅ V

(2.1.11-7)

Wärmedurchlasswiderstand eines unbeheizten Raumes in (m2∙K)/W Gesamtfläche aller Bauteile zwischen Innenraum und unbeheiztem Raum in m2 Fläche des Bauteils k zwischen unbeheiztem Raum und Außenumgebung in m2 Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils k zwischen unbeheiztem Raum und Außenumgebung in W/(m2∙K), nicht gegen Erdreich; wenn nicht bekannt → U e,k = 2 W/(m2⋅K) Luftwechselrate im unbeheizten Raum in h-1; wenn nicht bekannt → n = 3 h-1 Volumen des unbeheizten Raumes in m3

Ai

Ae,k

Bild 2.1.11-4 Beispiel: unbeheizter Raum (z.B. Wintergarten) vor einer Außenwand

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 57

2.1.12 Wärmedurchgangswiderstand Mit dem Wärmedurchgangswiderstand R T wird der Gesamtwiderstand beschrieben, den ein Bauteil (Gesamtheit der Wärmedurchlasswiderstände) und die oberflächennahen Luftschichten (Wärmeübergangswiderstände) dem Wärmedurchgang entgegensetzen. Bei Berechnungen ist der Wärmedurchgangswiderstand auf zwei Dezimalstellen gerundet anzugeben. Nach DIN 4108-2 werden für den Nachweis des Mindestwärmeschutzes nur die Schichten bis zur Bauwerksabdichtung bzw. Dachabdichtung berücksichtigt. Ausgenommen sind zugelassene Dämmsysteme als Umkehrdach und Perimeterdämmung. In DIN EN ISO 6946 wird auf solche Fälle nicht eingegangen. Da in der Regel allerdings keine gesicherten Materialeigenschaften für die potentiell feuchten Baustoffe angegeben werden können, sind in der Regel auch nur die „trockenen“ Schichten bauseits der Abdichtung zu berücksichtigen. Einschichtige homogene Bauteile Für einschichtige homogene Bauteile gilt:

RT = Rsi + R + Rse

(2.1.12-1)



Darin sind: R T Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W R si Wärmeübergangswiderstand innen in (m2∙K)/W R Wärmedurchlasswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W R se Wärmeübergangswiderstand außen in (m2∙K)/W Mehrschichtige homogene Bauteile Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt: n



RT = Rsi +

∑R + R i

i=1

se

n

= Rsi +

∑λ + R i=1

di i

(2.1.12-2)

se



Darin sind: R T Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W R si Wärmeübergangswiderstand innen in (m2∙K)/W R i Wärmedurchlasswiderstand der i-ten Schicht in (m2∙K)/W R se Wärmeübergangswiderstand außen in (m2∙K)/W d i Dicke der i-ten Schicht in m l i Wärmeleitfähigkeit der i-ten Schicht in W/(m∙K) Mehrschichtige inhomogene Bauteile Für mehrschichtige inhomogene Bauteile gilt:



RT =

R′T + R′′T 2

Darin sind:



(2.1.12-3)

58

2 Wärmeschutz

RT R′T R′′T

Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W der obere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m2∙K)/W der untere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m2∙K)/W

Dieses Verfahren stellt nach DIN EN ISO 6946 ein Näherungsverfahren dar. Es darf nicht angewendet werden, wenn wärmedämmende Schichten von metallischen Schichten durchdrungen werden. Darüber hinaus gilt es mit ausreichender Genauigkeit (Fehler < 20 %) nur für Fälle, bei denen der obere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes und der untere Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes nicht zu sehr voneinander abweichen. Bei einem Verhältnis R′T / R′′T  >  1,5  sollte der Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils daher numerisch ermittelt werden. R′T =

1 fq fa fb + + ... + RTa RTb RTq

Darin sind: R′T

(2.1.12-4)

oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m2∙K)/W die Teilflächen der Abschnitte a bis q in m2 die Wärmedurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte in (m2∙K)/W (siehe auch Bild 2.1.12-1) (berechnet nach Gl. 2.1.12-2)

f a , f b , ... f q R Ta , R Tb , ... R Tq

Bild 2.1.12-1 Erläuterung der Berechnung für a) den oberen Grenzwert R′T und b) den unteren Grenzwert R′′T n

R′′T = Rsi +

∑R + R j

se

(2.1.12-5)

j=1

Darin sind: R′′T

j R si ,R se Rj

unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes in (m2∙K)/W die Schichten des Bauteils (j = 1 bis n ) Wärmeübergangswiderstände innen und außen in (m2∙K)/W Wärmedurchlasswiderstand der Schicht j in (m2∙K)/W

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 59

Rj =

1 fa fb + + ... + Raj Rbj

Darin sind: R j R si R se f a , f b , ... f q R aj , R bj ...R qj

(2.1.12-6)

fq Rqj



Wärmedurchlasswiderstand der Schicht j in (m2∙K)/W Wärmeübergangswiderstand innen in (m2∙K)/W Wärmeübergangswiderstand außen in (m2∙K)/W die Teilflächen der Abschnitte a bis q die Wärmedurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte (siehe auch Bild 2.1.12-1) in (m2∙K)/W

Wärmedurchlasswiderstände von Decken Tabelle 2.1.12-1 Wärmedurchlasswiderstände von Decken nach DIN 4108-4

1

2 Dicke s in mm

1 Deckenart

3 4 Wärmedurchlasswiderstand R in (m2∙K)/W an der ungünim Mittel stigsten Stelle

2 Stahlbetonrippen und Stahlbetonbalkendecken mit Zwischenbauteilen nach DIN EN 15037-2 3 Stahlbetonrippendecke 4 (ohne Aufbeton, ohne Putz)

120

0,20

0,06

140

0,21

0,07

5

160

0,22

0,08

6

180

0,23

0,09

200

0,24

0,10

220

0,25

0,11

9

250

0,26

0,12

10 Stahlbetonbalkendecke 11 (ohne Aufbeton, ohne Putz)

120

0,16

0,06

140

0,18

0,07

12

160

0,20

0,08

13

180

0,22

0,09

200

0,24

0,10

220

0,26

0,11

240

0,28

0,12

17 Stahlbetonhohldielen nach DIN EN 1996-1-1, DIN 1045-2 65 18 (ohne Aufbeton, ohne Putz)

0,13

0,03

19

80

0,14

0,04

100

0,15

0,05

14 15

500

s

8

s

7

500

20 (Fortsetzung nächste Seite)

s

16

60

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.1.12-1 Wärmedurchlasswiderstände von Decken nach DIN 4108-4 (Fortsetzung)

1 1

21 22

3

4

Wärmedurchlasswiderstand R in (m2∙K)/W Deckenart an der ungünim Mittel stigsten Stelle Stahlbetonrippen und Stahlbetonbalkendecken mit Zwischenbauteilen nach DIN EN 15037-3 in Verbindung mit DIN 20000-129 Ziegel als Zwischenbauteile n. DIN EN 15037-3 115 0,15 0,06 ohne Querstege (ohne Aufbeton, ohne Putz) 140 0,16 0,07 Dicke s in mm

s

23

2

24

165

0,18

0,08

300

25 Ziegel als Zwischenbauteile n. DIN EN 15037-3 mit Querstegen (ohne Aufbeton, ohne Putz) 26

190

0,24

0,09

225

0,26

0,10

27

240

0,28

0,11

265

0,30

0,12

290

0,32

0,13

s

28 29

300

30 Ziegeldecken („Stahlsteindecken“) nach DIN 1045-100, aus Deckenziegeln nach DIN 4159 31

115

0,15

0,06

32

140

0,18

0,07

165

0,21

0,08

190

0,24

0,09

35

225

0,27

0,10

240

0,30

0,11

265

0,33

0,12

38

290

0,36

0,13

39

115

0,13

0,06

40

140

0,16

0,07

36 37

s

Ziegel für teilvermörtelbare Stoßfugen 33 nach DIN 4159 34

250

165

0,19

0,08

190

0,22

0,09

43

215

0,25

0,10

240

0,28

0,11

45

265

0,31

0,12

46

290

0,34

0,13

44

s

Ziegel für vollvermörtelbare Stoßfugen 41 nach DIN 4159 42

250

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 61

2.1.13 Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) für opake Bauteile Als Maß für seine wärmedämmtechnische Qualität ergibt sich der Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils als Kehrwert seines Wärmedurchgangswiderstandes zu

U=

1 RT

(2.1.13-1)

Darin sind: U Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m2∙K) R T Wärmedurchgangswiderstand in (m2∙K)/W 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, Anhang F der U -Wert eines Bauteils durch Addition eines Korrekturterms D U zu modifizieren.

∆U = ∆U g + ∆U f + ∆U r



(2.1.13-2)

Darin sind:   D U Korrekturterm in W/(m2∙K)   D U g Korrektur bei Luftspalten im Bauteil in W/(m2∙K)   D U f Korrektur bei Befestigungsteilen, die Dämmschichten durchdringen in W/(m2∙K)   D U r Korrektur durch Niederschlag auf Umkehrdächern in W/(m2∙K) Rechnerisch zu berücksichtigen ist eine solche Korrektur jedoch nur, wenn die Gesamtkorrektur größer als 3 % des U-Wertes des Bauteils ist.

62

2 Wärmeschutz

Korrektur des U-Wertes bei Luftspalten im Bauteil

 R  ∆U g = ∆U " ⋅  1     RT,h 



2

(2.1.13-3)

Darin sind:   D U g Korrektur bei Luftspalten im Bauteil in W/(m2∙K)   D U ″ Korrekturbeiwert in W/(m2∙K) gemäß Tab. 2.1.13-1   R 1 Wärmedurchlasswiderstand der die Luftspalte enthaltenden Schicht in (m2∙K)/W   R T,h Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils ohne Berücksichtigung von Wärmebrücken in (m2∙K)/W Tabelle 2.1.13-1 Korrektur-Beiwert für Luftspalte in Bauteilen nach DIN EN ISO 6946

1 1

Korrekturstufe

2

3

DU″ Beschreibung der Luftspalte in W/(m2∙K) Dämmung so angebracht, dass keine Luftzirkulation auf der warmen Seite der Dämmung möglich ist. Keine Luftspalte in der Dämmschicht oder es sind nur kleine Luftspalte vorhanden, die keine wesentliche Wirkung auf den Wärmedurchgangskoeffizienten haben.

2

3

0

1

0,00

0,01

Beispiele: mehrlagige Dämmung; einlagige Dämmung mit Nut-Federoder 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 Luftzwischenräume, die die warme und kalte Seite der Dämmschicht verbinden, jedoch keine Luftzirkulation zwischen der warmen und kalten Seite der Dämmschicht verursachen.

Beispiele: einlagige Dämmung zwischen Sparren, Querbalken, Stützen; einlagige stumpf gestoßene Dämmung mit einer Maßtoleranz über 5 mm

4

2

0,04

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

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 63 Korrektur des U-Wertes bei Durchdringung der Dämmschicht durch Befestigungselemente 1

2

3



4

5

6

① Dachabdichtung ② Kunststoffeinsatz

③ Verbindungselement, welches das Befestigungs element enthält

④ Dämmschicht



⑤ Dampfsperre



⑥ Betondecke

Bild 2.1.13-1 In eine Aussparung eingebaute Dachbefestigung



α ⋅ λ f ⋅ n f ⋅ Af  R1  2 ∆U f =   do  RT,h 

(2.1.13-4)

Darin sind:   D U f Korrektur bei Durchdringungen der Dämmschicht in W/(m2∙K) a Koeffizient a = 0,8 wenn das Befestigungselement die Dämmschicht vollständig durchdringt α = 0,8 ⋅ d1 bei einem in eine Aussparung eingebauten Befestid0 gungselement (siehe Bild 2.1.13-1) l f Wärmeleitfähigkeit der Befestigungselemente in W/(m∙K) n f Anzahl der Befestigungselemente je m2 A f Querschnittsfläche eines Befestigungselementes in m2 d0 Dicke der Dämmschicht, die das Befestigungselement enthält in m   R 1 Wärmedurchlasswiderstand der die Befestigungselemente enthalten den Schicht in (m2∙K)/W   R T,h Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils ohne Berücksichtigung von Wärmebrücken in (m2∙K)/W Auf eine Korrektur kann gemäß DIN EN ISO 6946 in den folgenden Fällen verzichtet werden: – –

Mauerwerksanker über einer Luftschicht (z.B. zweischaliges Mauerwerk ohne Dämmschicht in der Luftschicht) Verwendung eines Befestigers, bei dem die Wärmeleitfähigkeit l  50

0

Ein detaillierteres Verfahren für Dämmschichten aus extrudiertem Polystyrol (XPS) wird in DIN EN ISO 6946 aufgeführt: 2



R  ∆U r = p ⋅ f ⋅ x ⋅  1   RT 

(2.1.13-5)

Darin sind: D U r Korrekturwert bei Niederschlag auf Umkehrdächern in W/(m2∙K) p mittlere Niederschlagsmenge während der Heizperiode in 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 (f∙x) = 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 f∙x angesetzt werden. x Faktor für den gestiegenen Wärmeverlust infolge von Regenwasser, das auf die Dachabdichtung gelangt in (W·Tag)/(m2·K·mm)   R 1 Wärmedurchgangswiderstand der Dämmschicht, die auf der Dachab- dichtung liegt in (m2∙K)/W   R T Gesamt-Wärmedurchgangswiderstand in (m2∙K)/W Wird durch einen geeigneten Systemaufbau (z.B. diffusionsoffene Trennlage) ein Wasserdurchtritt durch die Dämmschicht verhindert, kann auf eine Erhöhung des UWertes ggf. verzichtet werden. Bezüglich der 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 bzw. sehr geringen Widerstand gegenüber Dampfdiffusion aufweisen muss.

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 65 Berechnung des U-Wertes für Bauteile mit keilförmigen Schichten Berechnung des Wärmedurchgangswiderstandes R 0 des Rest-Bauteils ohne keilförmige Schicht - für homogene Bauteile -> Gl. 2.1.12-2 - für Bauteile mit inhomogenen Schichten -> Gl. 2.1.12-3 ▼ Ggf. Unterteilung der keilförmigen Schicht in n Bereiche (Teilflächen)

mögliche Richtung der Neigung mögliche ergänzende Unterteilung ▼ Ri =

Berechnung von R i für jeden Bereich der keilförmigen Schicht

di λi

▼

d2

d2

d2

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten U i jedes Bereiches

R0

R0

 R  1 ⋅ ln 1 + 2  R2  R0 

U=

d1

d2

U=

R0

2 R2

 R   R   ⋅ 1 + 0  ⋅ ln 1 + 2  − 1 R2   R0   

R0 U=

2 R2

 R  R ⋅ 1 − 0 ⋅ ln 1 + 2 R0  R2 

   

    R0 + R2 R2  R1   R0 ⋅ R1 ⋅ ln 1 +  + R1 ⋅ R2 ⋅ ln   − R0 ⋅ R2 ⋅ ln 1 + R0  R0     R0 + R1  U =2⋅  R1 ⋅ R2 ⋅ ( R2 − R1 )  

     

▼ Berechnung des U-Wertes der Gesamtfläche:

U=

∑U ⋅ A ∑A i

i

i

Bild 2.1.13-2 Ablauf zur Bestimmung des U -Wertes von Bauteilen mit keilförmigen Schichten bei einem Gefälle von höchstens 5 % gemäß DIN EN ISO 6946 Anhang E

66

2 Wärmeschutz

Berechnung des U-Wertes für zweischalige Dach- und Wandaufbauten im Stahlleichtbau 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 von [3] wurden an der TH Karlsruhe Bemessungsnomogramme zur Bestimmung mittlerer U-Werte entwickelt. Die Nomogramme können [3] und [4] entnommen werden.

Berechnung des U-Wertes für Metall-Sandwichelemente Ein Verfahren zur Berechnung des U-Wertes für Sandwichelemente, anwendbar für Sandwichelemente mit metallischen Deckschichten, die im Kern aus Mineralfasern, EPS, XPS, PUR, Phenolharzschaum oder Schaumglas bestehen, wird mit DIN EN 14509 eingeführt. Eine Beschreibung ist in [4] enthalten. Berechnung des U-Wertes für Beton-Sandwichelemente Die Besonderheiten von Beton-Sandwichelementen stellen einerseits die konstruktionsbedingt notwendigen Anker dar, welche die Schalen miteinander verbinden und andererseits die Fugen zwischen den Elementen. Der resultierende U-Wert muss folglich, neben der Schichtenfolge an sich, auch diese Einflüsse berücksichtigen. Hierzu wird in [4] ein entsprechendes Verfahren vorgestellt.

Wärmedurchgangskoeffizient erdberührter Bauteile Der Wärmeverlust erdberührter Bauteile wird gemäß DIN EN ISO 13370 (siehe Kap. 2.6) berechnet. Dort wird die Wärmeübertragung durch die erdberührten Bauteile über das Erdreich an die Außenluft betrachtet. Folglich wird hierbei die Pufferwirkung des Erdreichs direkt im U-Wert berücksichtigt. Parallel zu dieser Betrachtungsweise hält sich in Deutschland ein vereinfachtes Verfahren, welches bis zu den ersten Wärmeschutzverordnungen zurückzuverfolgen ist. Hierbei wird der U-Wert aus der Schichtenfolge des an das Erdreich angrenzenden Bauteils und den Wärmeübergangswiderständen R si = 0,17 m²K/W (für horizontale Bauteile), R si = 0,13 m²K/W (für vertikale Bauteile) sowie R se = 0 berechnet. Es wird also die Rechenmethodik der DIN EN ISO 6946 (deren Anwendungsbereich erdberührte Bauteile ausschließt) auf erdberührte Bauteile übertragen. Eine Legitimation für dieses Verfahren kann in DIN V 4108-6, Anhang E gefunden werden, wo der so bestimmte U-Wert als „konstruktiver U-Wert“ bezeichnet wird. Zur vereinfachten Berücksichtigung der Pufferwirkung des Erdreiches werden pauschale Temperatur-Korrekturfaktoren F x eingeführt (siehe Tab. 2.5.6-2), die in ihrer Größe abhängig von der Art des zu beurteilenden Bauteils, der Größe der Bodenplatte und der Dämmqualität des zu beurteilenden Bauteils sind.

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 67

2.1.14 Wärmedurchgangskoeffizient für Fenster Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung In der Regel dient der Wärmedurchgangskoeffizienten einer Verglasung U g als Bestandteil zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters. Er kann allgemein gemäß DIN EN 673 berechnet bzw. gemäß DIN EN 674 oder DIN EN 675 experimentell ermittelt werden. Für Berechnungen zur Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern gemäß DIN EN ISO 10077-1 sind dort alternative, vereinfachte Beziehungen zur Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten angegeben. Tabelle 2.1.14-1 Wärmedurchgangskoeffizienten U g für verschiedene Fensteraufbauten (Anhaltswerte bei senkrechtem Einbau) nach DIN EN ISO 10077-1 (Auszug)

1 1

Typ

Glas

2 3

6 7 8 9

Zweischeiben-Isolierglas

5

10

eine Scheibe beschichtetes Glas eine Scheibe beschichtetes Glas

11 unbeschichtet

16 17 18

Dreischeiben-Isolierglas

15

2,8

2,7

2,6

2,6

2,7

2,6

2,6

2,6

2,4

2,1

1,7

1,6

2,0

1,8

1,6

1,6

4-20-:4

1,8

1,7

1,6

1,7

4-8-:4

2,1

1,7

1,3

1,1

1,7

1,3

1,1

1,2

1,5

1,2

1,2

1,2

1,4

1,2

1,2

1,2

2,1

1,9

1,7

1,6

1,5

1,3

1,0

0,8

1,2

1,0

0,8

0,8

1,5

1,2

0,9

0,8

1,2

1,0

0,7

0,7

1,4

1,1

0,8

0,7

1,1

0,9

0,6

0,6

1,3

1,0

0,7

0,5

1,0

0,8

0,5

0,5

4-20-4 4-12-:4

4-12-:4 4-20-:4 4-8-4-8-4 4:-12-4-12-:4 4:-8-4-8-:4

zwei Scheiben beschichtet

4:-12-4-12-:4 4:-8-4-8-:4 4:-12-4-12-:4

19

4:-8-4-8-:4

20

4:-12-4-12-:4

1) 2)

0,89

4-8-:4

4:-8-4-8-:4

13 14

4-12-4

≤ 0,2

≤ 0,05

6-16-:6

12

3

Wärmedurchgangskoeffizient Aufbau der üblicher U g in W/(m2∙K) Verglasung Emissions- Art des Gases im Scheibenzwischenraum2) (innen – SZR – grad außen)1) Luft Argon Krypton Xenon

unbeschicht. Normalglas

4

2

0,89 ≤ 0,2 ≤ 0,15 ≤ 0,1 ≤ 0,05

:  Lage der den strahlungsbedingten Wärmetransport behindernden Beschichtung Gaskonzentration ≥ 90 %

68

2 Wärmeschutz

Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens Der Wärmedurchgangskoeffizient 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 oder wird nach DIN EN ISO 10077-2 berechnet. Tabelle 2.1.14-2 enthält Anhaltswerte für gebräuchliche Rahmenmaterialien. Tabelle 2.1.14-2 Erzielbare Wärmedurchgangskoeffizienten U f für verschiedene Rahmenmaterialien (Anhaltswerte)

1

2 Wärmedurchgangskoeffizient U f in W/(m2∙K)

1 Rahmenmaterial 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

U w,BW = U w +



∑ ∆U

w

(2.1.14-1)



Darin sind: U w,BW Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m2K) U w Wärmedurchgangskoeffizient der Fensters in W/(m2K) D U w Korrektur für eine Sprossenverglasung oder einen wärmetechnisch verbesserten Randverbund in W/(m2K) gemäß Tab. 2.1.14-3 Tabelle 2.1.14-3 Korrekturwerte D U w zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten für Sprossenfenster gemäß DIN EN 14351-1

1 1 Beschreibung Befestigte Sprosse(n) (aufgesetzte Sprossen) einfache Kreuzsprosse im Mehrscheiben-Isolierglas 3 (Sprossen im Scheibenzwischenraum) Mehrfach-Kreuzsprossen im Mehrscheiben-Isolierglas 4 (Sprossen im Scheibenzwischenraum) Fenstersprosse 5 (glasteilende Sprossen) 2

2 DUw in W/(m2∙K) 0,0 + 0,1 + 0,2 + 0,4

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 69 In DIN EN ISO 10077-1 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. In Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit und dem Wärmedurchlasswiderstand des Abschlusses ergibt sich hiernach ein zusätzlich anrechenbarer Wärmedurchlasswiderstand von etwa 0,1 bis 0,3 m²K/W (siehe Abschnitt 2.1.16). Im Bemessungswert Uw,BW darf dieser zusätzliche Anteil gemäß DIN 4108-4 nicht berücksichtigt werden, da unter anderem eine regelmäßige und sachgerechte Benutzung der Abschlüsse nicht regelmäßig unterstellt werden kann. Gemäß DIN EN ISO 10077-1 ist bei der Berechnung des U-Wertes in einscheibenverglaste Fenster, Kastenfenster und Verbundfenster zu unterscheiden:

Bild 2.1.14-1 a) Einscheibenverglaste Fenster, b) Kastenfenster und c) Verbundfenster nach DIN EN ISO 10077-1

Fenster mit Einscheibenverglasung



Uw =

∑ Ag ⋅ U g + ∑ Af ⋅ U f + ∑  g ⋅ ψ g ∑ Ag + ∑ Af

(2.1.14-2)

Darin sind: U w Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m2K) A g Fläche der Verglasung in m2 U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) A f Fläche des Rahmens in m2 U f Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens in W/(m2K) l g Länge des Randverbundes in m y g längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Randverbundes in W/(mK) gemäß Tab. 2.1.14-6

Eine Auswertung von Gl. 2.1.14-3 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 DIN EN ISO 12567-1) ergibt die für die Berechnung zu verwendenen Nennwerte in DIN 4108-4 (siehe Tabelle 2.1.14-4 und -5). Alternativ dürfen bei der Berechnung auch die tatsächlich vorhandenen Abmessungen angesetzt werden. Weitere tabellierte Werte finden sich in DIN 4108-4 und für einen Rahmenanteil von 20 % in DIN EN ISO 10077-1.

70

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.1.14-4 Wärmedurchgangskoeffizient U w in W/(m2∙K) für vertikale Fenster mit einen Flächenanteil des Rahmens von 30 % an der Gesamtfläche und mit konventionellen Abstandshaltern nach DIN EN ISO 10077-1

1 1 2

Art der Verglasung

2

Ug in W/(m2∙K)

3

Uf in W/(m2∙K) 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 7,0

3 Einfachglas

5,7

4,2 4,3 4,3 4,4 4,5 4,6 4,8 4,9 5,0 5,1 6,1

4

3,0

2,5 2,5 2,6 2,7 2,8 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 4,2

5

2,8

2,3 2,4 2,5 2,5 2,6 2,8 2,9 3,1 3,2 3,3 4,1

6

2,6

2,2 2,3 2,3 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 3,0 3,2 4,0

7

2,5

2,1 2,2 2,3 2,3 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,9

8

2,4

2,1 2,1 2,2 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 3,0 3,8

9

2,3

2,0 2,1 2,1 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,0 3,8

10

2,2

1,9 2,0 2,0 2,1 2,2 2,3 2,5 2,6 2,8 2,9 3,7

11

2,1

1,9 1,9 2,0 2,0 2,2 2,3 2,5 2,6 2,7 2,8 3,6

12

2,0

1,8 1,9 2,0 2,0 2,1 2,3 2,5 2,6 2,7 2,8 3,6

13

1,9

1,8 1,8 1,9 1,9 2,1 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 3,6

14

1,8

1,7 1,8 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 3,5

15 Zweischeibenoder Dreischeiben16 Isolierverglasung 17

1,7

1,6 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,6 3,4

1,6

1,6 1,6 1,7 1,7 1,9 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 3,3

1,5

1,5 1,5 1,6 1,7 1,8 2,0 2,1 2,2 2,3 2,5 3,3

18

1,4

1,4 1,5 1,6 1,7 1,7 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 3,2

19

1,3

1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 1,8 2,0 2,1 2,2 2,3 3,1

20

1,2

1,3 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 1,9 2,0 2,1 2,3 3,1

21

1,1

1,2 1,3 1,3 1,4 1,5 1,7 1,8 1,9 2,1 2,2 3,0

22

1,0

1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 1,6 1,8 1,9 2,0 2,1 2,9

23

0,9

1,1 1,1 1,2 1,2 1,4 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,9

24

0,8

1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,8

25

0,7

0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 1,4 1,5 1,7 1,8 1,9 2,7

26

0,6

0,9 0,9 1,0 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 2,7

27

0,5

0,8 0,8 0,9 1,0 1,1 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,6

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 71 Tabelle 2.1.14-5 Wärmedurchgangskoeffizient U w in W/(m2∙K) für vertikale Fenster mit einen Flächenanteil des Rahmens von 30 % (20 %) an der Gesamtfläche und mit wärmetechnisch verbesserten Abstandshaltern nach DIN EN ISO 10077-1

1 1 2

Art der Verglasung

2

Ug in W/(m2∙K)

3

Uf in W/(m2∙K) 0,8

1,0

1,2

1,4

1,8

2,2

3 Einfachglas

5,7

4,2 (4,7) 4,3 (4,8) 4,4 (4,8) 4,4 (4,8) 4,5 (4,9) 4,7 (5,0)

4

3,0

2,5 (2,7) 2,5 (2,7) 2,6 (2,8) 2,6 (2,8) 2,8 (2,9) 2,9 (3,0)

5

2,8

2,3 (2,5) 2,4 (2,6) 2,4 (2,6) 2,5 (2,7) 2,6 (2,7) 2,8 (2,8)

6

2,6

2,2 (2,4) 2,2 (2,4) 2,3 (2,5) 2,4 (2,5) 2,5 (2,6) 2,6 (2,7)

7

2,5

2,1 (2,3) 2,2 (2,3) 2,3 (2,4) 2,3 (2,4) 2,4 (2,5) 2,6 (2,6)

8

2,4

2,0 (2,2) 2,1 (2,3) 2,2 (2,3) 2,2 (2,3) 2,3 (2,4) 2,5 (2,5)

9

2,3

2,0 (2,1) 2,0 (2,2) 2,1 (2,2) 2,2 (2,3) 2,3 (2,3) 2,4 (2,4)

10

2,2

1,9 (2,1) 2,0 (2,1) 2,0 (2,1) 2,1 (2,2) 2,2 (2,3) 2,3 (2,4)

11

2,1

1,8 (2,0) 1,9 (2,0) 2,0 (2,1) 2,0 (2,1) 2,1 (2,2) 2,3 (2,3)

12

2,0

1,8 (1,9) 1,8 (2,0) 1,9 (2,0) 2,0 (2,0) 2,1 (2,1) 2,3 (2,3)

13

1,9

1,7 (1,8) 1,8 (1,9) 1,8 (1,9) 1,9 (2,0) 2,0 (2,0) 2,2 (2,2)

14

1,8

1,6 (1,8) 1,7 (1,8) 1,8 (1,8) 1,8 (1,9) 1,9 (2,0) 2,1 (2,1)

15 Zweischeibenoder Dreischeiben16 Isolierverglasung 17

1,7

1,6 (1,7) 1,6 (1,7) 1,7 (1,8) 1,8 (1,8) 1,9 (1,9) 2,0 (2,0)

1,6

1,5 (1,6) 1,6 (1,6) 1,6 (1,7) 1,7 (1,7) 1,8 (1,8) 2,0 (1,9)

1,5

1,4 (1,5) 1,5 (1,6) 1,6 (1,6) 1,6 (1,6) 1,7 (1,7) 1,9 (1,9)

18

1,4

1,4 (1,4) 1,4 (1,5) 1,5 (1,5) 1,5 (1,6) 1,7 (1,6) 1,8 (1,8)

19

1,3

1,3 (1,4) 1,4 (1,4) 1,4 (1,4) 1,5 (1,5) 1,6 (1,6) 1,8 (1,7)

20

1,2

1,2 (1,3) 1,3 (1,3) 1,3 (1,4) 1,4 (1,4) 1,5 (1,5) 1,7 (1,6)

21

1,1

1,2 (1,2) 1,2 (1,2) 1,3 (1,3) 1,3 (1,3) 1,5 (1,4) 1,6 (1,5)

22

1,0

1,1 (1,1) 1,1 (1,2) 1,2 (1,2) 1,3 (1,2) 1,4 (1,3) 1,6 (1,5)

23

0,9

1,0 (1,0) 1,1 (1,1) 1,1 (1,1) 1,2 (1,2) 1,3 (1,2) 1,5 (1,4)

24

0,8

0,9 (1,0) 1,0 (1,0) 1,1 (1,0) 1,1 (1,1) 1,2 (1,2) 1,4 (1,3)

25

0,7

0,9 (0,9) 0,9 (0,9) 1,0 (1,0) 1,1 (1,0) 1,2 (1,1) 1,3 (1,2)

26

0,6

0,8 (0,8) 0,9 (0,8) 0,9 (0,9) 1,0 (0,9) 1,1 (1,0) 1,3 (1,1)

27

0,5

0,7 (0,7) 0,8 (0,8) 0,9 (0,8) 0,9 (0,8) 1,0 (0,9) 1,2 (1,1)

72

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.1.14-6 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten y g für typische Abstandhalter aus Aluminium und Stahl (wärmetechnisch verbesserte Abstandshalter) nach DIN EN ISO 10077-1

1

2

3 y g in W/(m∙K)

1 Rahmenwerkstoff

2 Holz- und PVC-Rahmen

Zweischeiben- oder Dreischeiben-Isolierverglasung, unbeschichtetes Glas, Luft- oder Gaszwischenraum

Zweischeiben-Isolierglas mit einer beschichteten Scheibe, Dreischeiben-Isolierglas mit zwei Beschichtungen mit niedrigem Emissionsgrad, Luft- oder Gaszwischenraum

0,06 / (0,05)

0,08 / (0,06)

3

Metallrahmen mit wärmetechnischer Trennung

0,08 / (0,06)

0,11 / (0,08)

4

Metallrahmen ohne wärmetechnische Trennung

0,02 / (0,01)

0,05 / (0,04)

Fenster mit Einscheibenverglasung und Teilbereichen mit opaken Füllungen

Uw =

∑ Ag ⋅ U g + ∑ Ap ⋅ U p + ∑ Af ⋅ U f + ∑  g ⋅ ψ g + ∑  p ⋅ ψ p ∑ Ag + ∑ Ap + ∑ Af

(2.1.14-3)

Darin sind: U w Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m2K) A g Fläche der Verglasung in m2 U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) A P Fläche der opaken Füllung in m2 U P Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Füllung in W/(m2K) A f Fläche des Rahmens in m2 U f Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens in W/(m2K) l g Länge des Glas-Randverbundes in m y g längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Glas-Randverbundes in W/(mK) gemäß Tab. 2.1.14-6 l p Länge des Randverbundes der opaken Füllung in m y p längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Randverbundes der opaken Füllung in W/(mK)       ( y p = 0, wenn die raumseitigen und außenseitigen Beläge der Füllung aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit < 0,5 W/(m⋅K) bestehen und die Wärmeleitfähigkeit des Füllmaterials an den Kanten der Füllung weniger als 0,5 W/(m⋅K) beträgt.

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 73 Typische Werte für y p sind in Tab. 2.1.14-7 aufgeführt. In allen anderen Fällen ist y p nach DIN EN ISO 10077-2 zu berechnen. Tabelle 2.1.14-7 Werte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten y p für Füllungsabstandshalter nach DIN EN ISO 12631

1

2

Wärmeleitfähigkeit der Längenbezogener Füllungsabstandshalter Wärmedurchgangskoeffizient l y p 1) in W/(m∙K) in W/(m∙K)

1 Füllungstyp

–

0,13

Aluminium/ Aluminium

0,2

0,20

0,4

0,29

Aluminium/ Glas

0,2

0,18

0,4

0,20

0,2

0,14

0,4

0,18

2 Typ 1 3 4 5 6

3

Typ 2

7

Stahl/Glas

8 1)

Dieser Wert kann verwendet werden, wenn keine Angaben aus einer Messung oder detaillierten Berechnung zur Verfügung stehen.

Kastenfenster Uw =

1 1 1 − Rsi + Rs − Rse + Uw1 Uw 2

(2.1.14-4)

Darin sind: U w Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Kasten fensters in W/(m2K) U w1 Wärmedurchgangskoeffizient des äußeren Fensters in W/(m2K) U w2 Wärmedurchgangskoeffizient des inneren Fensters in W/(m2K) R si raumseitiger Wärmeübergangswiderstand des äußeren Fensters (R si = 0,13 (m2∙K)/W nach DIN EN ISO 10077-1) R se außenseitiger Wärmeübergangswiderstand des inneren Fensters (R se = 0,04 (m2∙K)/W nach DIN EN ISO 10077-1) R s Wärmedurchlasswiderstand des Luftraumes zwischen den Verglasungen in (m2∙K)/W gemäß Tabelle 2.1.14-8

74

2 Wärmeschutz

Verbundfenster Ug =

1 1 1 − Rsi + Rs − Rse + U g1 Ug2

(2.1.14-5)

Darin sind: U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) U g1 Wärmedurchgangskoeffizient der äußeren Verglasung in W/(m2K) U g2 Wärmedurchgangskoeffizient der inneren Verglasung in W/(m2K) R si raumseitiger Wärmeübergangswiderstand des äußeren Fensters (R si = 0,13 (m2∙K)/W nach DIN EN ISO 10077-1) R se außenseitiger Wärmeübergangswiderstand des inneren Fensters (R se = 0,04 (m2∙K)/W nach DIN EN ISO 10077-1) R s Wärmedurchlasswiderstand des Luftraumes zwischen den Verglasungen in (m2∙K)/W gemäß Tabelle 2.1.14-8 Tabelle 2.1.14-8 Wärmedurchlasswiderstand R s von unbelüfteten, mit Luft gefüllten Zwischenräumen bei Kasten- und Verbundfenstern mit Zweischeiben-Isolierverglasung nach DIN EN ISO 10077-1

1 1 2

Dicke des Luftraumes in mm

3

2

3

4

5

6

Wärmedurchlasswiderstand R s in m2 · K/W Einseitige Beschichtung mit normalem Emissionsgrad von 0,1

0,2

0,4

0,8

beide Seiten unbeschichtet

4

6

0,211

0,191

0,163

0,132

0,127

5

9

0,299

0,259

0,211

0,162

0,154

6

12

0,377

0,316

0,247

0,182

0,173

7

15

0,447

0,364

0,276

0,197

0,186

8

50

0,406

0,336

0,260

0,189

0,179

Lichtkuppeln und Dachlichtbänder aus Kunststoffmaterialien Anhaltswerte für Wärmedurchgangskoeffizient, Gesamtenergiedurchlassgrad und Lichttransmissionsgrad von Lichtkuppeln und Dachlichtbändern aus Kunststoffmaterialien sind in Tab. 2.1.14-9 aufgeführt.

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 75 Tabelle 2.1.14-9 Anhaltswerte für Wärmedurchgangskoeffizient U, Gesamtenergiedurchlassgrad g⊥ und Lichttransmissionsgrad t D65 von Lichtkuppeln und Dachlichtbändern aus Kunststoffmaterialien nach DIN 4108-4

1

Lichtband

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

Lichtkuppel

1

23 24

26 27 28 29

Lichtband

25

2

3 U Aufbau und Werkstoffe der Platten 1) Einfärbung in W/(m2∙K) PMMA-Massiv, einschalig klar 5,4 PMMA-Massiv, einschalig opal 5,4 PMMA-Massiv, doppelschalig klar/klar 2,7 PMMA-Massiv, doppelschalig opal/klar 2,7 PMMA-Massiv, doppelschalig opal/opal 2,7 2,7 PMMA-Massiv, doppelschalig klar, IR3) PMMA-Massiv, dreischalig opal/opal/klar 1,8 PC-/PETG-Massiv, einschalig klar 5,4 PC-Doppelsteg, 8 mm (PC-SDP8) klar 3,3 PC-Doppelsteg, 8 mm (PC-SDP8) opal 3,3 PC-Doppelsteg, 10 mm (PC-SDP10) klar 3,1 PC-Doppelsteg, 10 mm (PC-SDP10) opal 3,1 PC-Vierfachsteg, 10 mm (PC-S4P10) opal 2,5 PC-Dreifachsteg, 16 mm (PC-S3P16) klar 2,4 PC-Dreifachsteg, 16 mm (PC-S3P16) opal 2,4 PC-Fünffachsteg, 16 mm (PC-S5P16) opal 1,9 PC-Sechsfachsteg, 16 mm (PC-S6P16) opal 1,85 PC-Fünffachsteg, 20 mm (PC-S5P20) klar 1,8 PC-Fünffachsteg, 20 mm (PC-S5P20) opal 1,8 PC-Sechsfachsteg, 25 mm (PC-S6P25) klar 1,45 PC-Sechsfachsteg, 25 mm (PC-S6P25) opal 1,45 PMMA-Doppelsteg, 16 mm klar 2,5 (PMMA-SDP16) PMMA-Doppelsteg, 16 mm opal 2,5 (PMMA-SDP16) PMMA-Doppelsteg, 16 mm IR3) 2,5 (PMMA-SDP16) PMMA-Vierfachsteg, 32 mm klar 1,6 (PMMA-S4P32) PMMA-Vierfachsteg, 32 mm klar, IR3) 1,6 (PMMA-S4P32) PMMA-Vierfachsteg, 32 mm opal 1,6 (PMMA-S4P32) PMMA-Vierfachsteg, 32 mm opal, IR3) 1,6 (PMMA-S4P32)

4

5

g⊥

t D652)

0,85 0,80 0,78 0,72 0,64 0,32 0,64 0,75 0,81 0,70 0,85 0,70 0,59 0,69 0,55 0,52 0,47 0,70 0,46 0,67 0,46

0,92 0,83 0,80 0,73 0,59 0,47 0,60 0,88 0,81 0,62 0,80 0,50 0,50 0,72 0,48 0,45 0,42 0,64 0,44 0,62 0,44

0,82

0,86

0,73

0,74

0,40

0,50

0,71

0,76

0,50

0,45

0,60

0,64

0,30

0,40

1) PMMA = Polymethylmethacrylat PC = Polycarbonat PETG = Polyethylenterephthalat, glykolisiert 2) Nennwert für Lichtkuppeln und Dachlichtbänder nach DIN EN 1873 bzw. DIN EN 14 963. 3)

IR = Infrarot-reflektierend.

76

2 Wärmeschutz

2.1.15 Wärmedurchgangskoeffizient von Rollladenkästen Einbau- und Aufsatz-Rollladenkästen werden im wärmeschutztechnischen Nachweis in der Regel übermessen (Bild 2.1.15-1b). Die Angabe eines Wärmedurchgangskoeffizienten für den Kasten in der jeweiligen Einbausituation ist daher normalerweise nicht notwendig, der Einfluss des Kastens ist im Wärmebrückenzuschlag enthalten. MiniAufsatzkästen sind im U-Wert des Fensters zu berücksichtigen.

UAW

a

AAW

Ψe

AW

UR

AW

Ψe

AR

AAW

UAW

UW

b

UW

Bild 2.1.15-1 Berücksichtigung von Einbau- und Aufsatz-Rollladenkästen im energetischen Nachweis: a Eigener U-Wert für Rollladenkasten; b Übermessen des Kastens

Ein Wärmedurchgangskoeffizient U sb für den Rollladenkasten allein (losgelöst von der Einbausituation) wird zum Nachweis des Mindestwärmeschutzes in der Rollladenkasten-Richtlinie (RokR) [78] eingeführt. Danach sind die Anforderungen an den Mindestwärmeschutz erfüllt, wenn der Wärmedurchgangskoeffizient U sb des Rollladenkastens U sb ≤ 0,85 W/(m²∙K) und der Temperaturfaktor f Rsi ≥ 0,70 beträgt. Die Berechnung von U sb erfolgt gemäß DIN EN ISO 10077-2 in Verbindung mit der RokR an dem nachfolgend dargestellten Modell. Bei der Modellbildung sind folgende Vorgaben zu berücksichtigen: • Oberseite des Rollladenkastens: adiabate Randbedingung (Bereich „A“) • Unterseite des Rollladenkastens, wo dieser an den Fensterrahmen angrenzt - U sb -Wert: adiabate Randbedingung über 60 mm (Bereich „A“) - f Rsi : Blendrahmen mit 70 mm Bautiefe aus Holz der Wärmeleitfähigkeit       l = 0,13 W/(m · K) • Die Wärmestromdichte ist auf die senkrechte innenseitige Projektionsfläche (Ansichtsfläche) des gesamten Rollladenkastens zu beziehen. • Schichten innen- und außenseitig des Kastens sind zu vernachlässigen (Bereich „B“) • Wärmeübergangswiderstand innen R si = 0,13 m2·K/W

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 77 • Wärmeübergangswiderstand außen R se = 0,04 m2·K/W • Rollraum - wenn e 1 + e 3 ≤ 2 mm: unbelüftet; Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit eines unbelüfteten Lufthohlraums wird gemäß DIN EN ISO 10077-2 berechnet. - wenn e tot ≤ 35 mm: leicht belüftet; Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit beträgt das 2-fache der äquivalenten Wärmeleitfähigkeit eines unbelüfteten Lufthohlraums derselben Größe - wenn e tot > 35 mm: gut belüftet Die Lufttemperatur innerhalb des Lufthohlraums ist als gleich der Außen- temperatur anzunehmen, jedoch mit einem Wärmeübergangswiderstand R si = 0,13 m2·K/W. • Geeignete Dichtungen, z. B. Bürstendichtungen, dürfen zur Verringerung der Schlitzbreite am Rollladenauslass in Ansatz gebracht werden • Für eingeschäumte Dämmschichten aus Polyurethan-Schaum ist als Bemessungswert l der Wärmeleitfähigkeit l = 0,035 W/(m·K) anzusetzen. A

bsb

B

A e1 e2 e3 etot

60

A

etot

60

lfr

Bild 2.1.15-2 Rechenmodell für die Bestimmung des Wertes U sb von Rollladenkästen gemäß DIN EN ISO 10077-2

2.1.16 Wärmedurchlasswiderstand von Rollläden, Fensterläden etc. Ein Abschlusselement auf der Außenseite eines Fensters (Rollladen oder Fensterladen) bewirkt einen zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand, der sich aus der Luftschicht zwischen Abschlusselement und Fenster und dem Abschlusselement selbst zusammensetzt. Anhaltswerte für Wärmedurchlasswiderstände von Abschlusselementen sind in DIN EN ISO 10077-1, Anhang G angegeben. Anmerkung: Im wärmeschutztechnischen Nachweis dürfen Abschlusselemente nicht berücksichtigt werden.

78

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.1.16-1 Zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand DR für Fenster mit geschlossenen Abschlüssen gemäß DIN EN ISO 10077-1

1

2

1 Luftdurchlässigkeit des Abschlusses

Zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand DR in m2·K/W

1)

2 sehr hoch

0,08 0,25·R sh + 0,09

3 hoch 4 durchschnittlich

1) 2)

2)

0,55·R sh + 0,11

5 niedrig

0,80·R sh + 0,14

6 Luftdicht

0,95·R sh + 0,17

Die Definition der Luftdurchlässigkeit von Abschlüssen erfolgt in DIN EN ISO 10077-1, Anhang H Eine durchschnittliche Luftdurchlässigkeit kann gemäß DIN EN ISO 10077-1 für massive Fensterläden, Holzjalousien mit massiven überlappenden Lamellen und Rollläden mit Lamellen aus Holz, Kunststoff oder Metall angenommen werden. ΔR Rsh

a

b

1



Bild 2.1.16-1 Rechenmodell für ein Fenster mit Abschluss a Außenseite, b Raumseite, 1 Abschlusselement

Tabelle 2.1.16-2 Zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand DR für Fenster mit geschlossenen Abschlüssen gemäß DIN EN ISO 10077-1, wenn R sh unbekannt ist

1 1 Art des Abschlusses 2 3 Rollläden aus Aluminium Rollläden aus Holz oder Kunststoff ohne Dämmeinlage Rollläden aus Kunststoff mit 5 Dämmeinlage Abschlüsse aus Holz, 6 25 mm bis 30 mm dick 4

1)

2 typischer Wärmedurchlasswiderstand des Abschlusses R sh in m2·K/W

3

4

5

Zusätzlicher Wärmedurchlasswiderstand DR in m2·K/W hohe oder sehr hohe

mittlere

dicht oder niedrige

Luftdurchlässigkeit1)

0,01

0,09

0,12

0,15

0,10

0,12

0,16

0,22

0,15

0,13

0,19

0,26

0,20

0,14

0,22

0,30

Die Definition der Luftdurchlässigkeit von Abschlüssen erfolgt in DIN EN ISO 10077-1, Anhang H

2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe 79

2.1.17 Wärmedurchgangskoeffizient von Türen Ist der Wärmedurchgangskoeffizient einer Tür unbekannt, können die Werte aus Tab. 2.1.17-1 angenommen werden. Tabelle 2.1.17-1 Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten U D,BW von Türen nach DIN 4108-4

1

2 Wärmedurchgangskoeffizient U D,BW in W/(m2∙K)

1 Konstruktionsmerkmale 2 Türen aus Holz, Holzwerkstoffen und Kunststoff 3

2,9

Türen aus Metallrahmen und metallenen Bekleidungen

4,0

Vollverglaste Türen



UD =

∑ Ag ⋅ U g + ∑ Af ⋅ U f + ∑  g ⋅ψ g ∑ Ag + ∑ Af

(2.1.17-1)

Darin sind: U D Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Türen mit Vollverglasung in W/(m2K) A g Fläche der Verglasung in m2 U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) A f Fläche des Rahmens in m2 U f Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens in W/(m2K) l g Länge des Glas-Randverbundes in m y g längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient infolge des kombi nierten wärmetechnischen Einflusses von Abstandshalter, Glas und Rahmen in W/(mK) Bei einer Einscheibenverglasung ist der letzte Ausdruck des Zählers gleich Null zu setzen, weil eine Korrektur vernachlässigbar ist (keine Wirkung des Abstandhalters). Türen mit Verglasung und opaken Füllungen



UD =

∑ Ag ⋅ U g + ∑ Ap ⋅ U p + ∑ Af ⋅ U f + ∑  g ⋅ ψ g + ∑  p ⋅ ψ p ∑ Ag + ∑ Ap + ∑ Af

(2.1.17-2)

Darin sind: U D Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Türen mit Verglasung und opaken Füllungen in W/(m2K) A g Fläche der Verglasung in m2 U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) A p Fläche der opaken Füllung in m2

80

2 Wärmeschutz

U p Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Füllung in W/(m2K) A f Fläche des Rahmens in m2 U f Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens in W/(m2K) l g Länge des Glas-Randverbundes in m y g längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Glas-Randver bundes in W/(mK) gemäß Tab. 2.1.14-7 l p Länge des Randverbundes der opaken Füllung in m y p längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient des Randverbundes der opaken Füllung in W/(mK)         ( y p = 0, wenn die raumseitigen und außenseitigen Beläge der Füllung aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit < 0,5 W/(m⋅K) beste hen und die Wärmeleitfähigkeit des Füllmaterials an den Kanten der Füllung weniger als 0,5 W/(m⋅K) beträgt.

Türen ohne Verglasung Die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten der Tür erfolgt mit Gl. 2.1.17-2, wobei Ag = 0 m2 ist.

2.1.18 Wärmedurchgangskoeffizient für Tore Tabelle 2.1.18-1 Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten U D,BW für Tore nach DIN 4108-4

1 1 Toraufbau 1) 2

Tore mit einem Torblatt aus Metall (einschalig, ohne wärmetechnische Trennung)

Tore mit einem Torblatt aus Metall oder holzbeplankten Paneelen aus Dämmstoffen 3 (l ≤ 0,04 W/(m · K) bzw. RD ≥ 0,5 W/(m2 · K) bei 15 mm Schichtdicke)

2 Wärmedurchgangskoeffizient U D,BW in W/(m2∙K) 6,5

2,9

4

Tore mit einem Torblatt aus Holz und Holzwerkstoffen, Dicke der Torfüllung ≥ 15 mm

4,0

5

Tore mit einem Torblatt aus Holz und Holzwerkstoffen, Dicke der Torfüllung ≥ 25 mm

3,2

1) Unter „Tore“ wird hier verstanden: Eine Einrichtung, um eine Öffnung zu schließen, die in der Regel für die Durchfahrt von Fahrzeugen vorgesehen ist. Der allgemeine Begriff für „Tore“ ist in DIN EN 12433-1 definiert.

81 2.1 Wärmeschutztechnische Begriffe

2.1.19 Wärmedurchgangskoeffizient von Vorhangfassaden Einzelbeurteilungsmethode nach DIN EN ISO 12631 Vorgehensweise mit UTJ Der Gesamt-Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade UCW wird als flächengewichteter Mittelwert aus allen Wärmedurchgangskoeffizienten der Fugen, Verglasungen und Paneele berechnet.

ATJ

Ag

Ap



Bild 2.1.19-1 Darstellung der Bereiche für die Vorgehensweise mit UTJ (Beispiel: Verglasung, Pfosten, Paneel)

U U g

p

UTJ

U CW =



∑ Ag ⋅ U g + ∑ Ap ⋅ U p + ∑ ATJ ⋅ UTJ ∑ Ag + ∑ Ap + ∑ ATJ

(2.1.19-1)

mit:



UTJ =

Φ TJ ATJ ⋅ ∆T

(2.1.19-2)

Φ TJ = Φ tot − (U g ⋅ Ag + U p ⋅ Ap ) ⋅ ∆T (2.1.19-3)

Darin sind: U CW Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m2K) A g Fläche der Verglasung in m2 U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) A p Fläche der opaken Füllung in m2 U p Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Füllung in W/(m2K) A TJ projizierte Fläche der Fuge zwischen zwei Füllungen in m2 U TJ Wärmedurchgangskoeffizient der Fuge in W/(m2K) F TJ Wärmestrom in W, der infolge der Fuge zwischen zwei Füllelementen entsteht ∆T Temperaturdifferenz zwischen Raum- und Außenluft zur Simulierung der Wärmeübertragung in K F tot Gesamtwärmestrom des Anschlusses in W (berechnet nach DIN EN ISO 10211 und DIN EN ISO 10077-2

oder gemessen nach DIN EN ISO 12567-1)

82

2 Wärmeschutz

Vorgehensweise mit Y TJ Der Gesamt-Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade UCW wird als flächengewichteter Mittelwert aus allen Wärmedurchgangskoeffizienten der Fugen, Verglasungen und Paneele berechnet.

lTJ A* g

A* p

U U g



p

ψTJ

U CW =



∑ A*g ⋅ U g + ∑ A*p ⋅ U p + ∑ TJ ⋅Ψ TJ ACW

Bild 2.1.19-2 Darstellung der Bereiche für die Vorgehensweise mit Y TJ (Beispiel: Verglasung, Pfosten, Paneel)

(2.1.19-4)

mit:



Ψ TJ =

Φ TJ  TJ ⋅ ∆T

Φ TJ = Φ tot − (U g ⋅ A*g + U p ⋅ A*p ) ⋅ ∆T

(2.1.19-5) (2.1.19-6)

Darin sind: U CW Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m2K) Fläche der Verglasung gemäß Bild 2.1.6-2 in m2 A*g U g Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m2K) 2 A*p Fläche der opaken Füllung gemäß Bild 2.1.6-2 in m U p Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Füllung in W/(m2K) l TJ Länge der Fuge in m Y TJ längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient der Fuge in W/(mK) A CW Fläche der gesamten Fassade in m2 F TJ Wärmestrom in W, der infolge der Fuge zwischen zwei Füllelementen entsteht ∆T Temperaturdifferenz zwischen Raum- und Außenluft zur Simulierung der Wärmeübertragung in K F tot Gesamtwärmestrom des Anschlusses in W (berechnet nach DIN EN ISO 10211 und DIN EN ISO 10077-2

oder gemessen nach DIN EN ISO 12567-1)

2.2 Temperaturverteilungen in Bauteilen 83

2.2 Temperaturverteilungen in Bauteilen 2.2.1 Eindimensional, stationäre Randbedingungen Rechnerisches Verfahren Unter der Annahme stationärer Bedingungen (q = konst.) gelten für ein Bauteil die Beziehungen gemäß Abschnitt 2.1.8. Für ein mehrschichtiges Bauteil ergeben sich bei bekannten Innen- und Außentemperaturen sowie bekanntem U -Wert die Temperaturen an den Schichtgrenzen.

Bild 2.2.1-1 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 Wärmedurchlass- bzw. Wärmeübergangswiderstände auf der Abszisse (x-Achse). Beide Maßstäbe können unabhängig voneinander festgelegt werden. Im Diagramm werden nun die Innentemperatur q i bei R = 0 und die Außentemperatur q e bei R = RT eingezeichnet. Aus Gleichung 2.1.8-2 ergibt sich:

q=



(θi − θe ) RT

= U ⋅ (θi − θe )



Darin sind: q Wärmestromdichte in W/m2 q i Innentemperatur in K q e Außentemperatur in K R T Wärmedurchgangswiderstand in (m2K)/W U Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m2⋅K)

(2.2.1-1)

84

2 Wärmeschutz

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. 20

i si

1 2

Temperatur in °C

15 10 5 0 -5 3 -10

R Rsi 1R2

R3

R4

se e Rse

RT

Bild 2.2.1-2 Ermittlung des Temperaturverlaufes für das in Bild 2.2.1-1 dargestellte mehrschichtige Bauteil nach dem graphischen Verfahren

i

e

i

qe b)

qe c)

i

e

e

qi

qi

qe

qe e)

e

qi

qe

a) i

i

qi

qi

d)

e

a) Monolithische Außenwand (hohe Wärmeleitfähigkeit) b) Monolithische Außenwand (niedrige Wärmeleitfähigkeit) c) Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem d) Zweischalige Außenwand mit Luftschicht e) Außenwand mit Innendämmung

Bild 2.2.1-3 Beispiele für Temperaturverläufe in verschiedenenen Außenwandkonstruktionen

2.2 Temperaturverteilungen in Bauteilen 85

2.2.2 Eindimensional, instationäre Randbedingungen - Binder/Schmidt Verfahren 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 2.12-4 angegeben.

Bild 2.2.2-1 Wärmeströme und Temperaturverläufe für instationäre Temperaturrandbedingungen a) Abkühlung b) Erwärmung c) Periodische Temperaturwechsel

Zur Lösung der allgemeinen Wärmeleitungsgleichung im instationären Zustand ( ∂θ / ∂t ≠ 0) bedient man sich bei eindimensionalem Wärmestrom (ebenes, homogenes Beuteil) numerischer oder graphischer Näherungsverfahren, bei denen die Differentialgleichung in eine Differenzengleichung gemäß Gl. 2.2.2-1 umgewandelt wird. Ein relativ einfaches graphisches Lösungsverfahren für dieses Problem wurde von Binder [5] und Schmidt [6] entwickelt.



∆θ λ ∆ 2θ = ⋅ ∆t c ⋅ ρ ( ∆ x )2

(2.2.2-1)

Darin sind: Dq Temperaturdifferenz in K D t Intervallschritt in s l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) c spezifische Wärmekapazität in J/(kg∙K) r Rohdichte in kg/m3 Dx Dicke der Teilschichten in m

Zur Berechnung wird ein Bauteil gleichmäßig in n Teilschichten unterteilt.

∆x =

s n

Darin sind: Dx Dicke der Teilschichten in m s Gesamtdicke des Bauteils in m n Anzahl der Teilschichten

(2.2.2-2)

86

2 Wärmeschutz

Auch der stetige Ablauf der Zeit wird durch Intervallschritte Dt ersetzt. Im Zeitpunkt t  = m ∙Dt wird der Schicht n die Mittentemperatur q n,m zugeordnet. Beim Übergang zwischen den Zeitschritten m und m +1 ergibt sich damit aus Gl. 2.2.2-1

θ n ,m +1 − θ n ,m

∆t

=

λ θ n +1,m − 2 ⋅ θ n ,m + θ n −1,m ⋅ c⋅ρ ( ∆ x )2

(2.2.2-3)

Auflösen von Gl. 2.2.2-3 nach der Temperatur in der Schicht n im nächstfolgenden Zeitschritt m+1 liefert die Bestimmungsgleichung

θ n ,m +1 =

 λ ⋅ ∆t  ⋅ θ n ,m ⋅ (θ n +1,m + θ n −1,m ) +  1 − 2 ⋅ 2 2  c ⋅ ρ ⋅ ( ∆x ) c ⋅ ρ ⋅ ( ∆ x )  

λ ⋅ ∆t

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



(2.2.2-4)

mit dem Modul

p=

λ ⋅ ∆t c ⋅ ρ ⋅ ( ∆x )

2

∆t   = a⋅ 2  ∆x  

(2.2.2-5)

Damit Gl. 2.2.2-4 stabile Lösungen liefert, muss p ≤ 0,5 sein. Für p = 0,5 ergibt sich die eine vereinfachte Form der Gl. 2.2.2-4, bei der der letzte Term wegfällt und sich die Temperatur q n,m+1 als Mittelwert der Temperaturen q n+1,m und q n-1,m ergibt.

θ n ,m +1

=

(θn +1,m + θn −1,m )

(2.2.2-6) 2 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 2.2.2-1). Die Bedingung p = 0,5 lässt sich durch eine geeignete Wahl der Schrittweite für D x oder D t erreichen. Man wird also wählen:

∆t =

c ⋅ ρ ⋅ ( ∆x )

2

2⋅λ In den vorstehenden Gleichungen sind:   q Temperatur in K n Teilschicht m Zeitschritt   D t Intervallschritt in s   l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) c spezifische Wärmekapazität in J/(kg∙K) r Rohdichte in kg/m3 a Temperaturleitzahl in m2/s D x Dicke der Teilschichten in m

(2.2.2-7)

Damit der Einfluss des Wärmeüberganges in diesem Verfahren berücksichtigt werden kann, wird jeweils ein Richtpunkt X i bzw. X e mit der Temperaturordinate q i bzw. q e im Abstand d Xi bzw. d Xe vor der entsprechenden Bauteiloberfläche eingefügt.

2.2 Temperaturverteilungen in Bauteilen d Xi =

λ hi

d Xe =

λ he

87 (2.2.2-8)

Darin sind: d Xi Abstand in Richtung X i in m d Xe Abstand in Richtung X e in m l Wärmeleitfähigkeit in W/(m∙K) hi Wärmeübergangskoeffizient innen in W/(m2∙K) he Wärmeübergangskoeffizient außen in W/(m2∙K) Ebenso wird auf jeder Seite des Bauteils eine Hilfsschicht der Dicke D x mit dem zugehörigen Temperaturbezugspunkt bei D x /2 hinzugefügt. Für die Schichtdicke D x ist die folgende Bedingung einzuhalten:

∆x < d Xi bzw. d Xe 2  

(2.2.2-9)

Darin sind: Dx Dicke der Teilschichten in m d Xi Abstand in Richtung X i in m d Xe Abstand in Richtung X e in m

Die grundsätzliche Vorgehensweise wird noch einmal anhand der Darstellung in Bild 2.2.2-2 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 (l = 0,99 W/(m∙K); c = 1000 J/(kg∙K); r = 500 kg/m3) bei bekanntem Temperaturverlauf im Ausgangszustand m dargestellt.

Bild 2.2.2-2 Schematische Darstellung des Binder/Schmidt-Verfahrens zur Ermittlung des Temperaturverlaufes einer monolithischen Außenwand unter instationären Randbedingungen.

88

2 Wärmeschutz

2.3 Wärmebrücken 2.3.1 Definition und Formen des Auftretens Definition nach DIN EN ISO 10211 Eine Wärmebrücke ist 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 2.3.1-1 a) b) einen Wechsel in der Dicke der Bauteile (siehe Bild 2.3.1-1 b) c) eine unterschiedlich große Innen- und Außenoberfläche (siehe Bild 2.3.1-1 c)

a)

b)

c)

Bild 2.3.1-1 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 auf. 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 vorliegt. Mischformen Hierbei treten die beiden o.g. Phänomene zusammen auf, z.B. Außenwanddurchdringungen bei Balkonplatten oder Deckendurchdringungen von Stützen. 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

2.3 Wärmebrücken 89 Stellen mit einer erhöhten Umgebungstemperatur) genannt. Sowohl im Sinne der Definition nach DIN EN ISO 10211, als auch infolge des Fehlens typischer Wärmebrückenmerkmale (z.B. niedrigere Innenoberflächentemperatur), liegt an solchen Stellen allerdings keine Wärmebrücke im eigentlichen Sinne vor.

2.3.2 Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Die Berechnung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten y erfolgt allgemein nach DIN EN ISO 10211. Für ein Modell mit zwei Temperaturrandbedingungen berechnet sich y gemäß Gl. 2.3.2-1.

ψ =

Φ − Φ0 Φ − ∑ U k ( i , j ) ⋅  k = L2 D − L0 = ∆θ( i , j ) k ∆θ( i , j )

(

)

(2.3.2-1)

Für ein Modell mit drei Temperaturrandbedingungen berechnet sich y gemäß Gl. 2.3.2-2. ∆θ( i ,e ) ∆θ( i ,nb ) Φ (2.3.2-2) − U( i ,e ) ⋅ ( i ,e ) ⋅ − U( i ,nb ) ⋅  ( i ,nb ) ⋅ ψ = ∆θ( i ,e ) ∆θ( i ,e ) ∆θ( i ,e ) Führt man Temperaturkorrekturfaktoren F x an Stelle der Temperaturdifferenzenquotienten ein, ergibt sich folgende Schreibweise:

ψ =

Φ − ∑ U( i ,m ) ⋅ ( i ,m ) ⋅ Fx( i ,m ) = L2 D − L0 ∆θ( i ,e ) m ={nb ,e}

(

)

(2.3.2-3)

In den vorstehenden Gleichungen sind: y längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m∙K) F Gesamtwärmestrom im Wärmebrückenbereich in W   F 0 Gesamtwärmestrom einer gleich großen ungestörten Fläche in W k Länge der Wärmebrücke in m U k (i,j) Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m2∙K) Dq (i,j) Temperaturdifferenz zwischen innen und einem angrenzenden kälteren Bereich j in °C  

L 2D L 0 q i q j



Wärmeverlust im Wärmebrückenbereich in W/(m·K) Wärmeverlust bei einer gleich großen ungestörten Fläche in W/(m·K) Temperatur innen in °C Temperatur im angrenzenden, kälteren Bereich in °C

Zur Berechnung von y ist es nun nur noch notwendig, den Gesamtwärmestrom F 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 y -Wert ist immer auf die Differenz zwischen den Temperaturen der Innenluft und der Außenluft zu beziehen. Bei Modellen, in denen ohnehin q e in mindestens einem Bereich anliegt, ist dies unproblematisch. In Anschlusssituationen wie Innenwandan-

90

2 Wärmeschutz

schlüssen zum unbeheizten Dachgeschoss oder Keller treten als Randbedingungen lediglich q i , q u und/oder q nb auf. Wird in diesen Fällen y nicht auf Dq (i,e) sondern beispielsweise auf D q (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 Dq (i,e) ). Bei der Wahl der Längen k in Gl. 2.3.2-1 bzw. (i,m) in Gl. 2.3.2-3 ist zu beachten, dass y sowohl innenmaßbezogen als auch außenmaßbezogen berechnet werden kann. Sollen die errechneten y -Werte im Rahmen von Berechnungen gemäß EnEV eingesetzt werden, so sind die Längen k bzw. (i,m) in jedem Fall korrespondierend zu den Systemgrenzen nach EnEV einzusetzen. Erläuterungen zum Verlauf dieser Systemgrenzen sind Abschnitt 2.5.5 zu entnehmen. Der y -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 y -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 y -Wertes auf die energetische Qualität von Gebäudehülle und Detailausführung zu schließen, ist daher nicht möglich: Der y -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 y -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 Detailaus führung energetisch betrachtet nur von untergeordneter Priorität ist. Demnach wird sich in der Regel ein eher kleiner y -Wert ergeben. c) Bei Konstruktionen mit auch im Anschlussbereich weitergeführten Dämm schichten (keine „Dämmlücke“) fallen mit steigender Dicke dieser Dämmschicht sowohl die Verluste im Regelquerschnitt als auch im Anschlussbereich. Sowohl der Gesamt-Wärmeverlust als auch der y -Wert nehmen kleine Werte an. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die oftmals im Zusammenhang mit dem „wärmebrückenfreien Konstruieren“ angetroffene Anforderung y  ≤ 0,01 W/(mK) zwar inhaltlich korrekt ist, aber 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 y ergeben können, je nach dem 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 y . Anhand zweier Anschluss-Situationen werden die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge in Bild 2.3.2-1 erläutert.

2.3 Wärmebrücken 91

0,4

L2D in W/K

 in W/(mK)

1,0

 0,3 d

L

2D

0,5

0,2

0,1 d 0 10 0,4

20

30

d in cm

2D

L in W/K

 in W/(mK)

1,0

0,3 d 0,5

0,2 L2D 0,1 d

 0 10

20

30

d in cm

Bild 2.3.2-1 Entwicklung der Größenordnung des y -Wertes und des thermischen Leitwertes L 2D bei steigender Dämmschichtdicke. Oben: Streifengründung ohne umlaufende Dämmung; unten: Flächengründung mit umlaufender Dämmung

2.3.3 Wärmebrückenkataloge Da sich die Berechnung von y -Werten relativ aufwändig gestaltet und spezielle EDVProgramme benötigt werden, sind in den letzten 20 Jahren zahlreiche Publikationen (z.B. [8] bis [11]) 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 y 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 y angegeben, in anderen wiederum außenmaßbezogene Werte. Liegen innenmaßbezogene Werte für y vor, so müssen diese – wenn sie für EnEV-Berechnungen herangezogen werden sollen

92

2 Wärmeschutz

– auf außenmaßbezogene Werte umgerechnet werden. Ein weiteres Problem in der Anwendung solcher Atlanten resultiert aus einer Forderung in DIN 4108, Bbl. 2. Dort wird als Grundlage für den Gleichwertigkeitsnachweis folgende Anforderung gestellt: DIN 4108, Beiblatt 2, Abschnitt 3.5: „Ebenso können y -Werte Veröffentlichungen oder Herstellernachweisen entnommen werden, die auf den in diesem Beiblatt festgelegten Randbedingungen basieren“ Eine Vielzahl der vor dem Erscheinen von DIN 4108, Bbl. 2. (2006) erarbeiteten Wärmebrückenkataloge erfüllt diese Forderung nicht. Zur Nutzung im Zusammenhang mit einem Gleichwertigkeitsnachweis sind daher in der Regel nur neuere Atlanten wie [7] bis [17] oder [18] anwendbar. Auf letzteren kann auch online unter „www.planungsatlas-hochbau.de“ zugegriffen werden.

2.3.4 Berücksichtigung von Wärmebrücken beim Nachweis nach EnEV Innerhalb des Nachweises des energiesparenden Wärmeschutzes nach EnEV ist die Wärmebrückenwirkung im Bereich von Bauteilanschlüssen bei der Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT zu berücksichtigen. Dies kann über vier verschiedene Varianten erfolgen: 1. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ∆UWB = 0,15 W/(m²·K) bei Gebäuden, bei denen mehr als 50 % der Außenwand mit einer innen liegenden Dämmschicht und einbindender Massivdecke versehen sind. 2. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ∆UWB = 0,10 W/(m²·K) bei allen Gebäuden, auf die das Kriterium aus 1. nicht zutrifft. Bei Anwendung der Varianten 1. und 2. sind aus energetischer Sicht keine weiteren Restriktionen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Bauteilanschlüsse zu beachten. Auf der anderen Seite ist eine ökonomisch sinnvolle Bauplanung auf diesem Wege sicherlich nicht möglich. Ein verantwortungsbewusster Planer wird daher diese Variante in aller Regel unbeachtet lassen. 3. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ∆UWB = 0,05 W/(m²·K). Diese günstigere, weil geringere, pauschale Erhöhung darf nur angesetzt werden, wenn die relevanten Bauteilanschlüsse gemäß den Planungsbeispielen nach DIN 4108 Beiblatt 2 ausgeführt werden. Sobald mindestens ein Anschlussdetail nicht nach DIN 4108 Beiblatt 2 geplant und/oder ausgeführt wird oder werden kann (z.B. weil ein entsprechendes Detail nicht in Beiblatt 2 aufgenommen wurde), kommt unter Berücksichtigung der zu Variante 1 getroffenen Aussage nur eine detaillierte Berechnung gemäß Variante 1 oder 2 in Frage. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Anwendung dieses Pauschalwertes unzulässig ist, sobald auch nur ein Detail von den Planungsbeispielen nach Beiblatt 2 der DIN 4108 abweicht (bzw. kein Gleichwertigkeitsnachweis erbracht worden ist).

2.3 Wärmebrücken 93 4. Der genaue rechnerische Nachweis der Wärmebrücken mit spezifischen längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten y . Bei sorgfältiger Planung lässt sich auf diesem Wege der Transmissionswärmeverlust erheblich reduzieren, da der Wärmebrückenanteil dann weitgehend eliminiert wird. Berechnet wird der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten y nach DIN V 4108-6 und DIN EN ISO 10211 in Verbindung mit weiteren anerkannten Regeln der Technik. Soweit der Wärmebrückeneinfluss bei Außenbauteilen bereits bei der Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten U berücksichtigt worden ist, darf die wärmeübertragende Umfassungsfläche A bei der Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses nach Buchstabe 1 bis 4 um die entsprechende Bauteilfläche vermindert werden. In Tabelle 2.3.4-1 sind die zulässigen Nachweisverfahren gemäß DIN V 4108-6 für eine Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT nach dem Monatsbilanzverfahren dargestellt. Tabelle 2.3.4-1: Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT nach dem Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6

1

2

1

Mit dem vereinfachten Verfahren der Temperatur-Korrekturfaktoren

Mit dem detaillierten Verfahren

2

HT = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + Hu + HS + HWB + ∆HT ,FH

HT = LD + LS + Hu + ∆HT ,FH

i

mit: F xi

→ Temperatur-Korrekturfaktoren eines Bauteils i

U i

→ Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils i

A i

→ Regelfläche eines Bauteils i

H WB

→ spezifische Wärmeverluste an Wärmebrücken  ∆UWB ⋅ A  nach dem vereinfachten Ansatz HWB =   ∑ ( li ⋅ Ψ i ) nach dem detaillierten Berechnungsverfahren

H U

→ Transmissionswärmeverluste an nicht oder niedrig beheizte Räume   nach dem vereinfachten Ansatz ∑ Ai ⋅ Ui ⋅ FG,i HU =   b ⋅ A ⋅ U ( ) l Ψ + ( ⋅ ) ∑ i i  nach dem detaillierten Berechnungs ∑ i i verfahren

L S

→ Thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Erdreich

L D

→ Thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Außenluft

3

LS = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ Fxi )

LD = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + ∑ (l i ⋅ Ψ i )

H T,FH → Spezezifischer Transmissionswärmeverlust über Bauteile mit integrierter Flächenheizung b

→ Faktor gemäß DIN EN ISO 13789

94

2 Wärmeschutz

2.4 Anforderungen an den Wärmeschutz im Winter Hinsichtlich des winterlichen Wärmeschutzes ist zwischen dem Mindestwärmeschutz und dem energiesparenden Wärmeschutz zu unterscheiden. Während der energiesparende Wärmeschutz aus ökonomischen Gründen anzustreben ist und für ein behagliches Raumklima eine wesentliche Grundvoraussetzung darstellt, ist der Mindestwärmeschutz essentiell für die bestimmungsgemäße Nutzbarkeit eines Gebäudes: Durch Mindestanforderungen an den Wärmeschutz der Bauteile wird ein hygienisches Raumklima sowie ein dauerhafter Schutz der Baukonstruktion gegen klimabedingte Feuchte-Einwirkungen sichergestellt. Mindestwärmeschutz

Energiesparender Wärmeschutz

Maßnahme, die an jeder Stelle der Innenoberfläche der Systemgrenze bei ausreichender Beheizung und Lüftung unter Zugrundelegung üblicher Nutzung ein hygrisches Raumklima sicherstellt, so dass Tauwasserfreiheit und Schimmelpilzfreiheit an Innenoberflächen von Außenbauteilen im Ganzen und in Ecken gegeben ist.

Maßnahme, die den Heizenergiebedarf in einem Gebäude oder einer beheizten Zone bei entsprechender Nutzung nach vorgegebenen Anforderungen begrenzt.

DIN 4108-2

Energieeinsparverordnung

Bild 2.4-1 Abgrenzung von Mindestwärmeschutz und energiesparendem Wärmeschutz

2.4.1 Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 Bautechnische Maßnahmen für eine energiesparende Bauweise Neben den Anforderungen an den Mindestwärmeschutz werden in DIN 4108-2 auch zahlreiche grundsätzliche Hinweise zum energiesparenden Bauen gegeben. Bereits in der Planungsphase eines Objektes kann der Energiebedarf durch die Beachtung einiger einfacher Grundsätze deutlich 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 (ggf. Windschutz durch Nachbarbebauungen, Baumpflanzungen nutzen) • 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 Einträge im Winter (und Vermeidung einer Verschattung der Fenster im Winter) • Vermeidung übergroßer Fensterflächen • Vermeidung von Räumen, die über zwei oder mehr Stockwerke reichen (z.B. bei Dielen, Hallen, Foyers), da Wärme aus dem unteren Geschoss nach oben abzieht.

2.4 Anforderungen an den Wärmeschutz im Winter 95 • Verdichtetes Bauen ist effizienter als Einzellösungen • 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 Anforderungen an opake Massivbauteile Die gemäß DIN 4108-2 an ein- und mehrschichtige opake Massivbauteile mit einer flächenbezogenen Masse m' ≥ 100 kg/m2 gestellten Anforderungen sind in Tabelle 2.4.1-1 zusammengestellt. Die Anforderungen gelten für • alle Räume, die ihrer Bestimmung nach auf übliche Innentemperaturen (≥ 19 °C) beheizt werden • alle Räume, die ihrer Bestimmung nach auf niedrige Innentemperaturen (≥ 12 °C und < 19 °C) beheizt werden (Abweichend gilt hierbei für Bauteile nach Tabelle 2.4.1-1, Zeile 2 ein einzuhaltender Mindestwert R ≥ 0,55 m2K/W) • sowie für solche Räume, die über Raumverbund durch die vorgenannten Räume beheizt werden.

Anmerkungen: Das Ziel der in Tabelle 2.4.1-1 wiedergegebenen Anforderungen liegt in der Sicherstellung ausreichend hoher Temperaturen auf Innenoberflächen. In DIN 4108-2 nicht erwähnt wird die Möglichkeit eines Nachweises aufgrund anderer ingenieurmäßiger Verfahren, wenn die Werte der Tabelle 2.4.1-1 nicht eingehalten werden können/sollen. Ungeachtet dessen ist ein solcher Nachweis aber denkbar, wenn die Anforderungen an die Luftdichtigkeit von Außenbauteilen beachtet werden. Durch geeignete Wärmebrückenberechnungen sind in diesem Fall die erforderlichen Innenoberflächentemperaturen nachzuweisen. Denkbar ist auch ein Vergleich „Soll-Ist“ mit einer Referenzausführung auf Grundlage von Tabelle 2.4.1-1. Die Zielsetzung der Anforderungen in Tabelle 2.4.1-1 liegt nicht in der Begrenzung des Wärmeabflusses. Bei einer wie vorstehend beschrieben durchgeführten Wärmebrückenberechnung als alternativem Nachweis ist daher ausschließlich die Innenoberflächentemperatur und nicht der Wärmestrom nachzuweisen. Bauteile mit Abdichtungen Enthält das Bauteil, für welches der Wärmedurchgangswiderstand berechnet werden soll, Abdichtungen (Bauwerksabdichtungen oder Dachabdichtungen), dann sind gemäß DIN 4108-2 bei der Berechnung von R nur die raumseitigen Schichten bis zur Abdichtung zu berücksichtigen.

96

2 Wärmeschutz

Ausgenommen hiervon sind die folgenden zwei Konstruktionen: • 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 DU r nach Abschnitt 2.1.13 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. Diese Anforderung trägt der geringer thermischen Trägheit solcher leichten Konstruktionen Rechnung. Gelangt Regenwasser unter die Dämmebene, kühlt eine leichte Konstruktion sehr rasch aus und es kann zu Tauwasserbildung auf der Raumseite kommen. • 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. Anforderungen an leichte opake Außenbauteile, Rahmen- und Skelettbauarten sowie Fenster und Fenstertüren Für leichte opake Außenbauteile (m' < 100 kg/m2) sowie Rahmen- und Skelettbauarten sind die gemäß DIN 4108-2 einzuhaltenden Grenzwerte der Tabelle 2.4.1-2 zu entnehmen. Für Fenster und Fenstertüren werden keine Mindestwerte hinsichtlich des Wärmedurchlasswiderstandes festgelegt. Es wird lediglich vorgeschrieben, dass die transparenten Bauteile mindestens mit Isolier- oder Doppelverglasung (z.B. Kastenfenster, Verbundfenster) auszuführen sind. Die Anforderungen gelten für • alle Räume, die ihrer Bestimmung nach auf übliche Innentemperaturen (≥ 19 °C) beheizt werden • alle Räume, die ihrer Bestimmung nach auf niedrige Innentemperaturen (≥ 12 °C und < 19 °C) beheizt werden (Abweichend gilt hierbei für Bauteile nach Tabelle 4.2-1, Zeile 2 ein einzuhaltender Mindestwert R ≥ 0,55 m2K/W) • sowie für solche Räume, die über Raumverbund durch die vorgenannten Räume beheizt werden.

2.4 Anforderungen an den Wärmeschutz im Winter 97 Tabelle 2.4.1-1 Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von schweren Bauteilen (m' ≥ 100 kg/m2) nach DIN 4108-2

1 1

Bauteil mit Beschreibung

2 Wärmedurchlasswiderstand R in m2∙K/W

2 Wände beheizter Räume 3

gegen Außenluft, Erdreich, Tiefgaragen, nicht beheizte Räume (auch nicht beheizte Dach- und Kellerräume außerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche)

1,2 1)

4 Dachschrägen beheizter Räume 5

gegen Außenluft

1,2

6 Decken beheizter Räume nach oben und Flachdächer 7 8 9 10

gegen Außenluft zu belüfteten Räumen zwischen Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen zu nicht beheizten Räumen, zu bekriechbaren oder noch niedrigeren Räumen zu Räumen zwischen gedämmten Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen

1,2 0,90 0,90 0,35

11 Decken beheizter Räume nach unten 12

gegen Außenluft, gegen Tiefgarage, gegen Garagen (auch beheizte), Durchfahrten (auch verschließbare) und belüftete Kriechkeller

13

gegen nicht beheizten Kellerraum

14 15

unterer Abschluss (z. B. Sohlplatte) von Aufenthaltsräumen unmittelbar an das Erdreich grenzend bis zu einer Raumtiefe von 5 m über einem nicht belüfteten Hohlraum, z. B. Kriechkeller, an das Erdreich grenzend

1,75

0,90

16 Bauteile an Treppenräumen Wände zwischen beheiztem Raum und direkt beheiztem Treppenraum, Wände zwischen beheiztem Raum und indirekt beheiztem Treppenraum, 17 0,07 sofern die anderen Bauteile des Treppenraums die Anforderungen der Tabelle 2.4.1-1 erfüllen Wände zwischen beheiztem Raum und indirekt beheiztem Treppenraum, 18 wenn nicht alle anderen Bauteile des Treppenraums die Anforderungen 0,25 der Tabelle 2.4.1-1 erfüllen oberer und unterer Abschluss eines beheizten oder indirekt beheizten wie Bauteile 19 Treppenraumes beheizter Räume 20 Bauteile zwischen beheizten Räumen 21

Wohnungs- und Gebäudetrennwände zwischen beheizten Räumen Wohnungstrenndecken, Decken zwischen Räumen unterschiedlicher 22 Nutzung 1) bei niedrig beheizten Räumen R ≥ 0,55 m2K/W

0,07 0,35

98

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.4.1-2 Einzuhaltende Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von leichten Bauteilen (m' < 100 kg/m2), sowie Rahmen- und Skelettbauarten nach DIN 4108-2

1

2 Wärmedurchlasswiderstand R in 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

Rollladenkästen

1,75

im Gefachbereich

1,75

als Mittelwert 1)

1,0

2)

1,0

als Mittelwert

für den Deckel

7 opake Ausfachungen von transparenten und teiltransparenten Bauteilen 3)

0,55 1,2

1)

Anmerkung: Die Berechnung eines mittleren R-Wertes ist gemäß Norm nicht vorgesehen. Ein mittlerer R-Wert kann allenfalls aus dem gemäß DIN EN ISO 6946 inhomogen berechneten U-Wert zurückgerechnet werden.

2)

Anmerkung: Der Begriff „mittlerer R-Wert“ ist für Rollladenkästen unbekannt. Er könnte allenfalls aus einem numerisch bestimmten Usb-Wert (siehe Abschnitt 2.1.15) zurückgerechnet werden.

3) Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens: U f ≤ 2,9 W/(m2∙K)

Allgemeine Anforderungen im Bereich von Wärmebrücken Im Einflussbereich von Wärmebrücken kann es zu deutlich reduzierten Temperaturen an Innenoberflächen und somit zu Tauwasserbildung und Schimmelpilzwachstum kommen. Durch die im Folgenden beschriebenen Anforderungen ist das Risiko eines Schimmelpilzwachstums zu verringern. Eine gleichmäßige Beheizung und ausreichende Belüftung der Räume sowie eine weitgehend ungehinderte Luftzirkulation an den Außenwandoberflächen werden dabei vorausgesetzt. In diesem Zusammenhang ist zu beachten: Gemäß DIN 4108-2 sind auskragende Balkonplatten, Attiken, freistehende Stützen sowie Wände mit l > 0,5 W/(mK), die in den ungedämmten Dachbereich oder ins Freie ragen, ohne zusätzliche WärmedämmMaßnahmen unzulässig. Damit Schimmelpilzbildung auf der Innenoberfläche von Bauteilen vermieden werden kann, darf gemäß DIN 4108-2 unter den dort genannten Klimarandbedingungen (q i = 20 °C; φi = 50 %) eine Temperatur an der ungünstigsten Stelle der Innenoberflächentemperatur von q si,min = 12,6 °C nicht unterschritten werden. Hinsichtlich weiterführender Informationen zur Schimmelpilzproblematik sei hier auf beispielsweise auf [19] bis [21] und den DIN-Fachbericht 4108-8 verwiesen.

2.4 Anforderungen an den Wärmeschutz im Winter 99 Anforderungen für Kanten bzw. linienförmige Wärmebrücken Damit das Risiko einer Schimmelpilzbildung auf der Innenoberfläche von Bauteilen verringert werden kann, ist an der ungünstigsten Stelle eine Oberflächentemperatur q si,min ≥ 12,6 °C nachzuweisen. Fenster sind davon ausgenommen. Nachweisfrei sind • Kanten, die aus Bauteilen gebildet werden, die der Tabelle 2.4.1-1 entsprechen und bei denen die Dämmebene durchgängig geführt wird • Alle linienförmigen Wärmebrücken, die beispielhaft in DIN 4108 Beiblatt 2 aufgeführt sind, oder deren Gleichwertigkeit zu Beiblatt 2 gegeben ist.

a

b

Bild 2.4.1-1 Außenkante a mit durchgängiger Dämmebene; b mit unterbrochener Dämmebene

Anforderungen für Ecken bzw. punktförmige Wärmebrücken An der ungünstigsten Stelle ist eine Oberflächentemperatur q si,min ≥ 12,6 °C einzuhalten. Fenster sind davon ausgenommen. Nachweisfrei sind • Ecken, die aus Kanten gebildet werden, bei denen für jede Kante q si,min ≥ 12,6 °C nachgewiesen ist, •

Ecken, die aus Kanten gebildet werden, deren Bauteile den Anforderungen in Tabelle 2.4.1-1 genügen,

• Ecken, die aus Kanten gebildet werden, die beispielhaft in DIN 4108 Beiblatt 2 aufgeführt sind, oder deren Gleichwertigkeit zu Beiblatt 2 gegeben ist jeweils dann, wenn keine darüber hinausgehende Störung der Dämmebene vorhanden ist.

100

a

2 Wärmeschutz

b

Bild 2.4.1-2 Beispiele für punktförmige Wärmebrücken, bei denen eine Nachweispflicht besteht a Loggia mit durchlaufender Stütze im Eckbereich b Stützendurchdringung Tiefgarage

Anforderungen an die Luftdichtheit von Außenbauteilen Außenbauteile müssen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik luftdicht ausgeführt werden. Hinweise zur Ausführung enthält DIN 4108-7. Fugen in der wärmeübertragenden Umfassungsfläche sind nach dem Stand der Technik dauerhaft und luftundurchlässig abzudichten (siehe auch DIN 18540). Die aus Messergebnissen abgeleitete Luftdurchlässigkeit von Bauteilanschlussfugen muss kleiner als 0,1 m3/(h·m·daPa2/3) sein. Die Funktionsfugen von Fenstern und Fenstertüren müssen mindestens der Klasse 2 (bei Gebäuden bis zu zwei Vollgeschossen) bzw. der Klasse 3 (bei Gebäuden mit mehr als zwei Vollgeschossen) nach DIN EN 12207 entsprechen. Bei Außentüren muss die Luftdurchlässigkeit der Funktionsfuge mindestens der Klasse 2 nach DIN EN 12207 entsprechen. Insbesondere im Zusammenhang mit den heutzutage gewünschten sehr dicht ausgeführten Gebäudehüllen ist darauf hinzuweisen, dass auf einen ausreichenden Mindestluftwechsel zur Begrenzung der Raumluftfeuchte zu achten ist. Für Wohngebäude sei in diesem Zusammenhang auch auf DIN 1946-6 verwiesen.

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 101

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 2.5.1 Anwendungsbereich der EnEV Die EnEV 2014 [22] legt Anforderungen an die Gesamtenergieeffizienz fest für: •

Gebäude, soweit sie unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden

•

Anlagen und Einrichtungen der Heizungs-, Kühl-, Raumluft- und Beleuchtungtechnik sowie Warmwasserversorgung in solchen Gebäuden.

Der Energieeinsatz für Produktionsprozesse in Gebäuden ist nicht Gegenstand der EnEV. Die Anforderungen der EnEV gelten mit Ausnahme von §12 (Energetische Inspektion von Klimaanlagen) und §13 (Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugungssystemen) 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, •

Traglufthallen und Zelte,

•

Gebäude, die dazu bestimmt sind, wiederholt aufgestellt und zerlegt zu werden, und provisorische Gebäude mit einer geplanten Nutzungsdauer von bis zu zwei Jahren,

•

Gebäude, die dem Gottesdienst oder anderen religiösen Zwecken gewidmet sind,

• Wohngebäude, die a) für eine Nutzungsdauer von weniger als vier Monaten jährlich bestimmt sind, oder b) für eine begrenzte jährliche Nutzungsdauer bestimmt sind, wenn der zu erwartende Energieverbrauch der Wohngebäude weniger als 25 Prozent des zu erwartenden Energieverbrauchs bei ganzjähriger Nutzung beträgt, und •

sonstige handwerkliche, landwirtschaftliche, gewerbliche und industrielle Betriebsgebäude, die nach ihrer Zweckbestimmung auf eine Innentemperatur von weniger als 12 °C oder jährlich weniger als vier Monate beheizt sowie jährlich weniger als zwei Monate gekühlt werden.

102

2 Wärmeschutz

2.5.2 Bezugsgrößen und Anforderungen für Neubauten Anforderungen an Wohngebäude gemäß EnEV 2014 Für Wohn- und für Nichtwohngebäude gilt zur Bestimmung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs das Referenzgebäude-Verfahren. Der einzuhaltende Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs für ein errichtendes Wohngebäudes wird demnach anhand einer Referenzgebäudes bestimmt, welches die gleiche Geometrie, Gebäudenutzfläche und Ausrichtung aufweist, wie das zu errichtende Gebäude und welches hinsichtlich seiner baulichen und gebäudetechnischen Ausstattung den Vorgaben der Tabelle 2.5.2-1 entspricht. Der berechnete Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes ist für Neubauvorhaben seit dem 1. Januar 2016 mit dem Faktor 0,75 zu multiplizieren. Tabelle 2.5.2-1 Ausführung des Referenzgebäudes für Wohngebäude nach EnEV 2014 [22]

1 1 Bauteil/System

2

3 Referenzausführung

Eigenschaft

Wert

Außenwand (einschl. Einbauten 2 wie Rollladenkästen), Wärmedurchgangskoeffizient Geschoßdecke gegen Außenluft

U = 0,28 W/(m²⋅K)

Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte, Wände und Decken 3 Wärmedurchgangskoeffizient zu unbeheizten Räumen (außer Bauteile nach Zeile 2)

U = 0,35 W/(m²⋅K)

4

Dach, oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten

5 Fenster, Fenstertüren

6 Dachflächenfenster

7 Lichtkuppeln 8 Außentüren 9

Bauteile nach den Zeilen 2 bis 8

(Fortsetzung nächste Seite)

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 0,20 W/(m²⋅K)

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 1,3 W/(m²⋅K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,60

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 1,4 W/(m²⋅K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,60

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 2,7 W/(m²⋅K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,64

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 1,8 W/(m²⋅K)

Wärmebrückenzuschlag

┴

┴

┴

DUWB = 0,05 W/(m²⋅K)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 103 Tabelle 2.5.2-1 Ausführung des Referenzgebäudes für Wohngebäude nach EnEV 2014 [22] (Fortsetzung)

1

2

1 Bauteil/System

10

Luftdichtheit der Gebäudehülle

3 Referenzausführung / Wert

Bemessungswert n50

Bei Berechnung nach • DIN V 4108-6 : mit Dichtheitsprüfung • DIN V 18599-2 : nach Kategorie I

11 Sonnenschutzvorrichtung keine anzurechnende Sonnenschutzvorrichtung

12 Heizungsanlage

13

Anlage zur Warmwasserbereitung

• Wärmeerzeugung durch Brennwertkessel (verbessert), Heizöl EL, Aufstellung: - für Gebäude bis zu 500 m2 Gebäudenutzfläche innerhalb der thermischen Hülle - für Gebäude mit mehr als 500 m2 Gebäudenutzfläche außerhalb der thermischen Hülle • Auslegungstemperatur 55/45 °C, zentrales Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge und Anbindeleitungen, StandardLeitungslängen nach DIN 4701-10, Tab. 5.3-2, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, Dp konstant), Rohrnetz hydraulisch abgeglichen, Wärmedämmung der Rohrleitungen • Wärmeübergabe mit freien statischen Heizflächen, Anordnung an normaler Außenwand, Thermostatventile mit Proportionalbereich 1 K • zentrale Warmwasserbereitung • gemeinsame Wärmebereitung mit Heizungsanlage nach Z. 12 • Solaranlage (Kombisystem mit Flachkollektor) entsprechend den Vorgaben nach DIN 4701-10 oder DIN V 18599-5 • Speicher, indirekt beheizt (stehend), gleiche Aufstellung wie Wärmeerzeuger, Auslegung nach DIN 4701-10 oder DIN V 18599-5 als - kleine Solaranlage bei AN < 500 m² (bivalenter Solarspeicher) - große Solaranlage bei AN ≥ 500 m² • Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge, gemeinsame Installationswand, Standard-Leitungslängen nach DIN 4701-10, Tab. 5.1-2, mit Zirkulation, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, Dp konstant)

14 Kühlung

keine Kühlung

15 Lüftung

zentrale Abluftanlage, bedarfsgeführt mit geregeltem DC-Ventilator

104

2 Wärmeschutz

Über die Angaben der Tabelle 2.5.2-1 hinaus sind bei der Berechnung der Jahres-Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes und des nachzuweisenden Wohngebäudes die Randbedingungen der Tabelle 2.5.2-2 zu verwenden. Tabelle 2.5.2-2 Randbedingungen für die Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarfs für Wohngebäude

1

1

2

Kenngröße

Randbedingungen

FS = 0,9 2 Verschattungsfaktor FS soweit die baulichen Bedingungen nicht detailliert berücksichtigt werden. - Emissionsgrad der Außenfläche für Wärmestrahlung: e = 0,8 Solare Wärmegewinne - Strahlungsabsorptionsgrad an opaken Oberflächen: a = 0,5 3 über opake Bauteile für dunkle Dächer kann abweichend a = 0,8 angenommen werden. 4 Gebäudeautomation

- Summand ΔθEMS : Klasse C - Faktor adaptiver Betrieb f adapt: Klasse C jeweils nach DIN V 18599-11

5 Teilbeheizung

Für den Faktor a TB (Anteil mitbeheizter Flächen) sind ausschließlich die Standardwerte nach DIN V 18599-10: Tabelle 4 zu verwenden.

Neben dem Jahres-Primärenergiebedarf ist nach wie vor auch der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust nach oben begrenzt. In diesem Sinne sind die in Tabelle 2.5.2-3 gegebenen Höchstwerte einzuhalten. Tabelle 2.5.2-3 Höchstwerte des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlusts

1 1

2 Gebäudetyp

2 Freistehendes Wohngebäude 3

3 Höchstwert des spezifischen Transmissionswärmeverlusts

mit AN ≤ 350 m²

H‘T = 0,40 W/(m2·K)

mit AN > 350 m²

H‘T = 0,50 W/(m2·K)

4 Einseitig angebautes Wohngebäude

H‘T = 0,45 W/(m2·K)

5 Alle anderen Wohngebäude

H‘T = 0,65 W/(m2·K)

6

Erweiterung und Ausbauten von Wohngebäuden um mehr als 50 m² gemäß EnEV 2014 § 9 Abs. 5

H‘T = 0,65 W/(m2·K)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 105 Zusätzlich darf seit dem 1. Januar 2016 der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust eines zu errichtenden Wohngebäudes das 1,0-fache des entsprechenden Wertes des jeweiligen Refenzgebäudes nicht überschreiten. Wird in Wohngebäuden die Raumluft gekühlt, ist der Nachweis gemäß DIN V 18599 zu führen. Die Kühlung wird in DIN V 18599-6 berücksichtigt. Anforderungen an Nichtwohngebäude nach EnEV 2014 Der einzuhaltende Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs eines zu errichtenden Nichtwohngebäude wird anhand einer Referenzgebäudes gleicher Geometrie, Nettogrundfläche, Ausrichtung und Nutzung wie das zu errichtende Nichtwohngebäude errechnet, das hinsichtlich seiner Ausführung den Vorgaben der Tabelle 2.5.2-5 entspricht. Gebäudenutzung, Rechenverfahren und Randbedingungen sind bei der Berechnung von Referenzgebäude und tatsächlichem Gebäude gleich zunehmen. Der berechnete Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes ist für Neubauvorhaben seit dem 1. Januar 2016 mit dem Faktor 0,75 zu multiplizieren. Diese Verschärfung gilt nicht für Gebäudezonen mit mehr als 4 m Raumhöhe, die durch dezentrale Gebläse- oder Strahlungsheizungen beheizt werden. Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude nach EnEV 2014

1

2

3

4

Referenzausführung / Wert 1

2

Bauteil / System

Eigenschaft

Raum-Solltempe- Raum-Solltemperaturen im Heizfall raturen im Heizfall ≥ 19°C von 12 bis < 19 °C

Außenwand, GeschossWärmedurchgangskoeffizient U = 0,28 W/(m2·K) U = 0,35 W/(m2·K) decke gegen Außenluft Wärmedurchgangskoeffizient U = 1,4 W/(m2·K) U = 1,9 W/(m2·K)

3

Vorgangfassade (siehe auch Zeile 15)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung Lichttransmissionsgrad der Verglasung

g = 0,48

g = 0,60

tD65 = 0,72

tD65 = 0,78

┴

┴

Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte, 4 Wände und Decken zu Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,35 W/(m2·K) U = 0,35 W/(m2·K) unbeheizten Räumen (außer Bauteile nach Zeile 5) Dach (soweit nicht unter Zeile 6), 5 Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,20 W/(m2·K) U = 0,35 W/(m2·K) oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten (Fortsetzung nächste Seite)

106

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

1

2

Bauteil / System

Eigenschaft Wärmedurchgangskoeffizient

6 Glasdächer

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung Lichttransmissionsgrad der Verglasung Wärmedurchgangskoeffizient

7 Lichtbänder

Raum-Solltemperaturen im Heizfall ≥ 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

U W = 2,7 W/(m2·K) U W = 2,7 W/(m2·K) g = 0,63

g = 0,63

tD65 = 0,76

tD65 = 0,76

┴

┴

U W = 2,4 W/(m2·K) U W = 2,4 W/(m2·K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,55

g = 0,55

Lichttransmissionsgrad der Verglasung

tD65 = 0,48

tD65 = 0,48

Wärmedurchgangskoeffizient 8 Lichtkuppeln

3 4 Referenzausführung / Wert

┴

┴

U W = 2,7 W/(m2·K) U W = 2,7 W/(m2·K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,64

g = 0,64

Lichttransmissionsgrad der Verglasung

tD65 = 0,59

tD65 = 0,59

Wärmedurchgangskoeffizient Gesamtenergiedurchlassgrad Fenster und der Verglasung 9 Fenstertüren (siehe auch Zeile 15) Lichttransmissionsgrad der Verglasung

┴

┴

U W = 1,3 W/(m2·K) U W = 1,9 W/(m2·K) g = 0,60

g = 0,60

tD65 = 0,78

tD65 = 0,78

┴

┴

Wärmedurchgangskoeffizient U W = 1,40 W/(m2·K) U W = 1,90 W/(m2·K) Gesamtenergiedurchlassgrad Dachflächenfenster g = 0,60 g = 0,60 ┴ ┴ 10 der Verglasung (siehe auch Zeile 15) Lichttransmissionsgrad der tD65 = 0,78 tD65 = 0,78 Verglasung 11 Außentüren Wärmedurchgangskoeffizient U = 1,8 W/(m2·K) U = 2,9 W/(m2·K) DU WB = DU WB = Bauteile nach den 12 Wärmebrückenzuschlag 0,05 W/(m²⋅K) 0,10 W/(m²⋅K) Zeile 2 u. 4 bis 11 13 Gebäudedichtheit

Bemessungswert n50

Tageslichtversorgung Tageslichtversorgungsfaktor 14 bei Sonnen- und/ C TL,Vers,SA oder Blendschutz nach DIN V 18599-4 (Fortsetzung nächste Seite)

Kategorie I (nach Tabelle 4 der

Kategorie I (nach Tabelle 4 der

DIN V 18599-2)

DIN V 18599-2)

• kein Sonnen- oder Blendschutz vorhanden: 0,70 • Blendschutz vorhanden: 0,15

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 107 Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

15

1

2

Bauteil / System

Eigenschaft

Sonnenschutzvorrichtung

16 Beleuchtungsart

3 4 Referenzausführung / Wert Raum-Solltemperaturen im Heizfall ≥ 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

Für das Referenzgebäude ist die tatsächliche Sonnenschutzvorrichtung des zu errichtenden Gebäudes anzunehmen; sie ergibt sich ggf. aus den Anforderungen zum sommerlichen Wärmeschutz. Soweit hierfür Sonnenschutzverglasung zum Einsatz kommt, sind für diese Verglasung folgende Kennwerte anzusetzen: • anstelle der Werte der Zeile 3 (Vorhangfassaden) - Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0,35 ┴ - Lichttransmissionsgrad der Verglasung tD65 = 0,58 • anstelle der Werte der Zeilen 9 und 10 (Fenster + Dachfenster): - Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0,35 ┴ - Lichttransmissionsgrad der Verglasung tD65 = 0,62

• in Zonen der Nutzungen 6 und 71): wie beim ausgeführten Gebäude • ansonsten: direkt/indirekt jew. mit elektronischem Vorschaltgerät und stabförmiger Leuchtstofflampe • •

17

Regelung der Beleuchtung

Präsenzkontrolle: - in Zonen der Nutzungen 4, 15 bis 19, 21 und 311): mit Präsenzmelder - im Übrigen: manuell Konstantlichtkonrolle/tageslichtabhängige Kontrolle: - in Zonen der Nutzungen 5, 9, 10, 14, 22.1 bis 22.3, 29, 37 bis 401): Konstantlichtkontrolle gemäß DIN V 18599-4: Abschnitt 5.4.6 - in Zonen der Nutzungen 1 bis 4, 8, 12, 28, 31 und 361): tageslichtabhängige Kontrolle, Kontrollart „gedimmt, nicht ausschaltend“ gemäß DIN V 18599-4: Abschnitt 5.5.4 (einschließlich Konstantlichtkontrolle) - im Übrigen: manuell

Heizung (Raum- Brennwertkessel „verbessert“ nach DIN V 18599-5, Gebläsebrenner, Heizöl EL, Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle, 18 höhen ≤ 4 m) - Wärmeerzeuger Wasserinhalt > 0,15 l/kW • bei statischer Heizung und Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in RLT-Anlage): Zweirohrnetz, außen liegende Verteilleitungen im unbeheizten Bereich, Heizung (Rauminnen liegende Steigstränge, innen liegende Anbindeleitungen, 19 höhen ≤ 4 m) Systemtemperatur 55/45 °C, hydraulisch abgeglichen, Dp konstant, - Wärmeverteilung Pumpe auf Bedarf ausgelegt, Pumpe mit intermittierendem Betrieb, keine Überströmventile, für den Referenzfall sind die Rohrleitungslänge und die Umgebungstemperaturen gemäß den Standardwerten nach DIN V 18599-5 zu ermitteln. (Fortsetzung nächste Seite)

108

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

1

2

Bauteil / System

Eigenschaft

3 4 Referenzausführung / Wert Raum-Solltemperaturen im Heizfall ≥ 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

• bei zentralem RLT-Gerät: Heizung (Raum- Zweirohrnetz, Systemtemperatur 70/55 °C, hydraulisch abgeglichen, 19 höhen ≤ 4 m) Dp konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, für den Referenzfall sind - Wärmeverteilung die Rohrleitungslänge und die Lage der Rohrleitungen wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen. • bei statischer Heizung: Heizung (Raum- freie Heizflächen an der Außenwand mit Glasfläche mit 20 höhen ≤ 4 m) Strahlungsschutz, P-Regler (1K), keine Hilfsenergie. - Wärmeübergabe • bei Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in RLT-Anlage): Regelgröße Raumtemperatur, hohe Regelgüte.

21

Heizung (Raumhöhen > 4 m)

Warmwasser 22 - zentrales System

Warmwasser 23 - dezentrales System Raumlufttechnik 24 - Abluftanlage

• Dezentrales Heizsystem: Wärmeerzeuger gemäß DIN V 18599-5: Tabelle 50: - Dezentraler Warmlufterzeuger - nicht kondensierender Betrieb - Leistung 25 bis 50 kW - Energieträger Erdgas - Leistungsregelung 1 (einstufig oder mehrstufig/modulierend ohne Anpassung der Verbrennungsluftmenge) Wärmeübergabe gemäß DIN V 18599-5: Tabelle 13: - Radialventilator, seitlicher Luftauslass, ohne Warmluftrückführung Raumtemperaturregelung P-Regler • Wärmeerzeuger: Solaranlage mit Flachkollektor in Standardausführung nach DIN V 18599-8, jedoch abweichend auch für zentral warmwasserversorgte Nettogrundflächen über 3000 m² Restbedarf über Wärmeerzeuger der Heizung • Wärmespeicherung: bivalenter, außerhalb der thermischen Hülle aufgestellter Speicher nach DIN V 18599-8: Abschnitt 6.3.1 • Wärmeverteilung: mit Zirkulation, Dp konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, für den Referenzfall sind die Rohrleitungslänge und die Lage der Rohrleitungen wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen. elektrischer Durchlauferhitzer, eine Zapfstelle und 6 m Leitungslänge pro Gerät spezifische Leistungsaufnahme Ventilator

(Fortsetzung nächste Seite)

PSFP = 1,0 kW/(m³/s)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 109 Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

1

2

3

Bauteil / System

Eigenschaft

Referenzausführung / Wert

spezifische Leistungsaufnahme - Zuluftventilator PSFP = 1,5 kW/(m³/s) - Abluftventilator PSFP = 1,0 kW/(m³/s) Raumlufttechnik Zuschläge nach DIN EN 13779 (Abschnitt 6.5.2) können nur für den Fall - Zu- und Abluftvon HEPA-Filtern, Gasfiltern oder Wärmerückführungsklassen H2 oder 25 anlage ohne H1 angerechnet werden. Nachheiz- und - Wärmerückgewinnung über Plattenwärmeübertrager (Kreuzgegenstrom), Kühlfunktion Rückwärmzahl ht = 0,6 Druckverhältniszahl fP = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes spezifische Leistungsaufnahme - Zuluftventilator PSFP = 1,5 kW/(m³/s) - Abluftventilator PSFP = 1,0 kW/(m³/s) Raumlufttechnik Zuschläge nach DIN EN 13779, (Abschnitt 6.5.2) können nur für den Fall - Zu- und Abluft- von HEPA-Filtern, Gasfiltern oder Wärmerückführungsklassen H2 oder 26 anlage mit geH1 angerechnet werden. regelter Luftkon- - Wärmerückgewinnung über Plattenwärmeübertrager (Kreuzgegenstrom), ditionierung Rückwärmzahl ht = 0,6, Zulufttemperatur: 18 °C Druckverhältniszahl fP = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes Raumlufttechnik für den Referenzfall ist die Einrichtung zur Luftbefeuchtung wie beim zu 27 - Luftbefeuchtung errichtenden Gebäude anzunehmen Raumlufttechnik 28 - Nur-LuftKlimaanlagen

29 Raumkühlung

30 Kälteerzeugung

als Variabel-Volumenstrom-System ausgeführt: Druckverhältniszahl fP = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes - Kältesystem: Kaltwasser Fan-Coil, Brüstungsgerät Kaltwassertemperatur 14/18 °C; - Kaltwasserkreis Raumkühlung: Überströmung 10 %; spezifische elektrische Leistung der Verteilung Pd,spez = 30 Wel/kWKälte hydraulisch abgeglichen, geregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch entkoppelt, saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung Erzeuger: Kolben/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar, R134a, luftgekühlt Kaltwassertemperatur - bei mehr als 5000 m² mittels Raumkühlung konditionierter Nettogrundfläche, für diesen Konditionierungsanteil 14/18 °C - ansonsten 6/12°C

(Fortsetzung nächste Seite)

110

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.2-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude (Fortsetzung)

1

1

2

3

Bauteil / System

Eigenschaft

Referenzausführung / Wert

30 Kälteerzeugung

Kaltwasserkreis Erzeuger inklusive RLT Kühlung: Überströmung: 30 % spezifische elektrische Leistung der Verteilung Pd,spez = 20 Wel/kWKälte hydraulisch abgeglichen, ungeregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch entkoppelt, saisonale sowie Nacht und Wochenendabschaltung, Verteilung außerhalb der konditionierten Zone. Der Primärenergiebedarf für das Kühlsystem und die Kühlfunktion der raumlufttechnischen Anlage darf für Zonen der Nutzungsarten 1 bis 3, 8, 10, 16 bis 20 und 31 1) nur zu 50 % angerechnet werden.

Gebäude31 automation

- Summand ΔθEMS: gemäß Klasse C - Faktor adaptiver Betrieb f adapt : Klasse C jeweils nach DIN V 18599-11

1)

Nutzungen nach DIN V 18599-10, siehe Tabelle 2.5.4-1

Über die Angaben der Tabelle 2.5.2-5 hinaus sind bei der Berechnung der Jahres-Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes und des nachzuweisenden Nichtwohngebäudes die Randbedingungen der Tabelle 2.5.2-6 zu verwenden. Tabelle 2.5.2-5 Randbedingungen für die Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes und des Nichtwohngebäudes

1

1

2

Kenngröße

Randbedingungen

FS = 0,9 2 Verschattungsfaktor FS soweit die baulichen Bedingungen nicht detailliert berücksichtigt werden. 3 Verbauungsindex IV

IV = 0,9 Eine genaue Ermittlung nach DIN V 18599-4 ist zulässig.

4 Heizunterbrechung

- -

Heizsysteme in Raumhöhen ≤ 4 m: Absenkbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen in Tabelle 4 der DIN V 18599-10 Heizsysteme in Raumhöhen > 4 m: Abschaltbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen in Tabelle 4 der DIN V 18599-10

- Emissionsgrad der Außenfläche für Wärmestrahlung: e = 0,8 Solare Wärmegewinne - Strahlungsabsorptionsgrad an opaken Oberflächen: a = 0,5 5 über opake Bauteile für dunkle Dächer kann abweichend a = 0,8 angenommen werden. (Fortsetzung nächste Seite)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 111 Tabelle 2.5.2-5 Randbedingungen für die Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes und des Nichtwohngebäudes (Fortsetzung)

1

6

1

2

Kenngröße

Randbedingungen

Wartungsfaktor der Beleuchtung

7 Gebäudeautomation 1)

Der Wartungsfaktor WF ist wie folgt anzusetzen: mit 0,6 - in Zonen der Nutzungen 14,15 und 22 1) - ansonsten mit 0,8 Dementsprechend ist der Energiebedarf für einen Berechnungsbereich im Tabellenverfahren nach DIN V 18599-4, Nr. 5.4.1 Gleichung (10) mit dem folgenden Faktor zu multiplizieren: - für die Nutzungsarten 14,15 und 22 1) mit 1,12 - ansonsten mit 0,84 - Klasse C - Klasse A oder B bei entsprechendem Ausstattungsniveau jeweils nach DIN V 18599-11

Nutzungen nach DIN V 18599-10, siehe Tabelle 2.5.4-1

Tabelle 2.5.2-6 Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche von Nichtwohngebäuden

1

1

2 3

Opake Außenbauteile

7

Vorhangfassaden

8 Glasdächer, Lichtbänder, 9 Lichtkuppeln 1)

3

4

maximaler mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient1) U m in W/(m2·K)

Gebäudeteil

4 Transparente 5 Außenbauteile 6

2

θ i ≥ 19 °C

bis 31.12.2015

seit 01.01.2016

0,35

0,28

12 ≤ θ i ≤ 19 °C

θ i ≥ 19 °C

0,50 1,9

12 ≤ θ i ≤ 19 °C

θ i ≥ 19 °C

2,8 1,9

12 ≤ θ i ≤ 19 °C

θ i ≥ 19 °C 12 ≤ θ i ≤ 19 °C

1,5

1,5 3,0

3,1

2,5 3,1

Bei der Berechnung des Mittelwertes des jeweiligen Bauteils sind die Bauteile nach Maßgabe ihres Flächenanteils zu berücksichtigen. Die Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen gegen unbeheizte Räume oder Erdreich sind zusätzlich mit dem Faktor 0,5 zu gewichten. Bei der Berechnung des Mittelwertes der an das Erdreich angrenzenden Bodenplatten dürfen die Fläche unberücksichtigt bleiben, die mehr als 5 m vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt sind. Die Berechnung ist für Zonen mit unterschiedlichen Raum-Solltemperaturen im Heizfall getrennt durchzuführen.

112

2 Wärmeschutz

Bei Nichtwohngebäuden wird die Mindest-Dämmqualität der Gebäudehülle in der EnEV 2014 nicht durch den spezifischen Transmissionswärmeverlust beschrieben, sondern durch Höchstwerte für die Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile der wärmeübertragenden Umfassungsfläche. Eine Übersicht über die Anforderungen gibt Tabelle 2.5.2-7. Außentüren sind von diesen Mindestanforderungen freigestellt.

2.5.3 Bezugsgrößen und Anforderungen für Änderungen an bestehenden Gebäuden und Anlagen sowie für kleine Gebäude mit einer Nutzfläche ≤ 50 m2 Änderungen und kleine Gebäude Werden an bestehenden Gebäuden bestimmte, in der EnEV [22] spezifizierte bauliche Veränderungen an Bauteilen der wärmeübertragenden Umfassungsfläche durchgeführt (siehe Tabelle 2.5.3-1), so sind Mindestanforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten der betroffenen Bauteile gemäß Tabelle 2.5.3-2 einzuhalten. Dieselben Mindestanforderungen gelten auch für neu zu erstellende kleine Gebäude mit einer Nutzfläche von nicht mehr als 50 m2. 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 (Primärenergie und Gebäudehülle) um nicht mehr als 40 % überschreitet. Ein Nachweis ist nicht erforderlich, wenn die Fläche der geänderten Bauteile nicht mehr als 10 % der gesamten Bauteilfläche des Gebäudes betrifft. Tabelle 2.5.3-1 Zusammenstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderungen von Außenbauteilen

1

2

Außenwände 1)

3

Dachflächen, einschließlich Dachgauben, sowie Decken und Wände gegen unbeheizte Dachräume 1)

1 Bauteil

2 Maßnahmen a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Anbringen einer außenseitigen Bekleidung in Form von Platten oder plattenartigen Bauteilen oder Verschalungen sowie MauerwerksVorsatzschalen oder wenn der Außenputz erneuert wird c) Erneuerung des Außenputzes (Anmerkung: Eine „Putzreparatur“ mit nachfolgendem Neuanstrich fällt nicht unter diese Regelung) d) Einbau von Dämmschichten a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachdeckung einschließlich darunter liegender Lattungen und Verschalungen c) Ersatz der Abdichtungsebene (Anmerkung: Wird die Abdichtung vollständig erneuert, gilt die EnEV; wenn nur repariert wird, gilt die EnEV nicht.) d) Einbau von Dämmschichten e) Einbau oder Ersatz von Bekleidungen auf der kalten Seite oder Dämmschichten an Wänden und Decken zum unbeheizten Dachraum

(Fortsetzung nächste Seite)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 113 Tabelle 2.5.3-1 Zusammenstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderungen von Außenbauteilen (Fortsetzung)

1

7 1)

Wände und Decken gegen Erdreich oder unbeheizte Räume (außer Dachräume) und Decken nach unten an Außenluft 1)

6

Außentüren

5

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder Erneuerung außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen, Feuchtigkeitssperren oder Drainagen c) Aufbau oder Erneuerung des Fußbodenaufbaus auf der beheizten Seite d) Anbringen von Deckenbekleidungen auf der Kaltseite e) Einbau von Dämmschichten

a) Erneuerung (nicht bei rahmenlosen Türanlagen aus Glas, Karusselltüren und kraftbetätigte Türen)

Fenster, Fenstertüren , Glasdächer und Dachflächenfenster

4

Maßnahmen

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Einbau zusätzlicher Vor- oder Innenfenster c) Ersatz der Verglasung oder der verglasten Flügelrahmen Ist die Glasdicke aus technischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn eine Verglasung mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten von höchstens 1,30 W/(m²·K) eingebaut wird. Werden Sonderverglasungen eingebaut oder vorhandene Verglasungen gegen Sonderverglasungen ausgetauscht, so gelten gesonderte Anforderungen hinsichtlich des U-Wertes (siehe Tabelle 2.5.3-2). 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 vergleichbarer Ausführung

Vorhangfassaden

Bauteil

2

a) erstmaliger Einbau oder Ersatz Werden Sonderverglasungen gemäß Zeile 3 verwendet, so sind die Anforderungen gemäß Tab. 2.5.3-2, Zl. 4b einzuhalten.

Nicht anzuwenden bei Bauteilen, die nach dem 31.12.1983 errichtet oder erneuert wurden. Ist die Dämmschichtdicke aus technischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn die nach anerkannten Regeln der Technik höchstmögliche Dämmschichtdicke (bei einem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit l = 0,035 W/(m·K)) eingebaut wird. Oder soweit Dämm-Materialien in Hohlräume eingeblasen oder Dämm-Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen verwendet werden, ist ein Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit von l = 0,045 W/(m·K) einzuhalten.

114

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.3-2 Einzuhaltende Maximalwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei baulichen Veränderungen an Außenbauteilen bestehender Gebäude gemäß Tabelle 2.5.3-1 und für kleine Gebäude

1

2

1 Bauteil

Maßnahme nach Tabelle 2.5.3-1

2 Außenwände

Zl. 2, Nr. a) bis d)

3

4

Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten U max 1) in W/(m2∙K) Wohngebäude Zonen von und Zonen von Nichtwohngebäuden Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen mit Innentemperavon 12 bis < 19°C turen ≥ 19°C 0,24

0,35

0,24

0,35

Zl. 3, Nr. c)

0,20

0,35

Wände und Decken gegen Erdreich oder 4a unbeheizte Räume (außer Dachräume)

Zl. 4, Nr. a), b), d) und e)

0,30

keine Anforderung

4b Fußbodenaufbauten

Zl. 4, Nr. c)

0,50

keine Anforderung

Zl. 4, Nr. a) bis e)

0,24

0,35

Zeile 5

2,9

2,9

6a Fenster und Fenstertüren Zl. 6, Nr. a) und b)

1,3 2)

1,9 2)

6b Dachflächenfenster

Zl. 6, Nr. a) und b)

1,4 2)

1,9 2)

6c Verglasungen

Zl. 6, Nr. c)

1,1 3)

keine Anforderung

6d Vorhangfassaden

Zeile 7

1,5 3)

1,9 3)

6e Glasdächer

Zl. 6, Nr. a) und c)

2,0 2)

2,7 2)

Fenstertüren mit Klapp-, 6f Falt-, Schiebe- oder Hebemechanismus

Zl. 6, Nr. a)

1,6 2)

1,9 2)

Dachflächen einschließl. Dachgauben, Wände Zl. 3, Nr. a), c) 3a gegen unbeheizten und d) Dachraum, oberste Geschossdecken 3b

4c

Dachflächen mit Abdichtung

Decken nach unten an Außenluft

5 Außentüren

(Fortsetzung nächste Seite)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 115 Tabelle 2.5.3-2 Einzuhaltende Maximalwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei baulichen Veränderungen an Außenbauteilen bestehender Gebäude gemäß Tabelle 2.5.3-1 und für kleine Gebäude (Fortsetzung)

1

1 Bauteil

2

Maßnahme nach Tabelle 2.5.3-1

3

4

Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten U max 1) in W/(m2∙K) Wohngebäude Zonen von und Zonen von Nichtwohngebäuden Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen mit Innentemperavon 12 bis < 19°C turen ≥ 19°C

Fenster, Fenstertüren, 4a Dachflächenfenster Zl. 6, Nr. a) und b) mit Sonderverglasungen

2,0 2)

2,8 2)

4b Sonderverglasungen

1,6 2)

keine Anforderung

2,3 3)

3,0 3)

4c

Zl. 6, Nr. c)

Vorhangfassaden Zeile 7 mit Sonderverglasungen

1)

Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten; für die Berechnung der Bauteile nach den Zeilen 7a und b ist DIN V 4108-6, Anhang E und für die Berechnung sonstiger opaker Bauteile DIN EN ISO 6946 zu verwenden.

2)

Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters/der Verglasung; der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen nach der Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen.

3)

Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade; er ist nach DIN EN ISO 12631 zu ermitteln.

Erweiterung und Ausbau Bei Erweiterung und Ausbau von Gebäuden wird in zwei Fälle unterschieden: Fall 1 kein neuer Wärmeerzeuger vorgesehen: • Es sind für die Außenbauteile die maximal zulässigen U-Werte gemäß EnEV, Tabelle 2.5.3-2 einzuhalten.

• Ist die hinzukommene zusammenhängende Nutzfläche größer als 50 m2, sind außerdem die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz einzuhal ten. Fall 2 neuer Wärmerzeuger wird eingebaut:

• Einhaltung der Neubauanforderungen für den Gebäudeteil (H T ' und Q P '')



• Die Verschärfungen zum 01.01.2016 gelten in diesem Fall nicht!

116

2 Wärmeschutz

2.5.4 Nachweismethodik Nichtwohngebäude DIN V 18599 Teil 1:

Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger

Teil 2:

Nutzungsenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen

Teil 3:

Nutzungsenergiebedarf für energetische Luftaufbereitung

Teil 4:

Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

Teil 5:

Endenergiebedarf von Heizsystemen

Teil 6:

Endenergiebedarf von Lüftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Kühlsystemen für den Wohnungsbau

Teil 7:

Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau

Teil 8:

Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

Teil 9:

End- und Primärenergiebedarf von stromproduzierenden Anlagen

Teil 10:

Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

Teil 11:

Gebäudeautomation

Beiblatt 1: Bedarfs-/ Verbrauchsabgleich Beiblatt 2: Beschreibung der Anwendung von Kennwerten aus der DIN V 18599 bei Nachweisen des Gesetzes zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG)

Bild 2.5.4-1 Überblick über die Normreihe DIN V 18599

Zunächst einmal wird bei der Bilanzierung zwischen Nichtwohngebäuden und Wohngebäuden unterschieden. Für Nichtwohngebäude ist als Nachweisverfahren die Normreihe DIN V 18599 anzuwenden. Einen Überblick über die Struktur der Norm gibt Bild 2.5.4-1. Im Sinne der DIN V 18599 ist das nachzuweisende Gebäude in der Regel zunächst in Zonen (Bereiche gleicher Nutzung) und Versorgungsbereiche (Bereiche gleicher Gebäudetechniken) aufzuteilen. Für die sich daraus ergebenen Gebäudeteilen ist eine Energiebilanzierung durchzuführen. Die Teilergebnisse sind dann für das gesamte Gebäude zu einem Endergebnis zusammengefasst. Näheres zum Ablauf der Bilanzierung regelt DIN V 18599-1. Die Aufteilung des Gebäudes in Bereiche gleicher Nutzung erfolgt gemäß DIN V 18599-10. Dort sind zurzeit 41 Nutzungsprofile für Nichtwohngebäude und zwei Profile für Wohngebäude hinterlegt (siehe Tabelle 2.5.4-1), die für den

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 117 Nachweis gemäß EnEV zu verwenden sind. Für Nutzungen, die nicht aufgeführt sind, kann entweder Nutzungsprofil Nr. 17 verwendet werden, oder es wird ein Nutzungsprofil auf der Grundlage von DIN V 18599-10 unter Anwendung gesicherten allgemeinen Wissensstandes individuell bestimmt. Die gewählten Randbedingungen dann sind zu begründen und im Nachweis zu dokumentieren. Tabelle 2.5.4-1 Nutzungsprofile gemäß DIN V 18599-10

1

2

3

4

Nutzungsprofil

Nr.

Nutzungsprofil

1

Einzelbüro

22

Nebenflächen (ohne Aufenthaltsraum)

3

2

Gruppenbüro (2 bis 6 Arbeitsplätz)

23

Verkehrsflächen

4

3

Großraumbüro (ab 7 Arbeitsplätze)

24

Lager, Technik, Archiv

5

4

Besprechung, Sitzung, Seminar

25

Serverraum, Rechenzentrum

6

5

Schalterhalle

26

Werkstatt, Montage, Fertigungen

7

6

Einzelhandel/Kaufhaus

27

Zuschauerbereich (Theater und Veranstaltungsbauten)

8

7

Einzelhandel / Kaufhaus (Lebensmittelabteilung mit Kühlprodukten)

28

Foyer (Theater und Veranstaltungsbauten)

9

8

Klassenzimmer (Schule), Gruppenraum (Kindergarten)

29

Bühne (Theater und Veranstaltungsbauten)

10

9

Hörsaal, Auditorium

30

Messe / Kongress

11

10

Bettenzimmer

31

Ausstellungsräume und Museum mit konservatorischen Anforderungen

12

11

Hotelzimmer

32

Saunabereich

13

12

Kantine

33

Fitnessraum

14

13

Restaurant

34

Labor

15

14

Küche in Nichtwohngebäude

35

Flure des allgemeinen Pflegebereichs

16

15

Küche- Vorbereitung, Lager

36

Spezialpflegebereiche

17

16

WC und Sanitärräume in Nichtwohngebäuden

37

Untersuchungs- und Behandlungsräume

18

17

Sonstige Aufenthaltsräume

38

Arztpraxen und Therapeutische Praxen

19

18

Bibliothek - Lesesaal

39

Lagerhallen, Logistikhallen

20

19

Bibliothek - Freihandbereich

40

Parkhäuser (Büro-und Privatnutzung)

21

20

Bibliothek - Magazin und Depot

41

Parkhäuser (öffentliche Nutzung)

22

21

Turnhalle (ohne Zuschauerbereich)

1

Nr.

2

118

2 Wärmeschutz

Ein vereinfachter Nachweis für Nichtwohngebäude anhand eines Ein-Zonen-Modells ist zulässig für: a) Bürogebäude, ggf. mit Verkaufseinrichtung, Gewerbebetrieb oder Gaststätte, b) Gebäude des Groß- und Einzelhandels mit höchstens 1.000 m² Nettogrundfläche, wenn neben der Hauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind, c) Gewerbebetriebe mit höchstens 1.000 m² Nettogrundfläche, wenn neben derHauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind, d) Schulen, Turnhallen, Kindergärten und -tagesstätten und ähnliche Einrichtungen, e) Beherbergungsstätten ohne Schwimmhalle, Sauna oder Wellnessbereich und f) Bibliotheken, wenn 1) die Summe der Nettogrundflächen aus der Hauptnutzung gemäß Tabelle 2.5.4-2 Spalte 3 und den Verkehrsflächen des Gebäudes mehr als zwei Drittel der gesamten Nettogrundfläche des Gebäudes beträgt, 2) in dem Gebäude die Beheizung und die Warmwasserbereitung für alle Räume auf dieselbe Art erfolgt, 3) das Gebäude nicht gekühlt wird. Abweichend kann das vereinfachte Verfahren auch angewendet werden, wenn in einem Bürogebäude eine Verkaufseinrichtung, ein Gewerbebetrieb oder eine Gaststätte gekühlt wird und die Nettogrundfläche der gekühlten Räume jeweils 450 m² nicht übersteigt. 4) höchstens 10 % der Nettogrundfläche des Gebäudes durch Glühlampen, Halogenlampen oder durch die Beleuchtungsart „indirekt“ nach DIN V 18599-4 beleuchtet werden und 5) außerhalb der Hauptnutzung keine raumlufttechnische Anlage eingesetzt wird, deren Werte für die spezifische Leistungsaufnahme der Ventilatoren die entsprechenden Werte in Tabelle 2.5.2-4 Zeilen 24 und 25 überschreiten. Im Rahmen des vereinfachten Nachweises sind die Randbedingungen der Tabelle 2.5.4-2 zu beachten. Bei Anwendung des vereinfachten Verfahrens sind der Höchstwert und der Referenzwert des Jahres-Primärenergiebedarfs für Verkaufseinrichtungen, Gewerbebetriebe oder Gaststätten pauschal um 50 kWh/(m²·a) je m² gekühlte Nettogrundfläche der zu erhöhen; dieser Betrag ist im Energieausweis als elektrische Energie für Kühlung auszuweisen. Der Jahres-Primärenergiebedarf für Beleuchtung darf vereinfacht für den Bereich der Hauptnutzung berechnet werden, der die geringste Tageslichtversorgung aufweist. Der im vereinfachten Verfahren ermittelte Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes ist um 10 % zu reduzieren; der reduzierte Wert ist der Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs des zu errichtenden Gebäudes.

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 119 Tabelle 2.5.4-2 Randbedingungen für das vereinfachte Verfahren zu den Berechnungen des Jahres-Primärenergiebedarfs

1 Gebäudetyp

2 Hauptnutzung

3 Nutzung (Nr. gemäß Tabelle 2.5.4-1)

4 Nutzenergiebedarf Warmwasser1)

1 Bürogebäude

Einzelbüro (Nr. 1) Gruppenbüro (Nr. 2) Großraumbüro (Nr. 3) Einzelbüro (Nr. 1) Besprechung, Sitzung, Seminar (Nr. 4)

0

Bürogebäude mit 2 Verkaufseinrichtung oder Gewerbebetrieb

wie Zeile 1

Einzelbüro (Nr. 1)

0

Bürogebäude mit Gaststätte

wie Zeile 1

Einzelbüro (Nr. 1)

Groß-, Einzelhandel / Kaufhaus

Einzelhandel / Kaufhaus (Nr. 6)

Gewerbe

Werkstatt, Montage, Fertigung (Nr. 26)

3

Gebäude des Groß4 und Einzelhandels bis 1 000 m² NGF Gewerbebetriebe bis 5 1 000 m² NGF

1,5 kWh je Sitzplatz in der Gaststätte und Tag 0 1,5 kWh je Beschäftigten und Tag

Schule, Kindergarten Klassenzimmer, 6 und -tagesstätte, Aufenthaltsraum ähnliche Einrichtungen

ohne Duschen: Klassenzimmer / 85 Wh/(m2·d) Gruppenraum (Nr. 8) mit Duschen: 250 Wh/(m2·d)

7 Turnhalle

Turnhalle

Turnhalle (Nr. 21)

1,5 kWh je Person und Tag

Beherbergungsstätte ohne Schwimmhalle, 8 Sauna oder Wellnessbereich

Hotelzimmer

Hotelzimmer (Nr. 11)

250 Wh/(m2·d)

9 Bibliothek

Lesesaal, Freihandbereich

Bibliothek, Lesesaal (Nr. 18)

30 Wh/(m²·d)

1)

Die flächenbezogenen Werte beziehen sich auf die gesamte Nettogrundfläche des Gebäudes.

Wohngebäude Für Wohngebäude sieht die EnEV ebenfalls das Nachweisverfahren der DIN V 18599 vor. Alternativ kann für nicht gekühlte Wohngebäude aber auch das bisherige Verfahren gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10 angewendet werden. Einen detaillierten Überblick über das Monatsbilanzverfahren für Wohngebäude DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10 enthält Bild 2.5.4-3.

120

2 Wärmeschutz

Bild 2.5.4-3 Struktur des EnEV-Nachweises nach dem Monatsbilanzverfahren für Wohngebäude gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 121

2.5.5 Ermittlung der Eingangsgrößen Wärmeübertragende Umfassungsfläche Die wärmeübertragende Umfassungsfläche eines Gebäudes A (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 13789 maßgebend, einschließlich einer evtl. vorhandenen Wärmedämmung. Erfolgt bei einer Berechnung nach DIN V 18599 eine Einteilung des Gebäudes in Zonen, dann ist bei Innenwänden zwischen einer beheizten und unbeheizten Zone das Außenmaß der beheizten Zone anzusetzen. Für Innenwände zwischen zwei beheizten Zonen gilt das Achsmaß des Rohbauteils als Bezugsgröße.

unbeheizt

unbeheizt

unbeheizt

beheizt

Bild 2.5.5-1 Lage der Systemgrenzen beim Nachweis nach EnEV

122

2 Wärmeschutz

Bruttovolumen Das Bruttovolumen V e (auch: „beheiztes Volumen“) ergibt sich als Rauminhalt, der von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A umschlossen wird. Wärmedurchgangskoeffizienten Die Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten U der Bauteile der Gebäudehülle erfolgt wie in Abschnitt 2.1.13 (für opake Bauteile) bzw. Abschnitt 2.1.14 (für Fenster) beschrieben. Bezugsfläche, Nutzfläche Die Bezugsfläche für Wohngebäude bei einer Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701 ist die Nutzfläche AN. AN berechnet sich vereinfacht anhand des Gebäudevolumens: A N = V e ∙ 0,32. Bei einer Bilanzierung gemäß DIN V 18599 wird als Bezugsfläche die Nettogrundfläche vorgegeben.

2.5.6 Tabellen zur Ermittlung der Wärmeverluste und -gewinne im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 Transmissionswärmeverlust HT Tabelle 2.5.6-1 Tabelle 2.5.6-2 Tabelle 2.5.6-3

→ Berechnung von H T →   Temperaturkorrekturfaktoren F xi →   Wärmeverluste DH T,FH über Bauteile mit Flächenheizungen

Lüftungswärmeverlust HV Tabelle 2.5.6-4

→ Berechnung von H V

Solare Wärmegewinne Qs Tabelle 2.5.6-5 → Berechnung von Q s Tabelle 2.5.6-6 → solarer Wärmestrom über transparente Bauteile F s,M Tabelle 2.5.6-7 → Strahlungsintensitäten und Außentemperaturen für das Referenzklima Deutschland Tabelle 2.5.6-8 → solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten F s,Gvb,M Tabelle 2.5.6-9 → Strahlungsabsorptionsgrade a verschiedener Oberflächen Tabelle 2.5.6-10 → solarer Wärmestrom über opake Bauteile F s,op,M Tabelle 2.5.6-11 → solarer Wärmestrom über opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung F s,TWD,M Interne Wärmegewinne Qi Tabelle 2.5.6-12

→ Berechnung von Q i

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 123 Tabelle 2.5.6-1 Berechnung des Transmissionswärmeverlustes H T

1 1 vereinfachter Ansatz mit Temperatur-Korrekturfaktoren: HT = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + Hu + Ls + HWB + ∆HT ,FH

in 

W K



mit:

2

∑ ( Ai ⋅ Ui )

→ spez. Transmissionswärmeverlust über Bauteile gegen Außenluft

H u

→ spez. Transmissionswärmeverlust über nicht oder niedrig beheizte Räume Hu = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ Fxi )

L s

→ thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Erdreich Ls = ∑ ( Ai ⋅ Ui ⋅ FG ,i ) 1)

F x , F G

→ siehe Tabelle 2.5.6-2

H WB →

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 = S (i ∙ y i ) (bei genauer Berechnung)

DH T,FH → spez. Wärmeverlust über Bauteile mit Flächenheizungen in W/K (Berechnung gemäß Tab. 2.5.6-3) 3

detailliertes Berechnungsverfahren: HT = LD + LS + Hu + ∆HT ,FH

4

W K



mit: L D

→ thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und außen in W/K







LD = ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + ∑ (  i ⋅ ψ i )

L s

→ siehe Abschnitt 2.6

H u

→ Hu = b ⋅  ∑ ( Ai ⋅ Ui ) + ∑ (  i ⋅ψ i )

1)

in 

b=

Hue ; Faktor gemäß DIN EN ISO 13789 Hiu + Hue

Die Verwendung der Temperatur-Korrekturfaktoren F G gilt als Vereinfachung für den EnEV-Nachweis. Genauere Werte können gemäß DIN V 4108-6, Anhang E bzw. DIN EN ISO 13370 berechnet werden.

124

2 Wärmeschutz 5)

Tabelle 2.5.6-2 Temperatur-Korrekturfaktoren F xi gemäß DIN V 4108-6

1

2

3 Temperatur-Korrekturfaktor Fxi

1 Wärmestrom nach außen über Außenwand, Fenster, Decke über Außenluft 3 Dach (als Systemgrenze) Oberste Geschossdecke 4 (Dach nicht ausgebaut)

Fe

1,0

FD

1,0

FD

0,8

5 Wände und Decken gegen Abseiten

Fu

0,8

Fu

0,5

Fnb

0,35

Fu

0,8 0,7 0,5 siehe Zeile 14 ff.

2

6 7

8

9

Wände und Decken gegen unbeheizte Räume Wände und Decken gegen niedrig beheizte Räume Wände und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten mit einer Verglasung als: - Einscheibenverglasung - Zweischeibenverglasung - Wärmeschutzverglasung Unterer Gebäudeabschluss

FG

B´ in m 1)

10 11 Temperatur-Korrekturfaktoren für Bauteile 12 gegen Erdreich 13 14 Fußboden des beheizten Kellers

10

Rf bzw. Rw Rf bzw. Rw Rf bzw. Rw 2) ≤1 >1 ≤1 >1 ≤1 >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

15 Wand des beheizten Kellers Fußboden3) auf dem Erdreich - ohne Randdämmung4) 16 - mit Randdämmung (5m breit, waagerecht) FG = Fbf - mit Randdämmung (2m tief, senkrecht) Kellerdecke und Kellerinnenwand zum unbeheizten Keller FG 17 - mit Perimeterdämmung - ohne Perimeterdämmung 18 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 19 Bodenplatte von niedrig beheizten Räumen B ´=A G /(0,5∙P ); P =exponierter Umfang der Bodenfläche; zu B ´ und P siehe auch Tab. 2.6.1-1

1) 2) 3) 4) 5)

R f , R w = Wärmedurchlasswiderstand von Bodenplatte (floor) oder Kellerwand (wall) Bei fließendem Grundwasser erhöhen sich die Temperatur-Korrekturfaktoren um 15 %. Bei einem Wärmedurchlasswiderstand der Randdämmung > 2 (m2∙K)/W; Bodenplatte ungedämmt. Die Werte (außer Zeilen 7 - 9 und 15 - 17) gelten analog auch für Flächen niedrig beheizter Räume.

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 125 Tabelle 2.5.6-3 Berechnung des spezifischen Wärmeverlustes DH T,FH über Bauteile mit 1) Flächenheizungen

1

2 spez. Wärmeverlust in 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 ⋅ ξ = ⋅ H0 ⋅ ξ 1 Re − Ri U0

∆HT ,FH =

∆HT ,FH =

Ri ⋅ H0 ⋅ ξ Ah − Ri Ls

Ri ⋅ H0 ⋅ ξ 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. 5 Gebäudebereiches (ohne Berücksichtigung der Heizung) x → Anteil des Wärmebedarfs des Raumes bzw. des Gebäudebereiches, der durchschnittlich durch die Flächenheizung gedeckt wird (x = 1, wenn keine genaueren Angaben vorliegen)2) A h → die Fläche der Flächenheizung L s → der Transmissionswärmeverlustkoeffizient zum Erdreich nach DIN EN ISO 13370, siehe auch Abschnitt 2.6 b → Korrekturfaktor gemäß DIN EN ISO 13789, Abschnitt 6 1)

Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEV kann DH T,FH unberücksichtigt bleiben, wenn eine Wärmedämmung mit d ≥ 8 cm (l ≤ 0,04 W/(mK) oder ein Wärmedurchlasswiderstand R ≥ 2,0 (m2∙K)/W) zwischen der Heizfläche und den außen liegenden konstruktiven Bauteilen vorhanden ist.

2)

Die Abschätzung mit x = 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 ξ < 1 abgeschätzt werden.

126

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.6-4 Berechnung des Lüftungswärmeverlustes H v

1 1

Lüftungswärmeverluste Hv = n ⋅ V ⋅ ρL ⋅ c pL

mit: n → Luftwechselrate bei freier Lüftung: n = 0,7 h-1 für Gebäude ohne Luftdichtheitsprüfung -1 n = 0,6 h für Gebäude mit Luftdichtheitsprüfung Luftwechselrate bei maschineller Lüftung: n = n A ∙(1-h V )+n x n A = Anlagenluftwechselrate nach DIN V 4701-10 ( = 0,4 h-1) h V = Nutzungsfaktor des Abluft-/Zuluft-Wärmetauschersystems nach DIN 2 V 4701-10, dort als h WRG bezeichnet (Herstellerangabe, vereinfacht kann h WRG gemäß DIN V 4701-10 zu 0,6 bei Geräten mit einem Wärmerückgewinnungsgrad (WRG) größer 60 % und zu 0,8 bei Geräten mit WRG größer 80 % angesetzt werden) n x = zusätzl. Luftwechselrate infolge Undichtheiten und Fensteröffnungen; n x = 0,2 h-1, wenn keine genaueren Angaben vorliegen1)

V → Luftvolumen (auch: Netto-Volumen) V = 0,8∙V e allgemein V = 0,76∙V e bei Gebäuden mit bis zu 3 Vollgeschossen ρ 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.

Tabelle 2.5.6-5 Berechnung der solaren Wärmegewinne Q s,M

1

1

solare Wärmegewinne Qs ,M = 0 ,024 ⋅ tM ⋅ (Φ s ,M + Φ s ,Gvb ,M + Φ s ,op ,M + Φ s ,TWD ,M )

mit: 0,024 → Umrechnung von [W∙d] in [kWh] 0,024 kWh = 1 W∙d t m → Zahl der Tage eines Monats F s,M → mittlerer monaticher solarer Wärmestrom durch transparente Bauteile (gemäß Tabelle 2.5.6-6) 2 F s,Gvb,M → mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten (gemäß Tabelle 2.5.6-8) F s,op,M → mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile (gemäß Tabelle 2.5.6-10) Solare Wärmegewinne über opake Bauteile brauchen im Nachweis nach EnEV nicht berücksichtigt zu werden. F s,TWD,M → mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung (gemäß Tabelle 2.5.6-11)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 127 Tabelle 2.5.6-6 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms F s,M über transparente Bauteile

1 Mittlerer monatl. solarer Wärmestrom über transparente Bauteile 1

m n   Φ 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 2.5.6-7) Anmerkung: Für die Bestimmung von Is,M,j ist beim EnEV-Nachweis das Refe- renzklima „Deutschland“ maßgebend. Eine genauere Berechnung anhand der 15 Klimazonen aus DIN V 4108-6 ist bei EnEV-Berechnungen nicht zulässig. F s → Abminderungsfaktor für eine evtl. vorhandene Verschattung (F s = 0,9 für übliche Anwendungsfälle). Eine genauere Berechnung kann wie folgt erfolgen: F s = F 0 ∙ F f ∙ F h 45° nördlicher Breite Süd

Ost/West

Nord

55° nördlicher Breite Süd

Ost/West

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

F c → F F → F w → g ⊥,i → A i,j →

Nord

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 DIN V 4108-6, Tab. 6 gegeben) Fensterfläche (Rohbau-Öffnungsmaße)

128

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.6-7 Mittlere Strahlungsintensitäten I s,M bzw. I s,HP und mittlere Außentemperaturen q e für das Referenzklima Deutschland nach DIN V 4108-6

1

2

3

5 6

7

8

9

10

11

12

13 14

7

8

9

10

11

12

13

14

Monatliche Mittelwerte I s,M in W/m²

Neigung

Orientierung

4

6

15

Strahlungsangebot

2 3

5

Monat Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

0 33 30 51 45 57 Süd 60 60 90 56 30 45 Süd- 45 49 60 49 Ost 90 44 30 45 Süd- 45 49 West 60 49 90 44 30 33 45 32 Ost 60 30 90 25 30 33 45 32 West 60 30 90 25 30 22 Nord- 45 20 West 60 18 90 14 30 22 Nord- 45 20 60 18 Ost 90 14 30 20 45 19 Nord 60 17 90 14 Temp. in °C -1,3 Hor.

Jahreswert in kWh/m²

1

4

52 82 190 211 256 255 179 135 75 39 22 67 99 210 213 250 252 186 157 93 55 31 71 101 205 200 231 235 178 157 97 59 34 71 98 190 179 203 208 162 150 95 60 35 61 80 137 119 130 135 112 115 81 54 33 62 93 203 211 248 251 183 149 87 49 28 64 92 198 200 232 236 175 148 88 51 30 62 88 185 182 208 213 161 140 85 51 30 52 70 140 132 146 153 120 109 69 44 26 62 93 203 211 248 251 183 149 87 49 28 64 92 198 200 232 236 175 148 88 51 30 62 88 185 182 208 213 161 140 85 51 30 52 70 140 132 146 153 120 109 69 44 26 51 78 181 199 238 240 170 129 72 38 21 49 74 172 187 221 224 160 123 69 37 20 46 68 160 171 201 205 148 114 65 35 19 37 53 125 131 150 156 115 90 51 28 15 51 78 181 199 238 240 170 129 72 38 21 49 74 172 187 221 224 160 123 69 37 20 46 68 160 171 201 205 148 114 65 35 19 37 53 125 131 150 156 115 90 51 28 15 39 63 151 180 222 221 150 105 57 28 16 35 56 132 158 194 194 133 91 51 26 14 32 49 116 139 168 170 118 81 46 23 13 25 38 89 105 124 128 90 62 35 18 10 39 63 151 180 222 221 150 105 57 28 16 35 56 132 158 194 194 133 91 51 26 14 32 49 116 139 168 170 118 81 46 23 13 25 38 89 105 124 128 90 62 35 18 10 34 54 137 173 217 214 142 90 49 26 15 32 47 101 143 184 180 115 66 45 24 14 29 44 79 109 143 139 90 59 41 22 13 23 34 64 81 99 100 70 48 33 18 10 0,6 4,1 9,5 12,9 15,7 18,0 18,3 14,4 9,1 4,7 1,3

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

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 129 Tabelle 2.5.6-8 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms F s,GVB,M über unbeheizte Glasvorbauten

1 Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten Φ s ,Gvb ,M = Φ sd + Φ si mit:  U  Φ sd = I p ,M ⋅ FS ⋅ FCe ⋅ FFe ⋅ 0 ,9 ⋅ ge ,⊥ ⋅  FCW ⋅ FFW ⋅ 0 ,9 ⋅ gW ,⊥ ⋅ AW + α sp ⋅ Ap ⋅ p   U pe  

1

 U  Φ si = (1 − Fu ) ⋅ FS ⋅ FCe ⋅ FFe ⋅ 0 ,9 ⋅ ge ,⊥ ⋅  ∑ ( Isi ,M ⋅ α si ⋅ Ai ) − I p ,M ⋅ α sp ⋅ Ap ⋅ p   i  U pe  

Mit den unten und in Tabelle 2.5.6-6 genannten Vereinfachungen ergibt sich für übliche Einbausituationen ohne Verschattung und ohne permanente Sonnenschutzvorrichtung: Φ sd = I p ,M ⋅ 0 ,567 ⋅ g e ,⊥ ⋅ (0 ,63 ⋅ gW ,⊥ ⋅ AW + α sp ⋅ Ap ⋅ U p ⋅ Rse )   Φ si = 0 , 284 ⋅ ge ,⊥ ⋅  ∑ (Isi ,M ⋅ 0 ,8 ⋅ Ai ) − I p ,M ⋅ α 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 F S Abminderungsfaktor infolge Verschattung (siehe Tabelle 2.5.6-6) F Ce(W) Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen an den Fenstern des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) (siehe Tabelle 2.5.6-6) F Fe(W) Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) (siehe Tabelle 2.5.6-6) g e(W),⊥ Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W) bei senkrechtem Strahlungseinfall (Anhaltswerte sind in DIN V 4108-6, Tab. 6 gegeben) A W Fläche (Rohbau-Öffnungsmaße) der Fenster in der Trennwand mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen der 2 a sp Trennwand (typische Werte für a sp sind Tabelle 2.5.6-9 zu entnehmen) A p Fläche der opaken Teile der Trennwand U p 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 ) F u Temperatur-Korrekturfaktor gegen unbeheizte Räume (siehe Tabelle 2.5.6-2) (alternativ kann auch der gemäß DIN EN ISO 13793 berechnete Faktor b verwendet werden) I si,M mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau a si mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen im Glasvorbau (a si = 0,8, wenn keine genaueren Angaben vorliegen) A i Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau

130

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.5.6-9 Richtwerte für den Strahlungsabsorptionsgrad a verschiedener Oberflächen im energetisch wirksamen Spektrum des Sonnenlichtes nach DIN V 4108-6

1

2

3

4

1 Oberfläche

a

Oberfläche

a

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 2.5.6-10 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms F s,op,M über 1) opake Bauteile

1 Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile m

(

Φ s ,op ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ Rse ⋅ (α ⋅ Isj ,M − Ff ⋅ hr ⋅ ∆θer ) j =1

1

)

Mit den unten genannten Vereinfachungen ergibt sich für Berechnungen nach EnEV: m

(

)

(

)

Φ s ,op ,M = ∑ U ⋅ A j ⋅ Rse ⋅ (0 ,5 ⋅ Isj ,M − 40 ) für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung j =1 m

Φ 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 a Absorptionskoeffizient des Bauteils (a = 0,5 für Berechnungen nach EnEV) I sj,M mittl. monatl. Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils F f Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (F f = 0,5 für senkrechte Bauteile, F f = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung) 2 h r äußerer Abstrahlungskoeffizient hr = 4 ∙ e ∙ s ∙ (q ss +273)3; näherungsweise kann mit h r = 5 ∙ e gerechnet werden e Emissionsgrad der Außenoberfläche (e = 0,8 für Berechnungen nach EnEV) σ Stefan-Boltzmann-Konstante, σ = 5,67∙10-8 W/(m2∙K4) q ss arithmetisches Mittel aus der Oberflächentemperatur und der Temperatur des Himmels Dq er Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann D q er = 10 K angenommen werden) 1)

Solare Wärmegewinne über opake Bauteile dürfen nach EnEV vernachlässigt werden.

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 131 Tabelle 2.5.6-11 Berechnung des mittleren monatlichen solaren Wärmestroms F s,TWD,M 1) über opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung

1 Mittl. monatl. solarer Wärmestrom über opake Bauteile mit transp.Wärmedämmung (TWD) m   α ⋅ gTi 1 ⋅ FS ⋅ FF ⋅ Isj ,M − Ff ⋅ Rse ⋅ hr ⋅ ∆θer  Φs,TWD,M = ∑ U ⋅ A j ⋅  j =1

 Ue



Erläuterungen: j Orientierung U Wärmedurchgangskoeffizient des opaken Bauteils mit TWD A j Gesamtfläche des opaken Bauteils mit TWD in der Orientierung j a Absorptionskoeffizient des Bauteils (a = 0,5 für Berechnungen nach EnEV) g Ti Gesamtenergiedurchlassgrad des TWD nach Prüfzeugnis U e Wärmedurchgangskoeffizient aller äußeren Schichten, die vor der absorbierenden Schicht liegen F S Abminderungsfaktor für eine eventuell vorhandene Verschattung (siehe Tabelle 2.5.6-6) F F Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des TWD-Systems 2 I mittl. monatl. Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils sj,M F f 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 h r äußerer Abstrahlungskoeffizient hr = 4 ∙ e ∙ s ∙ (q ss + 273)3; näherungsweise kann mit hr = 5 ∙ e gerechnet werden e Emissionsgrad der Außenoberfläche (e = 0,8 für Berechnungen nach EnEV) σ Stefan-Boltzmann-Konstante, σ = 5,67∙10-8 W/(m2∙K4) q ss arithmetisches Mittel aus Oberflächentemperatur und Temperatur des Himmels Dq er Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann Dq er = 10 K angenommen werden)

1)

Hinsichtlich der Berechnung der solaren Gewinne bei Vorhandensein eines TWD-Systems sei hier für weitere Informationen beispielsweise auf [23] verwiesen.

Tabelle 2.5.6-12 Berechnung der internen Wärmegewinne Q i

2 internen Wärmegewinne Q i

1

Q i,M = 0,024 ∙ t m ∙ F i,M mit: 0,024 Umrechnung von [W∙d] in [kWh] 0,024 kWh = 1 W∙d t m Zahl der Tage eines Monats F i,M mittl. monatlicher interner Wärmestrom 2 F i,M = q i,M ∙ A N q i,M mittlere interne Wärmeleistung q i,M = 5 W/m2 bei Wohngebäuden und allen anderen Gebäuden, soweit in anerk. Regeln der Technik keine and. Werte festgelegt sind q i,M = 6 W/m2 bei Büro- und Verwaltungsgebäuden

132

2 Wärmeschutz

2.5.7 Ermittlung des Ausnutzungsgrades der solaren und internen Gewinne Der Ausnutzungsgrad h m sagt aus, welcher Anteil der monatlichen solaren und internen Gewinne genutzt werden kann.  1−γ a f r γfür ≠ g1 ≠ 1   1 − γ a+ 1    η m  =        (2.5.7-1)  a f r γfür = 1g = 1  a+ 1





γ =

Qs + Qi Qh + QL

(2.5.7-2)

Cwirk 16 ⋅ H

(2.5.7-3)

a = 1+

H = HT + HV

(2.5.7-4)



Darin sind: h m Ausnutzungsgrad g monatliches Wärmegewinn-/Wärmeverlustverhältnis des Gebäudes a numerischer Parameter Q s solare Wärmegewinne in kWh/a Q i interne Wärmegewinne in kWh/a Q h Transmissionswärmeverluste in kWh/a Q l Lüftungswärmeverluste in kWh/a C wirk wirksame Wärmespeicherfähigkeit der raumbegrenzenden Flächen in J/(m3⋅K) H spezifischer Wärmeverlust inW/K H T spezifischer Transmissionswärmeverlust in W/K H V spezifischer Lüftungswärmeverlust in W/K

2.5.8 Ermittlung der Anlagenaufwandszahl gemäß DIN V 4701-10 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 Qh + Qtw



(2.5.8-1)

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 133 Darin sind: Q H,P Primärenergiebedarf der Heizanlage Q L,P Primärenergiebedarf der Lüftungsanlage Q TW,P Primärenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung Q h Jahres-Heizwärmebedarf (Berechnung nach DIN V 4108-6; siehe auch Bild 2.5.4-1 bzw. Bild 2.5.4-2) Q tw Trinkwasser-Wärmebedarf (nach EnEV: Q tw = 12,5 kWh/(m2∙a) für Wohngebäude) Diagrammverfahren Zur Anwendung des Diagrammverfahrens ist zunächst die Anlagenkonfiguration festzulegen. Im Einzelnen stehen in DIN V 4701-10, Beiblatt 1 die in Bild 2.5.8-1 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 2.5.8-1 zusammengestellt werden, so ist das entsprechende Anlagendiagramm zu entnehmen.

Wärmeerzeugung und Energieträger für das Heizsystem

NT BW WP EH FW Holz

Wärmeerzeugung und Energieträger für die Trinkwarmwasserb.

zenH zentral zusammen mit der Heizung zen separate zentrale Trinkwasserbereitung TW dez dezentral

Solaranlagen

Lüftungsanlagen

Wärmeübergabe an den Raum Anordnung der zentralen Komponenten der Anlagentechnik

Gas/Öl: Niedertemperaturkessel Gas/Öl: Brennwert-Kessel Strom: Wärmepumpe Strom: Elektroheizung Fern- und Nahwärme Holzkessel

ohne Solaranlage TW solare Unterstützung der Trinkwarmwasserbereitung TWH sol. Unterstützung der Trinkwarmwasserb. und der Heizung ABl WRG WP WP

ohne Lüftungsanlage Abluftanlage mit/ohne Wärmepumpe Zu-/Abluftanlage ... mit Wärmerückgewinnung Zu-/Abluftanlage ... mit Wärmepumpe Zu-/Abluftanlage ... mit Heizregister

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 2.5.8-1 Auswahlmöglichkeiten für Komponenten der Anlagenkonfigurationen gemäß DIN V 4701-10, Beiblatt 1

134

2 Wärmeschutz

Tabellenverfahren Formulare zur Anlagenbewertung gemäß DIN 4701-10 im Tabellenverfahren

Anlagenbewertung nach DIN V 4701-10 für ein Gebäude mit normalen Innentemperaturen

Bezeichnung des Gebäudes oder des Gebäudeteils: Ort:

Straße u. Hausnummer:

Gemarkung:

Flurstücknummer:

I. Eingaben AN =

m²

tHP =

TRINKWASSERERWÄRMUNG

Tage HEIZUNG

LÜFTUNG

absoluter Bedarf

Qtw =

kWh/a

Qh =

kWh/a

bezogener Bedarf

qtw =

kWh/a

qh =

kWh/a

II. Systembeschreibung Übergabe Verteilung Speicherung Erzeugung Deckungsanteil

Erzeuger Erzeuger Erzeuger 1 2 3

Erzeuger 1

Erzeuger 2

Erzeuger 3

Erzeuger WÜT

Erzeuger Erzeuger L/L-WP Heizregister

Erzeuger

III. Ergebnisse Deckung von Qh

qh,TW =

kWh/m²a

qh,H =

kWh/m²a

qh,L=

kWh/m²a

S WÄRME

QTW,E =

kWh/a

QH,E =

kWh/a

QL,E =

kWh/a

S HILFSENERGIE S PRIMÄRENERGIE

kWh/a QTW,P =

kWh/a

ENDENERGIE

kWh/a

kWh/a

QH,P =

kWh/a

QL,P =

QE =

kWh/a

S WÄRME

kWh/a

S HILFSENERGIE S PRIMÄRENERGIE

PRIMÄRENERGIE

QP =

kWh/a

ANLAGENAUFWANDSZAHL

eP =

-

kWh/a

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 135

TRINKWASSERERWÄRMUNG

Qtw=

Bereich:

A N=

TW-Strang:

qtw=

kWh/a qTW ⋅ AN m² aus DIN V 4108-6 kWh/m²a aus EnEV

WÄRME (WE) Rechenvorschrift/Quelle

Dimension

qtw

aus EnEV

kWh/m²a

qTW,ce

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.1

kWh/m²a

qTW,d

DIN V 4701-10, Tabellen C.1.2a bzw. C.1.2c

kWh/m²a

qTW,s

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.3a

kWh/m²a

qh,TW,s

DIN V 4701-10, Tab.C.1.2a DIN V 4701-10, kWh/m²a Tab.C.1.3a

S

(qtw + qTW,ce + qTW,d + qTW,s)

kWh/m²a

qh,TW

kWh/m²a Sqh,TW,d+qh,TW,s

Heizwärmegutschriften

+

qh,TW,d

kWh/m²a

Erzeuger Erzeuger Erzeuger 1

aTW,g

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.4a

-

eTW,g

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.4b, c, d, e oder f

-

qTW,E

S qTW ⋅ (eTW,g,i ⋅ aTW,g,i)

fP,i

DIN V 4701-10, Tabelle C.4.1

qTW,P

S qTW,E,i ⋅ fP,i

2

3

kWh/m²a Endenergie

kWh/m²a -

kWh/m²a Primärenergie

kWh/m²a

HILFSENERGIE (HE) (Strom)

Rechenvorschrift/Quelle

qTW,ce,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.1

Dimension kWh/m²a

qTW,d,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.2b

kWh/m²a

qTW,s,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.3b

kWh/m²a

+

Erzeuger Erzeuger Erzeuger 1

αTW,g

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.4a

qTW,g,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.1.4b, c, d, e oder f

2

3

kWh/m²a kWh/m²a

kWh/m²a Endenergie

SqTW,HE,E

(qTW,ce,HE+qTW,d,HE+qTW,s,HE+SaqTW,g,HE)

fP

DIN V 4701-10, Tabelle C.4.1

qTW,HE,P

SqTW,HE,E⋅ fP

QTW,E

S qTW,E ⋅ AN

WÄRME

kWh/a ENDENERGIE

S qTW,HE,E ⋅ AN

HILFSENERGIE

kWh/a

QTW,P

(SqTW,P + SqW,HE,P) ⋅ AN

kWh/m²a -

kWh/m²a Primärenergie

kWh/m²a

kWh/a PRIMÄRENERGIE

136

2 Wärmeschutz

qL,g,i ⋅ eL,g,i

fP

DIN V 4701-10, Tabelle C.4.1

qL,P

qL,g,E,i ⋅ fP,i

+

-

-

kWh/m²a

-

LüftungsBeitrag am Qh

=

+

kWh/m² Endenergie

+

kWh/m² Primärenergie

kWh/m²a

HILFSENERGIE (HE) Rechenvorschrift/Quelle

Erzeuger WRG mit Dimension WÜT

qL,g,HE

DIN V 4701-10, Abschnitt C.2.3.1 kWh/m²a

qL,c,HE

DIN V 4701-10, Abschnitt C.2.1

kWh/m²a

qL,d,HE

DIN V 4701-10, Abschnitt C.2.2

kWh/m²a

qL,HE,E

SqL,g,HE,i + qL,ce,HE + qL,d,HE

kWh/m²a

fP

DIN V 4701-10, Tabelle C.4-1

qL,HE,P

SqL,HE,E ⋅ fP

QL,E

SqL,E ⋅ AN SqL,HE,E ⋅ AN

QL,P

(SqL,P + SqL,HE,P) ⋅ AN

Erzeuger Heizregister

Erzeuger L/L-WP

+

+

kWh/m² Endenergie

-

kWh/m² Primärenergie

kWh/m²a

WÄRME

kWh/a

HILFSENERGIE

kWh/a

kWh/a

ENDENERGIE

PRIMÄRENERGIE

qh,L

qL,g,E

+

qL,d

eL,g

DIN V 4701-10, Abschnitt C.2.3.1 kWh/m²a

kWh/m²a

Dimension

DIN V 4701-10, Abschnitt C.2.3.1 kWh/m²a

Erzeuger Heizregister

Erzeuger L/L-WP

kWh/m²a

Rechenvorschrift/Quelle

qL,g

Erzeuger WRG mit WÜT

qLce

Erzeugung

Übergabe

Verteilung

(DIN V 4701-10, Tab. C.2-2)

WÄRME (WE)

DIN V 4701-10, Tabelle 5.2-3

Tab. C.2-4)

-

(DIN V 4701-10,

1/h

DIN V 4701-10, Tabelle 5.2 oder DIN 4108-6

(DIN V 4701-10, Tab. C.2-1)

nA = fg =

aus DIN V 4108-6

kWh/m²a

Lüftungs-Strang:

m² kKh/a

Luftwechsel Korr.

FGT =

qh,n

AN =

Bereich:

kWh/m²a

LÜFTUNG

2.5 Energiesparender Wärmeschutz: Energieeinsparverordung 2014 137

HEIZUNG

Qh =

kWh/a

Bereich:

AN =

m²

Heiz-Strang:

qh =

kWh/m²a

nach DIN V 4701-10, Abschnitt 4.1 nach DIN V 4108-6

WÄRME (WE) Rechenvorschrift / Quelle

Dimension

qh

nach DIN V 4701-10, Abschnitt 4.1

kWh/m²a

qh,TW

aus Berechnungsblatt Trinkwassererwärmung

kWh/m²a

qh,L

aus Berechnungsblatt Lüftung

kWh/m²a

qc,e

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.1

kWh/m²a

qd

DIN V 4701-10, Tabellen C.3.2a, b oder d

kWh/m²a

qs

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.3

kWh/m²a

∑

(qh – qh,TW – qh,L + qce + qd + qs)

kWh/m²a

+

Erzeuger Erzeuger Erzeuger 1 2 3

αg

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.4a

-

eg

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.4b, c, d oder e

-

qE

Sq ⋅ (eg,i ⋅ αg,i)

fP

DIN V 4701-10, Tabelle C.4.1

qP

SqE,i ⋅ fP,i

kWh/m²a Endenergie

kWh/m²a -

kWh/m²a Primärenergie

kWh/m²a

HILFSENERGIE (HE) Rechenvorschrift / Quelle

Dimension

qce,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.1

kWh/m²a

qd,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.4b-e

kWh/m²a

qs,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.3

kWh/m²a

+

Erzeuger Erzeuger Erzeuger 1 2 3

αg

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.4a

qg,HE

DIN V 4701-10, Tabelle C.3.4b-e

a ⋅ qg,HE

kWh/m²a

∑qHE,E

(qce,HE + qd,HE + qs,HE + Sa⋅qg,HE)

fP

DIN V 4701-10, Tabelle C.4.1

qHE,P

∑qHE,E · fP

QH,E

SqE ⋅ AN SqHE,E ⋅ AN

QH,P

kWh/m²a

(SqP ⋅ SqHE,P) ⋅ AN

kWh/m²a Endenergie

kWh/m²a -

kWh/m²a Primärenergie

kWh/m²a

WÄRME HILFSENERGIE

kWh/a ENDENERGIE kWh/a kWh/a PRIMÄRENERGIE

138

2 Wärmeschutz

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 2.6.1 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 heranzuziehen, deren Inhalte teilweise auch in DIN V 4108-6, Anhang E übernommen wurden. Grundsätzlich zu unterscheiden ist bei der Berechnung gemäß DIN EN ISO 13370 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. 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 2.6.2-1 bis Tabelle 2.6.5-1, Zeilen 3 und 8). Im zweiten Fall ergibt sich der jeweilige monatliche Leitwert L*s ,m gemäß Gl. 2.6.1-1.

L*s ,m =

Φ x ,m θi − θe

m −τ − β  Φ x ,m = Ls ⋅ (θi − θe ) + L pe ⋅ θe ,Amp ⋅ cos  2 ⋅ π ⋅ 12 

(2.6.1-1)   

(2.6.1-2)

Darin sind: L *s,m monatlicher thermischer Leitwert in W/K   F x,m Wärmestrom des Bauteils x im Monat M in W L s thermischer Leitwert in W/K L pe harmonischer thermischer Leitwert in W/K q e,Amp Amplitude der Außentemperatur in K m Monatsnummer (m = 1 bis 12)   t Nummer des Monats mit der niedrigsten Innentemperatur (t = 1 auf der Nordhalbkugel; t = 7 auf der Südhalbkugel)   b Phasenverschiebung in Monaten b = 0 bei aufgeständerten Bodenplatten b = 1 bei Bodenplatten auf Erdreich ohne Randdämmung oder mit raumseitiger waagerechter Randdämmung sowie bei beheizten und unbeheizten Kellern b = 2 bei Bodenplatten auf Erdreich mit senkrechter oder außen liegender waagerechter Randdämmung qi Jahresmittel der Innentemperatur in °C qe Jahresmittel der Außentemperatur in °C In den nachfolgenden Abschnitten 2.6.2 bis 2.6.5 sind für verschiedene bauliche Anwendungssituationen die zur Berechnung von L s und L pe notwendigen Bestimmungsgleichungen zusammengestellt. In Tabelle 2.6.1-1 wird eine Übersicht über die in diese Gleichungen einfließenden Parameter gegeben.

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 139 Tabelle 2.6.1-1 Für die Bestimmung von L s und L pe notwendige Parameter

1 1 Formelzeichen

2 Einheit

3 Erläuterung

2

AG

m

3

B’

m

B’ =

4

D

m

Breite oder Höhe einer Randdämmung

5

Rf

m2∙K/W

Wärmedurchlasswiderstand der Bodenplatte (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

m2∙K/W

Wärmedurchlasswiderstand der Kellerwand

2

9

P

m

10

c

J/(kg∙K)

11

d’

m

12

13

14

df

m

Bodenplattenfläche charakteristisches Bodenplattenmaß AG 0,5 ⋅ P

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)

Spezifische Wärmekapazität von ungefrorenem Erdreich Zusätzliche wirksame Dicke infolge der Randdämmung d   d ’ = R ’⋅ λ =  Rn − n  ⋅ λ λ   Wirksame Gesamtdicke der Bodenplatte df = dw + λ ⋅ (Rsi + Rf + R se ) mit R si = 0,17 (m2∙K)/W1); R se = 0,04 (m2∙K)/W

dg

m

d bw

m

Wirksame Gesamtdicke der Bodenkonstruktion eines Kriechkellers d g = dw + λ ⋅ (Rsi + Rg + R se ) mit R si = 0,17 (m2∙K)/W1); R se = 0,04 (m2∙K)/W Wirksame Gesamtdicke der Kellerwand d bw = λ ⋅ (Rsi + Rw + R se ) mit R si = 0,13 (m2∙K)/W; R se = 0,04 (m2∙K)/W

(Fortsetzung nächste Seite)

140

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.6.1-1 Für die Bestimmung von L s und L pe notwendige Parameter (Fortsetzung)

15

1

2

3

Formelzeichen

Einheit

dw

m

Erläuterung Dicke der Umfassungswände einschließlich sämtlicher Schichten Periodische Eindringtiefe

16

d

m

17

r

kg/m

18

l

W/(m∙K)

1)

δ= 3

7

3,15 ⋅ 10 ⋅ λ π⋅ρ⋅ 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 (l = 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 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. Der stationäre thermische Leitwert L s wird dann mit dem so modifizierten U -Wert U * anstelle von U 0 bestimmt:    

U * = U0 +

ψ ⋅ WB A

Darin sind: U * modifizierter U-Wert in W/(m2∙K) U 0 U-Wert des Regelbauteils (z.B. Bodenplatte) in W/(m2∙K) y längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m∙K) WB Länge der Wärmebrücke in m A Fläche des Regelbauteils in m2

(2.6.1-3)

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 141

2.6.2 Wärmeverluste über erdberührte Bodenplatten (nicht unterkellert) Tabelle 2.6.2-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für erdberührte Bodenplatten

1

2

3 4

Bodenplatte ungedämmt oder vollständig gedämmt

1

1)

2

Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U 0 der Bodenplatte π ⋅B ’  2⋅λ U0 = ⋅ ln  + 1 für d f < B ’ (wenig oder gar nicht gedämmte Bodenpl.) π ⋅ B ’+ df  df  l für d f ≥ B ’ (gut gedämmte Bodenplatte) U0 = 0,457 ⋅ B '+ df Thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U 0

Harmonischer thermischer Leitwert L pe δ  Lpe = 0,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ln  + 1  df 

6

7

8

Bodenplatte mit Randdämmung

5

Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U 0 der Bodenplatte wie Zeile 2 Korrekturwert Dy  D  λ  D  ∆ψ = − ⋅ ln  + 1 − ln  + 1  π   df   df + d ’  

bei waagerechter Randdämmung

 2 ⋅D  λ   2 ⋅D  ∆ψ = − ⋅ ln  + 1 − ln  + 1  bei senkr. Randdämmung/Leichtfundament π   df d d + ’   f 

Thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U 0 + P ⋅ ∆ψ

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.     df     df + d ’  −2 ⋅D −2 ⋅D    δ  δ  Lpe = 0,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅  1 − e δ  ⋅ ln  + 1 + e δ ⋅ ln  + 1  bei senkr. Randdämm.     df     df + d ’ 

1)

Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.6.1

142

2 Wärmeschutz

2.6.3 Wärmeverluste über aufgeständerte Bodenplatten (Kriechkeller) Tabelle 2.6.3-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für aufgeständerte Bodenplatten

1)

1

1

Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U g für den Wärmetransport über das Erdreich  π ⋅ B'  2⋅λ Ug = ⋅ ln  + 1 wenn der Kriechkeller mit z ≤ 0,5 m in das Erdreich ragt  π ⋅ B' + d g  d g  U g gemäß DIN EN ISO 13370, Anhang G, 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 sind: 2 U w U-Wert der Wände des Kriechkellers oberhalb des Erdreiches e auf den Umfang der Bodenplatte bezogene Fläche der Lüftungsöffnungen [m2/m] u mittlere Windgeschwindigkeit in 10 m Höhe [m/s] (DIN V 4108-6, Anh. E: u = 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 2) 1 1 1 wenn der Kriechkeller mit z ≤ 0,5 m in das Erdreich ragt = + U Uf U g + U x

3

1) 2)

U gemäß DIN EN ISO 13370, Anhang G, wenn der Kriechkeller mit z > 0,5 m in das Erdreich ragt Thermischer Leitwert L s Ls = AG ⋅ U

Harmonischer thermischer Leitwert L pe δ  0,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅ ln  + 1 + U x ⋅ AG   4  dg  Lpe = Uf ⋅ λ + U x + Uf δ Eine Erläuterung aller allgemeinen Eingangswerte enthält Abschnitt 2.6.1 U f ist der Wärmedurchgangskoeffizient der Bodenplatte (der Decke über dem Kriechkeller)

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 143

2.6.4 Wärmeverluste bei beheiztem Keller Tabelle 2.6.4-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für beheizte Keller

1

1)

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 (df + 0,5 ⋅ z ) < B' π ⋅ B' + df + 0,5 ⋅ z  df + 0,5 ⋅ z  λ U bf = für (df + 0,5 ⋅ z ) ≥ B' 0,457 ⋅ B' + df + 0,5 ⋅ z 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  df  Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient U bf für den Wärmetransport über die Kellerwand  2 ⋅ λ  0,5 ⋅ d bw   z U bw = + 1 ⋅ 1+  ⋅ ln  für d bw < df π ⋅ z  d bw + z   d bw   2 ⋅ λ  0,5 ⋅ df   z U bw = ⋅ 1+ + 1 für d bw ≥ df  ⋅ ln  π ⋅ z  df + z   d bw  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 2.6.1

144

2 Wärmeschutz

2.6.5 Wärmeverluste bei unbeheiztem oder teilweise beheiztem Keller Tabelle 2.6.5-1 Berechnung der Leitwerte L s und L pe für unbeheizte und teilbeheizte Keller

1

1)

2

1

Effektiver 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

mit: U f U bf U bw U w n V

Wärmedurchgangskoeffizient der Kellerdecke (mit R si = R se = 0,17 m2∙K/W) Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient für den Kellerfußboden nach Tabelle 2.6.4-1, Zeile 2 Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient für die Kellerwand nach Tabelle 2.6.4-1, 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 4

5

1)

Wärmeverluste bei teilweise beheiztem Keller

Lpe

−z   δ  0,37 ⋅ P ⋅ λ ⋅  2 − e δ  ⋅ ln  + 1 + h ⋅ P ⋅ Uw + 0,33 ⋅ n ⋅V   d     f = AG ⋅ Uf ⋅ λ ( AG + z ⋅ P ) ⋅ + h ⋅ P ⋅ Uw + 0,33 ⋅ n ⋅V + AG ⋅ Uf δ

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 2.6.1

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 145

2.6.6 Wärmetechnische Bemessung von Gebäudegründungen zur Vermeidung von Frosthebung gemäß DIN EN ISO 13793 Einführung Die Frostsicherheit von Gebäudegründungen wird im Allgemeinen durch eine Ausführung gemäß DIN 1054, Abschnitt 7.1.2 angestrebt. Demnach muss, sofern die Frostsicherheit nicht auf andere Weise nachgewiesen wird, der Abstand von der dem Frost ausgesetzten Fläche bis zur Sohlfläche der Gründung mindestens 0,80 m betragen. Ein alternatives Verfahren zum Nachweis der Frostsicherheit enthält DIN EN ISO 13793. Demnach können Frosthebungen auf drei verschiedene Weisen vermieden werden: a) die Gründungstiefe reicht bis unter die Frosteindringtiefe (es ist also: Hf ≥ H0) b) das frostempfindliche Erdreich wird bis unter die Frosteindringtiefe entfernt und durch frostunempfindliches Material ersetzt c) die Gründung wird wärmegedämmt, um zu verhindern, dass das Erdreich unterhalb der Gründung gefriert. Wird eine Dämmung angeordnet, so ist zwischen beheizten und unbeheizten Gebäuden zu unterscheiden, da bei unbeheizten Gebäuden die Wärmeverluste über das Erdreich geringer sind. Frostindex Der Frostindex F ist die Summe der Differenzen zwischen dem Gefrierpunkt und der mittleren täglichen Außenlufttemperatur innerhalb der Frostperiode. Es werden sowohl positive als auch negative Differenzen berücksichtigt.

(

F = 24 ⋅ ∑ θ f − θ d, j

   

j

)

(2.6.6-1)

Darin sind: j = Anzahl der Tage in der Frostperiode F = Frostindex für einen Winter in K∙h q f = Gefrierpunkt; q f = 0 °C q d,j = mittlere tägliche Außenlufttemperatur für den Tag j in °C

Die Frostperiode beginnt an dem Tag, ab dem die Summe über den Winter stets positiv bleibt (d.h., ab dem das Erdreich nicht mehr vollständig auftaut). Sie endet an dem Tag, an dem die höchste Gesamtsumme für den Winter ermittelt wird. Bemessungswert des Frostindex Der Bemessungswert des Frostindex F d ist der Wert, der statistisch betrachtet einmal in n Jahren überschritten wird. Daher wird er auch mit F n bezeichnet, wobei n unter Berücksichtigung des jeweils geforderten Sicherheitsniveaus festzulegen ist. Bei Gebäuden wird hier üblicherweise ein Wert F50 oder F100 berechnet. Die statistische Auswertung erfolgt unter Nutzung der Gumbel-Verteilung.

146

2 Wärmeschutz s Fn = F + F ⋅ ( yn − y ) sy



F=

sf =



(2.6.6-2)

∑ Fi m

(2.6.6-3)



∑ ( Fi − F ) m −1

2

(2.6.6-4)



Darin sind: F n Bemessungswert des Frostindex in K∙h F mittlerer Frostindex in K∙h F i Frostindex für den Winter i m Anzahl der zur Berechnung der Fi herangezogenen Winter; nach Möglichkeit sollte m ≥ 20 sein sf Standardabweichung sy Verteilungsparameter gemäß Tab. 2.6.6-1 yn Verteilungsparameter gemäß Tab. 2.6.6-2 y Verteilungsparameter gemäß Tab. 2.6.6-1 Tabelle 2.6.6-1 Verteilungsparameter sy und yn für unterschiedliche Werte von m

1

1

2

3

Verteilungsparameter

2

m

y

sy

3

10

0,50

0,95

4

15

0,51

1,02

5

20

0,52

1,06

6

25

0,53

1,09

7

30

0,54

1,11

8

40

0,54

1,14

9

50

0,55

1,16

10

60

0,55

1,17

11

70

0,56

1,19

12

80

0,56

1,19

13

90

0,56

1,20

14

100

0,56

1,21

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 147 Tabelle 2.6.6-2 Verteilungsparameter yn für unterschiedliche Wert von n

1

2

3

4

5

6

1

n

5

10

20

50

100

2

yn

1,50

2,25

2,97

3,90

4,60

Gründungstiefe Die Gründungstiefe H f ist die Tiefe der Gründung unterhalb des äußeren Erreichniveaus inkl. gut entwässerter, frostunempfindlicher Materialschichten unterhalb der Gründung. Frosteindringtiefe in ungestörtem Erdreich Die Frosteindringtiefe H 0 ist nationalen Karten oder Tabellen zu entnehmen oder wie folgt näherungsweise zu berechnen H0 =

7200 ⋅ Fd ⋅ λ f L + C ⋅ θ e, m

(2.6.6-5)

Darin sind: F d Bemessungswert des Frostindex in K∙h l f Wärmeleitfähigkeit des gefrorenen Erdreiches in W/(m∙K); l f = 2,5 W/(m∙K), wenn keine genaueren Daten vorliegen L latente Wärme beim Gefrieren von Wasser im Erdreich je Volumeneinheit in J/m3; L = 150∙106 J/m3, wenn keine genaueren Angaben vorliegen C Wärmekapazität des ungefrorenen Erdreiches je Volumeneinheit in J/(m3∙K); C = 3∙106 J/(m3∙K) , wenn keine genaueren Angaben vorliegen q e,m mittlere Jahresaußenlufttemperatur in °C Bemessung für Bodenplatten auf Erdreich bei beheizten Gebäuden Der Nachweis wird durch das Einbringen einer vertikalen Randdämmung mit einem Mindest-Wärmedurchlasswiderstand gemäß Tab. 2.6.6-3 sowie ggf. zusätzlich einer horizontalen Erdreichdämmung erbracht. Grundsätzlich gilt: Für Fd ≤ 30000 K∙h ist keine Erdreichdämmung erforderlich.

Fall 1 (Es wird ausschließlich eine vertikale Randdämmung eingebracht): Die Gründungstiefe muss an den Wänden mindestens H f und an den Ecken sowie an begrenzten unbeheizten Teilen auf einer Länge L c von diesen Teilen mindestens die größere Tiefe H fc gemäß Tab. 2.6.6-4 betragen.

148

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.6.6-3 Mindest-Wärmedurchlasswiderstand Rv einer vertikalen Randdämmung für Bodenplatten auf Erdreich

1 1 2

2

Fd in K∙h

3

0,0 < R f < 1,0 in (m2∙K)/W

4

5

6

1,0 < R f < 2,6 in (m2∙K)/W

h ≤ 0,3 in m

0,3 < h ≤ 0,6 in m

h ≤ 0,3 in m

7

2,6 < R f < 5,0 in (m2∙K)/W

0,3 < h ≤ 0,6 h ≤ 0,3 in m in m

0,3 < h ≤ 0,6 in m

3

5 000

-

-

0,5

0,8

0,8

1,0

4

10 000

0,5

0,8

1,0

1,0

1,5

2,0

5

20 000

0,8

1,0

1,0

1,2

1,5

2,3

6

30 000

1,0

1,0

1,0

1,3

1,5

2,5

7

40 000

1,0

1,0

1,2

1,5

1,7

2,7

8

50 000

1,0

1,2

1,4

1,7

2,0

3,0

9

60 000

1,2

1,4

1,8

2,1

2,4

3,4

10

70 000

1,4

1,6

2,1

2,4

2,8

3,6

Tabelle 2.6.6-4 Gründungstiefe bei Bodenplatten auf Erdreich ohne Erdreichdämmung

1

2

3

4

1

Fd in K∙h

Hf in m

H fc in m

Lf in m

2

F d ≤ 30 000

0,35

0,35

-

3

30 000 < F d ≤ 35 000

0,40

0,60

1,0

4

35 000 < F d ≤ 40 000

0,50

0,80

1,0

5

40 000 < F d ≤ 45 000

0,60

1,00

1,5

6

45 000 < F d ≤ 50 000

0,75

1,30

1,5

7

50 000 < F d ≤ 55 000

0,90

1,60

1,5

8

1,10

1,80

2,0

9

55 000 < F d ≤ 60 000 60 000 < F d ≤ 65 000

1,30

2,00

2,0

10

65 000 < F d ≤ 70 000

1,50

2,20

2,5

Fall 2 (Zusätzlich zur vertikalen Randdämmung wird in den Ecken eine Erdreichdämmung angeordnet): Die Gründungstiefe muss rund um das Gebäude mindestens H f gemäß Tab. 2.6.6-5 betragen. Zusätzlich ist an den Ecken und im Bereich begrenzter unbeheizter Teile in einem Anstand L c von diesen Stellen eine Erdreichdämmung der Breite b gc mit einem Mindest-Wärmedurchlasswiderstand Rg = 1,0 (m2∙K)/W vorzusehen. Die einzelnen Größen sind erläuternd in Bild 2.6.6-1 dargestellt.

2.6 Wärmeübertragung über das Erdreich 149 Tabelle 2.6.6-5 Gründungstiefe und Eckdämmung bei Bodenplatten auf Erdreich

1

2

3

4

1

Fd in K∙h

Hf in m

b gc in m

Lc in m

2

F d ≤ 30 000

0,35

-

-

3

30 000 < F d ≤ 35 000 35 000 < F d ≤ 40 000

0,40

0,50

1,0

0,50

0,50

1,0

40 000 < F d ≤ 45 000 45 000 < F d ≤ 50 000

0,60

0,50

1,5

0,75

0,60

1,5

50 000 < F d ≤ 55 000 55 000 < F d ≤ 60 000

0,90

0,80

1,5

1,10

0,80

2,0

60 000 < F d ≤ 65 000 65 000 < F d ≤ 70 000

1,30

0,80

2,0

1,50

1,00

2,5

4 5 6 7 8 9 10

Bild 2.6.6-1 Erläuterung der maßgebenden Größen

Fall 3 (Zusätzlich zur vertikalen Randdämmung wird rund um das Gebäude eine Erdreichdämmung angeordnet): Die Gründungstiefe darf in diesem Fall bis zu einem mindestens einzuhaltenden Wert von 0,4 m reduziert werden. Für F d > 30000 K∙h ist eine Erdreichdämmung im Eckbereich und im Bereich begrenzter unbeheizter Teile in einem Abstand L c gemäß Tab. 2.6.6-6 von diesen Stellen erforderlich. Eine geeignete Kombination des Wärmedurchlasswiderstandes R gc und der erforderlichen Breite b gc der Erdreichdämmung ist aus Bild 2.6.6-2 b) anhand des Bemessungswertes des Frostindex F d abzuleiten.

150

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.6.6-6 Länge Lc der Erdreichdämmung an den Ecken

1

2

1

Fd in K∙h

Lc in m

2

F d ≤ 30 000

-

3

30 000 < F d ≤ 35 000 35 000 < F d ≤ 40 000

1,0

40 000 < F d ≤ 45 000 45 000 < F d ≤ 50 000

1,5

50 000 < F d ≤ 55 000 55 000 < F d ≤ 60 000

1,5

60 000 < F d ≤ 65 000 65 000 < F d ≤ 70 000

2,0

5 6 7 8 9

Wärmedurchlasswiderstand der Erdreichdämmung entlang der Wände Rgw in m2K/W

10

a)

2,8

70

2,6

65

2,4 2,2

60 0 55

1,8

50

1,6 45

1,4 1,2

40

1,0 0,6

000

00

2,0

0,8

000

000

000

000

000

37 500

250

500

750

1 000

Breite der Erdreichdämmung entlang der Wände bgw in mm

1 250

1,0 1,5 2,0 2,5

3,2 Wärmedurchlasswiderstand der Erdreichdämmung an den Ecken Rgc in m2K/W

4

00

65

2,8

00

2,4

55

2,2

50

2,0

45

1,8 1,6 1,4

000

60 0

2,6

000

000

000

40 0

00

1,2 1,0 500

b)

700

3,0

35 000 750

1000

1250

1500

Breite der Erdreichdämmung an den Ecken bgc in mm

Bild 2.6.6-2: a) Breite b gc und Wärmedurchlasswiderstand R gc der Erdreichdämmung entlang der Wände, für Bodenplatten auf Erdreich mit H f ≤ 0,4 m; b) Breite b gc und Wärmedurchlasswiderstand R gc der Erdreichdämmung an den Ecken und begrenzten unbeheizten Teilen, für Bodenplatten auf Erdreich mit H f ≤ 0,4 m

Für F d > 37500 K∙h ist eine Erdreichdämmung auch entlang der aufgehenden Wände erforderlich. Der Wärmedurchlasswiderstand R gw und die Breite b gw ist in Abhängigkeit des Frostindex F d aus Bild 2.6.6-2 a) zu entnehmen. Danach ist die Erdreichdämmung im Eckbereich gemäß Bild 2.6.6-2 b) und Tab. 2.6.6-6 zu dimensionieren.

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 151

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 2.7.1 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 Allgemeines Die Anforderungen gemäß DIN 4108-2 an den sommerlichen Wärmeschutz gelten für Aufenthaltsräume in Hochbauten. 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

(2.7.1-1)

Darin sind: S Sonneneintragskennwert gemäß Gl. 2.7.2-1 S zul zulässiger Sonneneintragswert als Summe der Parameter S 1 bis S 6 gemäß Tab. 2.7.3-2 Der Nachweis darf allgemein entfallen, wenn der auf die Grundfläche bezogene Fensterflächenanteil f AG die Werte gemäß Tabelle 2.7.1-1 nicht überschreitet und darüber hinaus bei Wohngebäuden sowie bei Gebäudeteilen zur Wohnnutzung, bei denen der kritische Raum einen grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil von 35% nicht überschreitet, und deren Fenster in Ost-, Süd- oder Westorientierung (inkl. derer eines Glasvorbaus) mit außenliegenden Sonnenschutzvorrichtungen mit einem Abminderungsfaktor F C ≤ 0,30 bei Glas mit g > 0,40 bzw. F C ≤ 0,35 bei Glas mit g ≤ 0,40 (siehe Tabelle 7) ausgestattet sind, kann auf einen Nachweis verzichtet werden. Ein Glasvorbau wird nicht als kritischer Raum herangezogen. Das Nachweisverfahren gemäß DIN 4108-2 ist nicht anwendbar, wenn die zum nachzuweisenden Raum oder Raumbereich korrespondierende Außenwand mit einer Doppelfassade ausgestattet ist, oder im Außenwandbereich transparente Wärmedämmsysteme angeordnet sind. Räume oder Raumbereiche in Verbindung mit unbeheizten Glasvorbauten werden unterschieden: •

mit Belüftung nur über den unbeheizten Glasvorbau: a) Der Nachweis für den betrachteten Raum gilt als erfüllt, wenn der unbeheizte Glasvorbau einen Sonnenschutz mit einem Abminderungsfaktor F c ≤ 0,35 und Lüftungsöffnungen im obersten und untersten Glasbereich hat, die zusammen mindestens 10 % der Glasfläche ausmachen; b) Ist a) nicht gegeben, ist der Nachweis durch thermische Gebäudesimulation zu führen; dabei ist die tatsächliche bauliche Ausführung inklusive des unbeheizten Glasvorbaus in der Berechnung nachzubilden;

•

mit Belüftung nicht oder nicht nur über den unbeheizten Glasvorbau: a) Der Nachweis kann mit dem Sonneneintragskennwertverfahren geführt werden, als ob der unbeheizte Glasvorbau nicht vorhanden wäre; b) Bei Nachweis durch therm. Gebäudesimulation ist die tatsächliche bauliche Ausführung inkl. des unbeheizten Glasvorbaus in der Berechnung nachzubilden.

152

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.7.1-1 Zulässige Werte des auf die Grundfläche bezogenen Fensterflächenanteils f AG , bei deren Unterschreitung auf einen Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes verzichtet werden darf nach DIN 4108-2

1 Neigung der Fenster gegenüber der Horizontalen

2 über 60° bis 90° 3 4 1) 2)

Orientierung der Fenster

auf die Grundfläche bezogener Fensterflächenanteil2) f AG in %

1)

N

Nord-West über Süd bis Nord-Ost (hellgrau) W

alle anderen Nordorientierungen (dunkelgrau)

0° bis 60°

10

NO

W

N

O SW

alle Orientierungen

SO

1

3

2

15

S

7

Sind im nachzuweisenden Raum mehrere Orientierungen mit Fenstern vorhanden, ist der kleinere Grenzwert für f WG bestimmend. Der Fensterflächenanteil f WG ergibt sich aus dem Verhältnis der Fensterfläche (lichte Rohbaumaße) zur Grundfläche des nachzuweisenden Raumes bzw. Raumbereiches (lichte Raummaße, siehe auch DIN 4108-2, Abschn. 8.2). Liegen Fenster in mehreren Orientierungen vor, so ist die Summe aller Fensterflächen zu bilden.

Kann der Nachweis aus einem der o.g. Gründe nicht nach dem hier beschriebenen Verfahren nach DIN 4108-2 geführt werden, so ist eine thermische Gebäudesimulation gemaß DIN 4108-2, Abschnitt 8.4 durchzuführen.

2.7.2 Sonneneintragskennwert m

m

∑ ( Aw, j ⋅ gtot , j ) ∑ ( Aw, j ⋅ g⊥ ⋅ FC ) S=

j =1

AG

=

j =1

AG

(2.7.2-1)

Darin sind: S Sonneneintragskennwert A G Grundfläche des Raumes in m2 A w,j die in der Orientierung j gelegene Fensterfläche in m2 (mit lichten Rohbaumaßen bestimmt) g tot Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschließlich Sonnenschutz nach DIN EN 13363-1, DIN EN 13363-2 oder angelehnt nach DIN EN 410 bzw. zugesicherten Herstellerangaben) g ⊥ der Gesamtenergiedurchlassgrad nach DIN EN 410, (Anhaltswerte siehe Tabelle 2.7.3-1) F C der Abminderungsfaktor gemäß Tabelle 2.7.2-1 für eine fest installierte Sonnenschutzvorrichtung

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 153 Sind für Glasflächen bauliche Verschattungen zu berücksichtigen, kann g tot anhand der Teilbestrahlungsfaktoren F s nach DIN V 18599-2, A.2, modifiziert werden (d. h. g tot = g ⋅ F C · F s ). Es sind die jeweiligen Faktoren für den Sommerfall zu verwenden. Die Mehrfachberücksichtigung eines Einzeleinflusses (Vordächer nach 2.7.2-1, Zeile 13) ist hierbei auszuschließen. Horizontale Vorsprünge sind nur bei Südorientierung der transparenten Außenbauteile wirksam. AG 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 2.7.2-2). Werden die genannten maximalen Raumtiefen nach Bild 2.7.2‑1 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.

3·h

G

für Cwirk relevante Bauteilfläche

Nettogrundfläche AG,2

3·h

> 6·h

Nettogrundfläche AG,1

nd ru to g et N

> 3·h

flä

ch

e

A

> 3·h

3·h

3·h

Bild 2.7.2-1 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 und außen liegenden Sonnenschutzvorrichtungen zu unterscheiden sowie hinsichtlich der Art der Verglasung, mit der der Sonnenschutz kombiniert wird (siehe Tabelle 2.7.2-1). Ein Sonnenschutz ist in Kombination mit einer „guten“ Verglasung (niedriger g-Wert) relativ gesehen unwirksamer als in Kombination mit einer Verglasung mit hohem g-Wert. Werden als außen liegender Sonnenschutz bauliche Elemente (z.B. Vordächer, Loggien, freistehende Lamellen) oder Markisen genutzt (Tabelle 2.7.2-1, Zeilen 11 bis 13), dann muss sichergestellt sein, dass die betreffenden Fenster nicht direkt besonnt werden. Dies ist dann der Fall, wenn: - bei Südorientierung der vertikale Abdeckwinkel b ≥ 50° ist; - bei Ost- oder Westorientierung der vertikale Abdeckwinkel b ≥ 85° oder der horizontale Abdeckwinkel g ≥ 115° ist.

154

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.7.2-1 Anhaltswerte für Abminderungsfaktoren F C fest installierter Sonnenschutzvorrichtungen nach DIN 4108-2

1

2

3

4

g > 0,4

g > 0,4

FC 1 Lage und Art der Sonnenschutzvorrichtung1)

g ≤ 0,4 (Sonnenschutzglas 7)) zweifach

2 ohne Sonnenschutzvorrichtung

dreifach zweifach 1,0

3 Sonnenschutz innen liegend oder zwischen den Scheiben

2)

4

weiß oder hoch reflektierende Oberfläche mit geringer Transparenz3)

0,65

0,70

0,65

5

helle Farben oder geringe Transparenz4)

0,75

0,80

0,75

6

dunkle Farben oder höhere Transparenz

0,90

0,90

0,85

0,35

0,30

0,30

0,15

0,10

0,10

7 Sonnenschutz außen liegend 8

Fensterläden, Rollläden, ¾ geschlossen 5)

9

Fensterläden, Rollläden, geschlossen

10

Jalousien und Raffstore, drehbare Lamellen, 45° Lamellenstellung („cut-off“-Stellung)

0,30

0,25

0,25

11

Jalousien und Raffstore, drehbare Lamellen, 10° Lamellenstellung5)

0,20

0,15

0,15

12

Markisen, parallel zur Verglasung4)

0,30

0,25

0,25

13

Vordächer, Markisen allgemein, freistehende Lamellen6)

0,55

0,50

0,50

1) 2) 3) 4) 5)

6) 7)

Sonnenschutzvorrichtungen müssen fest installiert sein. Übliche dekorative Vorhänge gelten nicht als Sonnenschutzvorrichtung. Insbesondere für innen und zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtungen empfiehlt es sich, genauere Werte zu ermitteln. Hoch reflektierende Oberflächen mit geringer Transparenz, Transparenz ≤ 10 %, Reflexion ≥ 60 %. Als gering transparent gelten Sonnenschutzvorrichtungen mit einer Transparenz unter 15 %. Werte für geschlossenen Sonnenschutz sind informativ und sollten nicht im Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes genutzt werden, da der stark verminderte Tageslichteinfall in der Regel durch Zuschaltung von Kunstlicht (Wärmequelle!) kompensiert wird. (Anmerkung: Bei Wohngebäuden kann ein Sonnenschutz i.d.R. geschlossen werden, wenn der Nutzer in andere Räume ausweichen kann.) siehe Bild 2.7.2-2 Anmerkung: Bei Sonnenschutzgläsern ist zu beachten, dass diese auch im Winter den dann gewünschten solaren Eintrag reduzieren.

Zu den jeweiligen Winkelbereichen gehören Abweichungen ± 22,5°. Bei Zwischenorientierungen (Süd-Ost oder Süd-West) ist ein vertikaler Abdeckwinkel b ≥ 80° erforderlich. Bezüglich der Winkelmaße für β und g ist Bild 2.7.2-2 zu beachten.

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 155

Süd

b

West

Ost

g

g

Horizontalschnitt

Vertikalschnitt

Bild 2.7.2-2 Ermittlung der Winkel β und g für bauliche Verschattungen und Markisen

2.7.3 Zulässiger Sonneneintragskennwert Szul

S zul = ∑ S x



(2.7.3-1)

Darin sind: S zul zulässiger Sonneneintragskennwert S x anteilige Sonneneintragskennwerte gemäß Tabelle 2.7.3-2 Tabelle 2.7.3-1 Beispiele für die Gesamtenergie- und Lichtdurchlässigkeit von Verglasungen

1 1 Transparentes Bauteil 2 Einfachverglasung Isolierverglasung 3 zweifach dreifach Wärmeschutzverglasung 4 zweifach dreifach Sonnenschutzverglasung zweifach Infrastop® - Neutral 70/40 Infrastop® - Brillant 66/33 5 Infrastop® - Brillant 50/25 Infrastop® - Brillant 30/17 Sonnenschutzverglasung dreifach Infrastop® III - Neutral 63/39 Infrastop® III - Brillant 59/32 6 Infrastop® III - Brillant 45/24 Infrastop® III - Brillant 27/16

2

3

Gesamtenergiedurchlässigkeit g in %

Lichtdurchlässigkeit T L in %

86

90

77 70

80 72

55 ... 60 ... 65 50 ... 60

80 70

43 36 27 19

72 66 50 30

39 33 25 16

64 59 45 27

Infrastop® ist ein eingetragenes Warenzeichen des Flachglas MarkenKreis

156

2 Wärmeschutz

Tabelle 2.7.3-2 Anteilige Sonneneintragskennwerte S x zur Bestimmung von S zul

nach DIN 4108-2 2 3 4

2 Kennwert

1

5

5

6

7

8

9

Sx Nutzung

Wohngebäude

Klimaregion gemäß Bild 2.7.3-1

ohne Nachtlüftung

7 8 10

4

A

B

Nichtwohngebäude

C

A

B

C

Nachtlüftung und Bauart

6

9

3

leichte Bauart1)

0,071 0,056 0,041 0,013 0,007 0,000

mittelschwere Bauart schwere Bauart

1)

1)

0,080 0,067 0,054 0,020 0,013 0,006 0,087 0,074 0,061 0,025 0,018 0,011

1)

S1

11

leichte Bauart 0,098 0,088 0,078 0,071 0,060 0,048 erhöhte 2) 1) Nachtlüftung mittelschwere Bauart 0,114 0,103 0,092 0,089 0,081 0,072 mit n ≥ 2 h-1 schwere Bauart1) 0,125 0,113 0,101 0,101 0,092 0,083

14

leichte Bauart1) 0,128 0,117 0,105 0,090 0,082 0,074 hohe 3) 1) Nachtlüftung mittelschwere Bauart 0,160 0,152 0,143 0,135 0,124 0,113 mit n ≥ 5 h-1 schwere Bauart1) 0,181 0,171 0,160 0,170 0,158 0,145

15

Grundflächenbezogener Fensterflächenanteil f WG = A w / A g 7)

12 13

16

S2

17 18

S3

Sonnenschutzverglasung4) mit g ┴ ≤ 0,4 Anteil geneigter Fenster

S4

f neig = A w,neig / A W,gesamt 8) 10)

Fenster mit Neigung zur Horizontalen ≤ 60° der Fläche A w,neig Anteil nordorientierter Fenster 9) 10)

22

Anteil Nord-, Nordost- u. Nordwestorientierter Fenster der Größe A w,nord (mit Neigungswinkel > 60°) sowie Fenster, die dauernd vom Gebäude selbst verschattet werden5)

S5

26

-0,035 · f neig

0,10 · f nord

Einsatz passiver Kühlung6)

23 25

0,030 - 0,115 ·f WG

0,03

21

24

0,060 - 0,231 ·f WG

Sonnenschutzverglasung

19 20

S2 =

S6

leichte Bauart1) mittelschwere Bauart schwere Bauart1)

(Fußnoten siehe nächste Seite)

0,02 1)

0,04 0,06

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 157 1)

siehe Abschnitt 2.7.4

2)

Bei der Wohnnutzung kann in der Regel von der Möglichkeit zu erhöhter Nachtlüftung ausgegangen werden. Der Ansatz der erhöhten Nachtlüftung darf auch erfolgen, wenn eine Lüftungsanlage so ausgelegt wird, dass durch die Lüftungsanlage ein nächtlicher Luftwechsel von mindestens n = 2 h-1 sichergestellt wird. Vor Einsatz einer erhöhten oder hohen Nachtlüftung mittels einer Lüftungsanlage oder einer passiven Kühlung sollte ein Sonnenschutz vorgesehen werden, mit dem g tot ≤ 0,40 erreicht wird.

3)

Von hoher Nachtlüftung kann ausgegangen werden, wenn für den zu bewertenden Raum oder Raumbereich die Möglichkeit besteht, geschossübergreifende Nachtlüftung zu nutzen (z. B. über angeschlossenes Atrium, Treppenhaus oder Galerieebene). Der Ansatz der hohen Nachtlüftung darf auch erfolgen, wenn eine Lüftungsanlage so ausgelegt wird, dass durch die Lüftungsanlage ein nächtlicher Luftwechsel von mindestens n = 5 h-1 sichergestellt wird. Vor Einsatz einer erhöhten oder hohen Nachtlüftung mittels einer Lüftungsanlage oder einer passiven Kühlung sollte ein Sonnenschutz vorgesehen werden, mit dem g tot ≤ 0,40 erreicht wird.

4)

Als gleichwertige Maßnahme gilt eine Sonnenschutzvorrichtung, welche die diffuse Strahlung nutzerunabhängig permanent reduziert und hierdurch ein g tot ≤ 0,40 erreicht wird. Bei Fensterflächen mit unterschiedlichem g tot wird S3 flächenanteilig gemittelt:



S3 = 0,03 · A W,gtot ≤ 0,40 / A W,gesamt



Darin sind:



A W,gtot die Fensterfläche mit g tot ≤ 0,40 in m2;

5)



A W,gesamt die gesamte Fensterfläche in m2

Werden für die Verschattung F s -Werte nach DIN V 18599-2 verwendet, so ist für jene Fenster S5 = 0 zu setzen.

6)

Unter passiver Kühlung wird ein System verstanden, bei dem ausschließlich Energie zur Förderung des Kühlmediums erforderlich ist (z.B. geothermische Kühlung, adiabate Kühlung).

7)

f WG = A w / A g 2 Darin sind: A w : die Fensterfläche; A g : die Nettogrundfläche im m Hinweis: Die durch S1 vorgegebenen anteiligen Sonneneintragskennwerte gelten für grundflächenbezogene Fensterflächenanteile von etwa 25 %. Durch den anteiligen Sonneneintragskennwert S2 erfolgt eine Korrektur des S1-Wertes in Abhängigkeit vom Fensterflächenanteil, wodurch die Anwendbarkeit des Verfahrens auf Räume mit grundflächenbezogenen Fensterflächenanteilen abweichend von 25 % gewährleistet wird. Für Fensterflächenanteile kleiner 25 % wird S2 positiv, für Fensterflächenanteile größer 25 % wird S2 negativ. 8)

f neig = A w,neig / A W,gesamt Darin sind: 9)

A w,neig die geneigte Fensterfläche; A W,gesamt die gesamte Fensterfläche. f nord = A w,nord / A W,gesamt



Darin sind:



A w,nord die Nord-, Nordost- und Nordwest-orientierte Fensterfläche soweit die Neigung gegenüber der



A W,gesamt die gesamte Fensterfläche.



Fenster, die dauernd vom Gebäude selbst verschattet werden: Werden für die Verschattung Fs-Werte nach DIN V 18599-2 verwendet, so ist für jene Fenster S5 = 0 zu setzen.

10)

Horizontalen > 60° ist sowie Fensterflächen, die dauernd vom Gebäude selbst verschattet sind;

Gegebenenfalls flächenanteilig gemittelt zwischen der gesamten Fensterfläche und jener Fensterfläche, auf die diese Bedingung zutrifft.

158

Städte in NRW: Bochum (C) Dortmund (C) Leverkusen (C) Remscheid (B)

2 Wärmeschutz

Bottrop (B) Düsseldorf (B) Mülheim (B) Solingen (B)

Essen (B) Hagen (C) Moers (B) Witten (C)

Gelsenkirchen (B) Hamm (C) Neuss (B) Recklinghausen (B)

Duisburg (B) Herne (C) Oberhausen (B) Wuppertal (B)

Bild 2.7.3-1 Sommerklimaregionen für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2

2.7 Sommerlicher Wärmeschutz 159

2.7.4 Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile Gemäß DIN 4108-2 wird zwischen leichter, mittlerer und schwerer Bauart differenziert. Das Kriterium hierfür bildet die wirksame Wärmespeicherfähigkeit. Cwirk = ∑ c j ⋅ ρ j ⋅ d j ⋅ A j

j

(2.7.4-1)

Darin sind: C wirk wirksame Wärmespeicherfähigkeit in J/(m3∙K) = Wh/K j Bauteilschicht c j spezifische Wärmekapazität des Baustoffes in Schicht j (siehe auch Tabelle 2.1.3-1) in J/(kg∙K)   r j Rohdichte des Baustoffes in Schicht j in kg/m3 d j wirksame Schichtdicke in m A j wirksame Bauteilfläche (bei Außenbauteilen außenmaßbezogen, bei Innenbauteilen innenmaßbezogen berechnet) in m2 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 l < 0,1 W/(m∙K) und R > 0,25 (m2∙K)/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 13786. Von einer mittelschweren Bauart kann gemäß DIN 4108-2 (und DIN V 18599-2) vereinfacht ausgegangen werden, wenn folgende Charakteristika zutreffen: • Massivdecken aus Stahlbeton • massive Innen- und Außenbauteile mit einer Rohdichte ρ ≥ 600 kg/m³ (flächenanteilig gemittelt) • keine abgehängten oder anderweitig von Raum thermisch abgekoppelten Decken • keine innenliegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen • keine hohen Räume (> 4,5 m) Von einer schweren Bauart kann gemäß DIN 4108-2 (und DIN V 18599-2) vereinfacht ausgegangen werden, wenn folgende Charakteristika zutreffen: • Massivdecken aus Stahlbeton • massive Innen- und Außenbauteile mit einer Rohdichte ρ ≥ 1600 kg/m³ • keine abgehängten oder anderweitig von Raum thermisch abgekoppelte Decken • keine innenliegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen • keine hohen Räume (> 4,5 m) Ohne Nachweis kann gemäß DIN 4108-2 (und DIN V 18599-2) vereinfacht von einer leichten Bauart ausgegangen werden.

160

2 Wärmeschutz

Alternativ darf die wirksame Wärmespeicherfähigkeit auch nach DIN EN ISO 13786 (Periodendauer: 1 d) für den betrachteten Raum bzw. Raumbereich bestimmt werden, um die Bauart einzuordnen. Dabei ist folgende Einstufung vorzunehmen: • Eine leichte Bauart liegt vor, wenn

Cwirk < 50 Wh /K ⋅ m 2 AG

(2.7.4-2)



• Eine mittlere Bauart liegt vor, wenn 50 Wh /K ⋅ m 2 ≤

Cwirk ≤ 130 Wh /K ⋅ m 2 AG



(2.7.4-3)

• Eine schwere Bauart liegt vor, wenn

Cwirk > 130 Wh /K ⋅ m 2 AG



Darin sind:



C wirk wirksame Wärmespeicherfähigkeit in J/m3K = Wh/K AG Nettogrundfläche in m2





(2.7.4-4)

2.8 Luftdichtheit

161

2.8 Luftdichtheit 2.8.1 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 Energieeinsparverordnung EnEV [22], der DIN 4108-2 und der DIN 4108-3 verankert und damit integraler Bestandteil jeder Planung. Eine Zusammenstellung möglicher Leckagen enthält Bild 2.8.1-1. Maßgaben für die Ausführung einer Luftdichtheitsschicht enthält DIN 4108-7, die Überprüfung der Luftdichtheit erfolgt in Anlehnung an DIN EN 13829.

Luke zum Spitzboden

linienförmige Anschlüsse Kehlbalkenanschluss Dachfenster Traufanschluss

Installationsdurchführung Rollladenkasten Kellertür Laibung

unbeheizt

Bild 2.8.1-1 Typische Leckagewege in der Gebäudehülle

2.8.2 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 C:\Users\Stricker\Arbeit-bauko\Bauphysik-Tabellenbuch\Bauphysik-Tabellen beschädigt werden.

162

2 Wärmeschutz

DIN 4108-7 enthält Anforderungen und Planungsempfehlungen zur Erlangung einer hinreichend luftdichten Gebäudehülle in beheizten oder klimatisierten Gebäuden. Die Planungsempfehlungen 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. Rollladengurt-Führungen oder Briefkästen). Bei diesen ist eine konstruktionsbedingt luftdichte Ausführung vorzusehen. Anforderungen Wird bei einem Gebäude die Luftdichtheit überprüft, so sind bei einer Druckdifferenz von 50 Pa zwischen Innen und Außen die nachfolgenden Luftwechselraten bzw. Luftdurchlässigkeiten nicht zu überschreiten: a) allgemeine volumenbezogene Anforderung an die Luftwechselzahl:

• bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen: n 50 ≤ 3 h-1 • bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen: n 50 ≤ 1,5 h-1

b) zusätzliche Anforderungsgröße für Gebäude und Gebäudeteile, deren Innen volumen 1500 m3 übersteigt:

• Luftdurchlässigkeit nach DIN EN 13829: q 50 ≤ 3,0 m3/(m2·h)

Werden Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung eingesetzt, so sollten die jeweiligen Grenzwerte deutlich unterschritten werden. Weitergehende Anforderungen an die Luftdichtheit werden beispielsweise bei Passivhäusern gestellt. Hier gilt für die Luftwechselzahl die Anforderung n 50 ≤ 0,6 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 Minimum zu reduzieren und in der Planung zu berücksichtigen. Die Perforation durch Befestigungsmittel der Bahnenmontage sind für die Luftdichtheit unbedeutend. Stiftförmige Befestigungsmittel für Bauteilanschlüsse sind ausreichend dicht, wenn eine Pressung oder Abdeckung vorliegt. 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.

2.8 Luftdichtheit

163

Planungsgrundsätze einer luftdichten Gebäudehülle •

Die Luftdichtheitsebene muss umlaufend und ohne Unterbrechung vorhanden sein.

•

Für jedes Bauteil / jeden Anschluss ist die Lage der Luftdichtheitsebene festzulegen.

•

Ein Wechsel der Luftdichtheitsebene z.B. von innen nach außen ist zu vermeiden.

•

Die Luftdichtheitsebene ist innenseitig der Dämmebene anzuordnen.

•

Die Luftdichtheitsebene darf durch nachfolgende Arbeiten nicht beschädigt werden.

•

Durchdringungen (→ Installationsebene) sind zu minimieren / vermeiden und müssen luftdicht hergestellt werden.

•

Anschlüsse und Klebeverbindungen der Luftdichtheitsschicht sind frei von Verspannungen und Zugkräften zu halten.

•

Alle Arbeiten sollten überwacht bzw. überprüft werden.

Planungsempfehlungen In den nachfolgenden Bildern sind die Planungsempfehlungen der DIN 4108-7 übersichtlich und thematisch geordnet zusammengestellt.

einseitiges Klebeband

doppelseitiges Klebeband; Klebemasse

Luftdichtheitsbahn

Luftdichtheitssbahn

doppelseitiges Klebeband; Klebemasse Luftdichtheitsbahn

Latte doppelseitiges Klebeband; Klebemasse Luftdichtheitsbahn

Luftdichtheitsbahn Verschweißung bzw. Verklebung Raumseit. Bekleidung Sparren

raumseitige Bekleidung Sparren einseitiges Klebeband Luftdichtheitsbahn

Bild 2.8.2-1 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Bahnen bei Stößen im Feld, auf harter Hinterlage und bei Aufsparrendämmung

164

2 Wärmeschutz

Luftdichtheitsbahn Putzträger, z.B. Steckmetall Innenputz

Luftdichtheitsbahn Anpresslatte vorkomprimiertes Dichtungband/ Klebemasse Mauerkrone verputzt

a

b

vorkomprimiertes Dichtungband/ Klebemasse

Klebemasse ohne Anpressung

Innenputz

Anpresslatte Luftdichtheitsbahn

Innenputz Luftdichtheitsbahn

c

d

Bild 2.8.2-2 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Massivbauteile a durch Einputzen b an verputzte Mauerkrone bei Aufsparrendämmung c mit vorkomprimiertem Dichtungsband und Anpressung d mit Klebemasse ohne Anpressung

Einseitiges Klebeband

Luftdichtheitsbahn

Bahnenstreifen (rutschsicher)

Anpresslatte

Luftdichtheitsbahn

komprimiertes Dichtungsband/ Klebemasse

Luftdichtheitsbahn einseitiges Klebeband

einseitiges Klebeband

Luftdichtheitsbahn

Bild 2.8.2-3 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Bahnen an Holzbauteile

2.8 Luftdichtheit

165

Luftdichheitsbahn Luftdichtheitsbahn

vorkonfektionierte Manschette / Formteil

einseitiges Klebeband

einseitiges Klebeband

a

b

Bild 2.8.2-4 Ausführung von Durchdringungen bei Luftdichtheitsschichten aus Bahnen a mit einseitigen Klebeband b unter Einsatz einer vorkonfektionierten Manschette oder eines Formteils

einseitiges Klebeband Luftdichtheitsschicht

Fugenfüller mit Bewehrungsstreifen Luftdichtheitsschicht

Klebemasse Luftdichtheitsschicht

einseitiges Klebeband Luftdichtheitsschicht

Fugenfüller mit Bewehrungsstreifen Luftdichtheitsschicht

Klebemasse Luftdichtheitsschicht

Bild 2.8.2-5 Ausführung von Überlappungen für Luftdichtheitsschichten aus Platten bei Stößen im Feld und auf harter Hinterlage

166

2 Wärmeschutz

Bahnenstreifen Klebemasse Fugenspachtel mit Papierfugendeckstreifen

Klebeband Luftdichtheitsbahn Anpresslatte

Luftdichtheitsbahn

a

b

Bild 2.8.2-6 Anschluss von Luftdichtheitsschichten aus Platten a an Massivbauteile b im Eckbereich mit Fugenspachtel

Hinterfüllprofil geschlossenzellig Dichtstoff Glattstrich vor Fenstereinbau

vlieskaschiertes Klebeband Glattstrich vor Fenstereinbau Putz

vlieskaschiertes Klebeband Mörtelbett Fensterbank Glattstrich vor Fenstereinbau Putz

vorkomprimiertes Dichtband in Verleistung Putz

einseitiges Klebeband Luftdichtheitsbahn

Klebeband Luftdichtheitsbahn

Bild 2.8.2-7 Fensteranschlüsse, Abdichtung der Fuge zwischen Fensterblendrahmen und Mauerwerk (dabei ist der Glattstrich vor dem Einbau des Fensters vorzunehmen) bzw. bei Holzbauweise

2.8 Luftdichtheit vorkomprimiertes Dichtungsband

167

Klebeband

Luftdichtheitsbahn

Metallwinkel Sandwichelement als raumabschließendes Wandelement mit Dämmkern und Metalldeckschichten Bild 2.8.2-8 Beispiel für einen luftdichten Anschluss mit großflächigen Bauelementen im Metallleichtbau

Elektro leitungen

gedämmte Rohrleitungen geschlossenzellige Schaumdämmung

Stahlbeton

Feinkörniger Beton Rohrdämmung mit Kabelbinder/Schellen etwas zusammenschnüren

Bild 2.8.2-9 Beispiel für luftdichte Installationsdurchführungen durch eine Geschossdecke

168

2 Wärmeschutz

Luftdichtheitsbahn / Dampfbremse

Folienanschluss werkseitig

Bild 2.8.2-10 Beispiel zum luftdichten Anschluss von Dachflächenfenstern

Klebemasse Luftdichtheitsbahn / Dampfsperre Klebemasse

Bild 2.8.2-11 Beispiel für eine umlaufende Luftdichtheitsebene ohne Durchdringungen bei Aufsparrendämmung

2.8 Luftdichtheit

169

Luftdichtheitsbahn / Dampfbremse Klebeband

Bild 2.8.2-12 Beispiele für den Anschluss der Luftdichtheitsschicht aus Bahnen bei Dach- und Deckenkonstruktionen im Bereich der einbindenden Innenwände

Anpresslatte

Luftdichtheitsbahn / Dampfbremse Klebemasse Glattstrich Bild 2.8.2-13 Beispiel für den Ortganganschluss der Luftdichtheitsbahn an die verputzte Mauerkrone bei Aufsparrendämmung

170

2 Wärmeschutz

Klebemasse

Luftdichtheitsbahn, variabler sd-Wert (feuchteadaptiv)

Luftdichtheitsbahn / Dampfbremse

Bild 2.8.2-14 Beispiel für eine nicht unterbrochene Luftdichtheitsebene ohne Durchdringungen bei Geschossdecken im Holzbau

Luftdichtheitsbahn Klebemasse

Bild 2.8.2-15 Beispiel für den Anschluss der Luftdichtigkeitsschicht an eine Fundamentplatte aus Beton mit Klebemasse

3 Feuchteschutz 3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 3.1.1 Wasserdampf Die Atmosphäre als Lufthülle der Erde ist ein Gemisch verschiedener Gase. Unter der Bezeichnung „feuchte Luft“ wird das Gasgemisch aus trockener Luft und Wasserdampf verstanden. Die wesentlichen Bestandteile der trockenen Luft sind Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase (z.B. Argon) und Kohlendioxid. Hinzu kommen Verunreinigungen wie Staubpartikel und Abgase. Wasserdampf (Wasser im gasförmigen Zustand) ist wie alle anderen hier betrachteten Gase unsichtbar. Tabelle 3.1.1-1 Kennwerte des Gasgemisches Luft im oberflächennahen Bereich der Atmosphäre

1

2

Bestandteile

Zeichen

3

2 Stickstoff

N2

Anteil in 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

3.1.2 Wasserdampfpartialdruck Der thermische Zustand des Gasgemisches der feuchten Luft, das Verhalten und die Eigenschaft eines idealen Gases wird mit der „idealen Gasgleichung“ beschrieben:



p ⋅ V = m ⋅ R ⋅ T

(3.1.2-1)

Darin sind: p Gasdruck in Pa (1 Pa = 1 N/m2) V Gasvolumen in m3 m Gasmasse in kg R spezifischen Gaskonstante in J/(kg∙K)  (N∙m)/(kg∙K) T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K Der Wasserdampfpartialdruck pD bzw. der Partialdruck der trockenen Luft pL wird mit den Kenngrößen für Wasserdampf (mD, RD) bzw. trockene Luft (mL, RL) in entsprechender Weise bestimmt.



pD =

mD ⋅ RD ⋅ T V

(3.1.2-2)

mL ⋅ RL ⋅ T V

(3.1.2-3)

pL =

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4_3

172

3 Feuchteschutz

Der Gesamtdruck - der Luftdruck p (Barometerdruck) - ergibt sich nach dem Gesetz von Dalton als Summe der Partialdrücke (Teildrücke) der trockenen Luft pL und des Wasserdampfes pD.

p = pO2 + pCO2 + pN2 + ... + pD = pL + pD



(3.1.2-4)

Darin sind: p Gesamtdruck (Luftdruck) in Pa pO Partialdruck der Gaskomponente des Sauerstoffes in Pa 2 pCO Partialdruck der Gaskomponente des Kohlendioxides in Pa 2 pN Partialdruck der Gaskomponente des Stickstoffes in Pa 2 pL Partialdruck der trockenen Luft in Pa pD Wasserdampfpartialdruck in Pa Tabelle 3.1.2-1 Spezifische Gaskonstanten R der Bestandteile des Gasgemisches Luft

2 Stickstoff

N2

3 spez. Gaskonstante R in J/(kg∙K) 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

1

2

Bestandteile

Zeichen

3.1.3 Wasserdampfsättigungsdruck Als Wasserdampfsättigungsdruck (Sättigungsdampfdruck) wird der Wasserdampfpartialdruck im Sättigungszustand bezeichnet. Dies entspricht dem höchstmöglichen Wasserdampfpartialdruck bei 100% Luftfeuchte, dessen Überschreitung nicht möglich ist. Für Temperaturen 0 °C ≤ q ≤ 30 °C gilt näherungsweise:



pS

 17 ,269 ⋅θ    237 ,3 + θ  = 610, 5 ⋅ e

für q ≥ 0°C

(3.1.3-1)

Für Temperaturen -20 °C ≤ q < 0 °C gilt:



pS

 21,875 ⋅θ    265,5 + θ  = 610, 5 ⋅ e

für q < 0°C

(3.1.3-2)

Darin sind: pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa q Temperatur in °C Der Wasserdampfsättigungsdruck als Funktion der Temperatur nimmt mit zunehmender Temperatur exponentiell zu.

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 173 Tabelle 3.1.3-1 Wasserdampfsättigungsdruck pS gemäß Gl. 3.1.3-1 und Gl. 3.1.3-2

1 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

,8

,9

Wasserdampfsättigungsdruck pS in Pa

2

Lufttemperatur q in °C

3

25

3166 3185 3204 3223 3242 3261 3281 3300 3320 3340

4

24

2982 3000 3018 3036 3055 3073 3091 3110 3128 3147

5

23

2808 2825 2842 2859 2876 2894 2911 2929 2947 2964

6

22

2642 2659 2675 2691 2708 2724 2741 2757 2774 2791

7

21

2486 2501 2516 2532 2547 2563 2579 2594 2610 2626

,0

,1

,2

,3

,4

,5

,6

,7

8

20

2337 2351 2366 2381 2395 2410 2425 2440 2455 2470

9

19

2196 2210 2224 2238 2252 2266 2280 2294 2308 2323

10

18

2063 2076 2089 2102 2115 2129 2142 2155 2169 2182

11

17

1937 1949 1961 1974 1986 1999 2012 2024 2037 2050

12

16

1817 1829 1841 1852 1864 1876 1888

13

15

1704 1715 1726 1738 1749 1760 1771 1783 1794 1806

14

14

1598 1608 1619 1629 1640 1650 1661 1672 1683 1693

15

13

1497 1507 1517 1527 1537 1547 1557 1567 1577 1587

16

12

1402 1411 1420 1430 1439 1449 1458 1468 1477 1487

17

11

1312 1321 1330 1338 1347 1356 1365 1374 1383 1393

18

10

1227 1236 1244 1252 1261 1269 1278 1286 1295 1303

1900 1912 1924

19

9

1147 1155 1163 1171 1179 1187 1195 1203 1211 1219

20

8

1072 1080 1087 1094 1102 1109 1117 1124 1132 1140

21

7

1001 1008 1015 1022 1029 1036 1043 1050 1058 1065

22

6

935

941

948

954

961

967

974

981

988

994

23

5

872

878

884

890

897

903

909

915

922

928

24

4

813

819

824

830

836

842

848

854

860

866

25

3

757

763

768

774

779

785

790

796

801

807

26

2

705

710

715

721

726

731

736

741

747

752

27

1

656

661

666

671

676

680

685

690

695

700

28

0

611

615

619

624

629

633

638

642

647

652

29

-0

611

605

601

596

591

586

581

576

571

567

30

-1

562

557

553

548

544

539

535

530

526

521

31

-2

517

513

509

504

500

496

492

488

484

479

32

-3

475

471

468

464

460

456

452

448

444

441

33

-4

437

433

430

426

422

419

415

412

408

405

34

-5

401

398

394

391

388

384

381

378

375

371

(Fortsetzung nächste Seite)

174

3 Feuchteschutz

Tabelle 3.1.3-1 Wasserdampfsättigungsdruck pS (Fortsetzung)

1 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Wasserdampfsättigungsdruck pS in Pa

Lufttemperatur q in °C

,0

,1

,2

,3

,4

,5

,6

,7

,8

,9

35

-6

368

365

362

359

356

353

350

347

344

341

36

-7

338

335

332

329

326

323

320

318

315

312

37

-8

309

307

304

301

299

296

294

291

288

286

38

-9

283

281

278

276

274

271

269

266

264

262

39

-10

259

257

255

252

250

248

246

244

241

239

2

3.1.4 Normatmosphäre Die Normatmosphäre wird durch den Normzustand, d.h. den Normdruck bei der Normtemperatur und Normdichte, festgelegt und bezieht sich auf die Meereshöhe bei NN. Gemäß DIN ISO 2533 sind der Normzustand durch pN = 760 Torr = 1013,25 hPa, die Normtemperatur durch TN = 273,15 K = 0 °C sowie die Normdichte durch rN.= 1,292 kg/m3 definiert.

3.1.5 Relative Luftfeuchte Die relative Luftfeuchte f ist ein dimensionsloser oder in Prozent angegebener Wert und kennzeichnet das Verhältnis aus Wasserdampfpartialdruck pD und Wasserdampfsättigungsdruck pS bzw. die tatsächlich vorhandene Wasserdampfkonzentration cD im Verhältnis zur Wasserdampfsättigungskonzentration cS bei einer bestimmten Temperatur. p c (3.1.5-1) φ= D = D pS cS



Darin sind: φ relative Luftfeuchte pD Wasserdampfpartialdruck in Pa pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa cD Wasserdampfkonzentration in g/m3 cS Wasserdampfsättigungskonzentration in g/m3

3.1.6 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.

mL p − φ ⋅ pS p − pD = = V RL ⋅ T RL ⋅ T Darin sind: cL Konzentration der trockenen Luft in kg/m3



cL =

(3.1.6-1)

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 175

mL Masse der trockenen Luft in kg V Luftvolumen in m3 p Gesamtdruck (Barometerdruck) in Pa φ   relative Luftfeuchte pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa pD Wasserdampfpartialdruck in Pa T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K RL spezifische Gaskonstante für trockene Luft in J/(kg∙K) (RL = 287,05 J/(kg∙K))

3.1.7 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

(3.1.7-1)

Darin sind: cD Wasserdampfkonzentration in kg/m3 mD Wasserdampfmasse in kg V Luftvolumen in m3 φ   relative Luftfeuchte pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa pD Wasserdampfpartialdruck in Pa T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K RD spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg∙K) (RD = 461,5 J/(kg∙K))

3.1.8 Wasserdampfsättigungskonzentration Die Wasserdampfsättigungskonzentration cS entspricht der maximalen Menge an Wasserdampf (f  =100%), die ein bestimmtes Luftvolumen bei einer bestimmten Temperatur enthalten kann. Jeder Wasserdampfsättigungskonzentration ist ein gewisser Wasserdampfsättigungsdruck pS zugeordnet.



cS =

mS pS = V RD ⋅ T

(3.1.8-1)

Darin sind: cS Wasserdampfsättigungskonzentration in kg/m3 mS maximale Wasserdampfmasse in kg V Luftvolumen in m3 pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K RD spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg∙K) (RD = 461,5 J/(kg∙K))

176

3 Feuchteschutz rel. Luftfeuchte in % 100%

Wasserdampfkonzentration cD in g/m³

25

80% 70%

20

60%

17,27 g/m³

50%

15

10

40%

10,36 g/m³

30% 20%

5

10% 0

-20

-10

0

10

20

30

Lufttemperatur q in °C

Bild 3.1.8-1Abhängigkeit der aufnehmbaren Wasserdampfmenge von der Lufttemperatur, dargestellt im Carrier-Diagramm (Beispiel: wasserdampfgesättigte Luft (f =100 %) enthält bei einer Lufttemperatur von q = 20 °C eine Wasserdampfmenge von cS =17,27 g/m3 und bei einer relativen Luftfeuchte von φ = 60 % eine Wasserdampfmenge von cD =10,36 g/m3) Tabelle 3.1.8-1 Wasserdampfsättigungskonzentration und Wasserdampfsättigungsdruck in Abhängigkeit der Lufttemperatur

1

2

3

4

5

2

30 3

4 pS in Pa 5 6 cS in g/m

3

7 pS in Pa 8 9 cS in g/m

3

10 pS in Pa 11 12 cS in g/m

3

13 pS in Pa 14 15 cS in g/m 16 pS in Pa

7

8

9

10

11

24

23

22

21

Lufttemperatur q in °C

1 3 cS in g/m

6

3

29

28

27

26

25

30,31 28,71 27,18 25,72 24,33 23,01 21,75 20,54 19,40 18,31 4241

4003

3778

3563

3359

3166

2982

20

19

18

17

16

15

14

2808 2642 13

12

2486 11

17,27 16,29 15,35 14,46 13,62 12,82 12,06 11,34 10,65 10,01 2337

2196

2063

1937

1817

1704

1598

1497 1402

1312

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

9,39

8,81

8,26

7,74

7,25

6,79

6,36

5,94

5,55

5,19

1227

1147

1072

1001

935

872

813

757

705

656

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-7

-8

-9

4,84

4,47

4,13

3,81

3,52

3,24

2,99

2,75

2,53

2,32

611

562

517

475

437

401

368

338

309

283

-10

-11

-12

-13

-14

-15

-16

-17

-18

-19

2,14

1,96

1,80

1,65

1,51

1,38

1,27

1,16

1,06

0,96

259

237

217

198

181

165

150

137

124

113

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 177

3.1.9 Taupunkttemperatur Die Taupunkttemperatur qS 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 Wechsel des Aggregatzustands von „gasförmig“ zu „flüssig“ und ein Teil des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes wird als überschüssige Feuchtigkeit in flüssiger Form als Tauwasser ausgeschieden.



 φ  θS =    100 

1 8 ,02

⋅ (109, 8 + θ ) − 109, 8

(3.1.9-1)



Darin sind: qS Taupunkttemperatur in °C φ Relative Luftfeuchte in % q Temperatur in °C 100

25

80 20

70

60 15 50

relative Luftfeuchte f in %

Taupunkttemperatur q s in °C

90

40

10

q s = 9,3 °C

30 5 10

15

20

25

Lufttemperatur q in °C Bild 3.1.9-1 Taupunkttemperatur qs der Luft in Abhängigkeit der relativen Feuchte φ und Lufttemperatur q (Beispiel: Wird eine Luftmenge mit einer Lufttemperatur von q = 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 qs = 9,3 °C unterschritten wird.)

178

3 Feuchteschutz

Tabelle 3.1.9-1 Taupunkttemperatur der Luft in Abhängigkeit der relativen Feuchte und Lufttemperatur nach DIN 4108-3

1 1 2

2

Lufttemperatur q 30 in °C

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

75

80

85

90

95

relative Luftfeuchte f  in % 35

40

45

50

55

60

65

70

3

30

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

9,2

3.1.10 Schimmelpilz-Grenztemperatur Zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung ist auf der raumseitigen Oberfläche eines Bauteils eine Mindesttemperatur einzuhalten. Diese ergibt sich beispielsweise für die Randbedingungen gemäß DIN 4108-2, welche eine Wohn- oder wohnähnliche Nutzung charakterisieren, zu qsi,min = 12,6 °C. Unter anderen Nutzungsrandbedingungen (z.B. im Industrie- und Gewerbebau) ergeben sich andere Werte‚ die sich mit Gleichung 3.1.10-1 errechnen lassen.

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 179 1 8 ,02



 1, 25 ⋅ φ  θ si,min =    100 



Darin sind: qsi,min Schimmelpilz-Grenztemperatur in °C φ Relative Luftfeuchte in % qi Raumlufttemperatur in °C

⋅ (109, 8 + θ i ) − 109, 8

(3.1.10-1)



3.1.11 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 Wasserdampf-Diffusionsübergang bezeichnet und durch den strömungsabhängigen Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 1/ß quantifiziert.

Für den inneren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand gilt: 1 −1 = 106 ⋅ ( Ti − Tsi ) ⋅ ( 0, 01 ⋅ Ti + 2, 46 ) + 0, 48 ⋅ Ti + 91 βi



(3.1.11-1)

Darin sind: 1/bi innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg Ti Innenlufttemperatur in K (Ti = q i+273,15) Tsi Oberflächentemperatur in K (Tsi = q +273,15) Für den äußeren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand gilt: Der äußere Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 1/be wird in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit angegeben. Tabelle 3.1.11-1 Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 1/be nach [23]

1

2

1

Windgeschwindigkeit

1/be in (m2∙h∙Pa)/kg

2

Windstille

3

Wind 5 m/s

4

Sturm 25 m/s

1 3,3 ⋅ 10-4 1

6,3 ⋅ 10-4 1

25 ⋅ 10-4

180

3 Feuchteschutz

Anmerkung: 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 3.1.14) des Bauteils sehr klein sind (1/ß«Z).

3.1.12 Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft Der Diffusionsleitkoeffizient dDL von Wasserdampf in ruhender Luft gibt an, wieviel kg Wasserdampf durch 1 m2 einer Luftschicht von 1 m Dicke je Stunde diffundiert, wenn die Dampfdruckdifferenz zu beiden Seiten der Schicht 1 Pa beträgt. DD (3.1.12-1) RD ⋅ T Darin sind: dDL Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(m∙h∙Pa) DD Diffusionskoeffizient von Wasserdampf in ruhender Luft in m2/h T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K RD spezifische Gaskonstante für Wasserdampf in J/(kg∙K) (RD = 461,5 J/(kg∙K))

δ DL =

Der Diffusionskoeffizient DD von Wasserdampf in Luft wird nach der von Schirmer [25] aufgestellten empirischen Beziehung ermittelt. 1,81



p  T  DD = 0, 083 ⋅ o ⋅   p  273 



(3.1.12-2)

Darin sind: DD Diffusionskoeffizient von Wasserdampf in ruhender Luft in m2/h p Luftdruck (Barometerdruck) in Pa po Normdruck (po=1013,25) in Pa po/p ≈ 1 T thermodynamische Temperatur (T = q +273,15) in K

Anmerkung: 1) Bei Diffusionsberechnungen bleibt der vorhandene Luftdruck p meist unberücksich tigt und wird zu po/p =1 gesetzt. 2) Beim Nachweis des Tauwasserschutzes gemäß DIN 4108-3 nach dem Glaser-Ver fahren ist zur Bestimmung des Wasserdampfdiffusionswiderstandes Z (siehe Ab schnitt 3.1.14) mit dDL = 0,00072 g/(m·h·Pa) zu rechnen.

3.1.13 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl Die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m  (kurz: m-Wert) ist eine dimensionslose Baustoffkenngröße. Unter ihr wird der Quotient aus dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizienten dDL von ruhender Luft und dem Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizienten dD des Baustoffes verstanden. Der m-Wert gibt somit an, den wievielfachen

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 181 Widerstand der jeweils betrachtete Baustoff einer Wasserdampfdiffusion durch eben diesen Baustoff hindurch - bei gleichen Randbedingungen - gegenüber einer Wasserdampfdiffusion durch Luft bei gleichen Randbedingungen entgegenstellt. Als Bezugsgröße für die Bestimmung der Diffusionswiderstandszahlen µ  der unterschiedlichen Baustoffe wird dabei der m-Wert der Luft mit mL= 1 angesetzt.



δ µ = DL δ D



Darin sind: µ Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl dDL Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(m∙h∙Pa) dD Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient des Baustoffes in kg/(m∙h∙Pa)

(3.1.13-1)

Tabelle 3.1.13-1 Anhaltswerte für die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl verschiedener Baustoffe nach DIN EN ISO 10456 und DIN 4108-4

1 1

2

WasserdampfDiffusionswiderstandszahl m

Baustoff

2 3

3

Vollziegel

trocken

feucht

10

5

25

15

4

Mauerwerk, einschl. Fugenmörtel

Kalksandstein r = 1600 kg/m

5

Beton

Normalbeton r = 1800 kg/m3

100

60

6

Normalbeton r = 2400 kg/m

130

80

7

Beton mit Leichtzuschlägen

15

10

8

Porenbeton

10

6

9

Sperrholz r = 500 kg/m

200

70

3

3

3

Holz- und 10 Holzwerkstoffe

Sperrholz r = 1000 kg/m3

250

110

11

Spanplatte r = 300 kg/m

3

50

10

12

Spanplatte r = 600 kg/m3

50

15

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

182

3 Feuchteschutz

Bei der experimentellen Bestimmung der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl m, 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 m bestimmt werden, als unter trockenen Bedingungen (Messung im niedrigen Luftfeuchtebereich: Trockenbereichsverfahren). Wahl des m-Wertes für poröse Baustoffe bei stationären Diffusionsberechnungen Nach DIN EN ISO 15148 wird für vereinfachte Nachweisverfahren (z.B. Glaser-Verfahren) empfohlen, nur die aus dem Trockenbereichsverfahren ermittelten m-Werte zu verwenden.

In DIN 4108-3 wird dagegen darauf hingewiesen, dass bei der Berechnung nach dem Glaser-Verfahren die ungünstigeren m-Werte anzuwenden sind (siehe Abschnitt 3.4.2). D.h. es werden bei der Diffusionsberechnung für Bauteilschichten von innen bis zur Tauwasserebene die kleineren m-Werte (Feuchtbereichsverfahren) und für Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur Außenoberfläche die größeren m-Werte (Trockenbereichsverfahren) angesetzt. Hierdurch wird die größte rechnerische Tauwassermenge und somit der ungünstigste Fall bestimmt.

3.1.14 Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand Mit dem Wasserdampf-Diffusionsduchlasswiderstand Z wird der Widerstand beschrieben, den ein Baustoff dem Wasserdampfdurchgang entgegensetzt. Für einschichtige homogene Bauteile gilt:



Z=

d 1 = ⋅µ ⋅ d δ D δ DL

(3.1.14-1)

Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt: n

Z=



∑ i =1

di 1 = ⋅ δ D ,i δ DL

n

∑ (µ ⋅ d ) i

i =1

(3.1.14-2)

i



Darin sind: Z Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg dD Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient des Baustoffes in kg/(m∙h∙Pa) dDL Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(m∙h∙Pa) µ Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl d Schichtdicke in m i Index für die Einzelschichten; i = 1,2, ...., n n Anzahl der Einzelschichten

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 183

3.1.15 Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient Mit dem Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizienten kD wird der Gesamtwiderstand beschrieben, den ein Bauteil und die oberflächennahen Luftschichten gemeinsam dem Wasserdampfdurchgang entgegensetzen. Für einschichtige homogene Bauteile gilt:



−1  e 

1 1 kD =  + Z +  b b i

(3.1.15-1)

Darin sind: kD Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m2∙h∙Pa) 1/bi innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg Z Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg 1/be äußerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg Für mehrschichtige homogene Bauteile gilt:



 1 kD =  +  βi

∑

1  Z+  βe 

−1

n   1  1  1   = + ⋅ µ i ⋅ di  +  δ DL  βe   βi  i i =1   

∑

−1

(3.1.15-2)

Darin sind: kD Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m2∙h∙Pa) 1/bi innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg Z Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg 1/be äußerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in (m2∙h∙Pa)/kg dDL Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient ruhender Luft in kg/(m∙h∙Pa) µ Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl des Baustoffes in Schicht i d Dicke der Schicht i in m i Index für die Einzelschichten; i = 1,2, ...., n n Anzahl der Einzelschichten Für mehrschichtige inhomogene Bauteile (mit q Abschnitten) gilt:



kD = fa ⋅ kDa + fb ⋅ kDb + ... + fq ⋅ kDq

Darin sind: kD Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m2∙h∙Pa) fa-q Flächenanteil der Teilflächen der Abschnitte a bis q kDa-q Wasserdampf-Diffusionsdurchgangswiderstände der jeweiligen Abschnitte

(3.1.15-3)

184

3 Feuchteschutz

3.1.16 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte Die Wasserdampf-Diffusionsstromdichte g gibt an, welche Wasserdampfmenge durch eine zur Richtung des Wasserdampfdiffusionsstromes senkrechte Bauteilfläche stündlich transportiert wird. Der Wasserdampfdiffusionsstrom stellt sich stets entlang eines Wasserdampfpartialdruckgefälles ein. Hierbei diffundiert Wasserdampf vom höheren Potential (höherer Wasserdampfpartialdruck) zum niedrigeren Potential (niedriger Wasserdampfpartialdruck).



g = kD ⋅ ( pi − pe )

(3.1.16-1)

Darin sind: g Wasserdampf-Diffusionsstromdichte in kg/(m2∙h) kD Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m2∙h∙Pa) pi innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pe außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa Finden in einem Bauteil keine Tauwasserbildung oder Verdunstungen an Wasser und keine zeitliche Veränderung der anliegenden Temperaturen statt, ist die Wasserdampfdiffusionsstromdichte g in jeder Schicht des Bauteils konstant. Dementsprechend ergeben sich äquivalente Formulierungen für den Bereich des inneren und äußeren Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstandes:



g = β i ⋅ ( pi − psi )

(3.1.16-2)

g = β e ⋅ ( pse − pe ) (3.1.16-3) Darin sind: g Wasserdampf-Diffusionsstromdichte (innen bzw. außen) in kg/(m2∙h) pi innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pe außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa psi Wasserdampfpartialdruck an innenseitiger Oberfläche in Pa pse Wasserdampfpartialdruck an außenseitiger Oberfläche in Pa bi innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in kg/(m2∙h∙Pa) be äußerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in kg/(m2∙h∙Pa)

3.1.17 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke Für Baustoffschichten gilt: Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd beschreibt, den wievielfachen Widerstand eine Baustoffschicht der Dicke d der Wasserdampf-Diffusion entgegensetzt als eine gleich dicke Luftschicht.



sd = µ ⋅ d



Darin sind: sd wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke in m µ Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl d Schichtdicke in m



(3.1.17-1)

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 185 Für Luftschichten (Grenzschichten) gilt: Durch die an den Bauteiloberflächen innen- und außenseitig „anhaftende“ Luftschicht (Grenzschicht) erfolgt ebenfalls ein Feuchtetransport auf dem Wege der Wasserdampfdiffusion (siehe Abschnitt 3.1.11). Auch für diese Grenzschichten kann wie für Baustoffschichten die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke als das Maß für deren Widerstand gegen Wasserdampfdiffusion angegeben werden.

Grenzschicht an der Bauteilinnenseite Für die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Bauteilinnenoberfläche sd,i können vereinfachend die in Tabelle 3.1.17-1 angegebenen Werte in Abhängigkeit der Wasserdampf-Diffusionsstromrichtung verwendet werden. Tabelle 3.1.17-1 Werte der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Bauteilinnenoberfläche nach DIN EN 15026

1 1 Wasserdampf-Diffusionsstromrichtung

2

sd,i in m

2 aufwärts

0,004

3 horizontal

0,008

4 abwärts

0,03

Grenzschicht an der Bauteilaußenseite Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Grenzschicht an der Außenoberfläche sd,e hängt von der Windgeschwindigkeit v ab und kann gemäß DIN EN 15026 nach Gl. 3.1.17-2 berechnet werden.



sd, e =

1 67 + 90 ⋅ v

(3.1.17-2)

Darin sind: sd,e wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke an Außenoberfläche der Grenzschicht in m n Windgeschwindigkeit in m/s

3.1.18 Sorptionsisotherme Sorptionsisothermen beschreiben für jeden Stoff einen charakteristischen Zusammenhang zwischen der relativen Luftfeuchte φ  der Umgebungsluft und dem Gleichgewichtsfeuchtegehalt eines Stoffes bei einer konstanten Temperatur ϑ0. Mit steigender relativer Luftfeuchte erhöht sich die Materialfeuchte eines Baustoffes durch Adsorption (Anlagerung von Feuchtigkeit an den Porenwandungen in hygroskopischen Baustoffen bei Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft) und mit sinkender relativer Luftfeuchte nimmt die Materialfeuchte durch Desorption (Abgabe von Feuchtigkeit an die Umgebungsluft) ab.

186

3 Feuchteschutz Kapillarradius in m 3 5

10

-9

5

2

10

-8

10

-7

umax Übersättigung

Wassergehalt in Vol.-% oder kg/m3

monomolekulare Schicht multimolekulare Schicht

uf

Kapillarkondensation Ungebundenes Wasser

Kapillarleitung

u95

u80

 > 0 Desorption

Adsorptiv gebundenes Wasser

 < 0  = 0 Adsorption 0

20

40

60

80

100

Relative Luftfeuchte  in %

Bild 3.1.18-1 Schematische Darstellung einer Sorptionsisotherme (Adsorption- und Desorptionsisotherme)

3.1.19 Massebezogener Feuchtegehalt Der massebezogene Feuchtegehalt u eines Baustoffes gibt das Verhältnis der Masse des Wasseranteils im Baustoff zur Masse des trockenen Baustoffes an.



u=

m f − mt mW ⋅ 100 = ⋅ 100 mt mt

(3.1.19-1)

Darin sind: u massebezogener Feuchtegehalt in Gew.% mW Masse des enthaltenen Wassers in kg mf feuchte Masse des Baustoffes in kg mt trockene Masse des Baustoffes in kg

3.1.20 Volumenbezogener Feuchtegehalt Der volumenbezogene Feuchtegehalt y eines Baustoffes gibt das Verhältnis des Volumens des Wasseranteils im Baustoff zum Volumen des trockenen Baustoffes an.



ρ V ψ = W ⋅ 100 = u ⋅ t ⋅ 100 ρW Vt

(3.1.20-1)

3.1 Feuchteschutztechnische Begriffe 187 Darin sind: y volumenbezogener Feuchtegehalt des Baustoffes in Vol.% VW Volumen des enthaltenen Wassers in m3 Vt Volumen des (darr)trockenen Baustoffes in m3 ρt Darrdichte des Baustoffes in kg/m3 ρW Dichte von Wasser ρW = 1000 kg/m3 u massebezogener Feuchtegehalt des Baustoffes in Gew.%

3.1.21 Gleichgewichtsfeuchtegehalt Die Gleichgewichtsfeuchte bzw. Ausgleichsfeuchte eines Baustoffes kennzeichnet den Feuchtegehalt, der sich allmählich bei einer Lagerung in Luft konstanter relativer Luftfeuchte und Temperatur im Baustoff einstellt. Der Feuchtegehalt wird durch einen Index gekennzeichnet (z.B. u50 ), der dem Zahlenwert derjenigen relativen Luftfeuchte entspricht, mit welcher der Baustoff im Gleichgewicht steht. Tabelle 3.1.21-1 Ausgleichsfeuchtegehalt von Baustoffen nach DIN 4108-4

1

1

2

Baustoff

Feuchtegehalt u in kg/kg

2 Beton mit geschlossenem Gefüge mit porigen Zuschlagen

0,13

3

Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge mit dichten Zuschlägen nach DIN EN 12620

0,03

4

Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge mit porigen Zuschlägen nach DIN EN 13055-1

0,045

5 Gips, Anhydrit 6 Gussasphalt, Asphaltmastix

0,004 0

7

Holz, Sperrholz, Spanplatten, Holzfaserplatten, Schilfrohrplatten und -matten, organische Faserdämmstoffe

0,15

8

Pflanzliche Faserdämmstoffe aus Seegras, Holz-, Torf- und Kokosfasern und sonstige Fasern

0,15

3.1.22 Praktischer Feuchtegehalt Der praktische Feuchtegehalt kennzeichnet den Feuchtegehalt eines Baustoffes, der bei einer Untersuchung einer hinreichenden Anzahl von genügend ausgetrockneten Gebäuden, die zum dauernden Aufenthalt dienen, in 90% aller Fälle nicht überschritten wird. Für die Beurteilung des praktischen Feuchtegehaltes wird im Allgemeinen die Ausgleichsfeuchte bei einem Umgebungsklima von 80% relativer Luftfeuchte herangezogen.

188

3 Feuchteschutz

3.1.23 Kritischer Feuchtegehalt Der kritische Feuchtegehalt ukr kennzeichnet die untere Grenze für den möglichen kapillaren Wassertransport eines Baustoffes und liegt beispielsweise bei Porenbeton zwischen 18-25 Vol.%, bei Ziegeln zwischen 2,5-5,0 Vol.% und bei Kalksandsteinen bei 14 Vol.% Feuchtegehalt.

3.1.24 Maximaler Feuchtegehalt Der maximale Feuchtegehalt umax bezeichnet die maximale Wasseraufnahme eines Baustoffes. Hierbei sind alle dem Wasser zugänglichen Poren eines Baustoffes vollständig gefüllt.

3.2 Bestimmung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes 3.2.1 Rechnerisches Verfahren Unter der Annahme stationärer Randbedingungen (g = konst.) gelten für ein Bauteil die Beziehungen gemäß Abschnitt 3.1.16. Für ein mehrschichtiges Bauteil können die Wasserdampfpartialdrücke an den Schichtgrenzen bei bekanntem Wasserdampfpartialdruck innen- und außenseitig sowie bekanntem Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizienten kD rechnerisch bestimmt werden.



g = kD ⋅ ( pi − pe )



(3.2.1-1)



g = β i ⋅ ( pi − psi )



(3.2.1-2)



g = β e ⋅ ( pse − pe )







(3.2.1-3)

Darin sind:

g = kD = pi = pe = psi = pse = bi = be =

Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in kg/(m2∙h) Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient in kg/(m2∙h∙Pa) innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa Wasserdampfpartialdruck an innenseitiger Oberfläche in Pa Wasserdampfpartialdruck an außenseitiger Oberfläche in Pa innerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in kg/(m2∙h∙Pa) äußerer Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand in kg/(m2∙h∙Pa)

Die Bestimmung der Wasserdampfpartialdrücke an den Schichtgrenzen eines Bauteils kann bei stationären Randbedingungen (g = konst.) für ein mehrschichtiges Bauteil anhand der entsprechend umgeformten Gl. 3.2.1-1 bis 3.2.1-3 erfolgen. Ein Beispiel für die rechnerische Bestimmung ist in Bild 3.2.1-1 gegeben.

3.2 Bestimmung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes 189 pi

p1 psi

1

psi  pi 

g

i 3

2

1

p1  psi  Z1  g

4

. .

p3

p2

. pse  p3  Z4  g pe  pse 

pe pse d1

d2

d3

1

g

βe

d4

Bild 3.2.1-1 Beispiel zur rechnerischen Ermittlung des Verlaufes des Wasserdampfpartialdruckes

3.2.2 Graphisches Verfahren Alternativ zum rechnerischen Verfahren kann der Wasserdampfpartialdruck-Verlauf auch graphisch ermittelt werden. Beim graphischen Verfahren erfolgt (analog zur graMaßstab „d“ i = 50 % i = 20 °C

Maßstab „R“ e = 80 % e = -10 °C

Temperatur in °C

q

Linearisierung



pi = 1170 Pa

Maßstab „Z“

Partialdruck in Pa

g

 pe = 208 Pa

Bild 3.2.2-1 Linearisierung des Maßstabes bei der Ermittlung von Temperatur- und Partialdampfdruckverlauf

190

3 Feuchteschutz

phischen Ermittlung des Temperaturverlaufes) eine Linearisierung des Verlaufes durch Skalierung des Maßstabes auf der x-Achse. Während zur Bestimmung des Temperaturverlaufes auf der x-Achse anstelle der Schichtdicken die Wärmeübergangs-/ -durchlasswiderstände abgetragen werden, sind es bei der Bestimmung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes die Diffusionsübergangs-/ -durchlasswiderstände (siehe Bild 3.2.2-1). Es wird also ein Diagramm erstellt, bei dem der Wasserdampfpartialdruck auf der Ordinate (y-Achse) und die Wasserdampf-Diffusionsdurchgangs- bzw. Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände 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 Wasserdampf-Diffusionsstromdichte g 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 Bild 3.2.2-2). pi

psi

p1

1

2

3 p2

4 p3

pe pse

Wasserdampfpartialdruck p in Pa

d1

d2

d3

d4

2500 2000 1500

pi psi p1 1000

p3 p2

500 0

1/i Z1

pse Z2

Z3

Z4

pe 1/e

Diffusionsübergangs- /-durchlasswiderstände in (m²·h·Pa/kg) Bild 3.2.2-2 Ermittlung des Wasserdampfpartialdruckverlaufes in einem mehrschichtigen Bauteil ohne Tauwasserausfall im Inneren nach dem graphischen Verfahren

3.3 Schlagregenschutz 191

Anmerkung: Bei feuchteschutztechnischen Berechnungen zur Beurteilung der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen (z.B. bei der Anwendung des Glaser-Verfahrens) werden die Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstände (siehe 3.1.11) in der Regel vernachlässigt, so dass für die Wasserdampfpartialdrücke an den Oberflächen des Bauteils gilt:



psi = pi = φi ⋅ pS ( θi ) (3.2.2-1)



pse = pe = φe ⋅ pS ( θe )

(3.2.2-2)

Darin sind: psi Wasserdampfpartialdruck an Innenoberfläche in Pa pse Wasserdampfpartialdruck an Außenoberfläche in Pa pi Wasserdampfpartialdruck der Innenraumluft in Pa pe Wasserdampfpartialdruck der Außenluft in Pa φi Relative Luftfeuchte der Innenraumluft φe Relative Luftfeuchte der Außenluft pS Wasserdampfsättigungsdruck in Pa qi Temperatur der Innenraumluft in °C qe Temperatur der Außenluft in °C

3.3 Schlagregenschutz Als Schlagregen bezeichnet man Regen, dessen Tropfen unter der Wirkung des Windes merklich aus der lotrechten Fallrichtung abgelenkt werden und dadurch auf senkrecht exponierte Flächen (z.B. Hauswände) unter einem bestimmten Einfallwinkel, der von der Tropfengröße und Windgeschwindigkeit abhängt, auftreffen. 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. Ein effektiver Schlagregenschutz muss daher die folgenden primären Ziele verfolgen: • Begrenzung der kapillaren Wasseraufnahme • Vermeidung von Oberflächenmängeln wie Rissen oder Spalten • Instandhaltung von Abdichtungen in der Fläche, an Durchdringungen und an Fugen • Sicherstellung der schnellen Verdunstung des aufgenommenen Wassers Die zu treffenden Maßnahmen richten sich nach der Intensität der Schlagregenbeanspruchung, die durch Wind und Niederschlag sowie durch die örtliche Lage (Exponiertheit) und die Gebäudeart (z.B. Einfamilienhaus oder Hochhaus) bestimmt wird. Die Häufigkeit des Auftretens von Schlagregen in Abhängigkeit von der Windrichtung ist z.B. bei der Konstruktion von Bauwerken (Feuchtebelastung, Verwitterung) zu berücksichtigen.

192

3 Feuchteschutz

3.3.1 Schlagregenbeanspruchungsgruppen Zur überschlägigen Ermittlung der Beanspruchungsgruppen ist die Übersichtskarte zur Schlagregenbeanspruchung gemäß Bild 3.3.1-1 zu verwenden. Lokale Abweichungen sind möglich und müssen im Einzelfall berücksichtigt werden. Nach DIN 4108-3 wird die Beanspruchung von Außenwänden durch Schlagregen in drei Schlagregenbeanspruchungsgruppen unterteilt: • Beanspruchungsgruppe I: Geringe Schlagregenbeanspruchung • Beanspruchungsgruppe II: Mittlere Schlagregenbeanspruchung • Beanspruchungsgruppe III: Starke Schlagregenbeanspruchung Die Beanspruchungsgruppe I gilt für Gebäude in Gebieten mit einer geringfügigen Schlagregenbeanspruchung, d.h. mit Jahresniederschlagsmengen < 600 mm sowie bei besonders windgeschützten Lagen in Gebieten mit größeren Niederschlagsmengen. 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. 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.

3.3 Schlagregenschutz 193

Flensburg Rügen Kiel

Rostock

Lübeck Neubrandenburg

Schwerin Hamburg

Bremerhaven Emden Oldenburg

Uelzen

Bremen

Wittenberge Berlin

Meppen Hannover

Osnabrück

Wolfsburg Magdeburg

Bielefeld Münster

Halle

Nordhausen

Dortmund

Düsseldorf

Bad Marienberg

Leipzig

Erfurt Weimar Jena

Marburg

Bonn

Cottbus

Dresden

Kassel

Köln Aachen

Wittenberg

Dessau

Detmold Paderborn

Essen

Frankfurt (Oder)

Gera

Chemnitz Zwickau

Plauen

Fulda Gießen

Koblenz

Frankfurt (Main) Offenbach

Wiesbaden

Bayreuth

Mainz Trier

Ludwigshafen Saarbrücken

Würzburg Nürnberg

Mannheim Karlsruhe

Regensburg Stuttgart

Baden-Baden

Passau

Stötten

Ulm

München

Freiburg Konstanz Lindau

Beanspruchungsgruppe I

Mühldorf

Augsburg

Berchtesgarden Garmisch - Partenkirchen

Beanspruchungsgruppe II

Beanspruchungsgruppe III

Bild 3.3.1-1 Übersichtskarte zur Schlagregenbeanspruchung in der Bundesrepublik Deutschland gemäß DIN 4108-3

194

3 Feuchteschutz

3.3.2 Klassifizierung für Putze und Beschichtungen Als Kriterien für die Regenschutzwirkung von Putzen und Beschichtungen sind der Wasseraufnahmekoeffizient, die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke und das Produkt beider Größen (siehe hierzu auch Bild 3.3.2-1) zu beachten. Anhand dieser Kriterien werden sie in DIN 4108-3 als wasserabweisend klassifiziert und müssen den Anforderungen der Tabelle 3.3.2-1 genügen. Tabelle 3.3.2-1 Kriterien für den Regenschutz von Putzen und Beschichtungen

1

2

3

WasseraufnahmeKlassifizierung des koeffizient 1 Putzes / Beschichtung w in kg/(m2∙h0,5) 2 Wasserabweisend

4

Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd in m

w ∙s d in kg/(m∙h0,5)

≤ 2,0

≤ 0,2

≤ 0,5

Produkt

sd in m

hohe Diffusionsfähigkeit

2,0

w·sd  0,2

geringe Wasseraufnahme

0,5 w in kg/(m²h0,5)

Bild 3.3.2-1 Graphische Darstellung der Anforderung an das Produkt w∙sd. Je geringer die Wasseraufnahme ist, desto größer darf der sd-Wert sein und umgekehrt. Tabelle 3.3.2-2 Putzmörtelgruppen nach DIN V 18550 (Stand 04.2005)

1

2

1

Mörtelgruppe

Mörtelart

2

PI

Luftkalkmörtel, Wasserkalkmörtel. Mörtel mit hydraulischem Kalk

3

P II

Kalkzementmörtel, Mörtel mit hochhydraulischem Kalk oder Mörtel mit Putz- oder Mauerbinder

4

P III

Zementmörtel, Zementmörtel mit Zusatz von Kalkhydrat

5

P IV

Gipsmörtel und gipshaltige Mörtel

3.3 Schlagregenschutz 195 Weiterführende Informationen zur Klassifizierung von Putzen sind DIN 18550 (Stand 04.2005) zu entnehmen. Hiernach werden Putze zunächst in Mörtelgruppen gemäß Tabelle 3.3.2-2 eingeordnet. Die Anforderungen für wasserabweisende Putzsysteme sind der Tabelle 3.3.2-3 zu entnehmen. Tabelle 3.3.2-3 Wasserabweisende Putzsysteme nach DIN V 18550 (Stand 04.2005)

1

2

3

4

Mörtelgruppe für Unterputz

Druckfestigkeitskategorie des Unterputzes nach DIN EN 998-1

Mörtelgruppe bzw. BeschichtungsstoffTyp für Oberputz

Druckfestigkeitskategorie des Oberputzes nach DIN EN 998-1

2

PI

CS I

PI

CS I

3

P II

CS II

PI

CS I

4

P II

CS III

PI

CS I

5

-

-

PI

CS I

6

-

-

P II

CS II

7

-

-

P II

CS III

8

P II

CS II

P II

CS II

9

P II

CS III

P II

CS III

10

P II

CS III

P II

CS III

11

P II

CS III



P Org 1

-

12

-

-



P Org 11)

-

13

-

-

1

1)

Nur bei Beton mit geschlossenem Gefüge als Putzgrund

P III

CS IV

196

3 Feuchteschutz

3.3.3 Einordnung von Wandbauarten In DIN 4108-3 werden Beispiele für die Zuordnung von Wandbauarten in die einzelnen Gruppen der Schlagregenbeanspruchung gegeben. Beispiele sind in Tabelle 3.3.3-1 aufgeführt. Tabelle 3.3.3-1 Beispiele für die Zuordnung von Wandbauarten und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3

1

1

2

3

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe II

Beanspruchungsgruppe III

Außenwände aus Mauerwerk, Wandbauplatten, Beton u.ä. sowie auf außenseitigen Wärmebrückendämmungen 2 bekleidet mit: Außenputz ohne besondere wasserabweisendem Außenputz Anforderungen nach Tab. 3.3.2-1

3

Einschaliges Sichtmauerwerk mit einer Außenwanddicke inklusive Innenputz von: d ≥ 31 cm

4

d ≥ 37,5 cm

Zweischaliges Verblendmauerwerk mit Innenputz sowie - mit Luftschicht und Wärmedämmung - mit Kerndämmung

Außenwände mit außen im Dickbett oder Dünnbett angemörtelten Fliesen oder Platten nach DIN 18515-1 mit wassernach DIN 18515-1 abweisendem Ansetzmörtel

5 Außenwände mit gefügedichter Betonaußenschicht 6

Wände mit hinterlüfteten Außenwandbekleidungen (offene Fugen zwischen den Bekleidungsplatten beeinträchtigen den Regenschutz nicht)

7

Wände mit Außendämmung durch ein Wärmedämmputzsystem oder durch ein bauaufsichtlich zugelassenes Wärmedämmverbundsystem

8 Außenwände in Holzbauart mit Wetterschutz nach DIN 68800-2

3.3.4 Fugen und Anschlüsse Auch im Bereich von Fugen und Anschlüssen muss der Schlagregenschutz gewährleistet sein. Eine Abdichtung in diesen Bereichen kann mit geeigneten Fugendichtstoffen, Dichtbändern, Folien oder durch konstruktive Maßnahmen erfolgen. Bei der baulichen Umsetzung ist zu beachten, dass diese Bereiche ausreichend zugänglich für Wartungsarbeiten bleiben. Beispiele für die Zuordnung von Fugenabdichtungsarten und Beanspruchungsgruppen sind in Tabelle 3.3.4-1 zusammengestellt. Eine weitere Möglichkeit der schlagregendichten Ausführung von Außenwandfugen stellen imprägnierte Fugendichtbänder gemäß DIN 18542 dar.

3.3 Schlagregenschutz 197 Tabelle 3.3.4-1 Beispiele für die Zuordnung von Fugenabdichtungsarten und Beanspruchungsgruppen nach DIN 4108-3

2

3

4

Beanspruchungsgruppe I

Beanspruchungsgruppe II

Beanspruchungsgruppe III

geringe Schlagregenbeanspruchung

mittlere Schlagregenbeanspruchung

starke Schlagregenbeanspruchung

1

1

2 3

Fugenart

Konstruktive Fugenausbildung1)

Vertikalfugen

Fugen nach DIN 185401) Offene, schwellenförmige Fugen mit einer Schwellenhöhe2) h

4 5

h ≥ 60 mm

Horizontalfugen

h ≥  80 mm

h ≥ 100 mm

Fugen nach DIN 18540 mit zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen, z.B. mit Schwellenhöhe h ≥ 50 mm

6 1)

Fugen nach DIN 18540 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)

Erläuterung der Schwellenhöhe h siehe Bild 3.3.4-1a

Fugendichtstoff Hinterfüllmaterial

b

≥ 10

b

imprägniertes Fugendichtungsband gemäß DIN 18542

mm

h

t

0°

t

d

≥6

a

b

c

Bild 3.3.4-1 Beispiele für Fugenausführungen a Schwellenförmige Fugenausführung gemäß DIN 4108-3 b Fugenausführung mit Fugendichtstoff gemäß DIN 18540 c Fugenausführung mit Fugendichtband gemäß DIN 18542

3.3.5 Bestimmungen für weitere Bauteilgruppen Angaben zum Schlagregenschutz weiterer Bauteile finden sich • für Außenwandbekleidungen in DIN 18515-1, DIN 18516-1 und DIN 18516-3 • für Fenster und Außentüren in DIN EN 1027 (Prüfung) und DIN EN 12208 (Klassifizierung) • für Vorhangfassaden in DIN EN 12154

198

3 Feuchteschutz

3.3.6 Innendämmungen Von besonderer Bedeutung ist ein ausreichender Schlagregenschutz, wenn bei Sanierungen die Außenwände mit einer Innendämmung versehen werden. Durch die Innendämmung wird das hygrothermische Verhalten erheblich verändert: • der Temperaturverlauf innerhalb der Wand ändert sich, so dass im Winter bereits innenseitig hinter der Innendämmung eine Temperatur von etwa 0°C erreicht wird (die Tragschale ist dann temporär durchgefroren) • durch die Innendämmung wird in vielen Fällen der sd-Wert zur Raumseite hin erhöht Durch den sehr geringen Temperaturgradienten innerhalb der Tragschale ist in diesem Bereich auch eine sehr geringe Dampfdruckdifferenz vorhanden, weswegen Austrocknungsvorgänge infolge Diffusion sehr lange Zeiträume in Anspruch nehmen. Verbleibt die Außenschale aufgrund von Schlagregenaufnahme längere Zeit so feucht, dass freies Wasser im Querschnitt vorliegt, kann es im Winter zu Frostschäden (Abplatzungen) kommen. Zusätzlich wird aufgrund des erhöhten sd-Wertes zur Raumseite auch der sommerliche Diffusionsstrom nach innen stark reduziert, so dass auch zu dieser Seite ein Austrocken nur sehr bedingt möglich ist. Dieser Effekt kann durch den Einsatz kapillar leitender Innendämmung reduziert werden, da in diesem Fall keine Dampfbremse ausgeführt wird.

+20° 14,3°

-5°

0°

Austrockung durch geringe Temperaturdifferenz verlangsamt Schlagregen

Schlagregen

hohes Austrockungspotential in beide Richtungen

Austrockung durch raumseitige Schichten verlangsamt

+20° 18,6°

-5°

0,6° 0°

Bild 3.3.6-1 Beispiel: Veränderung des Temperaturverlaufes und des Austrocknungsverhaltens einer Außenwand nach dem Aufbringen einer Innendämmung

Im Zusammenhang mit der Planung einer Innendämmung ist daher stets eine Überprüfung der Wasseraufnahmefähigkeit der Außenwand sinnvoll. Kann eine Schlagregenbeanspruchung nicht durch konstruktive Maßnahmen (Überstände, Wandbekleidungen) reduziert werden und ist von einer erhöhten Wasseraufnahme auszugehen, so sollte eine Hydrophobierung der Außenoberfläche in Betracht gezogen werden. Bei einer Hydrophobierung wird ein flüssiger Wirkstoff auf die Wandoberfläche aufgebracht, der in den Porenraum eindringt und an den Oberflächen der Poren aushärtet. Die erreichbare Eindringtiefe ist materialabhängig. Durch den Film auf den Porenoberflächen wird ein wasserabweisender Effekt erreicht, der Kapillartransport weitestgehend

3.3 Schlagregenschutz 199 unterbunden. Diese Reduzierung der Kapillarleitung gilt allerdings in beide Richtungen: Liegt eine Feuchtebelastung der Tragschale (z.B. durch aufsteigende Feuchte) vor, kann diese ebenfalls nicht mehr kapillar zur Oberfläche geleitet werden und dort verdunsten. Bei einer solchen inneren Feuchtequelle ist diese immer im Vorfeld einer Hydrophobierungsmaßnahme zu lokalisieren und zu beseitigen. Die Diffusionsfähigkeit des Wandbaustoffes bleibt nach einer Hydrophobierung weitestgehend erhalten. Welches Mittel wie oft anzuwenden ist, hängt von der Wasseraufnahmefähigkeit des Materials und dem hierfür gesetzten Zielwert nach der Maßnahme ab. Unter Umständen sind mehrere Schichten nach Vorgabe des Herstellers (in der Regel nass in nass) aufzubringen. Problematisch ist eine Hydrophobierung salzbelasteter Untergründe. Die im Mauerwerk eingelagerten Salze kristallisieren in der Verdunstungszone hinter der hydrophobierten Schicht aus und in der Folge kann es zu Abplatzungen aufgrund des Kristallisationsdruckes kommen.

3.3.7 Fachwerkfassaden An einer Fassade aus Sichtfachwerk wird Schlagregen nicht nur flächig über die Ausfachungen sondern insbesondere über die Anschlussfugen zwischen Ausfachung und Holzbalken sowie über Risse in den Balken aufgenommen. Bei der Sanierungsplanung (insbesondere auch in Verbindung mit Innendämmungen) ist dies zu beachten. Die Hydrophobierung einer Fachwerkwand ist aus diesem Grunde auch eher schädlich, da das Regenwasser weiterhin über die Anschlussfugen tief in die Wand eindringen kann, aber die kapillare Leitfähigkeit für den Austrocknungsvorgang unterbunden wird. Eine elastische Abdichtung der Anschlussfugen ist ebenfalls schädlich, die diese nicht dauerhaft dicht ist. Wasser, welches in Holzrisse (oder Verbindungen wie z.B. Zapfenlöcher) eingedrungen ist, muss abgeleitet werden. Hierzu können Entwässerungsbohrungen angelegt werden. Breite Risse können (mit der gleichen Holzart wie das Ursprungsbauteil) handwerklich ausgespänt werden. Werden Holzbauteile erneuert, ist die Einbaulage so zu wählen, dass die Rissbildung nach unten gerichtet erfolgt. Siehe auch Bild 3.3.7-1.

außen a

innen

außen

innen

b

Bild 3.3.7-1 Maßnahmen zur Vermeidung von stehendem Wasser in Fachwerkhölzern a Entwässerungsbohrung bei Zapfenlöchern b Korrekte Einbaulage für horizontale Stäbe

200

3 Feuchteschutz

Ferner gilt es auch, die bauliche Historie des Hauses nachzuvollziehen. Oft werden z.B. alte Ställe oder Scheunen zu Wohnhäusern umgebaut, bei denen die aufgrund fehlender Putzschichten hohe Luftdurchströmung für ein rasches Austrocken eingedrungener Feuchtigkeit sorgte. Werden nun Putzschichten aufgebracht, verlängert sich dieser Trocknungsprozess erheblich. Welche Ausführung der Fassade in Abhängigkeit von der zu erwartenden Schlagregenbeanspruchung sinnvoll ist, wird im WTA-Merkblatt 8-1-03/D [26] erläutert (siehe Tabelle 3.3.7-1). Ein Blick auf Bild 3.3.1-1 zeigt, in welchen Regionen Deutschlands welche Fassadenausführung möglich ist. Tabelle 3.3.7-1 Hinweise für die Ausführung von Fassaden in Abhängigkeit von der Schlagregenbeanspruchung gemäß WTA-Merkblatt 8-1-03/D [26]

1

1

2

Schlagregenbeanspruchung der Fassade

Hinweise zur Ausführung

2

Wetterabgewandte Fassaden, durch Nachbarbebauung geschützte Fassaden

Sichtfachwerk möglich

3

Beanspruchungsgruppe I gemäß DIN 4108-3

Sichtfachwerk möglich, wenn die Trocknung nach innen und außen (durch kapillar leitfähige Baustoffe) sichergestellt ist

4

Beanspruchungsgruppe II oder III gemäß DIN 4108-3

Sichtfachwerk nicht möglich

Soll im Rahmen einer Fachwerksanierung eine Innendämmung eingebaut werden, so tritt zusätzlich die bereits in Bild 3.3.6-1 gezeigte Veränderung des Temperaturverlaufes ein. Um das Austrocknungspotential weitestmöglich zu erhalten, wird - als Kompromiss zwischen Wärmeschutz und Feuchteschutz - eine Begrenzung der Dämmschichtdicke auf 4 - 5 cm (bei geschützten Fassaden ggf. etwas mehr) empfohlen. Ständer (Fachwerk)

b

a -5°C

-5°C

-2,1°C

-4,2°C

Leichtmörtel Außenputz Ausfachung

-1°C 9,4°C 10,5°C 20°C

-0,9°C 17,1°C 17,3°C 20°C

-0,2°C Innenputz, Bestand Ausgleichsputz Trennlage, diffusionsoffen Klebemörtel Innendämmung Spachtelung

Bild 3.3.7-2 Fachwerkwand mit Innendämmung und beispielhafter Temperaturverlauf im Gefach a im Ausgangszustand b nach der Sanierung

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 201 Auf diese Weise wird ein Wärmedurchlasswiderstand der sanierten Wand erreicht, der sich an den Vorgaben des Mindestwärmeschutzes orientiert (Rmin = 1,2 (m²·K)/W gemäß DIN 4108-3, Rmin = 1,0 (m²·K)/W gemäß WTA [26]). Hierbei sind vorzugsweise kapillar leitende Dämmstoffe einzusetzen. Diese sind vollflächig am Untergrund zu verkleben. Hohlräume und Unebenheiten sind vorher auszugleichen. Zwischen Klebemörtel und Fachwerk ist eine Trennlage vorzusehen, um einen Eintrag von Baufeuchte in das Holz zu vermeiden. Besondere Vorsicht ist (wie bei allen Sanierungen und auch unabhängig von der Schlagregenproblematik) bei partieller Innendämmung einzelner Räume bzw. Geschosse geboten. Im Übergangsbereich besteht eine erhöhte Gefahr von Feuchteschäden.

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 Unter dem Begriff des „klimabedingten Feuchteschutzes“ werden alle diejenigen Maßnahmen zusammengefasst, die einer unzulässigen Erhöhung der Feuchtekonzentration im Bauteil oder auf den Oberflächen entgegenwirken.

3.4.1 Tauwasserbildung und Schimmelpilzbildung auf Bauteiloberflächen Tauwasserausfall auf Bauteiloberflächen tritt auf, wenn die Oberflächentemperatur qsi die Taupunkttemperatur qS 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. Bauteiloberflächentemperatur Zur Vermeidung von Tauwasserausfall an den raumseitigen Oberflächen von Bauteilen darf die Oberflächentemperatur qsi die Taupunkttemperatur qS der angrenzenden Raumluft nicht unterschreiten.



θ si ≥ θ S



Darin sind: qsi Bauteiloberflächentemperatur in °C qS Taupunkttemperatur der Raumluft, nach Abschnitt 3.1.9 in °C



(3.4.1-1)

Mindestwärmeschutz Zur Gewährleistung der Tauwasserfreiheit an Innenoberflächen werden nach DIN 4108-3 Mindestwerte für den Wärmedurchlasswiderstand R von Bauteilen gefordert. Diese Mindestwerte sind unabhängig von weitergehenden energetischen Forderungen immer einzuhalten. Neben den Anforderungen an den Mindestwärmeschutz gemäß DIN 4108-2 ist gemäß DIN 4108-3 der erforderliche Wärmedurchlasswiderstand Rmin einzuhalten.

202

3 Feuchteschutz

Für ebene Bauteile ohne Wärmebrücken gilt:



Rvorh ≥ Rmin

(3.4.1-2)

θi − θe Rmin ≥ Rsi ⋅ − ( Rsi + Rse ) (3.4.1-3) θ i − θ si ,min

Darin sind: Rvorh Wärmedurchlasswiderstand des Bauteils in (m2∙K)/W Rmin Mindestwärmedurchlasswiderstand in (m2∙K)/W qsi,min Schimmelpilzgrenztemperatur nach Abschnitt 3.1.10 in °C qi Raumlufttemperatur qi = 20 °C qe Außenlufttemperatur qe = -5 °C Rsi Wärmeübergangswiderstand innen in (m2∙K)/W Rsi = 0,25 (m2∙K)/W (beheizte Räume) Rsi = 0,17 (m2∙K)/W (unbeheizte Räume) Rse Wärmeübergangswiderstand außen in (m2∙K)/W Rse = 0,04 (m2∙K)/W

Für Bauteile mit Wärmebrücken gilt: 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 2.4.

3.4.2 Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen Das Glaser-Verfahren bildet die Grundlage der Nachweisführung gemäß DIN 4108-3. 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 (Tauwasserebene) als auch der Kondensationsmenge (Tauwassermenge) sowie die Nachweisführung, dass das gegebenfalls ausfallende Tauwasser im Winter (Tauperiode) nicht zu einer unzulässigen Feuchteanreicherung in der Konstruktion führt und im Sommer (Verdunstungsperiode) wieder austrocknen kann. Das Glaser-Verfahren basiert auf der Erstellung eines Diffusionsdiagrammes unter stationären Verhältnissen (zeitlich konstanter Wasserdampfdiffusionsstrom) und unter festgelegten klimatischen Randbedingungen für das Außen- und Raumklima. Ein Nachweis ist prinzipiell für alle Bauteile zu führen, es sei denn, sie sind gemäß DIN 4108-3, Abschnitt 5.3 als nicht tauwassergefährdet eingestuft.

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 203

3.4.3 Ablauf der Nachweisführung im Glaser-Verfahren 1. Schritt - Zusammenstellung der klimatischen Randbedingungen Als Eingangswerte für die Berechnung werden die klimatischen Randbedingungen zusammengestellt.

Für nicht klimatisierte Wohn- oder wohnähnlich genutzte Räume sowie Räume vergleichbarer Nutzung gilt Tabelle 3.4.3-1. Tabelle 3.4.3-1 Klimarandbedingungen im Perioden-Bilanzverfahren gemäß DIN 4108-3

1

2

3

4

5

6

Raumklima 1

Periode

7

8

9

10 Tauwasserebene

Außenklima

qi in °C

ps,i in Pa

fi in %

pi in Pa

qe in °C

ps,e in Pa

fe in %

pe in Pa

ps in Pa

Tauperiode tc = 2160 h

20

2337

50

1168

–5

401

80

321

–

2 Verdunstungsperiode tev = 2160 h

–

–

–

12001)

–

–

–

12002)

17003) 20004)

1) Angelehnt 2)

an ein Innenklima mit qi = 18 °C und φi = 60 % festgelegt.

Angelehnt an ein Außenklima mit qe = 15 °C und φe = 70 % festgelegt.

3) Gilt

für die Bewertung von Wänden gegen Außenluft und Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen. Angelehnt an ein Klima im Tauwasserbereich mit q = 15 °C und φ = 100 % festgelegt. 4) Gilt

für die Bewertung von Dächern gegen Außenluft. Angelehnt an ein Klima im Tauwasserbereich mit q = 18 °C und φi = 100 % festgelegt.

Für andere Nutzungsbedingungen sind das tatsächliche Raumklima und das Außenklima sinnvoll zu wählen. Anhand der jeweiligen Temperaturen werden die Sättigungsdampfdrücke pS auf der Raum- und Außenseite nach Gl. 3.1.3-1 bzw. Gl. 3.1.3-2 berechnet oder aus Tab. 3.1.3-1 abgelesen. Mit der relativen Luftfeuchte φ  lassen sich daraus die Wasserdampfpartialdrücke p ableiten. Alle Werte werden im oberen Teil von Bild 3.4.3-1 zusammengefasst niedergelegt. Anmerkung: Der Wasserdampfpartialdruck an der Innenoberfläche des Bauteils entspricht hier dem Wasserdampfpartialdruck der Innenluft pi und der an der Außenoberfläche dem Wasserdampfpartialdruck der Außenluft pe (siehe Abschnitt 3.2.2).

204

3 Feuchteschutz

1. Klimatische Randbedingungen gemäß DIN 4108-3

1

2

3

4

5

6

Raumklima 1

Periode

qi in °C

ps,i in Pa

7

8

9

Außenklima

fi in %

pi in Pa

5

6

qe in °C

ps,e in Pa

fe in %

pe in Pa

8

9

10

Dq =

q 

ps

Tauperiode tc = 2160 h 2

Verdunstungsperiode tev = 2160 h

2. Berechnung

1 1

Schicht n

2

3

4

dn

ln

mn

in m

in W/mK

7

Rn /Rs sd,n= mn·dn sd,n /∑sd in m2K/W

R·(qi-qe)·U

in m

in K

2 Wärmeübergang innen 3

in

in

°C

Pa

=qi

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Wärmeüber15 gang außen 16 17

= qe

Summen:

RT =

m2K/W

Bild 3.4.3-1 Tabellenblatt zum Glaser-Verfahren

→

U=

W/m2K

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 205 Erläuterungen zum unteren Teil von Bild 3.4.3-1 Spalten  bis : Spalte  Teilschichten Das Bauteil wird in Teilschichten (mindestens an den Baustoffgrenzen) unterteilt. Bauteilschichten mit großem Temperaturabfall (∆q >10 °C) bei gleichzeitig großem sd -Wert werden in weitere Teilschichten - üblicherweise Drittelung der Schichten - unterteilt. Die Teilschichten werden von innen nach außen einschließlich der thermischen Grenzschichten eingetragen. Spalte  Schichtdicke d in m Spalte  Wärmeleitfähigkeit λ in W/mK Spalte  Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ  Für die Tauperiode sind die ungünstigeren µ-Werte anzuwenden, d.h für Bauteilschichten von innen bis zur Tauwasserebene werden die kleineren m-Werte und für Bauteilschichten von der Tauwasserebene bis zur Außen- oberfläche die größeren m-Werte angesetzt (siehe Abschnitt 3.1.13). Spalte  Wärmedurchlasswiderstand R in m2K/W Für die Bauteilschichten wird der Wärmedurchlasswiderstand R bestimmt. Die Wärmeübergangswiderstände für die thermischen Grenzschichten werden nach Tabelle 2.1.10-1, Zeile 9 angesetzt. Spalte  Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd in m Für außenseitige Bauteilschichten mit einer wasserdampfdiffusionsäquiva lenten Luftschichtdicke sd < 0,1 m ist sd = 0,1 m anzusetzen. Spalte  Anteil des Schicht-sd -Wertes am Gesamt-sd -Wert Spalte  Temperaturdifferenzen ∆q in °C Spalte  Schichtgrenztemperaturen q in °C Spalte  Wasserdampfsättigungsdruck pS in Pa Diese werden nach Tabelle 3.1.3-1 bzw. Gl. 3.1.3-1 und Gl. 3.1.3-2 für alle Schichten ermittelt. 2. Schritt - Berechnung der Wasserdampfsättigungsdrücke Als Ausgangssituation wird für das Bauteil eine Berechnung des Temperaturverlaufs im Querschnitt (Oberflächen- und Schichtgrenztemperaturen) unter winterlichen Randbedingungen (Tauperiode) durchgeführt. Die Bestimmung der Wasserdampfsättigungdrücke an den Oberflächen und Schichtgrenzen erfolgt dann tabellarisch, gemäß dem unteren Teil von Bild 3.4.3-1. 3. Schritt - Graphische Darstellung des pS -Verlaufes 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

206

3 Feuchteschutz

sd -skalierten Maßstab aufgetragen. Beide Maßstäbe können unabhängig voneinander festgelegt werden. Ausgehend von den Bauteiloberflächen werden die an den Schichtgrenzen entsprechend dem 2. Schritt ermittelten Wasserdampfsättigungsdrücke pS linear miteinander verbunden. Um die mögliche Breite des Diagramms vollständig zu nutzen, empfiehlt es sich, die x-Achse im Maßstab sd / ∑sd einzuteilen (Bild 3.4.3-2b). p in Pa

p in Pa

2400

2400

2200

2200 pS(si) 2000

pS(1)

pS(si)

2000 1800

pS(1)

1800

pS(2)

1600

1600

1400

1400

1200

1200

1000

pS(2)

1000

pS(3)

800

800

600

pS(se)

pS(3)

600

400

400

200

200

0

pS(se)

0

s s s a d1

d2

sd4

d3

sd in m

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

b

sd / sd

a

b Bild 3.4.3-2 Beispiel: Glaser-Diagramm mit Wasserdampfsättigungsdruck für die Tauperiode b: x-Achse im Maßstab sd / ∑sd a: x-Achse im Maßstab sd

4. Schritt - Darstellung des pD -Verlaufes bei tauwasserfreiem Querschnitt

Es werden die unter Schritt 1 berechneten Wasserdampfpartialdrücke p an den Oberflächen des Bauteils im Diffusionsdiagramm eingetragen. Besteht nun die Möglichkeit, die Wasserdampfpartialdrücke pi und pe geradlinig miteinander zu verbinden, ohne die p in Pa 2400 2200

pS(si)

pS(1)

2000 1800

pS(2)

1600 1400 1200

pi

1000

pS(3)

800 600 400

pS(se) pe

200 0

sd1

sd2

sd3 sd4 sd in m a Bild 3.4.3-3 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Tauperiode bei einem Bauteil ohne Tauwasserausfall (Fall a) (siehe Tabelle 3.4.3-2)

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 207 Sättigungsdampfdruckkurve zu berühren, entspricht die Neigung der Geraden einem konstantem Wasserdampfdiffusionsstrom bzw. einer konstanten Wasserdampf-Diffusionsstromdichte g und somit einem tauwasserfreiem Bauteilquerschnitt (siehe Bild 3.4.3-3). Ansonsten ist der Wasserdampfpartialdruckverlauf gemäß Schritt 5 zu konstruieren. 5. Schritt - Darstellung des Verlaufes bei Tauwasserausfall im Querschnitt Ist die Konstruktion der geradlinigen Verbindung der Wasserdampfpartialdrücke nicht möglich, ohne die Wasserdampfsättigungsdruckkurve zu berühren, so fällt im Bauteil Tauwasser aus, denn der Wasserdampfpartialdruck kann niemals über dem maximal möglichen Wasserdampfsättigungsdruck liegen. Der tatsächliche Wasserdampfpartialdruckverlauf wird bestimmt, indem im Diffusionsdiagramm ausgehend von pi und pe ein tangierender Polygonzug an die Kurve des Sättigungsdruckes gezeichnet wird. Die Berührungsstelle pSW des Polygonzugs mit dem Kurvenzug des Wasserdampfsättigungsdruckes begrenzen den Ort oder Bereich des Tauwasserausfalls (siehe Bild 3.4.3-4). Die Neigung der Wasserdampfpartialdruckkurve von der raumseitigen Bauteiloberfläche bis zur - ggf. ersten - Tauwasserebene (TW) entspricht der Wasserdampf-Diffusionsstromdichte gi. Die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken der Bauteilschichten in diesem Bereich werden zu sdi zusammengefasst. Die Neigung der Wasserdampfpartialdruckkurve von der - bei Tauwasserausfall in einem Bereich oder mehreren Ebenen der äußersten - Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche entspricht der Wasserdampf-Diffusionsstromdichte ge. Die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken der Bauteilschichten werden zu sde zusammengefasst. Bei Tauwasserausfall in einem Bereich oder in mehreren Ebenen werden die wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicken in dem Bereich bzw. im Bereich zwischen den Ebenen zu einem Gesamtwert sdz zusammengefasst. p in Pa 2400 2200

pS(si)

TW

pS(1)

2000 1800

pS(2)

1600 1400 1200

pi

1000

pS(3) = pc

800

gi

600 400

pS(se) ge

pe

200 0

sd1

sd2 sd,i

sd3

sd4 sd,e

sd in m Bild 3.4.3-4 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Tauperiode bei einem Bauteil mit Tauwasserausfall in einer Ebene

208

3 Feuchteschutz

6. Schritt - Berechnung der Tauwassermenge Die Bestimmung der ausfallenden Tauwassermenge Mc im Bauteil erfolgt anhand des Diffusionsdiagrammes. Nach DIN 4108-3 werden drei mögliche Fälle des Tauwasserausfalls im Bauteil unterschieden:

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 3.4.3-2.



M c = tc ⋅ g c = tc ⋅ ( g i − g e )

(3.4.3-1) (3.4.3-2)



p − pc g i = 0, 00072 ⋅ i sdi



p − pe g e = 0, 00072 ⋅ c sde



(3.4.3-3)

Fall c) - Tauwasserausfall in zwei Ebenen Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall zwischen zwei Bauteilschichten, z.B. zwischen den Schichten 1 und 2 sowie zwischen den Schichten 3 und 4 in Zeile 4 der Tabelle 3.4.3-2.



M c = M c1 + M c2



M c1 = tc ⋅ ( g i − g z )



M c2 = tc ⋅ ( g z − g e )



p − pc1 g i = 0, 00072 ⋅ i sdi



p − pc2 g z = 0, 00072 ⋅ c1 sd z



p − pe g e = 0, 00072 ⋅ c2 sde



(3.4.3-4) (3.4.3-5) (3.4.3-6)



(3.4.3-7) (3.4.3-8) (3.4.3-9)

Fall d) - Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich Dieser Fall kennzeichnet den Tauwasserausfall in einer mehr oder weniger breiten Bauteilzone, z.B. in einem Bereich zwischen den beiden Berührungsstellen pc1 und pc2, z.B. in Schicht 4 in Zeile 5 der Tabelle 3.4.3-2.



M c = tc ⋅ ( g i − g e )



p − pc1 g i = 0, 00072 ⋅ i sdi

(3.4.3-10)



(3.4.3-11)

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 209



p − pe g e = 0, 00072 ⋅ c2 sde

(3.4.3-12)

In Tabelle 3.4.3-2 werden die Diffusionsdiagramme für die Tau- und Verdunstungsperiode der verschiedenen Fälle zusammengestellt. Die in der Tauperiode tc ausfallende Tauwassermenge Mc wird in allen Fällen als Differenz der eindiffundierenden Feuchtigkeitsmenge und der aus dem Bauteil ausdiffundierenden Feuchtigkeitsmenge bestimmt. Fall a) beschreibt ein Bauteil ohne Tauwasserausfall, siehe Zeile 2 der Tabelle 3.4.3-2. Erläuterungen zu den Gl. 3.4.3-1 bis Gl. 3.4.3-12 Mc flächenbezogene Tauwassermenge in g/m2 Mc1 flächenbezogene Tauwassermenge in der 1. Tauwasserebene in g/m2 Mc2 flächenbezogene Tauwassermenge in der 2. Tauwasserebene in g/m2 tc Dauer der Tauperiode gemäß Tabelle 3.4.3-1 in h gi Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in g/(m2∙h) Fall b) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fall c) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fall d) von raumseitiger Bauteiloberfläche bis zum Anfang des Tau wasserbereiches ge Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in g/(m2∙h) Fall b) von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur Tauwasserebene Fall c) von außenseitiger Bauteiloberfläche bis zur 1. Tauwasserebene Fall d) vom Ende des Tauwasserbereiches bis zur außenseitigen Bau teiloberfläche gz Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in g/(m2∙h) Fall c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene pi innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pe außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pc Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa pc1 Wasserdampfsättigungsdruck in der 1. Tauwasserebene in Pa pc2 Wasserdampfsättigungsdruck in der 2. Tauwasserebene in Pa sdi wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff- schichten in m Fall b) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche und Tauwasserebene Fall c) zwischen innenseitiger Bauteiloberfl. und 1. Tauwasserebene Fall d) zwischen innenseitiger Bauteiloberfl. u. Anfang Tauwasserb. sde wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff- schichten in m Fall b) zwischen Tauwasserebene u. außenseitiger Bauteiloberfläche Fall c) zwischen 2. Tauwasserebene u. außenseit. Bauteiloberfläche Fall d) zwischen dem Ende des Tauwasserbereiches und außenseitigen Bauteiloberfläche sdz wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff schichten in m Fall c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene

210

3 Feuchteschutz

Tabelle 3.4.3-2 Diffusionsdiagramme der Fälle a bis d für die Tau- und Verdunstungsperiode

1

4

5

a: Bauteil ohne Tauwasserausfall b: Tauwasserausfall in einer Ebene

3

c: Tauwasserausfall in zwei Ebenen

2

Fall

d: Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich

1

2

3

Tauperiode

Verdunstungsperiode

p in in Pa Pap in Bauteilschichten p in Pa p p Pa Pa p in Pa p in in Pa Papp in Bauteilschichten p in Bauteilschichten Pa Bauteilschichten in Bauteilschichten Pa Bauteilschichten Pa Bauteilschichten Pa Pa Bauteilschichten p in Pap in Bauteilschichten p in PappininBauteilschichten Bauteilschichten Bauteilschichten Bauteilschichten Bauteilschichten Bauteilschichten 2500 2500 3 3 2500 2500 1 2 1 2 3 3 1 2 1 2 2500 2500 2500 2500 3 3 1 2 1 2 2500 2500 3 3 1 1 2 3 3 p 12 2 1 2 S,si 2500 2500 2500 2500 S,si p 2500 2500 3 3 3 1 2 12 1 2 p S,si 32 3 1 1 2 2000 2000 p S,si 2000 2000 2000 S,si p p 2000 2000 2000 p 2000 2000 S,si S,si S,si 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 pii 1500 1500 pii pee p p pi 1500 1500 i p pe 1500 1500 p p p 1500 1500 i i p e i 1000 1000 ppi i 1000 1000 1000 pi pii 1000 1000 1000 pi pe peee 1000 1000 p S,se 1000 1000 1000 S,se p 1000 pS,se S,se 1000 p 500 500 1000 ppS,se 500 500 500 500 S,se pS,se 500 500 S,se e e p 500 500 p 500 e p 500 500 e s in m in m in ms in500 ppeeem m pe ssddd in sddd in mssdd in d ssd in m m s in in m s in m m in m ssd1 dd s s in m s s d2 sd3 d3 d1 d2 sd3 d3 d sssd1d2 s s s s s d1 d1 d2 s d2 d3 s sd1 s d2 d3d in m dd d1

sd1

sssd1d2 d1 sd1d2 s sddd sd

s sssd3 d3 d2 d3 sd3ssd2 d2 d3 s d s d s sdd

d1

sd1

ssd1d2 d1 sd1 d2 s sddd sd

sd3 d3 d2 s ssd2 d3 sd3 d2 d3 s s sdddd

p in Pap inTauwasserebene p in in Pa Pap Pa Tauwasserebene Pa p in Pap in p Tauwasserebene TW)) ((TW TW)) ((TW p in in Pa TW)) ) Tauwasserebene ((TW Tauwasserebene ((TW inPa Pa Tauwasserebene in Pa Pa Tauwasserebene Tauwasserebene TW Pa Tauwasserebene Tauwasserebene TW))) p in Papp in p in Pappin Tauwasserebene TW)) Tauwasserebene ((TW Tauwasserebene (TW) ((TW Tauwasserebene ( TW ) 2500 2500 2500 3 3 2 1 1 2 2500 p 2500 2500 2500 2500 3 3 S,si 2 1 1 2 p 3 3 S,si 2 1 2 1 2500 2500 3 2 3 11 1 2 pS,si pS,si 1 2500 2500 2500 2500 3 12 3 22 33 1 2 3 S,si 2000 32 1 2 1 S,si 2000 pS,si ppS,si 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 1500 1500 1500 1500 pcc p 1500 1500 1500 1500 p p pcccee p pp 1500 1500 pii c p p p 1500 1500 piii p p ii p p 1500 1500 peee i piii i ce p p p 1000 1000 i c p 1000 p p 1000 pi i p e p 1000 1000 1000 1000 i e p 1000 1000 c ppcc c 1000 1000 p p c 1000 1000 S,se c 500 500 p S,se 500 500 pS,se S,se p c pc p S,se 500 500 500 500 S,se p 500 500 p e S,se p e pS,se e p 500 500 500 500 e in m msd in in mssd in ppeeem in m m pe ssddd in ssddd in m m s d in sd in in m m sdi sd in msdd in m sd in msdd in m sdi sde sde de sdidi sssdididisde sdi sde sdi s d sdd s s sdd sd sdd

sssde de sde de

sdidi sdi sdd s d sd

ssdidi sde de sdidi sde s sddd s d

de sssde de de

p in Pa in Pa p in Pap inTauwasserebenen Pa p in Pap p in Pappinin pp inTauwasserebenen Pa Tauwasserebenen Pa (TW) TW) Pa Tauwasserebenen TW)) (((TW ((TW Tauwasserebenen TW (TW) ((TW Pa Pa Tauwasserebenen Tauwasserebenen TW)))) ) p in Pap inTauwasserebenen p in Pap inTauwasserebenen Tauwasserebenen ( TW Tauwasserebenen Tauwasserebenen (TW) Tauwasserebenen (TW) (TW) 2500 2500 2500 1 2 2500 p 2500 2500 4 3 2500 2500 4 1 2 3 2500 4 1 2 3 2500 3 44 S,si 1p 211 3 22 4 33 44 1 21 1 32 2 43 pS,si ppS,si S,si S,si S,si 1 2500 2500 2500 2500 1 1 2 43 4 2000 1pS,si 2 32 4 3 4 2000 ppS,si pc1 c1 2 p 3 p c2 pc1 2000 2000 2000 2000 2000 2000 ii pc2 2000 2000 p p c1 p c2 p c1 p p iip p c1 c1 pc2 p c1 p p 2000 i i 2000 c1 c1 p c1 pc2c2 2000 pip c1 p 2000 pc1 pc1 1500 pi 1500 1500 c2 c1 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 p p p piii p 1500 1500 peee ppeee 1500 pc2 1500 c2 p piii 1000 1000 p p 1000 1000 pi c2 c2 pe pe 1000 1000 1000 1000 1000 1000 ppc2c2 c2 p 1000 1000 c2 1000 1000 pS,se 500 500 S,se 500 500 ppS,se p 500 500 500 S,se 500 500 500 ppeS,se peS,se e S,se p 500 e p 500 500 S,se 500 eem s in d in m mssdd in pemsssddd in in m m in m m in m ssddd in pe sdd in d in m s in m d s in m s s s s s s s in msd in m

ssdididi sdi

de sssdididz ssssdzde dz de ssdidzdi sdzdz dz sde dz s sddd sddd s sd sd

d ssde de sde de

ssdididi sdi

dz sssdididz dz ssdi dz sddd s sd

de sdz de ssde dz sdz sde sdd sd

sde de d sde

p p in in Pa Pap Pa Tauwasserbereich Pa Pa Tauwasserbereich TW)) (((TW Tauwasserbereich TW)) (TW) inin Pa pp in inTauwasserbereich Pa Tauwasserbereich p in in Pa Papppin Tauwasserbereich TW))) p Tauwasserbereich TW ((TW Tauwasserbereich ((TW Pa Tauwasserbereich Pa Tauwasserbereich Tauwasserbereich p in Pap inTauwasserbereich p in Pap inTauwasserbereich (TW) (TW) (TW) (TW) 2500 2500 2500 1 2 131 242 335 44 55 2500 1 2 13 24 3 5 4 5 2500 2500 2500 2500 2500 2500 54 5 4 3 1 2 13 24 35 4 5 1ppS,si 2 13 2 p S,si pS,si 2500 2500 2500 2500 1 2 13 24 35 4 5 S,si2 1 S,si 4 35 4 5 1pS,si 3 2 2000 pcc pc 2000 2000 2000 2000 S,si 2000 2000 2000 p p S,si c 2000 2000 pcc 2000 2000 p c 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 pii p p peee ppeee p 1500 1500 p ii i i i p i p p i 1500 1500 i i pi pii 1000 1000 1000 1000 1000 pi pi pe pe 1000 1000 1000 1000 1000 p 1000 1000 500 c2 0,5 ssdzdz je 0,5 0,5jessdz c2 c2 dz pppS,se c2 ppS,se ppp 500 S,se dz 0,5 dz 500 S,se p je c2 500 500 c2 p c1 500 500 500 c1 pc1 c2 ppeS,se p c1c1c1 ppS,se 500 S,se p e je 0,5jesdz0,5 sdz e e 500 500 500 S,se e pc1 pc2c1 p e s in m p s s in m in m mssddd in in m m in m s d d sddd in pe sdd in emsdd in m s in m d s in msd in m s s s s s s



ssdididi sdi

sdzdz ssde ssssdididz dz des di sde ded de desdz ssdidz s dz sde dz sde s s ddd sddd s sd sd

ssdididi sdi



ssdidididz ssdz s de dz sde de dz sde de d dz sde dz sss sdidz sdesdz sde s s sddd sddd s d sd

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 211 Nachweis zur Vermeidung extremer Feuchteansammlung Im Sinne einer extremen Feuchteansammlung gilt die Tauwasserbildung im Bauteil als unschädlich, wenn eine zulässige flächenbezogene Tauwassermenge nicht überschritten wird.

Mc ≤ zul. Mc

(3.4.3-13)

Darin sind: Mc Flächenbezogene Tauwassermenge in g/m2 zul. Mc zulässige Tauwassermenge gemäß Tabelle 3.4.3-3 in g/m2 Tabelle 3.4.3-3 zulässige Tauwassermenge nach DIN 4108-3

1 2

1

2

Bauteil

zul. Mc in g/m2

Bei Dach- und Wandkonstruktionen allgemein; Ausnahmen siehe Zeile 3 + 4.

Wenn Tauwasser an Berührungsflächen mit einer kapillar nicht wasser3 aufnahmefähigen Schicht1) (z.B. bei Luftschichten oder Faserdämmstoffen einerseits sowie Dampfsperren oder Beton andererseits) ausfällt.

1000

500

Neben der Begrenzung nach Zeile 2 oder Zeile 3 wird bei Holz und Holzwerkstoffen eine massebezogene Erhöhung des Feuchtegehaltes eingeschränkt:

zul. Mc = a ⋅ d ⋅ ρ ⋅ 1000 4

0, 03 für Holzwerkstoffe a= 0, 05 für Holz d = Dicke des Baustoffs in m ρ = Rohdichte des Baustoffs in kg/m3 Holzwolle-Leichtbauplatten und Mehrschicht-Leichtbauplatten nach DIN EN 13168 sind hiervon ausgenommen.

1)

Für Holzbauteile gilt nach DIN 68800-2 auch dann eine rechnerische Tauwassermenge Mc = 1000 g/m2 als zulässig, wenn Tauwasser an Berührungsflächen von kapillar nicht wasseraufnahmefähigen Schich- ten auftritt, sofern die rechnerische Verdunstungsmenge Mev mindestens das 5-fache der auftretenden Tauwassermenge beträgt.

7. Schritt - Berechnung der Verdunstungswassermenge

Wurde ein Tauwasserausfall in der Tauperiode berechnet, ist nachzuweisen, dass dieses Tauwasser in der Verdunstungsperiode vollständig wieder verdunstet. Die Erstellung eines Diagramms für die Verdunstungsperiode ist aufgrund der neuen Klimarandbedingungen (nur Dampfdrücke angegeben) nicht mehr notwendig. Soll dies trotzdem geschehen, dann nach folgendem Schema: Die Maßstäbe von x- und y-Achse werden

212

3 Feuchteschutz

beibehalten. Auf den innen- und außenseitigen Oberflächen ist der Partialdampfdruck pi bzw. pe gemäß Tabelle 3.4.3-1 anzutragen. In der Ebene des Tauwasserausfalls (bzw. in der Mitte eines Tauwasserbereiches) wird der Dampfdruck pc gemäß Tabelle 3.4.3-1 angesetzt. 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. p in Pa 2400 2200 2000 1800

pC

1600 1400 1200

pe

pi

1000 800 600 400 200 0

sd1

sd2

sd3 sd in m

sd4

a

Bild 3.4.3-5 Beispiel: Diffusionsdiagramm für die Verdunstungsperiode bei einem Bauteil mit Tauwasserbildung in einer Ebene

In Tabelle 3.4.3-2 sind die für die Fälle b) bis d) zutreffenden Diffusionsdiagramme in der Verdunstungsperiode zusammengestellt. Die Verdunstungsmenge Mev in der Verdunstungsperiode tev 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.

Mc ≤ Mev

(3.4.3-14)

Darin sind: Mc flächenbezogene Tauwassermenge in g/m2 Mev flächenbezogene Verdunstungsmenge in g/m2

Fall b) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einer Ebene Die Verdunstung erfolgt aus der Ebene des Tauwasserausfalls (TW) zu beiden Oberflä-

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 213 chen des Bauteils. Für die flächenbezogene Verdunstungsmenge Mev, die während der Verdunstungsperiode aus dem Bauteil abgeführt werden kann, gilt:



M ev = tev ⋅ g ev = tev ⋅ ( g i + g e )

(3.4.3-15) (3.4.3-16)



p − pi g i = 0, 00072 ⋅ c sdi





p − pe g e = 0, 00072 ⋅ c sde



(3.4.3-17)

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.



p − pi g i = 0, 00072 ⋅ c sdi



p − pe g e = 0, 00072 ⋅ c sde

(3.4.3-18) (3.4.3-19)

Wird die Tauwassermenge in einer Bauteilebene (z.B. in der 1. Tauwasserebene) zu einem Verdunstungszeitpunkt (z.B. tev1 < tev) vor Ende der Verdunstungsperiode tev nach Tabelle 3.4.3-1 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 tev1 und tev2 erfolgt mit Mc1 und Mc2 nach Gl. 3.4.3-5 bzw. 3.4.3-6.





tev1 =

M c1 g i

(3.4.3-20)

tev2 =

M c2 g e

(3.4.3-21)

Für tev1 > tev und tev2 > tev gilt: Sind beide Zeitspannen größer als die Länge der Verdunstungsperiode tev nach Tabelle 3.4.3-1, gilt für die Verdunstungsmenge Mev , die insgesamt aus dem Bauteil abgeführt werden kann:



M ev = tev ⋅ ( g i + g e )

(3.4.3-22)

214

3 Feuchteschutz

Für tev1 < tev bzw. tev2 < tev gilt: Ist mindestens eine Zeitspanne tev1 und tev2 kleiner als die Verdunstungszeit tev nach Tabelle 3.4.3-1, gilt für die Bestimmung der Verdunstungsmenge Mev :



tev1 < tev2 gilt:



  ( p − pi ) M ev = tev1 ⋅ ( g i + g e ) + ( tev − tev1 ) ⋅  0, 00072 ⋅ c2 + ge  s + s ( ) di dz  



tev1 > tev2 gilt:



 ( p − pe )  M ev = tev2 ⋅ ( g i + g e ) + ( tev − tev2 ) ⋅  g i + 0, 00072 ⋅ c1  sde + sdz )  ( 

(3.4.3-23)

(3.4.3-24)

Fall d) - Verdunstungsmenge nach Tauwasserausfall in einem Bauteilbereich Bei diesem Fall wird angenommen, dass die Verdunstung von der Mitte des vom Tauwasserausfall betroffenen Bereiches aus zu beiden Bauteiloberflächen hin erfolgt (siehe Zeile 5 der Tabelle 3.4.3-2). Für die flächenbezogene Verdunstungsmenge Mev, die während der Verdunstungsperiode aus dem Bauteil abgeführt werden kann, gilt:





g i = 0, 00072 ⋅

( pc − pi ) ( sdi + 0, 5 ⋅ sdz )

g e = 0, 00072 ⋅

( pc − pe ) (0, 5 ⋅ sdz + sde )

M ev = tev ⋅ ( g i + g e )

(3.4.3-25) (3.4.3-26)



(3.4.3-27)

Erläuterungen zu den Gl. 3.4.3-15 bis Gl. 3.4.3-27 Darin sind: Mev flächenbezogene Verdunstungsmenge in g/m2 Mev1 flächenbezogene Tauwassermenge in der 1. Tauwasserebene in g/m2 Mev2 flächenbezogene Tauwassermenge in der 2. Tauwasserebene in g/m2

tev tev1 tev2

Dauer der Verdunstungsperiode gemäß Tabelle 3.4.3-1 in h Verdunstungszeit für Tauwasserebene 1 in h Verdunstungszeit für Tauwasserebene 2 in h

gi Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in g/(m2∙h) Fall b) von Tauwasserebene bis zur raumseitigen Bauteiloberfläche Fall c) von 1. Tauwasserebene bis zur raumseitigen Bauteiloberfläche Fall d) von Mitte des Tauwasserbereiches bis zur raumseitigen Bauteiloberfläche

3.4 Klimabedingter Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 215

ge Wasserdampf-Difffusionsstromdichte in g/(m2∙h) Fall b) von Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche Fall c) von 1. Tauwasserebene bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche Fall d) von der Mitte des Tauwasserbereiches bis zur außenseitigen Bauteiloberfläche pi innenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pe außenseitiger Wasserdampfpartialdruck in Pa pc Wasserdampfsättigungsdruck in der Tauwasserebene in Pa pc1 Wasserdampfsättigungsdruck in der 1. Tauwasserebene in Pa pc2 Wasserdampfsättigungsdruck in der 2. Tauwasserebene in Pa sdi wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff- schichten in m Fall b) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche und Tauwasserebene Fall c) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche u. 1. Tauwasserebene Fall d) zwischen innenseitiger Bauteiloberfläche und Anfang des Tauwasserbereiches sde wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff- schichten in m Fall b) zwischen Tauwasserebene und außenseitiger Bauteiloberfläche Fall c) zwischen 2. Tauwasserebene u. außenseitiger Bauteiloberfläche Fall d) zwischen dem Ende des Tauwasserbereiches und außenseitigen Bauteiloberfläche sdz wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke der Baustoff schichten in m Fall c) zwischen 1. und 2. Tauwasserebene Fall d) des Tauwasserbereiches

3.4.4 Bemessung einer erforderlichen Dampfbremse Um eine Tauwasserbildung im Bauteilinnern zu verhindern, kann eine sogenannte „Dampfbremse“ angeordnet werden. Nach DIN 4108-3 werden Bauteilschichten je nach ihrer wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke sd als diffusionsoffen (sd ≤ 0,5 m), diffusionshemmend (0,5 m 80 km/h Düsenflugzeuge in kleinem Abstand Betriebe, die überwiegend mittel- und hochfrequenten Lärm abstrahlen1)

C (Spektrum 1)

3

Städtischer Straßenverkehr Schienenverkehr mit geringer Geschwindigkeit1) Propellerflugzeug Düsenflugzeug in großem Abstand Discomusik Betriebe, die überwiegend tief- und mittelfrequenten Lärm abstrahlen

Ctr (Spektrum 2)

In mehreren europäischen Ländern bestehen Rechenverfahren für Straßen- und Schienenverkehrsgeräusche, welche Oktavbandschallpegel festlegen; diese können zum Vergleich mit den Spektren 1 und 2 herangezogen werden.

Die Angabe von Anforderungen kann sowohl mit den Einzahlangaben (z.B. erf. R'w oder erf. DnT,w) oder aber auch als Summe dieses Wertes und des zutreffenden Spektrum-Anpassungswertes erfolgen: X A ,1 = X w + C



(5.1.8-1)

X A ,2 = X w + Ctr (5.1.8-2) Darin sind: XA,1 Einzahlangabe Luftschalldämm-Maß (Spektrum 1) in dB XA,2 Einzahlangabe Luftschalldämm-Maß (Spektrum 2) in dB Xw steht für die Einzahlangabe des erforderlichen Labor- (erf. Rw), Bau-Schalldämm-Maßes (erf. R'w), Norm-Schallpegeldifferenz (erf. Dn,w) oder der Standard-Schallpegeldifferenz (erf. DnT,w) C Spektrum-Anpassungswert (Spektrum 1) Ctr  Spektrum-Anpassungswert (Spektrum 2)

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 295 Tabelle 5.1.8-2 Schallpegel des Spektrums 1 zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte C (Standardbereich und erweiterter Frequenzbereich)

1

2

3

2

Standardbereich (C) Terz

3

5

6

7

Schallpegel Lij (Spektrum 1) in dB

1 Frequenz i in Hz

4

Oktav

50 bis 3150 Hz (C50-3150) Terz

Oktav

50 bzw. 100 bis 5000 Hz (C50-5000 bzw. C100-5000) Terz

4

50

-40

5

63

-36

6

80

-33

-34

7

100

-29

-29

-30

8

125

-26

9

160

-23

-23

-24

10

200

-21

-21

-22

11

250

-19

12

315

-17

-17

-18

13

400

-15

-15

-16

14

500

-13

15

630

-12

-12

-13

16

800

-11

-11

-12

17

1000

-10

18

1250

-9

-9

-10

19

1600

-9

-9

-10

20

2000

-9

21

2500

-9

-9

-10

22

3150

-9

-9

-10

23

4000

-10

24

5000

-10

-21

-14

-8

-5

-4

-26

-19

-13

-10

-9

Oktav

-41 -31

-21

-14

-8

-5

-4

-37

-27

-20

-14

-11

-10

-32

-22

-15

-9

-6

-5

-5

Wenn Messungen für einen erweiterten Frequenzbereich durchgeführt werden, können zusätzliche Spektrum-Anpassungswerte für diesen Frequenzbereich berechnet und angegeben werden. Der entsprechende Frequenzbereich ist dann im Index von C oder Ctr anzugeben (Beispiel: R'w (C; Ctr; C50-5000, Ctr,50-5000) = 53 (-1; -4; 0; -5) dB.

296

5 Bauakustik

Die entsprechenden Schallpegelspektren zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte sind für den bauakustisch üblichen sowie für erweiterte Frequenzbereiche in den Tabellen 5.1.8-2 (Spektrum 1) und 5.1.8-3 (Spektrum 2) zusammengestellt. Tabelle 5.1.8-3 Schallpegel des Spektrums 2 zur Berechnung der Spektrum-Anpassungswerte Ctr (Standardbereich und beliebiger Frequenzbereich)

1

2

3

5

Schallpegel Lij (Spektrum 2) in dB

1 2

4

Frequenz i in Hz

3

beliebiger Bereich (Ctr,n-m)

Standardbereich (Ctr) Terz

Oktav

Terz

4

50

-25

5

63

-23

6

80

-21

7

100

-20

8

125

-20

9

160

-18

-18

10

200

-16

-16

11

250

-15

12

315

-14

-14

13

400

-13

-13

14

500

-12

15

630

-11

-11

16

800

-9

-9

17

1000

-8

18

1250

-9

-9

19

1600

-10

-10

20

2000

-11

21

2500

-13

-13

22

3150

-15

-15

23

4000

-16

24

5000

-18

Oktav

-18

-20 -14

-10

-7

-4

-6

-20

-15

-12

-8

-11

-14

-10

-7

-4

-6

-11

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 297 Die Ermittlung der Spektrum-Anpassungswerte C und Ctr berechnet sich wie folgt: C j = X Aj − X w (5.1.8-3)

X Aj = −10 ⋅ lg

∑10

0,1⋅(Lij − X i )



i

(5.1.8-4)

Darin sind: Cj Spektrum-Anpassungswert j Index für die Schallspektren 1 ( j = t) und 2 (j=tr) i Index für die Terz- oder Oktavbänder Xw Einzahlangabe des bewerteten Labor- (Rw) oder Bau-Schalldämm-Maßes R'w), der Norm-Schallpegeldifferenz (Dn,w) oder der Standard-Schallpegeldifferenz (DnT,w) XAj A-bewertete Schalldruckpegeldifferenzen für das Spektrum j in dB(A) Lij Schallpegel nach Tabelle 5.1.8-2 bzw. 5.1.8-3 bei der Frequenz i für das Spektrum j Xi frequenzabhängiges Labor- (R) oder Bau-Schalldämm-Maß (R'), NormSchallpegeldifferenz (Dn) oder Standard-Schallpegeldifferenz (DnT)

5.1.9 Schalldämmung zusammengesetzter Flächen Das resultierende bewertete Luftschalldämm-Maß eines sich aus verschiedenen Einzelbauteilen zusammensetzenden Bauteils wird nach Formel 5.1.9-1 berechnet, wobei in Abhängigkeit der einzelnen vorliegenden Messergebnisse auch das LaborschalldämmMaß Rw (ohne Nebenwegübertragung, z.B. für Fenster, Türen, Rolladenkästen) angesetzt werden kann. Die erforderlichen Rechenwerte sind den Ausführungen des Abschnittes 5.5 oder den Produktbeschreibungen (bzw. den dazugehörigen Prüfzeugnissen) der einzelnen Elementanbieter zu entnehmen. n  1  −0,1⋅ Ri,w  Rw,ges = −10 ⋅ lg  ⋅ Si ⋅10  Sges  i =1  

∑

Darin sind: Rw,ges Si Sges Ri,w n

(5.1.9-1)

gesamtes bewertetes Luftschalldämm-Maß in dB Einzelfläche in m2 Gesamtfläche in m2 (Summe aller Einzelflächen) bewertetes Luftschalldämm-Maß des Einzelbauteils in dB Anzahl der Einzelbauteile

298

5 Bauakustik

5.1.10 Schalldämmung eines Bauelements Ist zur Kennzeichnung der Luftschalldämmung eines Bauelementes (z.B. bei Rolladenkästen) die aus Messungen im Prüfstand sich ergebende bewertete Norm-Schallpegeldifferenz bekannt, läßt sich daraus der Rechenwert des bewerteten Schalldämm-Maßes berechnen.

Rw = Dn,e,w − 10 ⋅ lg

A0 − 2 dB SPr

(5.1.10-1)

Darin sind: Rw bewertetes Luftschalldämm-Maße des Bauelements in dB Dn,e,w bewertete Norm-Schallpegeldifferenz in dB A0 Bezugsabsorptionfläche = 10 m2 SPr Prüffläche in m2 - 2dB Vorhaltemaß Die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz Dn,w,P ändert sich mit Veränderung der geometrischen Abmessungen (z.B. bewirkt die Verdopplung der Länge eines Rolladenkastens die Verminderung von Dn,w,P um 3 dB). Zur prinzipiellen Beschreibung unterschiedlicher Konstruktionen oder Systeme ist dieser Wert daher nicht geeignet.

5.1.11 BERGERsches Gesetz Das BERGERsche Gesetz beschreibt die Abhängigkeit des Schalldämm-Maßes eines massiven einschaligen Bauteils von der flächenbezogenen Masse, der Frequenz und dem Einfallswinkel des Schalls: 2   π ⋅ f ⋅ m′    R = 10 ⋅ lg 1 +  ⋅ cosϑ     ρ L ⋅ cL   

(5.1.11-1)

m′ = ρ ⋅ d

(5.1.11-2)

Darin sind: R Schalldämm-Maß in dB f Frequenz in Hz m' flächenbezogene Masse in kg/m2 rL Rohdichte der Luft (rL = 1,25 kg/m3) cL Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) ϑ Einfallswinkel des Schalls (Winkel zwischen Flächennormaler und Schallsignal) d Dicke in m r Rohdichte in kg/m3 Die Auswertung dieser Gleichung zeigt folgende Ergebnisse: -

Eine Verdopplung der flächenbezogenen Masse erhöht das Schalldämm-Maß R um +6 dB.

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 299 -

Eine Erhöhung der Frequenz um eine Oktave (dies entspricht einer Verdoppelung der Frequenz) erhöht das Schalldämm-Maß R um + 6 dB. - Bei streifendem Schalleinfall (ϑ→90° bedeutet cosϑ→0) sinkt das SchalldämmMaß R stark ab. - Bei senkrechtem Schalleinfall (ϑ→0° bedeutet cosϑ→1) erreicht das SchalldämmMaß R seinen Maximalwert.

Bild 5.1.11-1 Abhängigkeit des bewerteten Schalldämm-Maßes R‘w von der flächenbezogenen Masse m‘. Die dargestellten Kurven gelten für massive Bauteile aus Mauerwerk/Beton mit flankierenden Bauteilen einer flächenbezogenen Masse von etwa 400 kg/m2 (Kurve a), für Bauteile aus Holzwerkstoffen (Kurve b), für biegeweiche Platten aus Bleiblech, Gummi oder Stahl bis 2 mm Dicke (Kurve c)

Unter üblichen baupraktischen Randbedingungen wird sich jedoch ein mehr oder weniger diffuses Schallfeld ausbilden, bei dem aufgrund der geometrischen Gegebenheiten der betrachteten Räume (deutliche Beschränkungen der Raumabmessungen) der streifende Schalleinfall von untergeordneter Bedeutung sein wird. Damit läßt sich das Bergersche Gesetz vereinfachend reduzieren:

R = 20 ⋅ lg( f ⋅ m′ ) − 47 Darin sind: R Schalldämm-Maß in dB f Frequenz in Hz m' flächenbezogene Masse in kg/m2

(5.1.11-3)

300

5 Bauakustik

5.1.12 Einschalige Bauteile Unter einschaligen Bauteilen werden diejenigen Bauteile verstanden, die „als Ganzes“ schwingen. Sie bestehen aus einem einheitlichen Material oder aus mehreren Schichten unterschiedlicher, jedoch bezüglich ihre schalltechnischen Eigenschaften verwandter Materialien, die fest miteinander verbunden sind (z.B. Mauerwerk mit Putzschichten).

Bild 5.1.12-1 Theoretischer Verlauf des Luftschalldämm-Maßes R eines unendlich großen Platte als Funktion der Frequenz im Bereich des bauakustisch relevanten Bereiches mit fg als Koinzidenzgrenzfrequnz

Koinzidenzfrequenz Im Bereich sogenannter Koinzidenz- oder auch Spuranpassungsfrequenzen tritt eine Verschlechterung gegenüber den Rechenwerten nach dem Bergerschen Gesetz ein. Als Koinzidenz- oder auch Spuranpassungsfrequenzen werden diejenigen Frequenzen bezeichnet, bei denen die Wellenlänge der Spur der einwirkenden Welle lL' (die Spur einer Welle ist ihre Projektion auf eine Projektionsebene) einer schräg auf eine Platte treffende Schallwelle (Wellenlänge lL) mit der Wellenlänge der freien Biegewelle dieser Platte lB übereinstimmt, vgl. dazu Bild 5.1.12-2.

Projektionsebene

Spur der einwirkenden Schallwelle

l'L

(90°-J)

lB

ein

wi r Sc ken ha de llw ell e

flächiges Trennelement/ Platte

Ausgangslage der Platte

d

Pr

oje

kti

on

sri ch tu

ng

lL

J

Bild 5.1.12-2 Prinzipdarstellung des Koinzidenz- oder auch Spuranpassungseffektes (Bezeichnungen siehe Text)

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 301 Bei dieser Spuranpassung überlagern sich die Wellen maximal, d.h. die Platte schwingt mit höchster Amplitude, was zu einer deutlichen Erhöhung der Schalldurchgängigkeit in diesem Frequenzbereich und damit zu einer Verschlechterung der Schalldämmeigenschaften der Platte führt („Dämmloch“). Oberhalb dieser Frequenz tritt eine Verbesserung der Schalldämmeigenschaften gegenüber BERGER ein. Aus diesem Grunde sollte die Koinzidenzgrenzfrequenz fg unterhalb der Untergrenze des bauakustisch relevanten Bereiches (also unterhalb von 100 Hz) liegen. Diese Koinzidenz- oder auch Spuranpassungsfrequenzen lassen sich für ein Bauteil in Abhängigkeit seiner Bauteileigenschaften und des Schalleinfallswinkels ermitteln:

fK =

B′ =

c2L

2

2 ⋅ π ⋅ sin ϑ

⋅

m′ B′

EDyn ⋅ d 3

12 ⋅ (1 − µ 2 )

(5.1.12-1)

(5.1.12-2)

Darin sind:

fK cL ϑ m' B‘ d EDyn m

Koinzidenz- oder Spuranpassungsfrequenz in Hz Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) Schalleinfallswinkels in ° flächenbezogene Masse in kg/m2 Biegesteifigkeit einer Platte bezogen auf ihre Breite in Nm Plattendicke in m dynamischer Elastizitätsmodul in N/m2 Poissonsche Querkonstraktionszahl

Koinzidenzgrenzfrequenz Die niedrigste Frequenz, bei der dieser Effekt auftritt, wird als Koinzidenzgrenzfrequenz (oder auch Grenzfrequenz oder Spuranpassungsgrenzfrequenz) bezeichnet; sie tritt auf bei streifendem Schalleinfall (ϑ→90° ergibt sin2ϑ→1).

fg =

2 cL m′ ⋅ B′ 2 ⋅π

(5.1.12-3)

Darin sind: fg Koinzidenzgrenz- oder Spuranpassungsgrenzfrequenz in Hz cL Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) m' flächenbezogene Masse in kg/m2 B' Biegesteifigkeit einer Platte bezogen auf ihre Breite in Nm Für die in der Praxis verwendeten Baustoffe kann vereinfachend die Poissonsche Querkontraktionszahl zu m=0,35 angesetzt werden. Zusammen mit cL = 340 m/s ergibt sich dann ein vereinfachter Berechnungsansatz:

302

5 Bauakustik fg =



ρ 64 ⋅ d EDyn

(5.1.12-4)

Darin sind:

fg d r EDyn

Koinzidenzgrenz- oder Spuranpassungsgrenzfrequenz in Hz Dicke in m Rohdichte in kg/m3 dynamischer Elastizitätsmodul in MN/m2

Die Differenzierung zwischen biegeweichen und biegesteifen Bauteilen erfolgt anhand der Koinzidenzgrenzfrequenz fg : biegeweich

→

bauakustisch ungünstig →  



biegesteif

→

Bauteile mit fg > 2000 Hz 200 Hz < fg < 2000 Hz Bauteile mit fg < 200 Hz

Tabelle 5.1.12-1 Dynamischer Elastizitätsmodul Edyn verschiedener Baustoffe [37] bis [39]

1

2

3

4

1

Baustoff

Edyn in MN/m2

Baustoff

Edyn in MN/m2

2

Stahl

200.000

16 Holzspanplatte

4.500

3

Stahlbeton

29.500

17 Laubholz ( ┴ Faser)

600

4

Porenbeton

1.400 - 2.000

18 Laubholz ( II Faser)

12.500

5

Ziegel

1.000 - 5.000

19 Nadelholz ( ┴ Faser)

300

6

Kalksandstein

3.000 - 12.000

20 Nadelholz ( II Faser)

10.000

7

Gipskarton

8

Glas

9

Mineralfaserplatten

3.300

21 Holzwolle-Leichtbauplatten

60.000 - 80.000 22 Sperrholzplatten

100 - 200 5.000 - 12.000

0,15 - 0,40

23 EPS-Hartschaum

2-4

0,13 - 0,16

24 XPS-Hartschaum

8 - 30

11 Naturkork

15 - 25

25 elastifiziertes EPS

0,6 - 0,8

12 Korkplatten

10 - 30

26 PUR-Hartschaum

1-6

13 Schaumglas

1.300 - 1.600

27 PVC-Hartschaum

10 - 30

stehende Luft (bei 20°C)

1,2

10 Mineralfaserfilze

Gummi Sh A 40 (Naturkautschuk)

5

15 Gummischrot-Platten

0,63

14

28

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 303 Eigenfrequenz Im Rahmen der in der Praxis relevanten Raumabmessungen treten unterhalb des bauakustisch relevanten Bereiches (d.h. im Bereich f < 100 Hz) zusätzliche Effekte auf, die das Schalldämmverhalten einschaliger Bauteile verschlechtern. Es handelt sich dabei um Eigenschwingungen von plattenförmigen einschaligen Bauteile (Trennwände, ggf. auch Trenndecken). Diese Eigenfrequenzen lassen sich für ebene, an den Rändern linienförmig gelagerte Platten wie folgt berechnen:

fn =

2 2  π B′  n x   n y   ⋅ ⋅   +   2 m′  a   b    

(5.1.12-5)

Darin sind: fn Eigenfrequenzen in Hz m' flächenbezogene Masse in kg/m2 B ' Biegesteifigkeit einer Platte bezogen auf ihre Breite in Nm a Abmessung a der Platte in m b Abmessung b der Platte in m nx natürliche ganze Zahlen ny natürliche ganze Zahlen Die stärkste Reduzierung der Luftschalldämmung eines trennenden Bauteils tritt dann bei nx = ny = 1, d. h. bei der ersten Eigenfrequenz f1,1 (Grundfrequenz) auf.

5.1.13 Mehrschalige Bauteile Unter mehrschaligen Bauteilen versteht man Bauteile, die aus mehreren biegesteifen Schalen, die nicht starr, sondern durch elastische Schichten (i.d.R. Dämm- oder auch Luftschichten) federnd miteinander verbunden sind. m'1

Schale 1

s'

Luft oder Dämmung

Schale 2

≙

a

m' 2

Bild 5.1.13-1 Schwingungssystem eines zweischaligen Bauteils, bestehend aus Massen m'1 und m'2 der zwei Schalen im Abstand a und einer Feder mit der dynamische Steifigkeit s'

Den charakteristischen Verlauf des Luftschalldämm-Maßes R eines mehrschaligen Bauteils als Funktion der Frequenz im Bereich des bauakustische relevanten Bereiches (100 Hz ≤ f ≤ 3150 Hz) zeigt Bild 5.1.13-2. Die dargestellte Kurve weist deutliche Abweichungen vom theoretischen Verhalten nach Berger auf: - Verschlechterungen treten im Bereich der Eigenfrequenz f0, bei den Koinzidenzgrenzfrequenzen fgi der einzelnen Schalen sowie optional durch die Ausbildung stehender Wellen im Schalenzwischenraum (Hohlraumresonanzen) auf.

304

5 Bauakustik

- Verbesserungen mit einem DR = 12 dB/Oktave (Steigung der frequenzabhängigen Schalldämmkurve m = 18 dB/Oktave) treten im Bereich zwischen Resonanzfrequenz und Koinzidenzgrenzfrequenz der ersten Schale auf.

Bild 5.1.13-2 Frequenzabhängiger Verlauf des Luftschalldämm-Maßes R bzw. R' für schalltechnisch zweischalige Bauteile. Der entsprechende Anstieg (Steigung der gestrichelten Linie) beträgt nach Berger 6 dB je Oktave, f0 ist die Resonanzfrequenz des mehrschaligen 1 2 Systems (Bauteils), fg und fg sind die Koinzidenzgrenzfrequenzen der Schalen 1 und 2, 1 fsw ist die Frequenz bei Ausbildung der ersten stehenden Welle einer nichtbedämpften Luftzwischenschicht der Dicke a (Hohlraumresonanzfrequenzen)

Dynamische Steifigkeit Die Resonanzeigenschaften mehrschaliger Systeme werden im Baubereich im Wesentlichen von der Federsteifigkeit des Scheibenzwischenraums (dynamische Steifigkeit) bestimmt. Ungünstig wirken sich steife Materialen (hoher dynamischer E-Modul und/ oder geringe Schalenabstände) aus.



EDyn

s′ =

d

(5.1.13-1)



Darin sind: s' dynamische Steifigkeit in MN/m3 EDyn dynamischer Elastizitätsmodul in MN/m2 d Dicke der Dämmschicht bzw. Schalenabstand in m Auch Schalenzwischenräume ohne Füllmaterial (also mit einer Luftschicht als Feder) wirken ungünstig (nicht nur aus Gründen der Resonanz); hier sollte eine lose einzubringende Hohlraumbedämpfung mit r ≥ 5 kN·s/m4 vorgesehen werden. Für diesen Fall errechnet sich die dynamische Steifigkeit der hohlraumbedämpften Luftschicht überschlägig:

s′ ≈



10 dL

mit:

(5.1.13-2) dL

Dicke der Luftzwischenraumes in cm

5.1 Grundlagen des Luftschallschutzes 305 Resonanzfrequenz Die Resonanzfrequenz eines zweischaligen Systems berechnet sich wie folgt:  1  1 1000 1  1    ≅ 160 ⋅ s′ ⋅  + ⋅ s′ ⋅  +    2 ⋅π m′1 m′2  m′1 m′2    Darin sind: f0 Eigenfrequenz in Hz s' dynamische Steifigkeit in MN/m3 m'1, m'2 flächenbezogene Masse der Schalen in kg/m2

(5.1.13-3)

f0 =

Tabelle 5.1.14-1 Eigenfrequenz f0

zweischaliger Konstruktionen basierend auf Gl. 5.1.13-3

1

2

3

Ausfüllung des Zwischenraums

Doppelwand aus zwei gleich schweren biegeweichen Schalen

leichte biegeweiche Vorsatzschale vor schwerem Bauteil

m'

m'

d

Konstruktion

2

d

1

1)

m'

1)



3

Luftschicht mit schallschluckender Einlage (r ≥ 5 kN⋅s/m4)

4

Dämmschicht mit beiden Schalen vollflächig verbunden

mit:

m' d

f0 =

85 m′ ⋅ d

f0 = 225 ⋅

s′ m′

f0 =

60 m′ ⋅ d

f0 = 160 ⋅

s′ m′

flächenbezogene Masse einer biegeweichen Schale in kg/m2 Schalenabstand in m; s' dynamische Steifigkeit der Dämmschicht in MN/m3

Stehende Wellen Wird der Hohlraum zwischen den Schalen nicht bedämpft (also nur mit einer Luftschicht als Feder ausgeführt), so bilden sich stehende Wellen. Unter stehenden Wellen versteht man Wellen, deren Schwingungsmaxima auf den Schalenoberflächen liegen. Das bedeutet, dass in diesem Fall der Schalenabstand einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge l des übertragenen Schallsignals entspricht. Die Frequenzen dieser stehenden Wellen (Hohlraumresonanzfrequenzen) lassen sich wie folgt berechnen:

c n fsw = n⋅ L 2⋅d Darin sind: n fsw n cL d

(5.1.13-4)

Frequenz der stehenden Welle (Hohlraumresonanzfrequenzen) in Hz natürliche ganze Zahl Schallgeschwindigkeit in Luft (cL = 340 m/s) Schalenabstand in m

306

5 Bauakustik

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes Im Gegensatz zum Luftschallschutz, bei dem eine Schallpegeldifferenz zwischen Sende- und Empfangsraum zur Beurteilung der Dämmqualität des trennenden Bauteils herangezogen wird, wird beim Trittschallschutz der im Empfangsraum gemessene Schalldruckpegel, der aus einer genormten Körperschallanregung resultiert, zur Beurteilung der Dämmqualität des trennenden Bauteils (in der Regel eine Decke oder Treppe) herangezogen. Diese genormte Körperschallanregung wird mit einem geeichten Norm-Hammerwerk realisiert. Auch beim Trittschallschutz wird differenziert zwischen Messungen der Trittschalldämmung von Decken in Prüfständen (Messung nach DIN EN ISO 10140-3, Angabe der entsprechenden Pegel ohne Apostroph) und Messungen der Trittschalldämmung von Decken in Gebäuden (Messung nach DIN EN ISO 16283-2, Angabe der entsprechenden Pegel mit Apostroph). Aus Gründen üblicher Praxisrelevanz erfolgen die nachfolgenden Betrachtungen für Trittschallpegel in Gebäuden.

5.2.1 Schallübertragungswege Die Schallübertragung zwischen zwei Räumen erfolgt in ausgeführten Gebäuden nicht nur über das trennende Bauteil, sondern auch über flankierende Bauteile sowie über Rohrleitungen, Undichtigkeiten, Lüftungsanlagen etc. Die Nebenweg-Übertragung bei Trittschallanregung längs der angrenzenden, flankierenden Bauteile (Flankenübertragung) tritt gegenüber der direkten Schallabstrahlung insbesondere bei Decken mit untergehängter, biegeweicher Schale in Erscheinung. Bild 5.2.1-1 zeigt beispielhaft mögliche Wege des Körperschalls in einem Gebäude nach Trittschallanregung einer Trenndecke.

Df

Df

Dd

Df Df

Bild 5.2.1-1 Beispielhafte Darstellung möglicher Wege des Körperschalls in einem Gebäude nach Trittschallanregung einer Trenndecke

Die im Empfangsraum registrierte und aufsummierte Schallleistung wird durch den Schall verursacht, der bei Trittschallanregung eines Bauteils im Senderaum übertragen

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes 307 wird, unabhängig davon, ob es sich um Luft- oder Körperschallfelder handelt. Für übereinanderliegende Räume wird der Gesamt-Trittschallpegel im Empfangsraum bestimmt durch: n   0,1⋅ Ln,f,ij  0,1⋅ Ln,d L′n = 10 ⋅ lg  10 10 + (5.2.1-1)   j=1   Für nebeneinanderliegende Räume wird der Gesamt-Trittschallpegel im Empfangsraum bestimmt durch:

∑

 n  0,1⋅ Ln,f,ij  L′n = 10 ⋅ lg  10   (5.2.1-2) j=1   Darin sind:

∑

L‘n Ln,d Ln,f,ij n

Gesamt-Trittschallpegel im Empfangsraum in dB Norm-Trittschallpegel durch direkte Trittübertragung in dB Norm-Trittschallpegel durch Flankenübertragung in dB Anzahl der Bauteile

5.2.2 Trittschallpegel Der frequenzabhängige Trittschallpegel als mittlerer Schalldruckpegel in einem Terzband im Empfangsraum bei Anregung der geprüften Decke durch ein Norm-Hammerwerk wird auf der Basis von mindestens vier Messergebnissen ermittelt: n   1 0,1⋅ Lj   Li = 10 ⋅ lg ⋅ 10 (5.2.2-1)  n  = 1 j   Darin sind: Li frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum in dB n natürliche ganze Zahl j 1 bis n (Messstellen) Lj Messwert des frequenzabhängigen Trittschallpegels am Ort j in dB

∑

Bild 5.2.2-1 Beischreibung der Indizes für die Kenngrößen des Trittschalldämm-Maßes

308

5 Bauakustik

5.2.3 Norm-Trittschallpegel Da jedoch auch die raumakustische Ausgestaltung des Empfangsraumes in Form beliebiger unterschiedlicher schallabsorbierender Oberflächen Einfluss auf die Größenordnung des Trittschallpegels eines trennenden Bauteils hat (eine Änderung der Schallabsorptionsfläche im Empfangsraum verändert den dort ermittelten Trittschallpegel und damit scheinbar die Schallschutzqualität des trennenden Bauteils, ohne dass dieses selbst verändert wird), wird der frequenzabhänige Norm-Trittschallpegel eingeführt: L′n = Li + 10 ⋅ lg

A A0

(5.2.3-1)

Darin sind: L'n frequenzabhäniger Norm-Trittschallpegel in dB Li frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum, wenn die trennende Decke von einem Norm-Hammerwerk angeregt wird, in dB A frequenzabhängige äquivalente Absorptionsfläche im Empfangsraum in m2 A0 Bezugsabsorptionfläche (für Wohn- und Arbeitsräume: A0 = 10 m2)

5.2.4 Standard-Trittschallpegel Alternativ kann die Trittschalldämmung eines Trennelementes (in der Regel Trenndecke oder -treppe) zwischen zwei Räumen durch den frequenzabhängigen StandardTrittschallpegel beschrieben werden: L′nT = Li − 10 ⋅ lg

T T0

(5.2.4-1)

Darin sind: L'nT frequenzabhäniger Standard-Trittschallpegel in dB Li frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum, wenn die trennende Decke von einem Norm-Hammerwerk angeregt wird, in dB T frequenzabhängige Nachhallzeit im Empfangsraum in s T 0 Bezugs-Nachhallzeit (für Wohn- und Arbeitsräume: T0 = 0,5 s )

Anmerkung: Die Normierung des Trittschallpegels auf eine Nachhallzeit von 0,5 s berücksichtigt, dass in möblierten Wohnräumen nahezu volumen- und frequenzunabhängig eine Nachhallzeit von etwa 0,5 s vorliegt. Diese Normierung entspricht der Normierung des Trittschallpegels auf eine Bezugs-Absorptionsfläche von A0 = 0,32 ·V, wobei V das Volumen des Empfangsraumes darstellt. Damit wird der Standard-Trittschallpegel L‘nT abhängig von der Richtung der Schallübertragung, wenn die beiden Räume unterschiedliche Volumina aufweisen. Die Ermittlung sowohl des Norm-Trittschallpegels L'n als auch des Standard-Trittschallpegels L'nT erfolgt in Gebäuden nach DIN EN ISO 16283-2.

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes 309

5.2.5 Bewerteter Norm-Trittschallpegel Der bewertete Normtrittschallpegel einer gebrauchsfertigen Decke ergibt sich aus:



Ln, w = Ln, w,eq − ∆Lw

(5.2.5-1)



Darin sind: Ln,w bewerteter Normtrittschallpegel einer gebrauchsfertigen Decke in dB Ln,w,eq äquivalenter bewerteter Norm-Trittschallpegel von Massivdecken ohne Deckenauflage in dB ∆Lw Verbesserungsmaß der verwendeten Deckenauflage in dB Beispielsweise in VDI 4100 (10.2012) werden Anforderungen nicht mehr an den bewerteten Norm-Trittschallpegel eines trennendenden Bauteils sondern vielmehr an den zulässigen bewerteten Standard-Trittschallpegel zul. L‘nT,w erhoben – damit ergibt sich dann eine volumenabhängige Anforderung an das Bauteil. Nach entsprechender Umrechnung sowie unter Berücksichtigung der Zusammenhänge nach Sabine ergibt sich der bewerteter Norm-Trittschallpegel dann zu:



L′n,w = zul. L′nT ,w + 10 ⋅ lg VE − 15



(5.2.5-2)

Darin sind: L'n,w bewerteter Norm-Trittschallpegel in dB zul. L'nT,w zulässiger bewerteter Standard-Trittschallpegel in dB VE Volumen des Empfangsraumes in m3

5.2.6 Norm-Trittschallpegel flankierender Bauteile Die Bezeichnung Ln,f wird verwendet, wenn nur ein Flankenübertragungsweg die Schallübertragung bestimmt (beispielsweise bei Doppel- und Hohlraumböden) und die Bezeichnung Ln,f,ij, wenn nur ein festgelegter Übertragungsweg ij von mehreren Wegen berücksichtigt wird (wie bei Körperschallübertragungen an Stoßstellen von drei oder vier verbundenen Bauteilen).



L n , f = Li + 10 ⋅ lg

A A0



(5.2.6-1)

Darin sind: Ln,f frequenzabhäniger Norm-Trittschallpegel flankierender Bauteile in dB Li frequenzabhängiger Trittschallpegel im Empfangsraum in dB A frequenzabhängige äquivalente Absorptionsfläche im Empfangsraum in m2 A0 Bezugsabsorptionfläche (für Wohn- und Arbeitsräume: A0 = 10 m2)

310

5 Bauakustik

5.2.7 Trittschallminderung durch Deckenauflagen Die frequenzabhängige Trittschallminderung (Verbesserung des Trittschallschutzes eines trennenden Bauteils durch Anordnung einer Deckenauflage) wird mit den NormTrittschallpegeln vor und nach der Maßnahme ermittelt.

∆ L′ = L′n0 − L′n1

(5.2.7-1)



Darin sind: ∆L' frequenzabhängige Trittschallminderung in dB L'n0 frequenzabhängiger Norm-Trittschallpegel im Empfangsraum, gemessen ohne Deckenauflage in dB L'n1 frequenzabhängiger Norm-Trittschallpegel im Empfangsraum, gemessen mit Deckenauflage in dB

mit schwimmendem Estrich und Belag

Ln

Ln

Frequenz f in Hz

schwimmender Estrich

Belag

ΔL1

mit schwimmendem Estrich

ΔL2

ΔL1

Lno

Trittschallminderung DL in dB

Rohdecke

ΔL2

Normtrittschallpegel Ln in dB

Die frequenzabhängige Trittschallminderung ∆L von schwimmenden Estrichen und Fußbodenbelägen wirkt auf der Sendeseite des trennenden Bauteils wie in Bild 5.2.7-1 dargestellt primär bei mittleren und hohen Frequenzen.

Frequenz f in Hz

Bild 5.2.7-1 Grundsätzliches Verhalten von schwimmenden Estrichen und Belägen nach Gösele und Schüle [40]

Schallbrücken reduzieren in erheblicher Weise die Schalldämmung von Bauteilen. Obwohl der schallbrückenfreie Einbau von schwimmenden Estrichen seit längerem zu den allgemein anerkannten Regeln der Technik gehören, trifft man in der Praxis kritische Bereiche für Schallbrücken und somit eine Verschlechterung der Schalldämmung an: • Feste Verbindungen zwischen der schwimmendem Estrichplatte und der Rohdecke (z.B. durch fehlende Trennlage oder nicht korrekt gestoßenen Dämmplatten • Unebenheiten der Rohdecke (bei sehr dünnen Trittschalldämmungen) • Feste Verbindungen zwischen schwimmendem Estrich und Wand (fehlende oder fehlerhafte Randdämmung, Mörtelrückständen in Fugen) • Einbauten und Durchdringungen (z.B. Heizrohre, Leerrohre) auf der Rohdecke, besonders im Kreuzungsbereich)

5.2 Grundlagen des Trittschallschutzes 311 •

Anbringen von Sockelleisten bzw. Sockelfliesen ohne Zwischenlage direkt auf dem schallharten Bodenbelag

5.2.8 Bewertung des Norm-Trittschallpegels Der frequenzabhängige Norm-Trittschallpegel L'n(f) ist für viele Anwendungsfälle des Bauwesens zu unhandlich, weswegen er - ggf. unter Ermittlung von Spektrum-Anpassungswerten (siehe unten) - entsprechend DIN EN ISO 717-2 in eine Einzahlangabe umgerechnet wird. Dieses geschieht durch Verschieben der Bezugskurve entsprechend Tabelle 5.2.8-1 in ganzzahligen dB-Schritten, wobei in den Terzmittenfrequenzen die Summe der Überschreitungen der Bezugskurve durch die Messkurve einen Wert von 32 dB nicht überschreitet darf (wobei die Summe der Überschreitung natürlich dem Grenzwert von 32 dB möglichst nahekommen soll). Dieser Wert entspricht bei 16 Terzmittenfrequenzen einer mittleren Überschreitung von 2 dB. Der bewertete NormTrittschallpegel L'n,w entspricht dann dem entsprechenden Norm-Trittschallpegel der verschobenen Bezugskurve bei f = 500 Hz. Die Verschiebung der Bezugskurve nach unten entspricht einer gegenüber dem Referenzbauteil verbesserten Konstruktion, die Verschiebung nach oben mithin dem Gegenteil. Bild 5.2.8-1 gibt ein Beispiel. 70 ungünstig 62

Norm-Trittschallpegel Ln bzw. Ln' in dB

62 60

60

günstig

57

50

50

Bezugskurve 42 40

30

20 100 125

250

500

1000

2000

3150

Terzbandmitten-Frequenzen f m in Hz

Bild 5.2.8-1 Beispiel für die Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels L'n,w. Im Beispiel wird die Bezugskurve um -10 dB verschoben. Es ergibt sich mithin ein bewerteter Norm-Trittschallpegel L‘n,w = 50 dB.

312

5 Bauakustik

Tabelle 5.2.8-1 Bezugswerte der Terzbänder und der Oktavbänder für die Trittschalldämmung nach DIN EN ISO 717-2

1 1 2

2

3 Bezugswert in dB

Frequenz in Hz

Terzbänder

3

100

62

4

125

62

5

160

62

6

200

62

7

250

62

8

315

62

9

400

61

10

500

60

11

630

59

12

800

58

13

1000

57

14

1250

54

15

1600

51

16

2000

48

17

2500

45

18

3150

42

Oktavbänder 67

67

65

62

49

5.2.9 Spektrum-Anpassung Der Spektrum-Anpassungswert ist so festgelegt, dass sich für massive Decken mit wirkungsvollen Deckenauflagen ein Wert von CI = 0 dB ergibt. Für Holzbalkendecken mit den typischen tieffrequenten Spitzen nimmt er positive Werte an, für Betondecken mit weniger wirkungsvollen Deckenauflagen (oder ggf. auch ganz ohne Deckenauflagen) liegt er im Bereich -15 ≤ CI ≤ 0 dB. Um die o.g. Einflüsse bei besonderen Anforderungen berücksichtigen zu können, können diese als Summe (L'n,w + CI) angegeben werden. Der Spektrum-Anpassungswert CI errechnet sich wie folgt:

CI = L′n,sum − 15 − L′n,w

(5.2.9-1)



CI = L′nT,sum − 15 − L′nT,w



(5.2.9-2)

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 313 k

L′n,sum = 10 ⋅ lg

∑10

0,1⋅ L′n,i

i =1

k

L′nT,sum = 10 ⋅ lg

∑10

(5.2.9-3)

0,1⋅ L′nT,i

i =1

(5.2.8-4)

Darin sind: C1 Spektrum-Anpassungswert in dB L'n,w bewerteter Norm-Trittschallpegel in dB L'nT,w bewerteter Standard-Trittschallpegel in dB k k Mittenfrequenzen L'n,sum energetische Addition für k Frequenzbänder L'nT,sum energetische Addition für k Frequenzbänder L'n,i Norm-Trittschallpegel in dB L'nT,i Standard-Trittschallpegel in dB Der Spektrum-Anpassungswert wird auf eine Stelle hinter dem Komma berechnet und dann wie folgt auf ganze Dezibel gerundet: aus +xy,5 wird gerundet xy+1, aus -xy,5 wird gerundet -xy. Berechnungen des Spektrum-Anpassungswertes können auch zusätzlich für einen erweiterten Frequenzbereich (einschließlich 50 Hz - 63 Hz - 80 Hz) durchgeführt werden. In diesem Fall ist der Wert dann durch Angabe des betrachteten Bereiches entsprechend zu kennzeichnen, z.B. als CI,50-2500.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 5.3.1 Rechtlicher Anspruch Im Rahmen der schallschutztechnischen Bemessungen bzw. Nachweisführungen zeichnen sich heute zwei unterschiedliche Anforderungsprofile ab: 1. öffentlich rechtlicher Nachweis Durch die bauaufsichtliche Einführung der DIN 4109 werden entsprechende Schallschutzanforderungen hinsichtlich eines öffentlich rechtlichen Nachweises vor dem Hintergrund der staatlichen Fürsorgepflicht erhoben. Durch diese baulichen Mindestanforderungen soll gewährleistet werde, dass der Nutzer vor unzumutbaren Belästigungen durch Schallübertragung geschützt wird, sofern in den benachbarten Räumen keine ungewöhnlich starken Geräusche verursacht werden. Auf diesem Anforderungsniveau kann nicht erwartet werden, dass Geräusche z.B. aus der Nachbarwohnung nicht mehr wahrgenommen werden. 2. privatrechtlicher Nachweis Für den hinsichtlich der tatsächlichen Nutzung des Gebäudes erforderlichen Schallschutz ist dann ein privatrechtlicher Nachweis mit ggf. deutlich erhöhten

314

5 Bauakustik Anforderungen zu führen. Um spätere Auseinandersetzungen über den geschuldeten Schallschutz zu vermeiden, ist es äußerst ratsam, das gewünschte Niveau, die gewünschten Kennwerte oder die gewünschte Schallschutzstufe expressis verbis zu vereinbaren, vgl. auch VDI 4100 (08.2007). Vor diesem Hintergrund ist auch zu bedenken, dass eine Beschreibung des Bauobjektes (z.B. in der Präambel von Baubeschreibungen) als „gehobene“, „zeitgemäße“ oder ähnliche Bauweise bereits die Schuldung eines erhöhten Schallschutzes beinhalten. Zur Festlegung der avisierten Schallschutzqualität können unterschiedliche Regelwerke herangezogen werden, vgl. dazu Tab. 5.3.1-1.



Die nach DIN 4109-5 aufgeführten Werte sind so ausgelegt, dass sie sowohl beim Luft- und Trittschallschutz als auch beim Schutz gegen Geräusche aus gebäudetechnischen Anlagen im Vergleich zu den Anforderungen nach DIN4109-1 zu einem wahrnehmbar besseren Schallschutz führen.

Tabelle 5.3.1-1 Überblick über die Regelwerke, die Anforderungen an den baulichen Schallschutz erheben oder empfehlen

1

2

3

4

Titel

Erscheinungsdatum

Abschnitt

1

Regelwerk

2

DIN 4109-1 DIN 4109-2

Schallschutz im Hochbau Teil1: Mindestanforderungen Teil 2: Rechnerische Nachweise der Erfüllung der Anforderungen

Jan. 2018

5.3.2

3

DIN 4109-5

Schallschutz im Hochbau Teil 5: Erhöhte Anforderungen

Aug. 2020

5.3.3

4

VDI 4100

Schallschutz von Wohnungen - Kriterien für Planung und Beurteilung

Aug. 2007 zurückgezogen

5.3.4

5

VDI 4100

Schallschutz im Hochbau – Wohnungen - Beurteilung und Vorschläge für den erhöhten Schallschutz

Okt. 2012

5.3.5

6

DEGA [41] Schallschutz im Wohnungsbau Empfehlungen 103 Schallschutzausweis

Jan. 2018

5.3.6

7

VDI 2569

Schallschutz und akustische Gestaltung im Büro

Okt. 2019

5.3.7

8

VDI 3726

Schallschutz bei Gaststätten und Kegelbahnen

Jan. 1991

5.3.8

5.3.2 Anforderungen nach DIN 4109 Sicherheitskonzept Neu in die Nachweisverfahren der Normengruppe DIN 4109 (07.2016) aufgenommen ist ein Sicherheitskonzept, bei dem unterschiedliche Unsicherheitsbeiträge u bestimmt

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 315 und in einem resultierenden Unsicherheitsbeiwert der Prognose uProg zusammengefasst werden. Dafür entfallen das bekannte Vorhaltemaß bei der Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels sowie die Differenzierung zwischen Rechen- und Prüfwerten mit der entsprechenden Beaufschlagung letzterer Werte. Diese auch als Sicherheitsbeiwerte bezeichneten Größen können mit unterschiedlich aufwändigen Verfahren ermittelt werden; dargestellt werden sollen hier nur die sich nach dem sogenannten vereinfachten Verfahren ergebenden Sicherheitsbeiwerte (vgl. Tab. 5.3.2-1). Tabelle 5.3.2-1 Zusammenstellung der Anforderungen an Bauteile unter Berücksichtigung der Sicherheitsbeiwerte nach dem vereinfachten Verfahren aus DIN 4109-2

1

2

3

1

Kenngröße

Anforderung mit Sicherheitsbeiwert

Formel

2

Luftschalldämmung trennender Bauteile

R'w − 2dB ≥ erf . R'w

5.3.2-1

3

Luftschalldämmung von Außenbauteilen

R'w ,ges − 2dB ≥ erf . R'w ,ges

5.3.2-2

4

Luftschalldämmung von Türen

R'w − 5 dB ≥ erf . R'w

5.3.2-3

5

Trittschalldämmung

L'n,w + 3 dB ≤ zul. L'n,w

5.3.2-4

Rundungsregeln Mit der Einführung der DIN 4109-2 gibt es eine eindeutige Regelung hinsichtlich der Rundung im Rechenverfahren bzw. bezogen auf das Ergebnis. a) Die Berechnung der bauakustischen Kenngrößen R‘w und L‘n,w sowie der Ansatz der zugehörigen Eingangsgrößen erfolgt mit mit einer Genauigkeit von 1/10 dB. Auch die in Prüfständen ermittelten Größen müssen mit einer Genauigkeit von 1/10 dB verwendet werden. b) Die Anwendung der Sicherheitsbeiwerte auf das nach a) berechnete Ergebnis der bauakustischen Kenngrößen erfolgt mit einer Genauigkeit von 1/10 dB. c) Der Vergleich des Endergebnisses aus b) Mit einer Genauigkeit von 1/10 dB mit den Anforderungen nach DIN 4109-1. Veranschaulicht wird diese Regel am folgenden Beispiel aus der Norm, nachgewiesen werden soll das bewertete Bauschalldämmmaß R‘w einer Wohnungstrennwand: •

Für die Wohnungstrennwand gilt nach DIN 4109-1: erf. R‘w ≥ 53 dB.

•

Die Berechnung ergibt für die Wand: vorh. R‘w = 54,9 dB.

•

Der Sicherheitsbeiwert uprog = 2 dB ist anzuwenden.

•

Es ergibt sich somit folgender Vergleich: 54,9 dB – 2 dB = 52,9 dB < erf. R‘w = 53 dB Der Nachweis ist somit nicht erbracht.

316

5 Bauakustik

Luftschalldämmung von Außenbauteilen Die Anforderungen an das bewertete, gesamte Luftschalldämm-Maß erf. R'w,ges nach DIN 4109-1 werden erhoben an entsprechende Fassaden, Dächer von ausgebauten Dachräumen und Decken von Aufenthaltsräumen, die zugleich den oberen Gebäudeabschluss bilden. Bei Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen und bei Kriechböden sind die Anforderungen durch Dach und Decke gemeinsam zu erfüllen. Die Anforderung an das gesamte bewertete Bau-Schalldämm-Maß von schutzbedürftigen Räumen ergibt sich unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Raumarten, einer Raumgeometrie-Korrektur und einem Unsicherheitszuschlag. erf. R′w,ges = La − K Raumart



(5.3.2-5)

R′w,ges − 2 dB ≥ erf. R′w,ges + K AL

(5.3.2-6)

⇒ R′w,ges ≥ La − K Raumart + 2 dB + K AL



 SS  K AL = 10 ⋅ lg   (5.3.2-7)  0,8 ⋅ SG  Darin sind: R'w,ges gesamtes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der Fassade in dB erf. R'w,ges erforderliches gesamtes bewertetes Schalldämm-Maß nach DIN 4109-1 in dB - 2 dB Sicherheitsbeiwert uprog nach Tab. 5.3.2-1 La Maßgeblicher Außenlärmpegel nach Formel 5.3.2-8 in dB(A) KRaumart Korrekturwert für die Raumart nach Tab. 5.3.2-2 in dB KAL Korrekturwert für den Außenlärm in dB SS Gesamtfläche des Außenbauteils eines Aufenthaltsraumes in m2 SG Grundfläche des Aufenthaltsraumes in m2



Tabelle 5.3.2-2 Korrektur für die Raumart und Mindestanforderung nach DIN 4109-1

1

2

3

KRaumart in dB

Mindestanforderung

R‘w,ges ≥ 35 dB

1

Raumbezeichnungen

2

Bettenräume in Krankenanstalten und Sanatorien

25

3

Aufenthaltsräume in Wohnungen, Übernachtungsräume in Beherbergungsstätten, Unterrichtsräume u.Ä.

30

4

Büroräume und Ähnliches

35

R‘w,ges ≥ 30 dB

Tabelle 5.3.2-3 Zuordnung von Lärmpegelbereichen und maßgeblichem Außenlärmpegel

1 1

Lärmpegelbereich

2

maßgeblicher Außenlärmpegel La in dB(A)

1)

2

3

4

5

6

7

8

I

II

III

IV

V

VI

VII

55

60

65

70

75

80

> 801)

Für maßgebliche Außenlärmpegel La > 80 dB sind die Anforderungen aufgrund der örtlichen Gegebenheiten festzulegen.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 317 Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels Zur Bestimmung des maßgeblichen Außenlärmpegels bei Vorliegen verschiedener Lärmquellen (Straßen-, Schienen-, Luft- und Wasserverkehr, Industrie- und Gewerbelärm) werden die unterschiedlichen Lärmimmissionen in der Regel jeweils getrennt für Tag und Nacht ermittelt. Beträgt die Differenz der Beurteilungspegel zwischen Tag und Nacht weniger als 10 dB(A), so ergibt sich der maßgebliche Außenlärm zum Schutz des Nachtschlafes aus der Summe des Beurteilungspegels der Nacht und einem Zuschlag von 10 dB(A). Die Addition des Zuschlags von 3 dB(A) auf die unterschiedlichen Pegel (siehe Tab. 5.3.2-4) darf nur einmal, nämlich auf den Summenpegel erfolgen. n

La ,res = 10 ⋅ lg



∑ (10

0,1⋅ La ,i

i=1

)

(5.3.2-8)

Darin sind: La,res resultierender maßgeblicher Außenlärmpegel in dB(A) La,i maßgeblicher Außenlärmpegel einer Lärmquelle in dB(A) n Anzahl der Lärmquellen Sind Lärmschutzwände oder -wälle vorhanden, darf der maßgebliche Außenlärmpegel entsprechend den Vorgaben der DIN 18005-1 abgemindert werden, vgl. dazu auch Abschnitt 4 „Schallausbreitung“. Für die von der maßgeblichen Lärmquelle abgewandte Gebäudeseite darf der maßgebliche Außenlärmpegel ohne besonderen Nachweis abgemindert werden um • 5 dB(A) bei offener Bebauung und um • 10 dB(A) bei geschlossener Bebauung bzw. bei Innenhöfen. Tabelle 5.3.2-4 Vorgaben zur Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels nach DIN 4109-2

1 1 2 3

Lärmquelle

Straßenverkehr 2)

2

Ermittlungsgrundlagen (hierarchisch gelistet) Ebene 1 Verwaltungsvorschriften, Bebauungspläne, Lärmkarten etc.3)

4 5

Schienenverkehr 2)

3 Ebene 2 vereinfachtes Verfahren nach DIN 18005-1 A.2 (Nomogramme Kapitel 4.3.4) + Zuschlag 3 dB(A) 2) Berechnung nach 16. BImSchV + Zuschlag 3 dB(A) 2)

Berechnung nach 16. BImSchV + Abschlag − 5 dB(A) 4) + Zuschlag 3 dB(A) 2)

(Fortsetzung nächste Seite)

4 1)

Ebene 3

Messungen nach DIN 4109-4, C.1 und C.5.

318

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-5 Vorgaben zur Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels nach DIN 4109-2 (Fortsetzung)

1 1 2 6

Lärmquelle Wasserverkehr2),5)

7 Luftverkehr 2) 8

9

1) 2)

3) 4)

5)

6)

Gewerbeund Industrieanlagen

2

3 Ermittlungsgrundlagen (hierarchisch gelistet)

Ebene 1

Ebene 2

Berechnung nach DIN 18005-1 A4 (Nomogramme Kapitel 4.3.4) + Zuschlag 3 dB(A) 2)

4 1)

Ebene 3 Messungen nach DIN 4109-4, C.1 und C.5.

Für Flugplätze, für die Lärmschutzbereiche nach dem FluLärmG festgesetzt sind, gelten innerhalb der Schutzzonen die Regelungen dieses Gesetzes. + Zuschlag 3 dB(A) 2) Für Flugplätze, die nicht dem FluLärmG unterliegen, werden die Geräuschimmissionen nach DIN 45684-1, DIN 45684-2 oder nach der LandeplatzFluglärmleitlinie des Länderausschusses für Immissionsschutz ermittelt. + Zuschlag 3 dB(A) 2) Ansetzen der entsprechenden Immissionsrichtwerte der TA Lärm + Zuschlag 3 dB(A)

Ermittlung der tatsächlich auftretenden Beurteilungspegel nach TA Lärm6) + Zuschlag 3 dB(A) 2)

Die Beurteilungspegel sind immer für den Tag (6:00 Uhr bis 22:00 Uhr) und für die Nacht (22:00 Uhr bis 6:00 Uhr) zu berechnen. Beträgt die Differenz der Beurteilungspegel zwischen Tag minus Nacht < 10 dB(A), so ergibt sich der maßgebliche Außenlärmpegel zum Schutz des Nachtschlafes aus einem 3 dB(A) erhöhten Beurteilungspegel für die Nacht und einem Zuschlag von 10 dB(A). (La,Tag – La, Nacht < 10 dB(A) → La = La, Nacht + 10 dB(A) + 3 dB) Lärmkarten nach der Richtlinie 2002/49/EG (EU-Umgebungslärmrichtlinie) können zur Ermittlung des maßgeblichen Außenlärmpegels nicht herangezogen werden. Aufgrund der Frequenzzusammensetzung von Schienenverkehrsgeräuschen in Verbindung mit dem Frequenzspektrum der Schalldämm-Maße von Außenbauteilen ist der Beurteilungspegel hier pauschal zu mindern. Beim Wasserverkehr können insbesondere tieffrequente Geräuschanteile Störungen hervorrufen. In diesen Fällen sind gesonderte Betrachtungen hinsichtlich der Schalldämmung der Außenbauteile erforderlich. Weicht die tatsächliche bauliche Nutzung im Einwirkungsbereich der Anlage erheblich von der im Bebauungsplan festgesetzten baulichen Nutzung ab, so ist von der tatsächlichen baulichen Nutzung unter Berücksichtigung der vorgesehenen baulichen Entwicklung des Gebietes auszugehen.

Sowohl bei der Berechnung von R‘w,ges, als auch von Ss werden – im Gegensatz zur alten DIN 4109 (11.1989) – alle außenlärmbeanspruchten Außenbauteile Si des betrachteten Raumes kumulativ berücksichtigt.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 319 Luft- und Trittschalldämmung zum Schutz gegen Schallübertragung aus fremden Wohn- oder Arbeitsbereich Tabelle 5.3.2-6 Anforderungen an die Schalldämmung in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-1

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile Decken unter allg. nutzbaren Dachräumen, z.B. Trockenböden, Abstellräumen u. ihren Zugängen

2

R'w in dB

L'n,w in dB

≥ 53

≤ 52

Wohnungstrenndecken (auch Treppen)

≥ 54

≤ 50

4

Trenndecken (auch Treppen) zwischen fremden Arbeitsräumen bzw. vergleichbaren Nutzeinheiten

≥ 54

≤ 53

5

Decken über Kellern, Hausfluren, Treppenräumen unter Aufenthaltsräumen

≥ 52

≤ 50

6

Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen und Ähnlichem unter Aufenthaltsräumen

≥ 55

≤ 50

7

Decken unter / über Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

Decken

3

1)

≥ 55

≤ 46

Bemerkungen

Wohnungstrenndecken sind Bauteile, die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen. Ausnahmeregelungen siehe 1) 2)

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich werden.

Im Falle von baulichen Änderungen von vor dem 1. Juli 2016 fertiggestellten Gebäuden liegt die Anforderung bei L′n,w ≤ 53 dB. 2) Beim Neubau von Gebäuden mit Deckenkonstruktionen, die dem Holz-, Leicht- und Trockenbau zuzuordnen sind, liegt die Anforderung bei L′n,w ≤ 53 dB. Anmerkung: Nicht für alle gebräuchlichen Deckenkonstruktionen kann derzeit ein Anforderungs- wert L′n,w ≤ 50 dB nachgewiesen werden. Bis zum Vorliegen geeigneter Lösungen nach der Überarbeitung von DIN 4109-33 gilt deshalb die in Fußnote 2) genannte Anforderung.

(Fortsetzung nächste Seite)

320

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-6 Anforderungen an die Schalldämmung in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

L'n,w in dB

–

≤ 50

–

≤ 53

Balkone

–

≤ 58

Decken und Treppen innerhalb von Wohnungen, die sich über zwei Geschosse erstrecken

–

≤ 50

≥ 54

≤ 53

Decken unter Terrassen und Loggien über Aufenthaltsräumen Decken unter Laubengängen

8 9

Decken

10 11

R'w in dB

Decken unter Bad und WC mit / ohne Bodenentwässerung

13

Decken unter Hausfluren

–

≤ 50

Treppenläufe und -podeste

–

≤ 53

14

Treppen

12

Wohnungstrennwände und Wände zwischen fremden Arbeitsräumen

15

≥ 53

Für Wände mit Türen gilt: erf. R'w,Wand = erf. Rw,Tür + 15 dB vgl. Zeilen 20 und 21. Wandabschnitte mit einer Breite < 30 cm bleiben dabei unberücksichtigt

–

Wände neben Durchfahrten, Sammelgaragen einschließlich Einfahrten

≥ 55

–

18

Wände von Spieloder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

≥ 55

–

19

Schachtwände von Aufzugsanlagen an Aufenthaltsräumen

≥ 57

–

Wände

(Fortsetzung nächste Seite)

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

–

≥ 53

17

Bezüglich R‘w bzw. R‘w,ges siehe Abschnitt „Luftschalldämmung von Außenbauteilen“

Wohnungstrennwände sind Bauteile, die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen.

Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren

16

Bemerkungen

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 321 Tabelle 5.3.2-6 Anforderungen an die Schalldämmung in Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

Türen

20

21

R'w in dB

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen in geschlossene Flure und Dielen von Wohnungen und Wohnheimen oder von Arbeitsräumen führen

≥ 27

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen unmittelbar in Aufenthaltsräume - außer Flure und Dielen - von Wohnungen führen

≥ 37

L'n,w in dB

Bemerkungen

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf Rw. Nach DIN 4109-2 muss ein Sicherheitsbeiwert von 5 dB berücksichtigt werden.

Tabelle 5.3.2-7 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen EinfamilienReihenhäusern und zwischen Doppelhäusern nach DIN 4109-1

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w in dB

Decken

–

≤ 41

3

Bodenplatte auf Erdreich bzw. Decke über Kellergeschoss

–

≤ 46

4

Treppenläufe und -podeste

–

≤ 46

5

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, die im untersten Geschoss (erdberührt oder nicht) eines Gebäudes gelegen sind

≥ 59

–

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, unter denen mindestens 1 Geschoss (erdberührt oder nicht) des Gebäudes vorhanden ist

≥ 62

–

Wände

Decken

2

6

Bemerkungen

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in waagerechter oder schräger Richtung.

322

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-8 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Hotels und Beherbergungsstätten nach DIN 4109-1

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile

Decken, einschl. Decken unter Fluren

3

Decken unter / über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen zum Schutz gegenüber Schlafräumen

Decken

2

Decken unter Bad und WC ohne / mit Bodenentwässerung

5

Treppenläufe und -podeste

6

Wände zwischen Übernachtungsräumen sowie zwischen Fluren und Übernachtungsräumen

Türen

7

Wände

4

Türen zwischen Fluren und Übernachtungsräumen

R'w in dB

L'n,w in dB

Bemerkungen

≤ 50

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

≤ 46

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein.

≥ 54

≤ 53

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

–

≤ 58

Keine Anforderungen an Treppenläufe und Zwischenpodeste in Gebäuden mit Aufzug.

≥ 47

–

Gilt auch für Trennwände mit Türen zwischen fremden Übernachtungsräumen (R′w,res ).

–

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf Rw. Nach DIN 4109-2 muss ein Sicherheitsbeiwert von 5 dB berücksichtigt werden.

≥ 54

≥ 55

≥ 32

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 323 Tabelle 5.3.2-9 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in Krankenhäusern und Sanatorien nach DIN 4109-1

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w in dB

Decken, einschl. Decken unter Fluren

≥ 54

≤ 53

3

Decken unter Bad und WC ohne / mit Bodenentwässerung

≥ 54

≤ 53

Decken

2

Bemerkungen Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

≥ 55

≤ 46

Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein.

–

≤ 58

Keine Anforderungen an Treppenläufe in Gebäuden mit Aufzug.

6

Wände zwischen ̶ Krankenräumen ̶ Fluren und Krankenräumen ̶ Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern ̶ Fluren und Untersuchungsbzw. Sprechzimmern ̶ Krankenräumen und Arbeitsund Pflegeräumen

≥ 47

–

7

Wände zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion)

≥ 52

–

8

Wände zwischen ̶ Operations- bzw. Behandlungsräumen ̶ Fluren und Operations- bzw. Behandlungsräumen

≥ 42

–

9

Wände zwischen ̶ Räumen der Intensivpflege ̶ Fluren und Räumen der Intensivpflege

≥ 37

–

Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

Wände

5

Treppen

4

Treppenläufe und -podeste

(Fortsetzung nächste Seite)

324

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-9 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in Krankenhäusern und Sanatorien nach DIN 4109-1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

Anforderungen Bauteile

10

Türen zwischen – Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern – Fluren und Untersuchungsbzw. Sprechzimmern

11

Türen zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion)

≥ 37

–

Türen zwischen – Fluren und Krankenräumen – Operations- bzw. Behandlungsr. – Fluren und Operations- bzw. Behandlungsräumen

≥ 32

–

Türen

1

12

R'w in dB

L'n,w in dB

≥ 37

–

Bemerkungen

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf Rw. Nach DIN 4109-2 muss ein Sicherheitsbeiwert von 5 dB berücksichtigt werden.

Tabelle 5.3.2-10 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Schulen, Ausbil1) dungsstätten und vergleichbaren Einrichtungen nach DIN 4109-1

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile

3

4

Decken

2

R'w in dB

L'n,w in dB

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen

≥ 55

≤ 53

Decken unter Fluren

≥ 55

≤ 53

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und z. B. Sporthallen, Werkräumen

≥ 60

≤ 46

(Fortsetzung nächste Seite)

Bemerkungen Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräumen in alle Schallausbreitungsrichtungen. Zu ähnlichen Räumen gehören auch solche Räume mit erhöhtem Ruhebedürfnis, z. B. Schlafräume.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 325 Tabelle 5.3.2-10 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Schulen, Ausbil1) dungsstätten und vergleichbaren Einrichtungen nach DIN 4109-1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

Anforderungen 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w in dB

≥ 55

≤ 46

6

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen untereinander und zu Fluren

≥ 47

–

7

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Treppenhäusern

≥ 52

–

8

Wände zw. Unterrichtsräumen und ähnlichen Räumen und „lauten“ Räumen (z. B. Speiseräume, Cafeterien, Musikräume, Spielräume, Technikzentralen)

≥ 55

–

9

Wände zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und z. B. Sporthallen, Werkräumen

≥ 60

–

10

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und Fluren

≥ 32

–

Türen zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen untereinander

≥ 37

–

Türen

Wände

5

Decken

Decken zwischen Unterrichtsräumen oder ähnlichen Räumen und „lauten“ Räumen (z. B., Speiseräume, Cafeterien, Musikräume, Spielräume, Technikzentralen)

11 1)

Bemerkungen Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein. Zu ähnlichen Räumen gehören auch solche Räume mit erhöhtem Ruhebedürfnis, z. B. Schlafräume.

Bei Türen beziehen sich die Anforderungen auf Rw. Nach DIN 4109-2 muss ein Sicherheitsbeiwert von 5 dB berücksichtigt werden.

Zu den vergleichbaren Einrichtungen gehören beispielsweise öffentliche Kindertagesstätten.

326

5 Bauakustik

Anforderungen bei „besonders lauten“ Räumen Tabelle 5.3.2-11 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen „besonders lauten“ und „schutzbedürftigen“ Räumen nach DIN 4109-1

1 1 Art der „besonders lauten“ Räume 2

2)

3

bewertetes Luftschalldämm-Maß von Decken und Wänden R'w in dB Schalldruckpegel LAF,max in dB(A) 75 bis 80

81 bis 85

4 bewerteter NormTrittschallpegel von Fußböden L'n,w 1) 2) in dB

3

Räume mit „besonders lauten“ gebäudetechnischen Anlagen oder Anlagenteilen

≥ 57

≥ 62

≤ 433)

4

Betriebsräume von Handwerks- und Gewerbebetrieben; Verkaufsstätten

≥ 57

≥ 62

≤ 43

5

Küchenräume der Küchenanlagen von Beherbergungsstätten, Krankenhäusern, Sanatorien, Gaststätten, Imbissstuben und dergleichen (bis 22:00 Uhr in Betrieb)

≥ 55

≤ 43

6

Küchenräume wie vor, jedoch auch nach 22.00 Uhr in Betrieb

≥ 574)

≤ 33

7

Gasträume (bis 22:00 Uhr in Betrieb)

8

Gasträume mit Betrieb auch nach 22.00 Uhr mit maximalem Schalldruckpegel LAF,max ≤ 85 dB(A)

≥ 62

≤ 33

9

Räume von Kegelbahnen

≥ 67

≤ 33 ≤ 13

≥ 72

≤ 28

- Keglerstube - Bahn

Gasträume mit max. Schalldruck10 pegel 85 ≤ LAF,max ≤ 95 dB(A), z.B. mit elektroakustischen Anlagen 1)

2

≥ 55

≥ 57

≤ 43

Jeweils in Richtung der Schallausbreitung

Die für Maschinen erforderliche Körperschalldämmung ist mit diesem Wert nicht erfasst; hierfür sind ggf. weitere Maßnahmen erforderlich. Ebenso kann je nach Art des Betriebes ein niedrigerer bewerteter Normrittschallpegel notwendig sein; dies ist im Einzelfall zu prüfen. Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Schalldämmung erforderlich sein.

3)

Nicht erforderlich, wenn geräuscherzeugende Anlagen ausreichend körperschallgedämmt aufgestellt werden; eventuelle Anforderungen nach Tabelle 5.3.2-6 bis 5.3.2-10 bleiben davon unberührt.

4)

Handelt es sich um Großküchenanlagen und darüber liegende Wohnungen als schutzbedürftige Räume, gilt R'w ≥ 62 dB.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 327 Schallschutz vor Geräuschen aus gebäudetechnischen Anlagen und baulich mit dem Gebäude verbundenen Betrieben Gebäudetechnische Anlagen sind nach dieser Norm dem Gebäude dienende Versorgungs- und Entsorgungsanlagen, Transportanlagen, fest eingebaute betriebstechnische Anlagen. Als gebäudetechnische Anlagen gelten außerdem Gemeinschaftswaschanlagen, Schwimmanlagen, Saunen und dergleichen, Sportanlagen, zentrale Staubsauganlagen, Garagenanlagen, fest eingebaute motorbetriebene außenliegende Sonnenschutzanlagen und Rollläden. Die in Tabelle 5.3.2-12 zusammengestellten Anforderungen an den zulässigen Schalldruckpegel gelten für fremde schutzbedürftige Räume. Nutzergeräusche, wie z.B. das Aufstellen eines Zahnputzbechers auf eine Abstellplatte, hartes Schließen des WC-Deckels, Rutschen in der Badewanne, oder Geräusche von ortsveränderlichen Maschinen und Geräten (z. B. Staubsauger, Waschmaschinen, Küchengeräte und Sportgeräte) im eigenen Wohnbereich unterliegen nicht den nachfolgend aufgeführten Anforderungen. Tabelle 5.3.2-12 Werte für die zulässigen Schalldruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen von Geräuschen aus gebäudetechnischen Anlagen und baulich mit dem Gebäude verbundenen Betrieben nach DIN 4109-1

1

2

Geräuschquelle

Unterrichts- und Arbeitsräume

4

Wasserinstallationen (Wasserversorgungsund Abwasseranlagen gemeinsam) 1) 2) 3)

LAF,max,n ≤ 30

LAF,max,n ≤ 35

5

Sonstige hausinterne, fest installierte technische Schallquellen der technischen Ausrüstung, Ver- und Entsorgung sowie Garagenanlagen

LAF,max,n ≤ 303)

LAF,max,n ≤ 353)

tags 6 bis 22 Uhr

Lr ≤ 35 LAF,max ≤ 45

Lr ≤ 35 LAF,max ≤ 45

nachts 22 bis 6 Uhr

Lr ≤ 25 LAF,max ≤ 35

Lr ≤ 35 LAF,max ≤ 45

6 7

2)

Wohn- und Schlafräume

max. zulässiger Schalldruckpegel in dB(A)

3

1)

4

Art der schutzbedürftigen Räume

1 2

3

Gaststätten einschließlich Küchen, Verkaufsstätten, Betriebe u. Ä.

Einzelne, kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Betätigen der Armaturen und Geräte (Öffnen, Schließen, Umstellen, Unterbrechen u.a.) entstehen, sind derzeit nicht zu berücksichtigen.

Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Schalldruckpegels: - Die Ausführungsunterlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d. h. zu den Bauteilen müssen die erforderlichen Schallschutznachweise vorliegen; - außerdem muss die verantwortliche Bauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Bekleiden der Installation hinzugezogen werden. 3)

Abweichend von DIN EN ISO 10052 (2010-10), 6.3.3, wird auf Messung in der lautesten Raumecke verzichtet (siehe auch DIN 4109-4).

328

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.2-13 Anforderungen und Empfehlungen für die zulässigen Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen in der eigenen Wohnung, erzeugt von technischen Anlagen im eigenen Wohnbereich nach DIN 4109-1

1 1 2

1) 2)

2

3

4

max. zulässige A-bewertete Schalldruckpegel in dB 1) 2) 3)

Geräuschquelle, fest installiert im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich

Wohn- und Schlafräume

Küchen

3

technische Schallquellen der Raumlufttechnik

Mindestanforderung

LAF,max,n ≤ 30 4)

LAF,max,n ≤ 33 4)

4

technische Schallquellen der heiztechnischen Anlagen

Empfehlung

LAF,max,n ≤ 30

LAF,max,n ≤ 33

Einzelne, kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Ein- und Ausschalten entstehen, dürfen maximal 5 dB überschreiten.

Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Schalldruckpegels: - Die Ausführungsunterlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d. h. zu den Bauteilen müssen die erforderlichen Schallschutznachweise vorliegen; - außerdem muss die verantwortliche Bauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Bekleiden der Installation hinzugezogen werden. 3) 4)

Abweichend von DIN EN ISO 10052 (2010-10), 6.3.3, wird auf Messung in der lautesten Raumecke verzichtet (siehe auch DIN 4109-4). Es sind um 5 dB höhere Werte zulässig, sofern es sich um Dauergeräusche ohne auffällige Einzeltöne handelt.

Für Armaturen und Geräte der Wassersinstallation sind Armaturengruppen festgelegt, in die sie aufgrund des gemessenen Armaturengeräuschpegels gemäß Tabelle 5.3.2-14 eingestuft werden.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 329 Tabelle 5.3.2-14 Anforderungen an Armaturen und Geräte der Trinkwasser-Installation nach DIN 4109-1

2

1

Armaturen

2

Auslaufarmaturen

3

Anschlussarmaturen – Geräte-Anschlussarmaturen – Elektronisch gesteuerte Armaturen mit Magnetventil

4

Druckspüler

5

Spülkästen

6

Durchflusswassererwärmer

7

Durchgangsarmaturen, wie – Absperrventile – Eckventile – Rückflussverhinderer – Sicherheitsgruppen – Systemtrenner – Filter

8

Drosselarmaturen (z. B. Vordrosseln oder Eckventile)

9

Druckminderer

3

4

Armaturengeräuschpegel Lap1) für kennzeichnenden Fließdruck oder Durchfluss2) in dB(A)

Armaturengruppe

≤ 203)

I

≤ 303)

II

≤ 15

I

≤ 25

II

10 Duschköpfe 11 Auslaufvorrichtungen, die direkt an die Auslaufarmatur angeschlossen werden (z.B. Strahlregler, Durchflussbegrenzer, Kugelgelenke, Rohrbelüfter, 12 Rückflussverhinderer) 1) 2) 3)

Die Messungen von Lap müssen bei 0,3 MPa und 0,5 MPa erfolgen. Dieser Wert darf bei dem in DIN EN ISO 3822-1 bis DIN EN ISO 3822-4 für die einzelnen Armaturen genannten oberen Fließdruck von 0,5 MPa oder Durchfluss Q 1 um bis zu 5 dB überschritten werden. Geräuschspitzen, die beim Betätigen der Armaturen entstehen (Öffnen, Schließen, Umstellen, Unterbrechen u. a.), werden bei der Prüfung nach DIN EN ISO 3822-1 bis DIN EN ISO 3822-4 im Allgemeinen nicht erfasst. Der A-bewertete Schallpegel dieser Geräusche, gemessen mit der Zeitbewertung FAST wird erst dann zur Bewertung herangezogen, wenn es die Messverfahren nach einer nationalen oder Europäischen Norm zulassen.

330

5 Bauakustik

5.3.3 Erhöhte Anforderungen nach DIN 4109-5 Wahrnehmbarkeit von Geräuschen Die empfundene Wahrnehmung von Geräuschen aus der Nachbarschaft hängt von vielen Faktoren ab, an erster Stelle von der Schalldämmung der Trennbauteile, der Größe der Räume, aber auch vom Grundgeräuschpegel der Umgebung. In Tab. 5.3.3-1 wird die subjektive Wahrnehmbarkeit üblicher Geräusche zwischen Wohneinheiten bei erhöhtem Schallschutz im Vergleich zu den bauordnungsrechtlichen Anforderungen im Geschosswohnungsbau beschrieben. Tabelle 5.3.3-1 Wahrnehmung üblicher Geräusche zwischen Wohneinheiten im Vergleich

1 1

Geräusch

2

Beschreibung/Beispiele

2

3

4

Wahnnehmbarkeit (abendlicher Grundgeräuschpegel von 25 dB(A), üblich große Aufenthaltsräume) DIN 4109-1

DIN 4109-5

3

normale Sprache

ruhige Unterhaltung

nicht verstehbar, kaum hörbar

nicht verstehbar, nicht hörbar

4

angehobene Spache 1)

angeregte Unterhaltung mehrerer Personen

in Allgemeinen nicht verstehbar, noch hörbar

nicht verstehbar, kaum hörbar

5

normale Musik 1)

leises Musizieren, Lautsprecheranlage

gut hörbar

hörbar

6

Gehgeräusche

bei üblichem Gehen ohne Fersengang

hörbar

noch hörbar

7

aus gebäudetechnischen Anlagen

Aufzuggeräusche, automatisch schließende Türe und Tore, Türöffner, Hebeanlagen, Heizungs- und Lüftungsanlagen

hörbar

noch hörbar

8

aus Sanitärtechnik/Wasserinstallationen

übliche Benutzung von Dusche, WC-Spülung

hörbar

noch hörbar

9

kurzzeitige Pegelspitzen beim aus Betätigungs- Betätigen von WC-Spülung, spitzen Öffnen/ Schließen von Wasserarmaturen

gut hörbar

hörbar

gut hörbar 1)

hörbar 1)

deutlich hörbar 2)

hörbar 2)

Nutzer10 geräusche

übliches Ablegen von Gegenständen auf Ablagen oder sanitären Ausstattungsgegenständen, manuelle Rollladenbetätigung

11 Haushaltsgeräte

Staubsauger, Mixer, Haartrockner, Waschmaschine

(Fortsetzung nächste Seite)

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 331 1)

Laute Sprache (z.B. Streit, Party), laute Musik (z.B. Musizieren, laute Lautsprecheranlagen) oder spielende Kinder (z.B. tobende, hüpfende, trampelnde) können unabhängig vom Schallschutzniveau nach DIN4109-1 oder diesem Dokument in der Nachbarwohnung deutlich wahrgenommen bzw. teilweise verstanden werden.

2)

Sowohl Nutzergeräusche als auch Geräusche von Haushaltsgeräten unterliegen starken Schwankungen, abhängig vom Gerät und vom Nutzungsverhalten. Dies kann zu einer abweichenden Wahrnehmbarkeit dieser Geräusche führen.

Schallübertragung aus fremden Wohn- und Arbeitsbereich Tabelle 5.3.3-2 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Mehrfamiliehäusern und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-5 (08.2020), Tab. 1

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w 1) in dB

≥ 56

≤ 47

3

Wohnungstrenndecken (auch Treppen)

≥ 57

≤ 45

4

Decken über Kellern, Hausfluren, Treppenräume unter Aufenthaltsräumen

≥ 55

≤ 45 2)

5

Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen und ähnlichem unter Aufenthaltsräumen

≥ 58

≤ 45

Decken

2

Decken unter allgemein nutzbaren Dachräumen, z.B. Trockenböden, Abstellräumen und ihren Zugängen

3)

6

Decken unter /über Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

7

Decken unter Terrassen und Loggien über Aufenthaltsräumen

–

≤ 45

8

Decken unter Laubengängen

–

≤ 48

(Fortsetzung nächste Seite)

≥ 58

≤ 41

Bemerkungen

Wohnungstrenndecken sind Bauteile, die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen. Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen. Wegen der verstärkten Übertragung tiefer Frequenzen können zusätzliche Maßnahmen zur Schalldämmung erforderlich sein. Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

332

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.3-2 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Mehrfamiliehäusern und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-5 (08.2020), Tab. 1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz Bauteile

R'w L'n,w 1) in dB in dB 1 Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

Bemerkungen

≤ 58 4)

Balkone

10

Decken und Treppen innerhalb von Wohnungen, die sich über zwei Geschosse erstrecken

-

11

Decken unter 3) Bad und WC ohne/mit Bodenablauf

≥ 57

≤ 47

12

Decken unter 3) Hausfluren

-

≤ 45

Treppenläufe und -podeste

-

≤ 47

≥ 56

-

Wohnungstrennwände sind Bauteile, die Wohnungen voneinander oder von fremden Arbeitsräumen trennen. Für Wände mit Türen gilt die Anford.: erf. R‘w,Wand = erf. Rw,Tür + 15 dB Darin bedeutet Rw,Tür die erforderliche Schalldämmung der Tür nach Zeile19 oder Zeile 20.

13

Treppen

Decken

9

≤ 45

Wohnungstrennwände und Wände zwischen fremden Arbeitsräumen

15

Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren

≥ 56

-

16

Wände neben Durchfahrten, Sammelgaragen, einschließl. Einfahrten

≥ 58

-

17

Wände von Spieloder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

≥ 58

-

18

Schachtwände von Aufzugsanlagen an Aufenthaltsräumen

≥ 57 4)

-

Wände

14

(Fortsetzung nächste Seite)

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, in alle Schallausbreitungsrichtungen.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 333 Tabelle 5.3.3-2 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Mehrfamiliehäusern und in gemischt genutzten Gebäuden nach DIN 4109-5 (08.2020), Tab. 1 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz Bauteile

R'w in dB

L'n,w in dB

Bemerkungen

1 Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen

Türen

19

20

1)

2)

3) 4) 5)

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen in geschlossene Flure und Dielen von Wohnungen und Wohnheimen oder von Arbeitsräumen führen

≥ 32

Türen, die von Hausfluren oder Treppenräumen unmittelbar in Aufenthaltsräume – außer Flure und Dielen – von Wohnungen führen

≥ 42 5)

Bei Türen gilt Rw nach DIN4109-1.

-

Trittschallmindernde Bodenbeläge (z.B. weichfedernde Bodenbeläge nach DIN 4109-34, sowie schwimmend verlegte Parkett- und Laminatbeläge) dürfen beim schalltechnischen Nachweis im Wohnungsbau nicht angerechnet werden. Es gibt keine Anforderungen an den Trittschallpegel, der ausgehend von einem angrenzenden Raum in den Keller eingetragen wird, sofern der Kellerraum kein schutzbedürftiger Raum ist. Die Anforderungen an die Trittschalldämmung an Decken, z.B. über Kellern gelten, um für die horizontale Trittschallübertragung zwischen den über Kellern liegenden, schutzbedürftigen Räumen zu begrenzen. Daraus folgt, dass es nach DIN 4109-1:2018-01 keine Anforderungen an die Trittschallübertragung z.B. aus dem nichtschutzbedürftigen Keller in angrenzende schutzbedürftige Räume gibt. Gilt auch für die Bodenplatte unter diesen Räumen. Entspricht den Werten aus DIN 4109-1:2018-01. Die Anforderung beträgt ≥ 40 dB unter der Voraussetzung, dass durch gleichwertige schallschutztechnische Maßnahmen Schallschleusen, offene Dielen im Eingangsbereich, der Schallschutz zwischen Treppenraum und Aufenthaltsraum verbessert wird.

334

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.3-3 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Einfamilien-Reihenhäusern und zwischen Doppelhaushälften nach DIN 4109-5

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w 1) in dB

Bemerkungen

2 Einfamilien-Doppelhäuser und Einfamilien-Reihenhäuser Decken

-

≤ 36

4

Bodenplatte auf Erdreich bzw. Decke über Kellergeschoss

-

≤ 41

5

Treppenläufe und -podeste

-

≤ 41

6

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, die im untersten Geschoss (erdberührt oder nicht) eines Gebäudes gelegen sind

≥ 62

-

≥ 67 2)

-

Wände

Decken

3

7

Haustrennwände zu Aufenthaltsräumen, unter denen mindestens 1 Geschoss (erdberührt oder nicht) des Gebäudes vorhanden ist

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume in waagerechter oder schräger Richtung.

1)

Trittschallmindernde Bodenbeläge (z.B. weichfedernde Bodenbeläge nach DIN 4109-34, sowie schwimmend verlegte Parkett- und Laminatbeläge) dürfen beim schalltechnischen Nachweis im Wohnungsbau nicht angerechnet werden.

2)

Wird eine Unterkellerung als Weiße Wanne mit durchlaufenden flankierenden Außenwänden ausgeführt, gilt R’w ≥ 64dB.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 335 Tabelle 5.3.3-4 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung in Hotels und Beherbergungsstätten nach DIN 4109-5

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w 1) in dB

Bemerkungen

2 Hotels und Beherbergungsstätten

Decken, einschl. Decken unter Fluren

4

Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen zum Schutz gegenüber Schlafräumen

≥ 57

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenablauf

≥ 57

≤ 47

6

Treppenläufe und -podeste

-

≤ 48

7

Wände

≤ 41

Wegen verstärkten tieffrequenten Schalls können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein.

Wände zwischen Übernachtungsräumen sowie Fluren und Übernachtungsräumen

≥ 52

-

Gilt auch für Trennwände mit Türen zwischen fremden Übernachtungsräumen.

Türen

≥ 58

≤ 45

5

Türen zwischen Fluren und Übernachtungsräumen

≥ 37

-

Bei Türen gilt Rw nach DIN4109-1.

8 1)

Decken

3

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

Weichfedernde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Trittschallschutzes angerechnet werden.

336

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.3-5 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in Krankenhäusern und Sanatorien nach DIN 4109-5

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w 1) in dB

Bemerkungen

2 Krankenanstalten und Sanatorien Decken, einschl. Decken unter Fluren

4

Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

Decken

3

≥ 57

≥ 58

≤ 46

Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

≤ 46

Wegen verstärkten tieffrequenten Schalls können zusätzliche Maßnahmen zur Körperschalldämmung erforderlich sein. Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt für die Trittschallübertragung in Aufenthaltsräume in alle Schallausbreitungsrichtungen.

Decken unter Bad und WC ohne/mit Bodenablauf

≥ 57

≤ 46

6

Treppenläufe und -podeste

-

≤ 48

7

Wände zwischen - Krankenräumen, - Fluren und Krankenräumen, - Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern, - Fluren und Untersuchungsbzw. Sprechzimmern, - Krankenräumen und Arbeits- und Pflegeräumen.

≥ 52

–

Wände zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion)

≥ 55

–

Wände

5

8

(Fortsetzung nächste Seite)

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 337 Tabelle 5.3.3-5 Erhöhte Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen Räumen in Krankenhäusern und Sanatorien nach DIN 4109-5 (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

erhöhter Schallschutz 1

Bauteile

R'w in dB

L'n,w in dB

Wände zwischen - Operations- bzw. Behandlungsräumen, - Fluren und Operationsbzw. Behandlungsräumen

≥ 42

–

10

Wände zwischen Fluren und Räumen der Intensivpflege

≥ 42

–

11

Türen zwischen - Untersuchungs- bzw. Sprechzimmern, - Fluren und Untersuchungsbzw. Sprechzimmern

≥ 40

–

12

Türen zwischen Räumen mit Anforderungen an erhöhtes Ruhebedürfnis und besondere Vertraulichkeit (Diskretion)

≥ 40

–

Türen zwischen - Fluren und Krankenräumen, - Operations- bzw. Behandlungsräumen, - Fluren und Operationsbzw. Behandlungsräumen

≥ 37

–

Bemerkungen

2 Krankenanstalten und Sanatorien

13

1)

Türen

Wände

9

Entspricht den Werten aus DIN 4109-1

Nach DIN 4109-2 muss ein Sicherheitsbeiwert von 5 dB berücksichtigt werden.

Weichfedernde Bodenbeläge dürfen für den Nachweis des Trittschallschutzes angerechnet werden.

338

5 Bauakustik

Luftschalldämmung von Außenbauteilen Für die Schalldämmung von Außenbauteilen werden keine zusätzlichen Anforderungen festgelegt, die über die Mindestanforderungen der DIN 4109-1 hinausgehen. Denn je besser die Schalldämmung der Außenbauteile ist, desto niedriger wird der Grundgeräuschpegel im Innern der Räume und kann somit die Wahrnehmung der Geräusche aus den fremden Wohn- und Arbeitsbereichen, sowie Geräusche aus gebäudetechnischen Anlagen verstärken. Nur bei tieffrequenten Umgebungsgeräuschen sollte die Schalldämmung der Außenbauteile bei tiefen Frequenzen erhöht werden. Schallschutz vor Geräuschen aus gebäudetechnischen Anlagen Die maximal zulässigen Schalldruckpegel der von gebäudetechnischen Anlagen emittierten und auf schutzbedürftige Räume einwirkenden Geräusche sind Tab. 5.3.3-5 zu entnehmen. Bei den Armaturen und Geräten der Wasserinstallationen wird vorausgesetzt, dass sie den Anforderungen nach DIN 4109-1 entsprechen. Tabelle 5.3.3-6 Erhöhte Anforderungen an zulässige maximale A-bewertete Norm-Schalldruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen, erzeugt von gebäudetechnischen Anlagen nach DIN 4109-5

1

2

3

zulässiger maximaler Norm-Schalldruckpegel in dB(A) 1

Geräuschquellen

Wohn- und Schlafräume in Mehrfamilienhäusern

Wohn- und Schlafräume in Einfamilienreihenund Doppelhäusern

2

Sanitärtechnik/Wasserinstallationen (Wasserversorgungs- und Abwasseranlagen gemeinsam)

LAFmax,n ≤ 27 1),2),3)

LAFmax,n ≤ 25 1),2),3)

3

Sonstige hausinterne, fest installierte technische Schallquellen der Technischen Gebäudeausrüstung, Ver- und Entsorgung sowie Garagenanlagen

LAFmax,n ≤ 27 3)

LAFmax,n ≤ 25 3)

1)

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Betätigen der Armaturen u. Geräte (Öffnen, Schließen, Umstellen, Unterbrechen) entstehen, dürfen die Kennwerte um nicht mehr als 10 dB überschreiten.

2)

Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Schalldruckpegels: - Die Ausführungsunterlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d.h. zu den Bauteilen müssen die erforderlichen Schallschutznachweise vorliegen. - Außerdem muss die verantwortliche Bauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Bekleiden der Installation hinzugezogen werden.

3)

Abweichend von DIN EN ISO 10052 wird auf Messung in der schallhärtesten Raumecke verzichtet (siehe auch DIN 4109-4).

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 339 Tabelle 5.3.3-6 Erhöhte Anforderungen an zulässige maximale A-bewertete Norm-Schalldruckpegel in schutzbedürftigen Räumen in der eigenen Wohnung, erzeugt von raumlufttechnischen Anlagen im eigenen Wohnbereich nach DIN 4109-5

1

1

2

Geräuschquellen

zulässiger maximaler NormSchalldruckpegel in dB(A) Wohn- und Schlafräume

2 1) 2)

3) 4) 5)

Fest installierte technische Schallquellen der Raumlufttechnik im eigenen Wohnbereich

LAFmax,n ≤ 27 1),2),3),4),5)

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Ein- und Ausschalten der Anlagen auftreten, dürfen den Wert um höchstens 5 dB überschreiten. Voraussetzungen zur Erfüllung des zulässigen Schalldruckpegels: - Die Ausführungsunterlagen müssen die Anforderungen des Schallschutzes berücksichtigen, d.h. zu den Bauteilen müssen die erforderlichen Schallschutznachweise vorliegen. - Außerdem muss die verantwortliche Bauleitung benannt und zu einer Teilabnahme vor Verschließen bzw. Bekleiden der Installation hinzugezogen werden. Abweichend von DIN EN ISO 10052 wird auf Messung in der schallhärtesten Raumecke verzichtet (siehe auch DIN4109-4). Es sind um 3 dB höhere Werte zulässig, sofern es sich um Dauergeräusche ohne auffällige Einzeltöne handelt. Die Anforderung gilt nachts bei erforderlichem Luftvolumenstrom für die jeweilige lüftungstechnische Maßnahme nach z.B. DIN 1946-6; beispielsweise15 m3/h/Person für Schlafzimmer.

Hinweise zur Planung eines erhöhten Schallschutzes Grundrissplanung Die Anordnung der Räume in vertikaler und horizontaler Richtung zueinander spielt eine wichtige Rolle. Es ist von Vorteil, wenn fremde Räume gleicher Nutzung aneinander grenzen, das betrifft sowohl besonders schutzbedürftige Räume wie Schlafzimmer, als auch Räume wie Bäder und Küchen mit schallemittierenden haustechnischen Verund Entsorgungsanlagen. Weiterhin ist zu beachten, dass störende Geräusche verstärkt wahrgenommen werden, wenn der Grundgeräuschpegel niedrig ist, d.h. in besonders ruhigen, vom Außenlärm abgeschotteten Aufenthalträumen. Nicht immer lassen sich alle Räume einer Wohnung mit einem erhöhten Schallschutz realisieren aufgrund eines kleinen Raumvolumens oder einem hohen Übertragungsanteil der Flankenbauteile. Diese Räume sollten eine untergeordnete Nutzung erhalten. Rechenverfahren

Der erhöhte Schallschutz sollte in der Regel nach DIN 4109-2 in Verbindung mit den Bauteilkatalogen nach DIN 4109-31 bis DIN 4109-36 berechnet werden. Die rechne-

340

5 Bauakustik

rischen Ermittlungen werden in der Regel für bauakustisch ungünstigste Raumsituationen geführt und weisen eine Unsicherheit auf, die über Sicherheitsabschläge zu berücksichtigen ist. Ausschreibung und Bauüberwachung

Neben der Gestaltung des Bauvertrags mit eindeutigen und ausführlichen Ausschreibung der Bauleistungen hinsichtlich der bauakustischen Planung ist eine baubegleitende Überwachung der Ausführung zu empfehlen. Dies betrifft insbesondere die Ausbaugewerke wie z. B. Estricharbeiten, Installationen, Trockenbau, Fliesenleger- und Bodenbelagsarbeiten. Leichte Bauweise

Mehrschalige, biegeweiche Konstruktionen können hohe Direktschalldämm-Maße erreichen. Bei leichten zweischaligen Trennbauteilen sollten aneinandergrenzende Leichtbauteile im Hohlraum der zwei Schalen allerdings getrennt werden, um störende Flankenübertragung zu vermeiden. Die Hinweise der DIN 4109-33 sollten beachtet werden. Biegesteife Wände

Bei zweischaligen Wohnungstrennwänden in Massivbauweise sollten die Geschossdecken nicht über die Trennfuge durchlaufen. Anderenfalls ist im akustischen Sinne keine Zweischaligkeit gegeben. Im Fall der Trennung sollte beachtet werden, dass die einzelnen Wandschalen als Flankenbauteile in vertikaler Richtung fungieren und daher unter Umständen zur Verschlechterung der vertikalen Schallschutzes führen, wenn die flächenbezogen Masse der Einzelschalen gering ist. Trennfugen und schwimmende Estriche

Die bauakustische Wirksamkeit von Trennfugen zwischen Baukörpern, Estrichen, usw. wird nur dann wirksam, wenn eine schallbrückenfreie Ausführung vorliegt. Luftgefüllte Trennfugen sind anfällig gegenüber Einschlüssen mit Körperschallbrücken und sollten daher stets mit einem weichen Faserdämmstoff verfüllt werden. Insbesondere Rohrleitungen im Fußbodenaufbau und Rohrdurchdringungen können in Verbindung mit Bodenbelägen den Trittschallschutz sowie bedingt auch den Luftschallschutz verschlechtern. Eine großzügig dimensionierte Fußbodenaufbauhöhe sowie eine sorgfältige Ausführung werden zur Zielerreichung geringer Norm-Trittschallpegel empfohlen. Hinsichtlich der Luftschalldämmung ist zu beachten, dass unter Türen und Leichtbauwänden durchlaufende Estriche sowohl die Trittschall- als auch die Luftschalldämmung angrenzender Räume erheblich vermindern können. Eine funktionsfähige Trennfuge im Bereich der Raumtrennbauteile sollte ausgeführt werden. Flankenbauteile

Ein immer noch wenig beachtetes Phänomen ist die erhöhte Schallübertragung über besonders leichte flankierende Massivbauteile. Diese lassen sich besonders gut durch Luft- und Körperschall anregen und leiten somit den Schall auch über ausreichend dimensionierte Trennbauteile verstärkt weiter. Dieser Sachzusammenhang wird im Bemessungsverfahren nach DIN 4109-2 nunmehr deutlich berücksichtigt. Sollen leichte flankierende Massivbauteile zum Einsatz kommen, empfiehlt sich deren akustische

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 341 Entkopplung über z. B. elastische Zwischenschichten. Zweischalige, biegeweiche Konstruktionen verringern die Flankenübertragung, wenn die raumseitige Schale im akustischen Sinne biegeweich ist, d. h. eine geringe Abstrahlung aufweist. Bei leichten Trennbauteilen sollten flankierende Leichtbauteile im Hohlraum der zwei Schalen allerdings getrennt werden, um störende Flankenübertragung zu vermeiden. Die Hinweise der DIN 4109-31 bis DIN 4109-36 sollten beachtet werden. Eine verstärkte Flankenübertragung massiver Bauteile kann auftreten, wenn im Empfangsraum z. B. aus Gründen der Wärmedämmung raumseitig angeklebte Wärmedämmplatten hoher dynamischer Steifigkeit mit Putz, Bauplatten oder Fliesen bekleidet sind. Nebenwegübertragung

Die Schallübertragung über Nebenwege, wie z. B. Durchbrüche in Installationsschächten oder -kanälen, Luftkanälen, Deckenhohlräumen, usw. kann zu einer Verschlechterung der Schalldämmung des betreffenden Trennbauteils beitragen. Diesen Fällen kann bereits in der Planung vorgebeugt werden und ist zudem eine Angelegenheit sorgfältiger Bauausführung. Körperschallübertragung

Die Körperschallübertragung kann auch in schallschutztechnisch hervorragend ausgeführten Gebäuden als störend empfunden werden. Insbesondere im Bereich der haustechnischen Anlagen und Wasserinstallationen sollten folgende Hinweise beachtet werden. Verbesserung der Körperschalldämmung durch:

- schwere Ausbildung des durch Körperschall angeregten Bauteils; - Vorsatzschale im schutzbedürftigen Raum; - Vorwandinstallationen und Entkopplungsmaßnahmen im lauten Raum; - schwimmend verlegte Podeste/Betonplatten für z. B. Heizkessel, Klimageräte, Wärmepumpen.

Gebäudetechnische Anlagen und Wasserinstallationen



Im Bereich der technischen Gebäudeausrüstung sollten eine Vielzahl von bauakustischen Maßnahmen zum erhöhten Schallschutz beachtet werden. DIN 4109-36 gibt entsprechende Hinweise.

342

5 Bauakustik

5.3.4 Anforderungen für Wohnungen nach VDI 4100 (08.2007) Schallschutzstufen Tabelle 5.3.4-1 Wahrnehmung üblicher Geräusche aus Nachbarwohnungen und Zuordnung zu den drei Schallschutzstufen (SSt) I bis III nach VDI 4100 (08.2007)

1 1

2

3

4

Wahrnehmung der Immission aus der Nachbarwohnung 1)

2

Art der Geräuschemission

3

laute Sprache

verstehbar

im Allgemeinen verstehbar

im Allgemeinen nicht verstehbar

4

Sprache mit angehobener Sprechweise

im Allgemeinen verstehbar

in Allgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

5

Sprache mit normaler Sprechweise

im Allgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

nicht hörbar

6

Gehgeräusche

im Allgemeinen störend

im Allgemeinen nicht mehr störend

nicht störend

7

Geräusche aus haustechnischen Anlagen

unzumutbare Belästigungen werden im Allgemeinen vermieden

gelegentlich störend

nicht oder nur selten störend

8

Hausmusik, laut eingestellte Rundfunkund Fernsehgeräte, Parties

1)

SSt I

SSt II

deutlich hörbar

SSt III

im Allgemeinen hörbar

Annahme: abendlicher Grundgeräuschpegel von 20 dB(A) und üblich große Aufenthaltsräume.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 343 Schallschutz gegen Außenlärm Die Kennwerte der Schallschutzstufen I und II für die Außenschalldämmung entsprechen den Anforderungen der DIN 4109 und sind der Tabelle 5.3.2-1 zu entnehmen, die Kennwerte der Schallschutzstufe III sind höher und in Tabelle 5.3.4-2 dargestellt. Tabelle 5.3.4-2 Kennwerte für das bewertete, resultierende Luftschalldämm-Maß von Außenbauteilen nach VDI 4100 (08.2007) für Schallschutzstufe (SSt) III

1

2

3

4 Raumarten

Lärmpegelbereich

Aufenthaltsräume von Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

Maßgeblicher Außenlärmpegel

Aufenthaltsräume in Doppel- und Reihenhäusern

erforderliche, resultierende Luftschalldämm-Maß von Außenbauteilen erf R'w,res in dB

in dB(A)

1

I

≤ 55

35

35

2

II

56 bis 60

35

35

3

III

61 bis 65

40

40

4

IV

66 bis 70

45

45

5

V

71 bis 75

50

50

6

VI

75 bis 80

55

55

> 80

1)

–1)

7

VII

–

1)

Die Anforderungen sind hier aufgrund der örtlichen Gegebenheiten festzulegen.

Tabelle 5.3.4-3 Korrekturwert für das erforderliche bewertete, resultierende Luftschalldämmmaß von Außenbauteilen nach Tab. 5.3.4-2 in Abhängigkeit des Verhältnisses S(W+F)/SG nach DIN 4109

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

S(W+F) / SG

2,5

2,0

1,6

1,3

1,0

0,8

0,6

0,5

0,4

2

Korrekturwert

+5

+4

+3

+2

+1

0

-1

-2

-3

Darin sind: S(W+F) Gesamtfläche des Außenbauteils eines Aufenthaltsraumes in m2

SG

Grundfläche des Aufenthaltsraumes in m2

344

5 Bauakustik

Luftschallschutz Tabelle 5.3.4-4 Kennwerte für das bewertete erforderliche Luftschalldämm-Maß von trennenden Bauteilen nach VDI 4100 (08.2007)

1

Bauteile

2

3

4

SSt I

SSt II

SSt III

erforderliches bewertetes Luftschalldämm-Maß R'w in dB

1 Wohnungen in Mehrfamilienhäusern 2

Horizontale Schallübertragung (Wände) zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

3

Vertikale Schallübertragung (Decken) zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

4

Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Treppenhäusern bzw. Fluren

nach DIN 4109

≥ 56

≥ 59

≥ 57

≥ 60

≥ 56

≥ 59

≥ 63 1)

≥ 68

≥ 48

≥ 48

≥ 55

≥ 55

5 Doppel- und Reihenhäuser 6

Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

nach DIN 4109

7 Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung)

1)

8

Horizontale Schallübertragung (Wände) zwischen Aufenthaltsräumen (Wände ohne Türen)

9

Vertikale Schallübertragung (Decken) zwischen Aufenthaltsräumen

nach DIN 4109 Bbl. 2

Bei zweischaliger Ausführung werden bei fehlerfreier Ausführung i.d.R. wesentlich höhere SchalldämmMaße erreicht.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 345 Trittschallschutz Tabelle 5.3.4-5 Kennwerte für den erforderlichen bewerteten Norm-Trittschallpegel von trennenden Bauteilen nach VDI 4100 (08.2007)

1

Bauteile

2

3

4

5

SSt I

SSt II

SSt III Bemerkungen

erforderlicher bewerteter Norm-Trittschallpegel

L'n,w in dB

1 Wohnungen in Mehrfamilienhäusern 2

Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

Bauteile zwischen Aufenthalts3 räumen und fremden Treppenhäusern Empfehlung: Treppen zwischen Aufenthalts4 räumen und fremden Treppenhäusern

Anforderung nach DIN 4109

≤ 53

≤ 46

≤ 39

≤ 53

≤ 46

≤ 46

≤ 39

≤ 41 1)

≤ 34 1)

≤ 46

≤ 39

Empfehlung für einen langfristig anzustrebenden Schallschutz nach VDI 4100, Tab. 10

5 Doppel- und Reihenhäuser Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen 6 (horizontale oder diagonale Ausbreitungsrichtung) Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen und fremden 7 Treppenläufen oder -podesten (horizontale oder diagonale Ausbreitungsrichtung)

nach DIN 4109

8 Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung) Bauteile zwischen Aufenthaltsräumen oder zwischen Aufenthaltsräumen nach DIN 9 und Erschließungs- bzw. 4109 Bbl. 2 Gemeinschaftsräumen (horizontale, vertikale oder diagonale Ausbreitungsrichtung) 1) 2)

≤ 46

2)

≤ 46

2)

Gilt auch zwischen Aufenthaltsräumen und Treppen bzw. Treppenpodesten

Bei zweischaliger Ausführung werden bei fehlerfreier Ausführung i.d.R. wesentlich höhere SchalldämMaße erreicht. Weich federnde Bodenbeläge dürfen mit angerechnet werden.

346

5 Bauakustik

Schallschutz vor Geräuschen aus haustechnischen Anlagen Tabelle 5.3.4-6 Maximal zulässige Schalldruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen, erzeugt von haustechnischen Anlagen und baulich mit dem Gebäude verbundenen Betrieben nach VDI 4100 (08.2007)

1

2

1 Geräusche

2

3

4

5

SSt I

SSt II

SSt III

max. zulässige Schalldruckpegel

3

Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

4

Wasserinstallationen (Wasserversorgungsund Abwasseranlagen gemeinsam) 6)

LIn in dB(A)

5

von sonstigen haustechnischen Anlagen

LAFmax in dB

6

von baulich verbundenen Gewerbebetrieben (tags)

7

Doppel- und Reihenhäuser

8

30 2)3)

25 2)3)

30 3)

25 3)

Lr 1) in dB

35 4)

– 5)

Wasserinstallationen (Wasserversorgungsund Abwasseranlagen gemeinsam) 6)

LIn in dB(A)

25 2)3)

20 2)3)

9

von sonstigen haustechnischen Anlagen

LAFmax in dB

25 3)

20 3)

10

von baulich verbundenen Gewerbebetrieben (tags)

30 4)

– 5)

30 2)3)

30 2)3)

30 3)

25 3)

nach DIN 4109

nach DIN 4109

Lr 1) in dB

11 Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung) 12

Wasserinstallationen (Wasserversorgungsund Abwasseranlagen gemeinsam) 6)

13 von sonstigen haustechnischen Anlagen

LIn in dB(A) LAFmax in dB

nach DIN 4109 Bbl. 2

1) 2) 3) 4) 5) 6)

nach TA-Lärm Wenn Abwassergeräusche gesondert (ohne die zugehörigen Armaturengeräusche) auftreten, sind wegen der erhöhten Lästigkeit dieser Geräusche um 5 dB(A) niedrigere Werte einzuhalten. Nutzergeräusche sollten durch Maßnahmen soweit wie möglich gemindert werden. Wegen fehlender Messverfahren werden jedoch keine Kennwerte angegeben.

LAFmax höchstens 10 dB(A) höher In Schallschutzstufe III (SSt III) ist in der Regel gewerbliche Nutzung störungsfrei nicht möglich. Ohne die Geräusche der Anlagen im eigenen Bereich

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 347

5.3.5 Anforderungen für Wohnungen nach VDI 4100 (10.2012) Hinweis 1: Die Schallschutzstufen (SSt) nach VDI 4100 (08.2007) entsprechen nicht den SSt der VDI 4100 (10.2012). Hinweis 2: Das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R'w der entsprechenden Bauteile ergibt sich bei T0 = 0,5 s aus der Empfehlung der Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w und der Geometrie des Empfangsraums gemäß Abschnitt 5.4.8. Tabelle 5.3.5-1 Wahrnehmung üblicher Geräusche aus Nachbarwohnungen und Zuordnung zu den drei Schallschutzstufen (SSt) in Mehrfamilienhäusern nach VDI 4100 (10.2012)

1 1

2

3

4

Wahrnehmung der Immission aus der Nachbarwohnung 1)

2

Art der Geräuschemission

3

laute Sprache

undeutlich verstehbar

kaum verstehbar

im Allgemeinen nicht verstehbar

4

Sprache mit angehobener Sprechweise

im Allgemeinen kaum verstehbar

in Allgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

5

Sprache mit normaler Sprechweise

im Allgemeinen nicht verstehbar

nicht verstehbar

nicht hörbar

6

sehr laute Musikpartys

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

noch hörbar

7

laute Musik, laut eingestellte Geräte

deutlich hörbar

noch hörbar

kaum hörbar

8

Musik mit normaler Lautstärke

noch hörbar

kaum hörbar

nicht hörbar

9

spielende Kinder

hörbar

noch hörbar

kaum hörbar

10 Gehgeräusche

im Allgemeinen kaum störend

im Allgemeinen nicht störend

nicht störend

11 Nutzergeräusche

hörbar

noch hörbar

im Allgemeinen nicht hörbar

unzumutbare Belästigungen werden im Allgem. vermieden

im Allgemeinen nicht störend

nicht oder nur selten störend

noch hörbar

kaum hörbar

im Allgemeinen nicht hörbar

12

Geräusche aus haustechnischen Anlagen

13 Haushaltsgeräte 1)

SSt I

SSt II

SSt III

Annahme: abendlicher Grundgeräuschpegel von 20 dB(A) und üblich große Aufenthaltsräume.

348

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.5-2 Zuordnung der Schallschutzstufen I bis III zu Wohnungen mit unterschiedlichen Komfortansprüchen nach VDI 4100 (10.2012)

1

2

1

Schallschutzstufe

Erwartung

2

I

… bei (neu erstellter) Wohnung, bei welcher die Ausführung und Ausstattung gegenüber einer einfachsten Ausführung und Ausstattung angehoben ist.

3

II

… bei Wohnung, die auch in ihrer sonstigen Ausführung und Ausstattung durchschnittlichen Komfortansprüchen genügt.

4

III

… bei Wohnung, die auch in ihrer sonstigen Ausführung und Ausstattung sowie Lage besonderen Komfortansprüchen genügt.

5

EB I

… an einen gewissen Schallschutz auch im eigenen Bereich.

6

EB II

… an einen höheren Schallschutz auch im eigenen Bereich.

Schallschutz gegen Außenlärm Die Kennwerte der Schallschutzstufen I und II für die Außenschalldämmung entsprechen den Anforderungen der DIN 4109 und sind der Tabelle 5.3.2-1 zu entnehmen, die Kennwerte der Schallschutzstufe III sind höher und in Tabelle 5.3.5-1 dargestellt. Tabelle 5.3.5-3 Kennwerte für das bewertete, resultierende Luftschalldämm-Maß bzw. die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz von Außenbauteilen nach VDI 4100 (10.2012) für Schallschutzstufe (SSt) III

1

Lärmpegelbereich

2 Maßgeblicher Außenlärmpegel in dB(A)

3

4 Raumarten

schutzbedürftige Räume von Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

1)

schutzbedürftige Räume von Doppel- und Reihenhäusern

erforderliche, resultierende Luftschalldämm-Maß von Außenbauteilen res. R'w (res. DnT,w 2)) in dB

1

I

≤ 55

35

35

2

II

56 bis 60

35

35

3

III

61 bis 65

40

40

4

IV

66 bis 70

45

45

5

V

71 bis 75

50

50

6

VI

75 bis 80

55

55

> 80

3)

–3)

7

VII

–

1) Schutzbedürftige Räume in Wohnungen sind alle Aufenthaltsräume mit einer Grundfläche ≥ 8 m2 2) ohne Raumkorrektur nach Tab. 5.3.5-4 3)

Die Anforderungen sind hier aufgrund der örtlichen Gegebenheiten festzulegen.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 349 Tabelle 5.3.5-4 Korrekturwert für das erforderliche bewertete, resultierende Luftschalldämmmaß von Außenbauteilen nach Tab. 5.3.6-2 in Abhängigkeit des Verhältnisses S(W+F)/SG nach DIN 4109

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

S(W+F) / SG

2,5

2,0

1,6

1,3

1,0

0,8

0,6

0,5

0,4

2

Korrekturwert

+5

+4

+3

+2

+1

0

-1

-2

-3

Darin sind: S(W+F) Gesamtfläche des Außenbauteils eines Aufenthaltsraumes in m2

SG

Grundfläche des Aufenthaltsraumes in m2

Luftschallschutz Tabelle 5.3.5-5 Kennwerte für die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz zur Beurteilung des Luftschallschutzes nach VDI 4100 (10.2012)

1 1

Bauteile

2

2

3

4

erforderliche bewertete Standard-Schallpegeldifferenz erf DnT,w in dB SSt I

SSt II

SSt III

3

Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

4

Wände und Decken zwischen fremden Räumen

≥ 56

≥ 59

≥ 64

5

zwischen Aufenthaltsräumen und Treppenraumwand mit Tür

≥ 45

≥ 50

≥ 55

6

Doppel- und Reihenhäuser

7

zwischen Aufenthaltsräumen und fremden Räumen

≥ 65

≥ 69

≥ 73

8

Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung)

SSt EB I

SSt EB II

9

horizontale (Wände ohne Türen) und vertikale Übertragung

48

52

10

bei offenen Grundrissen Wand mit Tür zum getrennten Raum

26

31

350

5 Bauakustik

Trittschallschutz Tabelle 5.3.5-6 Kennwerte für den bewerteten Norm-Trittschallpegel zur Beurteilung des Trittschallschutzes nach VDI 4100 (10.2012)

1

1

SSt I

3

Wohnungen in Mehrfamilienhäusern

4

horizontale, vertikale oder diagonale Übertragung

5

Doppel- und Reihenhäuser

horizontale oder diagonale Übertragung

3

4

erforderlicher bewerteter Norm-Trittschallpegel erf L‘nT,w in dB

2

5

1)

Bauteile

2

≤ 51

≤ 46

SSt II

Bemerkungen

SSt III

≤ 37

gilt auch für die Trittschallübertragung von Balkonen, Loggiene, Laubengängen und Terrassen in fremde schutzbedürftige Räume

≤ 39

≤ 32

gilt auch für die Trittschallübertragung von Balkonen, Loggiene, Laubengängen und Terrassen in fremde schutzbedürftige Räume

≤ 44

6

Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung)

SSt EB I

SSt EB II

7

Decken, Treppen im abgetrennten Treppenraum 1)

53

46

oben und unten abgeschlossen

5

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 351 Schallschutz vor Geräuschen aus haustechnischen Anlagen Tabelle 5.3.5-7 Maximal zulässige Schalldruckpegel in fremden schutzbedürftigen Räumen, erzeugt von haustechnischen Anlagen und baulich mit dem Gebäude verbundenen Betrieben nach VDI 4100 (10.2012)

1 1

2

3

4

5

max. zulässige Schalldruckpegel

Geräusche

2

SSt I

SSt II

SSt III

LAFmax,nT 1) in dB

≤ 30

≤ 27

≤ 24

LAFmax,nT 1) in dB

≤ 30

≤ 25

≤ 22

SSt EB I

SSt EB II

35

30

3 Wohnungen in Mehrfamilienhäusern Gebäudetechnische Anlagen (ein4 schließlich Wasserversorgungs- und Abwasseranlagen gemeinsam) 5 Doppel- und Einfamilien-Reihenhäuser Gebäudetechnische Anlagen (ein6 schließlich Wasserversorgungs- und Abwasseranlagen gemeinsam)

7 Eigener Bereich (selbst genutztes Haus oder Wohnung) Gebäudetechnische Anlagen einschließlich Wasserversorgungs- und 8 Abwasseranlagen gemeinsam für die Verund Entsorgung des eigenen Bereichs 1)

2)

3)

LAFmax,nT 2)3) in dB

Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Betätigen (Öffnen; Schließen, Umstellen, Unterbrechen u. Ä.) der Armaturen und Geräte der Wasserinstallation entstehen, sollen die Kennwerte der SSt II und SSt III um nicht mehr als 10 dB übersteigen. Dabei wird eine bestimmungsgemäße Benutzung vorausgesetzt. Dies gilt nicht für Geräusche von im eigenen Bereich fest installierten technischen Schallquellen (Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen), die – im üblichen Betrieb – vom Bewohner beeinflusst, das heißt. selbst betätigt bzw. in Betrieb gesetzt werden. Bei offenen Grundrissen kann nicht sichergestellt werden, dass im schutzbedürftigen Raum LAFmax,nT = 35 dB eingehalten werden. Einzelne kurzzeitige Geräuschspitzen, die beim Betätigen (Öffnen; Schließen, Umstellen, Unterbrechen u. Ä.) der Armaturen und Geräte der Wasserinstallation entstehen, sollen die empfohlenen Schallschutzwerte der SSt EB I und SSt EB II um nicht mehr als 10 dB übersteigen. Dabei wird eine bestimmungsgemäße Benutzung vorausgesetzt.

352

5 Bauakustik

5.3.6 DEGA-Empfehlungen 103 Der Begriff „Wohneinheit“ wird in der DEGA-Empfehlung 103 vom Januar 2018 [41] als allgemein übergreifender Begriff für Wohnungen in Mehrgeschosshäusern sowie für Einfamilien-, Doppel- und Reihenhäuser verwendet. Der Schallschutz in diesen Wohneinheiten wird anhand der Schallschutzklassen A* bis F bzw. EW 1 bis EW 3 für den eigenen Wohnbereich klassifiziert und ist in Tab. 5.3.6-2 beschrieben. Die Schallschutzklassen werden hinsichtlich des Standortes und der Außenlärmsituation gemäß Tab. 5.3.6-1 charakterisiert. Die maßgebliche Außenlärmbelastung für das Gebäude durch Straßen-, Schienen-, Wasser- und Luftverkehr, Gewerbe und Freizeitlärm wird nach DIN 4109-1 ermittelt. Tabelle 5.3.6-1 Charakterisierung der Schallschutzstufen A* bis F hinsichtlich des Standortes und der Außenlärmsituation nach DEGA-Richtlinie 103 [41]

1 1

2

SchallschutzBeschreibung klasse

2

Klasse A*

Sehr leises Wohngebiet

3

Klasse A

Ruhiges Wohngebiet

4

Klasse B

Wohngebiet ohne besondere Anforderungen an den Schallschutz der Außenbauteile

5

Klasse C

Misch- bzw. Kerngebiet mit mäßiger Außenlärmbelastung und Anforderungen an den Schallschutz der Außenbauteile

6

Klasse D

Misch- bzw. Kerngebiet mit hohen Anforderungen an den Schallschutz der Außenbauteile.

7

Klasse E

Gewerbegebiet oder hohe Außenlärmbelastung und sehr hohe Anforderungen an den Schallschutz der Außenbauteile.

8

Klasse F

Industriegebiet oder sehr hohe Außenlärmbelastung und sehr hohe Anforderungen an den Schallschutz der Außenbauteile.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 353 Tabelle 5.3.6-2 Zuordnung der Schallschutzstufen A* bis F bei üblicher Wohnungsnutzung einschließlich EW1 bis EW3 im eigenen Wohnbereich nach DEGA-Richtlinie 103 [41]

1 1

2

SchallschutzBeschreibung klasse

2

Klasse A*

Wohneinheit mit sehr gutem Schallschutz, die ein ungestörtes Wohnen nahezu ohne Rücksichtnahme gegenüber den Nachbarn ermöglicht.

3

Klasse A

Wohneinheit mit sehr gutem Schallschutz, die ein ungestörtes Wohnen ohne große Rücksichtnahme gegenüber den Nachbarn ermöglicht.

4

Klasse B

Wohneinheit mit gutem Schallschutz, die bei gegenseitiger Rücksichtnahme zwischen den Nachbarn ein ruhiges Wohnen bei weitgehendem Schutz der Privatsphäre ermöglicht.

5

Klasse C

Wohneinheit mit gegenüber der Klasse D wahrnehmbar besserem Schallschutz, in der die Bewohner bei üblichem rücksichtsvollen Wohnverhalten im allgemeinen Ruhe finden und die Vertraulichkeit gewahrt bleibt.

Klasse D

Wohneinheit mit einem Schallschutz, der die Anforderungen der DIN 4109-1 für Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen im Wesentlichen erfüllt und damit die Bewohner in Aufenthaltsräumen im Sinne des Gesundheitsschutzes vor unzumutbaren Belästigungen durch Schallübertragung aus fremden Wohneinheiten und von außen schützt. Es kann nicht erwartet werden, dass Geräusche aus fremden Wohneinheiten oder von außen nicht mehr wahrgenommen werden. Dies erfordert gegenseitige Rücksichtnahme durch Vermeidung unnötigen Lärms. Die Anforderungen setzen voraus, dass in benachbarten Räumen keine ungewöhnlich starken Geräusche verursacht werden.

Klasse E

Wohneinheit mit einem Schallschutz, der die Anforderungen der DIN 4109-1 nicht erfüllt. Belästigungen durch Schallübertragung aus fremden Wohneinheiten und von außen sind möglich; besondere Rücksichtnahme ist unbedingt erforderlich. Die Vertraulichkeit ist nicht mehr gegeben.

8

Klasse F

Wohneinheit mit einem schlechten Schallschutz, der deutlich unter den Anforderungen der DIN 4109-1 liegt. Mit Belästigungen durch Schallübertragung aus fremden Wohneinheiten und von außen muss auch bei bewusster Rücksichtnahme gerechnet werden; Vertraulichkeit kann nicht erwartet werden.

9

Klasse EW1

6

7

Ausreichender Schallschutz im eigenen Wohnbereich, bei welchem Vertraulichkeit nicht erwartet werden kann.

10 Klasse EW2

Befriedigender Schallschutz im eigenen Wohnbereich, bei welchem ein Mindestmaß an Vertraulichkeit gewährleistet werden kann und erhebliche Störungen vermieden werden.

11 Klasse EW3

Guter Schallschutz im eigenen Wohnbereich, bei welchem Vertraulichkeit gewährleistet werden kann und Störungen vermieden werden.

354

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.6-3 Definition der Schallschutzstufen A* bis F anhand der Wahrnehmung üblicher Geräusche aus Nachbarwohnungen nach DEGA-Richtlinie 103 [41]

1 1 2

3

4

Geräusch

laute Sprache

2

3

4

5

6

7

8

B

A

A*

Schallschutzklasse F

E

D

C

einwandfrei teilweise zu im Allg. nicht nicht nicht einwandfrei zu verstehen, verstehbar, verstehen, verstehbar, verstehbar, verstehbar, sehr deutlich hörbar deutlich im Allg. teilweise noch nicht hörbar hörbar hörbar hörbar hörbar

einwandfrei einwandfrei teilweise im Allg. nicht nicht angehobene verstehbar, verstehbar, verstehbar, verstehbar, verstehbar, Sprache sehr deutlich deutlich im Allg. teilweise noch hörbar hörbar hörbar hörbar hörbar

5

normale Sprache

6

sehr laute Musik

7

laute Musik

8

normale Musik

einwandfrei teilweise im Allg. nicht nicht verstehbar, verstehbar, verstehbar, verstehbar, deutlich im Allg. teilweise noch hörbar hörbar hörbar hörbar

nicht verstehbar, nicht hörbar

sehr deutlich hörbar deutlich hörbar

sehr deutlich hörbar deutlich hörbar

sehr deutlich hörbar

9

Wasserinsehr deutlich stallationen, hörbar Urinieren

10

Betätigungsspitzen

Nutzergeräusche 11 bei normaler Handhabung

deutlich hörbar

nicht verstehbar, nicht hörbar

hörbar

deutlich hörbar

hörbar

hörbar

noch hörbar

noch hörbar nicht hörbar

hörbar

noch hörbar

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

hörbar

noch hörbar

nicht hörbar

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

hörbar

noch hörbar

nicht hörbar

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

hörbar

noch hörbar

nicht hörbar

nicht hörbar

12

Gehgeräusche

13

spielende Kinder

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

hörbar

noch hörbar

nicht hörbar

14

Haushaltsgeräte

sehr deutlich hörbar

deutlich hörbar

hörbar

noch hörbar

nicht hörbar

(Bedingungen für die Gültigkeit der Beschreibungen siehe nächste Seite)

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 355 Bedingungen für die Gültigkeit der Beschreibungen: 1. Nachhallzeit im Empfangsraum T = 0,5 s (bzw. Absorptionsfläche A = 10 m2) und übliches Volumen des Empfangraums von 30 bis 60 m3 2. Übertragungsfläche wie zwischen üblichen Wohn- bzw. Schlafräumen von 10 bis 15 m2 3. stetiger Frequenzverlauf der Schalldämmung/Trittschallpegel ohne auffällige Einbrüche 4. Grundgeräuschpegel von Leq = 20 dB(A) sowie zeitliche und spektrale Verteilung entsprechend Rosa Rauschen

Die in den nachfolgenden Tabellen angegebenen Kennwerte gelten jeweils unabhängig von der Übertragungsrichtung (horizontal, vertikal oder diagonal) und der Art des trennenden Bauteilen; im Hinblick auf den Luftschall sind dies Wände und Decken, im Hinblick auf den Trittschall Decken, Treppen, Podeste, Terrassen, Balkone, Loggien, Hausflure und Laubengänge. Tabelle 5.3.6-4 Anforderungen an die Luft- und Trittschalldämmung zwischen fremden Wohneinheiten nach DEGA-Empfehlung 103 [41]

1 1 2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Schallschutzklasse

Bauteile

F

E

D

C

B

A

A*

3

Luftschall

4

Wände 1)

R'w

dB

< 50

≥ 50

≥ 53

≥ 56

≥ 62

≥ 67

≥ 72

5

Decken

1)

R'w

dB

< 50

≥ 50

≥ 54

≥ 57

≥ 62

≥ 67

≥ 72

6

Wohnungseingangstüren in Flure oder Dielen 2)

Rw

dB

< 22

≥ 22

≥ 27

≥ 32

≥ 37

7

Wohnungseingangstüren direkt in Aufenthaltsräume 2)

Rw

dB

< 32

≥ 32

≥ 37

≥ 42

8

Trittschall

9

Decken

L'n,w dB

> 603) ≤ 603)

≤ 50

≤ 453) ≤ 403)

≤ 35

≤ 30

10

Balkone, Loggien, Terrassen

L'n,w dB

> 633) ≤ 633) ≤ 504) ≤ 483) ≤ 433)

≤ 38

≤ 33

Treppen, Podeste, 11 Hausflure, Laubengänge

L'n,w dB

> 633) ≤ 633) ≤ 535) ≤ 483) ≤ 433)

≤ 38

≤ 33

1) 2)

≥ 40

nicht zulässig

Bei Trennflächen von weniger als 10 m2 ist der Nachweis über Dnw zu führen.

Die Anforderung an die Türen gilt für die Schallübertragung über die betriebsfertig eingebaute Tür ohne Nebenwege.

3)

Bei geprüftem ΔLw ist ein austauschbarer Bodenbelag anrechenbar.

4)

Bei Balkonen Anforderung L’n,w ≤ 58 dB;

5)

Bei Hausfluren Anforderung L’n,w ≤ 50 dB

356

5 Bauakustik

Tabelle 5.3.6-5 Maßgeblicher Außenlärmpegel, Anforderungen an die Außenbauteile und Gebietscharakter nach DEGA-Empfehlung 103 [41]

1

2

3

4

5

6

7

8

A

A*

Schallschutzklasse

1 2

F

E

D

GI

GE/MU

C

B

MI/WB

WA

WR

3

mindestens vorhandener Gebietscharakter

4

Lärmpegelbereich

VI

V

IV

III

II

I

5

Außenlärmpegel La in dB(A)

≥ 76

71 - 75

66 - 70

61 - 65

56 - 60

≤ 55

6 7

(Industrie- (Gewerbe-/ gebiet) urbanes Gebiet)

(Misch-, besonderes Wohngebiet)

(allgemeines Wohngebiet)

(reines Wohngebiet)

wie DIN 4109-1

Luftschalldämmung Außenbauteile R‘w,ges in dB

–

–

+ Ctr,50-3150

+ 0 dB

Tabelle 5.3.6-6 Anforderungen an Geräusche aus Wasseristallationen, gebäudetechnischen Anlagen und Gewerbebetrieben nach DEGA-Empfehlung 103 [41]

1 1 2

3)

4

5

6

7

8

9

10

A

A*

Schallschutzklasse

Geräusche

F

E

D

C

B

3

LAF,max,n in dB(A)

> 35

≤ 35

≤ 30

≤ 27

≤ 24

4

Nutzergeräusche 2)

LAF,max,n in dB(A)

> 45

≤ 45

≤ 40

≤ 35

≤ 30

≤ 25

≤ 20

5

Körperschallentkopplung Kleinhammerwerk

LKn,w in dB(A)

> 63

≤ 63

≤ 58

≤ 53

≤ 48

≤ 43

≤ 38

Lr LAF,max,n in dB(A)

> 35 > 45

≤ 35 ≤ 45

≤ 30 ≤ 40

≤ 25 ≤ 35

≤ 25 ≤ 35

Lr LAF,max,n in dB(A)

> 25 > 35

≤ 25 ≤ 35

≤ 20 ≤ 30

≤ 15 ≤ 25

≤ 15 ≤ 25

7

2)

3

Geräusche aus Wasserinstallationen u. gebäudetechnischen Anlagen, Nutzergeräusch Urinieren 1) 2)

6

1)

2

tags Geräusche 3) aus Gaststätten, Betrieben, Praxen u.a. nachts

≤ 20

nicht zulässig nicht zulässig

Wenn keine tieffrequenten Geräuschanteile vorliegen (d.h., wenn die Differenz der C- und A-bewerteten Summenpegel gemäß DIN 45 680 kleiner als 20 dB ist), werden im Schallschutzausweis Bonuspunkte vergeben. Die Anforderungen gelten auch für Heizungs- und Lüftungsanlagen im eigenen Bereich. Beim messtechnischen Nachweis kann alternativ für die Bewertung auch LAF,max,nT verwendet werden. Die Werte der Klasse F überschreiten die Immissionswerte der TA-Lärm.

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 357 1)

Tabelle 5.3.6-7 Empfehlungen für das A/V-Verhältnis in allgemein zugänglichen Treppenhäusern und Fluren von mehrgeschossigen Wohngebäuden nach DEGA-Empfehlung 103

1

2

3

4

1

1)

6

7

8

A

A*

Schallschutzklasse

2 3

5

F

A/V-Verhältnis 1)

(äquivalente Schallabsorptionsfläche / Volumen)

E

D

keine Maßnahmen

C

B

≥ 0,20 oder kein gemeinsames Treppenhaus

≥ 0,10

Ein A/V-Verhältnis (äquivalente Schallabsorptionsfläche / Volumen) von 0,10 führt in der Regel zu einer Nachhallzeit von ca. 1,4 bis 1,8 s. Die akustischen Absorptionsflächen bzw. baulichen Maßnahmen sind über alle Geschosse möglichst gleichmäßig zu verteilen.

Zum Schallschutz gegen Geräusche aus dem eigenen Wohn- und Arbeitsbereich werden Kennwerte in Tab. 5.3.6-8 gegeben. Weitere, ausführliche Informationen enthält das DEGA-Memorandum BR 0104 [42]. Tabelle 5.3.6-8 Kennwerte für den Schallschutz im eigenen Wohnbereich nach DEGA-Empfehlung [41]

1 1 2

2

3

4

5

Schallschutzklasse

Bauteile

EW1

EW2

EW3

3

Luftschall

4

Wände ohne Türen von schützenswerten Räumen, z.B. Schlaf- und Kinderzimmer 2)

R'w in dB

≥ 40

≥ 43

≥ 47

5

Decken innerhalb einer Wohneinheit

R'w in dB

≥ 48

≥ 51

≥ 55

6

Zimmertüren in/von schützenswerten Räumen, z. B. Schlaf- oder Kinderzimmer – offener Grundriss 1) – geschlossener Grundriss 1)

Rw in dB

≥ 22 ≥ 17

≥ 27 ≥ 22

≥ 32 ≥ 27

7

Trittschall

8

Decken vertikal und Treppen innerhalb einer Wohneinheit 3)

L'n,w in dB

≤ 58

≤ 53

≤ 46

9

Geräusche

10 Geräusche aus Wasserinstallationen

LAF,max,n in dB(A)

≤ 35

≤ 30

≤ 25

Geräusche aus Heizungs- und Lüftungsanlagen

LAF,max,n in dB(A)

≤ 30

≤ 25

≤ 25

11 1)

Bei geschlossenen Grundrissen sind wegen der zwei hintereinander liegenden Türen geringere Schalldämm-Maße für die Einzeltür angegeben als bei offenen Grundrissen.

2)

Wände mit Türen dürfen ein 5 dB geringeres Schalldämm-Maß (für die Wand) aufweisen

3)

Weichfedernde Bodenbeläge dürfen angerechnet werden.

358

5 Bauakustik

5.3.7 Empfehlungen an den Schallschutz bei Büros nach VDI 2569 Tabelle 5.3.7-1 Wesentliche vorkommenden Schall- und Geräuschquellen in Bürogebäuden

1

1

2

Schall- und Geräuschquelle

Beispiel

Personen

- Stimmen bei Gesprächen zwischen Personen, bei Telefonaten und Sprachsteuerung - Bewegung - erzeugte Arbeitsgeräusche

3

Informationsmedien

- Telefonklingeln - Lüftergeräusche von PC, Servern und sonstigen Bürogeräten - Vervielfältigungsgeräte wie Drucker, Kopierer etc. - Lärm aus Teeküchen, von Kaffeemaschinen etc.

4

Außengeräusche

- Verkehrslärm (Straße, Schiene, Wasser, Luft) - Lärm aus Gewerbe- und Industriebetrieben

5

Fremde und eigene geräuschintensive Gewerbeeinheiten im selben Gebäude

6

Gebäudetechnische Anlagen

2

- Lüftungs-/Heizungsanlagen - Aufzüge - Türen

Tabelle 5.3.7-2 Wahrnehmung der Geräusche aus benachbarten Räumen

1

2

3

1

SchallschutzKlasse

Einzelbüro / Mehrpersonenbüro

Vertrauliches Büro

2

A

normale Sprache im Allgemeinen nicht verstehbar

angehobene Sprache im Allgemeinen nicht verstehbar

3

B

normale Sprache teilweise verstehbar

4

C

normale Sprache verstehbar

angehobene Sprache im Allgemeinen kaum verstehbar

5.3 Anforderungen an den Schallschutz 359 Tabelle 5.3.8-3 Empfehlungen für den Luft- und Trittschallschutz im eigenen Arbeitsbereich nach VDI 2569

1 1 2

2

3

4

5

Schallschutzklasse

Schallübertragung

1)

A

B

C

3

Luftschall

4

zwischen Einzelbüros

≥ 42

≥ 37

≥ 32

5

zwischen Mehrpersonenbüros

≥ 37

≥ 32

≥ 27

6

zum vertraulichen Büro

≥ 50

7

zwischen Einzelbüro und gering frequentierten Verkehrsflächen 2),3)

≥ 37

≥ 32

≥ 27

8

zwischen Einzelbüro und hoch frequentierten Verkehrsflächen 2),3)

≥ 42

≥ 37

≥ 32

9

Mehrpersonenbüro gegenüber Verkehrsflächen 2),3)

≥ 37

≥ 32

≥ 27

10

vertrauliches Büro gegenüber Verkehrsflächen 2),3)

≥ 45

DnT,w in dB

≥ 45

≥ 40

11 Trittschall aus Verkehrswegen und sonstigen Bereichen 12 Einzelbüro

L'nT,w in dB

13 Mehrpersonenbüro

≤ 55

≤ 60

≤ 65

14 vertrauliches Büro 1) 2) 3)

Besprechungsräume sind sinngemäß einzuordnen. Bei transparenten Wänden sind gegebenenfalls geringere Werte ausreichend, da eine Sichtverbindung gegeben ist. Die angegebenen Empfehlungen beziehen sich auf alle Schallübertragungswege inklusive Türen.

Tabelle 5.3.7-4 Empfehlungen für maximale Schalldruckpegel aus Störgeräuschen

1 1 2

2

Störschall

4

im Einzelbüro aus angrenzendem „lauten Raum“

5

im Mehrpersonenbüro aus angrenzendem „lauten Raum“

6

im Einzelbüro aus bauseitigen Geräuschen und Außenlärm

7

im Mehrpersonenbüro aus bauseitigen Geräuschen und Außenlärm

4

5

Schallschutzklasse

Schallübertragung

3

3

LNA in dB

LNA,Bau in dB

A

B

C

≤ 25

≤ 30

≤ 35

≤ 30 ≤ 30 ≤ 35

≤ 35 ≤ 40

≤ 35 ≤ 40

360

5 Bauakustik

5.3.8 Anforderungen bei Gaststätten und Kegelbahnen nach VDI 3726 4)

Tabelle 5.3.8-1 Mindest-Schallschutz-Anforderungen zu schutzbedürftigen Räumen bei Geräuschen aus Gaststätten und Kegelräumen nach VDI 3726

1

1

2

3

4

Gaststättenkategorie

Mittelungspegel

mittlerer Maximalpegel

nach Tab. 5.3.8-2

bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der Decken und Wände

LAFm in dB(A)

LAF,max,m in dB(A)

R'w in dB

–

≤ 80 (≤ 75)1)

55

1)

2

Gaststätten

3

G-I

4

G-II

≤ 80

≤ 85 (≤ 80)

62

5

G-III

≤ 90

≤ 95

72

6

G-IV

> 90

> 95

> 72 3)

7

Keglerstube

≤ 85

≤ 90

67

8

Kegelbahn

9

Aufsetzen2) der Kugel (Spielbereich)

–

≤ 95

67

–

≤ 105

> 72 3)

Aufprall 2) der Kugel 10 im Kegelbereich (Kugelfang)

1)

mittlerer Maximalpegel der Beschallungsanlage gemessen im Bereich der Anregungsstelle 3) nur durch konsequente bauliche Trennung und/oder ausreichend bemessene Pufferzonen (z.B. Zwischengeschosse ohne Wohnnutzung) zu erreichen 4) ein erhöhter Schallschutz ist gesondert zu vereinbaren und zahlenmäßig festzulegen 2)

Tabelle 5.3.8-2 Zusammenstellung von Begriffsdefinitionen nach VDI 3726

1 1 Begriff

2 Definition

Tagescafés, Imbiss-Stuben einschließlich deren Nebenräume (Beschallungsanlagen mit Begrenzung der mittleren Maximalpegel auf 75 dB(A); geöffnet bis maximal 22.00 Uhr Gaststätten und Spielhallen (Beschallungsanlagen mit Begrenzung Gaststätten der 3 der mittleren Maximalpegel auf 80 dB(A); Geräuschstufe II (G-II) geöffnet auch nach 22.00 Uhr Gaststätten der Gaststätten (Beschallungsanlagen mit Begrenzung der mittleren 4 Geräuschstufe III (G-III) Maximalpegel auf 95 dB(A); geöffnet auch nach 22.00 Uhr Gaststätten der Gaststätten, z.B. Tanzlokale mit Musikkapellen, Diskos, Varietés 5 Geräuschstufe IV (G-IV) (Beschallungsanlagen mit mittl. Maximalpegel größer als 95 dB(A)

2

Gaststätten der Geräuschstufe I (G-I)

6 Kegelbahn

jede Art von Kegel- oder Bowlingbahnen

361

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 5.4.1 Sicherheitskonzept Neu in die Nachweisverfahren der Normengruppe DIN 4109 (07.2016) aufgenommen ist ein Sicherheitskonzept, bei dem unterschiedliche Unsicherheitsbeiträge u bestimmt und in einem resultierenden Unsicherheitsbeiwert der Prognose uProg zusammengefasst werden. Dafür entfallen das bekannte Vorhaltemaß bei der Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels sowie die Differenzierung zwischen Rechen- und Prüfwerten mit der entsprechenden Beaufschlagung letzterer Werte. Diese auch als Sicherheitsbeiwerte bezeichneten Größen können mit unterschiedlich aufwändigen Verfahren ermittelt werden; dargestellt werden sollen hier nur die sich nach dem sogenannten vereinfachten Verfahren ergebenden Sicherheitsbeiwerte (vgl. Tab. 5.4.1-1). Tabelle 5.4.1-1 Zusammenstellung der Anforderungen an Bauteile unter Berücksichtigung der Sicherheitsbeiwerte uProg nach dem vereinfachten Verfahren aus DIN 4109-2

1

1

2

3

Kenngröße

Anforderung mit Sicherheitsbeiwert

Gleichung

2

Luftschalldämmung trennender Bauteile

R 'w − 2dB ≥ erf.R 'w

(5.4.1-1)

3

Luftschalldämmung von Außenbauteilen

R 'w ,ges − 2dB ≥ erf.R 'w ,ges

(5.4.1-2)

4

Luftschalldämmung von Türen

R 'w − 5dB ≥ erf .R 'w

(5.4.1-3)

5

Trittschalldämmung

L 'n,w + 3 dB ≤ zul. L 'n,w

(5.4.1-4)

5.4.2 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für massive Konstruktionen Grundsätzlich erfolgt der Nachweis gegenüber Schallübertragung aus fremden Räumen gemäß folgender Gleichung:



vorh. R'w − u prog ≥ erf R'w



(5.4.2-1)

Darin sind: vorh R′w Rechenwert des vorhandenen bewerteten Bau-Schalldämm-Maßes des trennenden Bauteils in dB erf R′w erforderliches bewertetes Bau-Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils in dB uprog Sicherheitsbeiwert ( uprog = 2 dB) In der europäischen Norm DIN EN ISO 12354-1 sind zur Berechnung der Luftschalldämmung ein detailliertes und ein vereinfachtes Verfahren hinterlegt. Die DIN 4109-2 nimmt lediglich Bezug auf das vereinfachte Verfahren mit geringfügigen Änderungen gegenüber der DIN EN ISO 12354-1. Im Vergleich zum alten (zurzeit bauaufsichtlich noch gültigen) Berechnungsverfahren nach DIN 4109:1989 Beibl. 1 liegt der Unter-

362

5 Bauakustik

schied vor allem in der dezidierteren Berücksichtigung und Ermittlung der einzelnen Einflusskomponenten aller Schallübertragungswege über bauliche Flanken. Die Randbedingungen für die Anwendung des vereinfachten Modells sind wie folgt: •

Die Berechnung des Bauschalldämm-Maßes R′w erfolgt als Einzahlangabe.

•

Die Eigenschaften der beteiligten Bauteile werden ebenfalls als Einzahlangabe erfasst.

•

Die Bauteile sind in der Hauptsache massiv und homogen.

•

Alle flankierenden Bauteile sollten im Sende- und im Empfangsraum im Wesentlichen gleich sein.

•

Es wird ausschließlich die Körperschallübertragung betrachtet (Vernachlässigung der Nebenwege vgl. Abschnitt 5.1.7).

Ermittlung des bewerteten Bauschalldämm-Maßes Da zurzeit keine genormten Messverfahren zur Verfügung stehen, um die indirekte Luftschallübertragung für Übertragungssysteme als Ganzes zu kennzeichnen, beschränken sich die Nebenwegübertragungen auf die Berücksichtigung der Flankenwegübertragungen. Damit ergeben sich dann im Rahmen des hier beschriebenen vereinfachten Modelles für ein trennendes Bauteil zwischen zwei Räumen üblicherweise 13 Übertragungswege, vgl. Bild 5.4.2-1 und Tabelle 5.4.2-1. F

f

Ff Df Dd

trennendes Bauteil

Fd D

d

Bild 5.4.2-1 Definition der Schallübertragungswege ij zwischen zwei Räumen Tabelle 5.4.2-1 Übliche Übertragungswege zwischen zwei angrenzenden Räumen (Beispiel)

1

2

2

Übertragungswege

Trennendes Bauteil

3

1

Dd

4

2, 3, 4

5

5, 6, 7

6

8, 9, 10

7

11, 12, 13

1

3

4

5

6

Flankierendes Bauteil Innenwand

Boden

Decke

Außenwand

Ff, Fd, Df Ff, Fd, Df Ff, Fd, Df Ff, Fd, Df

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz

363

Für das vereinfachte Modell ermittelt sich das bewertete Bau-Schalldämm-Maß zwischen zwei Räumen zu: n n n  −0,1⋅ R  −0,1⋅ RFf ,w −0,1⋅ RDf ,w −0,1⋅ RFd ,w Dd ,w  R'w = −10 ⋅ log 10 + ∑ 10 + ∑ 10 + ∑ 10   F = = 1 = = 1 1 F f f   (5.4.2-2) Darin sind:

R'w RDd,w RFf,w RDf,w RFd,w n

bewertetes Bau-Schalldämm-Maß in dB bewertetes Schalldämm-Maß für die Direktübertragung in dB bewertetes Flankendämm-Maß für den Übertragungsweg Ff in dB bewertetes Flankendämm-Maß für den Übertragungsweg Df in dB bewertetes Flankendämm-Maß für den Übertragungsweg Fd in dB Anzahl der flankierenden Bauteile in einem Raum; üblicherweise ergibt sich n = 4, je nach Entwurf und Konstruktion kann n in der betreffenden Bausituation aber auch andere Werte annehmen.

Ermittlung der bewerteten Norm-Schallpegeldifferenz bei Übertragungssituationen mit Trennflächen < 10 m² oder ohne gemeinsame Trennfläche Für den Fall, dass die Trennfläche zwischen zwei Räumen weniger als 10 m² beträgt, z.B. bei zueinander versetzten Räumen, wird mit Bezug auf die DIN 4109-1 die NormSchallpegeldifferenz Dn,w nach Gleichung 5.4.2-3 berechnet. Dn,w = R’ w − 10 ⋅ lg

Ss

10 m 2

(5.4.2-3)

Darin sind: Dn,w Norm-Schallpegeldifferenz in dB R'w bewertetes Bau-Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils in dB Ss Trennfläche zwischen zwei Räumen in m2 Diagonal zueinander angeordnete Räume weisen keine gemeinsame Trennfläche auf. Für diese Raumpaare kann die Norm-Schallpegeldifferenz Dn,w auf Grundlage der Norm-Flankenschallpegeldifferenzen Dn,Ff,w nach Gleichung 5.4.2-4 ermittelt werden.  2  − 0,1⋅ Dn, Ff ,w   Dn,w = − 10 ⋅ lg 10   = 1 F , f  

∑

Darin sind: Dn,w F f Dn,Ff,w

Norm-Schallpegeldifferenz in dB flankierendes Bauteil, angeregt im Senderaum flankierendes Bauteil, abstrahlend im Empfangsraum Norm-Flankenschallpegeldifferenz in dB

(5.4.2-4)

364

5 Bauakustik

Ermittlung des bewerteten Schalldämm-Maßes für die Direktübertragung Das bewertete Schalldämm-Maß für die Direktübertragung (durch das trennende Bauteil) setzt sich zusammen aus dem bewerteten Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils zuzüglich dem Luftschallverbesserungsmaß einer oder zweier optionaler Vorsatzschalen, vgl. Bild 5.4.2-2. RDd, w = Rs, w + ∆RDd, w



(5.4.2-5)



Darin sind: RDd,w bewertetes Direktschalldämm-Maß für die Direktübertragung in dB Rs,w bewertetes Schalldämm-Maß des trennenden einschaligen biegesteifen Bauteils in dB ∆RDd,w bewertete Verbesserung des Gesamt-Schalldämm-Maßes durch zusätzliche Vorsatzschalen auf der Sende- und/oder Empfangsseite des trennenden Bauteils in dB

Trennwand Senderaum

ΔRD,w

Empfangsraum

ΔRd,w Rs,w

Bild 5.4.2-2 Beispielhafte Skizze eines trennenden Bauteils mit den die Schallübertragung beeinflussenden Komponenten

Die Berechnungen des bewerteten Schalldämm-Maßes Rs,w und der Luftschallverbesserung ∆RDd,w erfolgen in Abhängigkeit von den verwendeten Baustoffen und deren Materialeigenschaften. Die entsprechenden Gleichungn und Tabellen sind in Abschnitt 5.5.1 hinterlegt. Tabelle 5.4.2-2 Ermittlung des bewerteten Luftschallverbesserungsmaßes einer Vorsatzschale bei Direktübertragung ∆RDd,w in Abhängigkeit der Applikation

1 1 2

2

Einseitige Applikation im Senderaum

im Empfangsraum

3

4 Beidseitige Applikation mit ∆RD,w ≤ ∆Rd ,w

∆RD,w ≥ ∆Rd ,w

3 ∆RDd ,w = ∆RD,w ∆RDd ,w = ∆Rd ,w ∆RDd ,w = ∆RD ,w +

∆Rd ,w 2

∆RDd ,w =

∆RD ,w 2

+ ∆Rd ,w

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 365 Ermittlung der bewerteten Flankendämm-Maße Die bewerteten Flankendämm-Maße setzen sich jeweils zusammen aus den bewerteten Schalldämm-Maßen der jeweiligen Bauteile auf der Sende- und Empfangsseite (Wege Ff, Df und Fd), den bewerteten Luftschallverbesserungsmaßen von Vorsatzschalen sowie der Anbindung von trennendem und flankierendem Bauteil, die durch das sogenannte Stoßstellendämm-Maß quantifiziert wird, vgl. Bild 5.4.2-3. Die bewerteten Flankendämm-Maße der entsprechenden einzelnen Übertragungswege berechnen sich dann zu: RFf,w =

RF,w + R f,w 2

RFd,w =

RF,w + Rs,w 2

RDf,w =

Rs,w + R f,w



2

+ ∆RFf,w + K Ff + 10 ⋅ lg

Ss 0 ⋅  f

+ ∆RFd,w + K Fd + 10 ⋅ lg

+ ∆RDf,w + K Df + 10 ⋅ lg

Ss 0 ⋅  f

Ss 0 ⋅  f

(5.4.2-6) (5.4.2-7) (5.4.2-8)

Darin sind:

RF,w Rf,w Rs,w ∆RFf,w ∆RFd,w ∆RDf,w

KFf KFd KDf Ss lf lo

bewertetes Schalldämm-Maß des flankierenden Bauteils F im Senderaum in dB bewertetes Schalldämm-Maß des flankierenden Bauteils f im Empfangsraum in dB bewertetes Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils in dB gesamtes bewertetes Luftschallverbesserungsmaß durch eine zusätzliche Vorsatzschale auf der Sende- und/oder Empfangsseite des flankierenden Bauteils gesamtes bewertetes Luftschallverbesserungsmaß durch eine zusätzliche Vorsatzschale am flankierenden Bauteil auf der Sendeseite und/ oder des trennenden Bauteils auf der Empfangsseite in dB gesamtes bewertetes Luftschallverbesserungsmaß durch eine zusätzliche Vorsatzschale am trennenden Bauteil auf der Sendeseite und/ oder am flankierenden Bauteil auf der Empfangsseite in dB Stoßstellendämm-Maß für den Übertragungsweg Ff in dB Stoßstellendämm-Maß für den Übertragungsweg Fd in dB Stoßstellendämm-Maß für den Übertragungsweg Df in dB Fläche des trennenden Bauteils in m2 gemeinsame Kopplungslänge der Verbindungsstelle zwischen dem trennenden Bauteil und den flankierenden Bauteilen F und f in m Bezugs-Kopplungslänge mit lo = 1 m

366

5 Bauakustik Detail A

Trennwand Rs,w ΔRD,w

ΔRd,w

Senderaum

Empfangsraum

ΔRF,w

ΔRf,w

K

RF,w

K Fd

K Df K Ff

Rf,w

Detail A

flankierende Wand

Bild 5.4.2-3 Beispielhafte Skizze der die Schallübertragung beeinflussenden Komponenten im Bereich eines Stoßes von trennendem und flankierendem Bauteil

Das gesamte Luftschallverbesserungsmaß ∆Rij,w durch eine zusätzliche Vorsatzschale auf der Sende- und/oder Empfangsraumseite des flankierenden Bauteils berechnet sich analog den Vorgaben zum Luftschallverbesserungsmaß für den direkten Übertragungsweg nach Tabelle 5.4.2-3. Dabei ist zu beachten, dass bei flankierenden Bauteilen lediglich raumseitig angeordnete Vorsatzschalen berücksichtigt werden. Tabelle 5.4.2-3 Ermittlung des bewerteten Luftschallverbesserungsmaßes einer Vorsatzschale bei Flankenschallübertragung ∆Rij,w in Abhängigkeit der Applikation

1 1

2

Einseitige Applikation

2

im Senderaum

im Empfangsraum

3

∆Rij ,w = ∆Ri ,w

∆Rij ,w = ∆R j ,w

3

4 Beidseitige Applikation mit

∆Ri ,w ≥ ∆R j ,w

∆Rij ,w = ∆Ri ,w +

∆Ri ,w ≤ ∆R j ,w

∆R j ,w 2

∆Rij ,w =

∆R j ,w 2

+ ∆Ri ,w

Die DIN 4109-32 enthält ein Berechnungsverfahren zum Stoßstellendämm-Maß Kij für typische starre Bauteilverbindungen, welches das Verhältnis der flächenbezogenen Massen der an der Stoßstelle beteiligten Bauteile berücksichtigt. Dieses Verfahren ist in Kapitel 5.5.5 näher erläutert. Ermittlung der Norm-Flankenschallpegeldifferenz bei Übertragungssituationen ohne gemeinsame Trennfläche Für den bereits geschilderten Fall von Raumpaaren ohne gemeinsamer Trennfläche sind anstelle der Flankendämm-Maße Rij,w für die jeweiligen Übertragungswege die Norm-Flankenschallpegeldifferenzen Dn,Ff,w nach Gleichung 5.4.2-9 zu berechnen.

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 367 Dn,ij,w =



Ri,w 2

+

R j ,w 2

+ ∆Rij,w + K ij + 10 ⋅ lg

10 m 2 0 ⋅  f



(5.4.2-9)

Darin sind: Dn,ij,w Norm-Schallpegeldifferenz in dB Ri,w bewertetes Schalldämm-Maß des flankierenden Bauteils im Senderaum in dB Rj,w bewertetes Schalldämm-Maß des flankierenden Bauteils im Empfangsraum in dB ΔRij,w gesamtes bewertetes Luftschallverbesserungsmaß durch eine zusätzliche Vorsatzschale auf der Sende- und/oder Empfangsseite des flankierenden Bauteils, es sind nur raumseitig angebrachte Vorsatzkonstruktionen zu berücksichtigen Kij Stoßstellendämm-Maß für den Übertragungsweg ij in dB lo Bezugs-Kopplungslänge mit lo = 1 m lf gemeinsame Kopplungslänge der Verbindungsstelle zwischen dem trennenden Bauteil und den flankierenden Bauteilen in m

5.4.3 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für Holz-, Leicht- und Trockenbau Aufgrund der elementierten und häufig inhomogenen Konstruktionen im Leichtbau ist eine Berechnung der Flankenschallübertragung analog zu der Berechnung für massive Bauteile über Direktschall- und Stoßstellendämm-Maße nicht möglich. Daher wird die Flankenschallübertragung im Leichtbau über die bewerteten Norm-Flankenschallpegeldifferenzen Dn,Ff,w der beteiligten Flankenbauteile berücksichtigt. n   −0,1⋅ RFf,w  −0,1⋅ RDd,w R'w = −10 lg 10 + 10   F = f =1  

∑

mit



 RFf,w = Dn, f,w + 10 ⋅ lg lab + 10 ⋅ lg f

SS A0





(5.4.3-1)

(5.4.3-2)

Darin sind: R′w bewertetes Bau-Schalldämm-Maß zwischen zwei Räumen in dB RDd,w bewertetes Schalldämm-Maß des trennenden Bauteils in dB RFf,w bewertetes Schalldämm-Maß des flankierenden Bauteils für den Übertragungsweg Ff in dB Dn,f,w bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz eines flankierenden Bauteils in dB n Anzahl der flankierenden Bauteile in einem Raum llab Bezugs-Kantenlänge in m

368

5 Bauakustik



llab = 2,80 m für Fassaden und Innenwände bei horiz. Übertragung llab = 4,50 m für Decken, Unterdecken und Fußbodenaufbauten bei horizontaler Übertragung sowie bei Fassaden und Innenwänden bei vertikaler Übertragung Bei Verwendung von Daten aus Prüfberichten ist die dort genannte Kantenlänge llab zu verwenden. lf gemeinsame Kopplungslänge der Verbindungsstelle zwischen dem trennenden Bauteil und den flankierenden Bauteilen in m Ss Fläche des trennenden Bauteils in m2 A 0 Bezugsabsorptionsfläche mit A0 = 10 m² Bei Raumsituationen ohne gemeinsame Trennfläche kann die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz nach Gleichung 5.4.3-3 abgeschätzt werden.  2  −0,1⋅ Dn,f,w  Dn,w = −10 ⋅ lg  10   (5.4.3-3)  f =1  Darin sind: Dn,w bewertete Norm-Schallpegeldifferenz in dB Dn,f,w bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz eines flankierenden Bauteils in dB

∑



5.4.4 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 für Skelettbau und bei Mischbauweisen Im Skelettbau wird die Schallübertragung analog zur Massivbauweise aus der Direktschallübertragung des trennenenden Bauteils und der Übertragung über die flankierenden Bauteile ermittelt. Aufgrund der geringeren Stoßstellendämmung der an ein massives Bauteil angeschlossenen Leichtbauteile kann für das Stoßstellendämm-Maß Kij = Kij,min angesetzt werden. Für den Fall, dass ein massives Trennbauteil an mehr als einer Kante durch biegeweiche Konstruktionen begrenzt wird und dieses am flankierenden Bauteil (s. Bild 5.5.1-2a) endet, ist das Direktschalldämm-Maß nach Gleichung 5.5.1-6 zu korrigieren. Die Ermittlung der Schallübertragung über die (üblicherweise leichten) flankierenden Bauteile erfolgt im Skelettbau entsprechend der Vorgaben im Holz-, Leicht- und Trockenbau über die Norm-Flankenschallpegeldifferenzen nach Gleichung 5.4.3-2. Die Berechnung der Flankenschallübertragung von massiven flankierenden Bauteilen mit durchlaufenden Vorsatzkonstruktionen erfolgt ebenfalls über die Norm-Flankenschallpegeldifferenzen nach Gleichum 5.4.3-2. Wenn bei derselben Übertragungssituation massive und biegeweiche Bauteile beteiligt sind, kann nach DIN 4109-2 von einer Mischbauweise ausgegangen werden. Die Ermittlung der entsprechenden Kennwerte erfolgt analog zur Berechnung der Kennwerte im Skelettbau.

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 369

5.4.5 Luftschalldämmung nach DIN 4109-2 von zweischaligen massiven Gebäudetrennwänden Im Vergleich zu gleichschweren einschaligen Wänden kann durch eine zweischalige Ausführung von Haustrennwänden eine deutlich höhere Schalldämmung erreicht werden. Das bewertete Schalldämm-Maß einer zweischaligen massiven Haustrennwand lässt sich in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse der beiden Schalen, einem Zweischaligkeitszuschlag und einem Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenschallübertragung nach Gleichung 5.4.5-1 bestimmen.

R'w ,2 = 28 ⋅ lg(m'1 + m'2 ) − 18 + ∆Rw ,Tr − K Darin sind R′w,2 m′1 m′2 DRw,Tr K

(5.4.5-1)

bewertetes Luftschalldämm-Maß der zweischaligen Wand in dB flächenbezogene Masse der ersten Trennwandschale in kg/m2 flächenbezogene Masse der zweiten Trennwandschale in kg/m2 Zuschlag für die Zweischaligkeit Korrekturwert zur Berücksichtigung der Übertragung über flankierende Decken und Wände bei vernachlässigbarer Schallübertragung im Fundamentbereich

Die Berechnung der entsprechenden Kennwerte ist in Kapitel 5.5.1 erläutert.

5.4.6 Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109-2 Der Nachweis wird erbracht, wenn:



R'w,ges − u prog ≥ erf . R'w,ges



(5.4.6-1)

Darin sind: R′w,res ermitteltes gesamtes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß in dB erf R′w,res erforderliches gesamtes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß in dB uprog Sicherheitsbeiwert ( uprog = 2 dB) Ermittlung des gesamten bewerteten Luftschalldämm-Maßes Die vollständige Berechnung des gesamten bewerteten Bau-Schalldämm-Maßes unter Berücksichtigung der flankierenden Übertragung gemäß Bild 5.4.6-1 erfolgt nach DIN 4109-2. Der Einfluss der Flankenübertragung ist in vielen Fällen jedoch unbedeutend und muss nur berechnet werden, wenn zur Erfüllung der Anforderungen das Schalldämm-Maß des massiven Außenbauteils mehr als Rw ≥ 50 dB und das gesamte bewertete Bau-Schalldämm-Maß R‘w,ges > 40 dB betragen soll. In allen anderen Fällen (andere biegesteife Massivbauweisen, Konstruktionen in Holz-, Leicht-, Trockenbauweise sowie Metall-Glas-Fassaden) bleibt die flankierende Übertragung unberücksichtigt.

370

5 Bauakustik

Tabelle 6.1.1-1 Vorgehensweise beim Nachweis der Luftschalldämmung von Außenbauteilen nach DIN 4109-2

1

2

1

2

3

4

Schritt

Beschreibung

Wert

siehe

erf.R'w,ges

Kapitel 5.3.2

uprog

Tabelle 5.3.2-1

Anforderung

unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Raumarten, einer Raumgeometrie-Korrektur und einem Unsicherheitszuschlag

3

Sicherheitsbeiwert

4

Ermittlungsgrundlage und Zuschläge maßgeblicher Außenlärmpegel ggf. vereinfachtes Verfahren nach DIN 18005-1 A.2 (Nomogramme) gesamtes bewertetes Fassade Bau-Schalldämm-Maß

5 6

La

Tabelle 5.3.2-4 Kapitel 4.3.4

R'w,ges

Gleichung 5.4.6-2

7

Außenwand

bewertetes Schalldämm-Maß

R'w

Kapitel 5.5.1

8

Dach

bewertetes Schalldämm-Maß

R'w

Kapitel 5.5.3 Kapitel 5.5.6

9

Fenster

bewertetes Schalldämm-Maß

Rw

Kapitel 5.5.9

Bauteile und 10 Elemente

Schalldämmaß des Bauteils Schalldämmaß des Elementes

11 Nachweis

ermitteltes R'w,ges ≥ gefordertes R'w,ges

Re,i,w

Gleichung 5.4.6-4 Gleichung 5.4.6-5 Gleichung 5.4.6-1

Bild 5.4.6-1 Übertragung des Außengeräuschs in einen schutzbedürftigen Empfangsraum (ER) auf dem direkten Weg Dd und den Flankenwegen Ff, Fd und Df, sowie rechts als Eckraum mit unterschiedlich orientierten Außenbauteilen

Das gesamte bewertete Bau-Schalldämm-Maß einer sich aus verschiedenen Einzelbauteilen zusammensetzenden Fassade (Wand, Fenster, Dach, Türen, Rollladenkästen,

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 371 Lüftungselemente etc.) unter Berücksichtigung von Flankendämm-Maßen wird für die vereinfachte Randbedingung eines diffusen Schallfeldes wie folgt berechnet:

(5.4.6-2)

R'w,ges =

n n n   m −0,1⋅ RFf,w −0,11⋅ RDf,w −0,1⋅ Re,i,w −0,1⋅ RFd,w  10 10 10 + 10 −10 ⋅ lg  + +   f =1 F =1 F = f =1  i=1 

∑

∑

∑

∑

Darin sind:

R'w,ges gesamtes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der Fassade in dB Re,i,w das auf die Fassadenfläche bezogenes Schalldämm-Maß der einzelnen Bauteile und Elemente in der Fassade gemäß Gleichung 5.4.6-4 in dB Rij,w bewertetes Flankendämm-Maß für die Flankenwege Ff, Fd und Df in dB Für den häufigen Fall, dass die flankierende Übertragung keine Rolle spielt, reduziert sich die Gleichung wie folgt:



 m  − 0,1⋅ Re , i,w  R'w,ges = −10 ⋅ lg  10    i=1 

∑

(5.4.6-3)

Darin sind: R'w,ges bewertetes gesamtes Bau-Schalldämm-Maß des Außenbauteils in dB m Anzahl der Bauteile und Elemente in der Fassade Re,i,w auf die Fassadenfläche bezogenes Schalldämm-Maß der einzelnen Bauteile und Elemente in der Fassade in dB Bauteile und Elemente Die Schalldämmung von üblichen Bauteilen, wie Fenster, Wände oder Fassadenflächen, wird durch das bewertete und auf die Gesamtfläche bezogene Schalldämm-Maß nach Gleichung 5.4.6-4 beschrieben. Elemente, wie z.B. Rollladenkästen, Lüftungseinrichtung werden üblicherweise durch die bewertete Norm-Schallpegeldifferenz Dn,e,w beschrieben. Daraus läßt sich das Schalldämm-Maß gemäß Gleichung 5.4.6-5 berechnen.  S ges  Re,i,w = Ri,w + 10 ⋅ lg   (5.4.6-4)  Si 



 S ges  Re,i,w = Dn,e,i,w + 10 ⋅ lg    Ao 

(5.4.6-5)

Darin sind: Re,i,w bewertetes und auf die übertragende Gesamtfläche Sges bezogenes Schalldämm-Maß des Bauteiles i in dB Ri,w bewertetes Schalldämm-Maß des Bauteiles i in dB Si Fläche des Bauteils i in m2

372

5 Bauakustik

Sges Dn,e,i,w A 0

die vom Raum aus gesehene Fassadenfläche (d. h. die Summe der Teilflächen aller Bauteile und Elemente) in m2 bewertete Norm-Schallpegeldifferenz eines Elements i in dB Bezugsabsorptionsfläche mit A0 = 10 m2

Wird ein kleines Bauteil mit einer größeren Länge verwendet, als der tatsächlich geprüften Länge, wird die Schallpegeldifferenz wie folgt umgerechnet:



 Dn,e,w = Dn,e,lab,w − 10 ⋅ lg  situ   lab Darin sind: Dn,e,w Dn,e,lab,w lsitu llab

  

(5.4.6-6)

bewertete Norm-Schallpegeldifferenz in dB bewertete Schallpegeldifferenz des Bauteils in dB, ermittelt im Labor die Länge schlitzförmiger Bauteile am Bau in m die Länge schlitzförmiger Bauteile im Labor in m

Sind z.B. in einer Außenfläche mehrere identischer Elemente angeordnet, werden die Schallpegeldifferenzen wie folgt addiert:



Dn,e,w = Dn,e,lab,w − 10 ⋅ lg ne



(5.4.6-7)

Darin sind: Dn,e,w bewertete Norm-Schallpegeldifferenz in dB Dn,e,lab,w bewertete Schallpegeldifferenz des Bauteils in dB, ermittelt im Labor ne Anzahl der identischen Bauteile Schlitze und Öffnungen, z.B. bei nichtgedämmten Lüftungselementen oder Rollläden, sollen vermieden werden, da sie die Schalldämmung des gesamten Bauteils erheblich verschlechtern können. Die Norm-Schallpegeldifferenz dieser Elemente kann wie folgt abgeschätzt werden:



 SÖffnung Dn,e,w = −10 ⋅ lg   10 m 2 

   

(5.4.6-8)

Darin sind: Dn,e,w bewertete Norm-Schallpegeldifferenz in dB SÖffnung Fläche der Öffnung in m2 Einbausituation von Fenstern und Türen Die resultierende Schalldämmung der Fassade kann durch die jeweilige Einbausituation von Fenstern und Türen beeinflusst werden. Sie muss bei schalltechnisch kritischen Einbausituationen nach Tabelle 5.4.6-1 unter Berücksichtigung der Fugen mit den erforderlichen Eingangswerten (Schalldämmung des Fenster- oder Türelements ohne Einbaufugen Rw sowie Fugenschalldämm-Maß RS,w) berechnet werden.

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 373 Tabelle 5.4.6-1 Einfluss von Außenwandtyp und Einbausituation auf die Schalldämmung von Fenstern und Türen im Massivbau (Prinzipskizzen) nach DIN 4109-2

1

1

2

3

4

Außenwand

Einbaubeispiel 1

Einbaubeispiel 2

Einbaubeispiel 3

monolithische Mauerwerk 2 Einbaulage

Einbau außen bündig schalltechnisch unkritisch

Einbausituation

Einbau mittig in der Wand schalltechnisch unkritisch

Einbau gegen Anschlag schalltechnisch unkritisch

Massivwand mit WDVS 3 Einbaulage

Einbau in Dämmebene schalltechnisch kritisch

Einbausituation

Einbau außen bündig in der Massivwand schalltechnisch unkritisch

Einbau mittig in der Massivwand schalltechnisch unkritisch

Hinterlüftete, zweischalige Massivwand 4 Einbaulage

Einbau in Dämmebene, Einbau in Dämmebene, außen bündig innen bündig schalltechnisch kritisch

Einbausituation

5

schalltechnisch unkritisch

Einbau außen bündig in die raumseitige Massivwand, gegen Anschlag schalltechnisch unkritisch

Massivwand mit vorge-hängter, hinterlüfteter Fassade Einbaulage Einbausituation

Einbau in Dämmebene, Einbau in Dämmebene, Einbau außen bündig in außen bündig innen bündig der Massivwand schalltechnisch schalltechnisch schalltechnisch kritisch kritisch unkritisch

(Fortsetzung nächste Seite)

374

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.6-1 Einfluss von Außenwandtyp und Einbausituation auf die Schalldämmung von Fenstern und Türen im Massivbau (Prinzipskizzen) nach DIN 4109-2 (Fortsetzung)

1

1

2

3

4

Außenwand

Einbaubeispiel 1

Einbaubeispiel 2

Einbaubeispiel 3

Einbau in die raumseitige Massivwand, gegen Anschlag schalltechnisch unkritisch

Einbau in der Dämmebene mit Montagezarge schalltechnisch unkritisch

Zweischalige Massivwand 6 Einbaulage

Einbau in Dämmebene, außen bündig schalltechnisch kritisch

Einbausituation

Die Fugen bei einem Fenstersystem dürfen das Schalldämm-Maß des Fensters nicht negativ beeinflussen. Nach DIN 4109-2 gilt als Planungskriterium, dass die Schalldämmung des Fensters um nicht mehr als 1 dB verringert werden darf. Für das Fugenschalldämm-Maß RS,w gilt demnach:



RS ,w = Rw + 10 dB



(5.4.6-9)

Darin sind: RS,w bewertetes und auf eine Bauteilfläche von 1 m² und einer Fugenlänge von 1 m bezogene Fugenschalldämm-Maß in dB Rw bewertetes Schalldämm-Maß des Fensters in dB Werte für das Fugenschalldämm-Maß können dem Kapitel 5.5.10 oder Labormessungen nach DIN EN ISO 10140-1 und -2 entnommen werden. Für den üblichen Fall, dass die Ansichtsfläche einer Fuge deutlich geringer ist als die Fläche des zugehörigen Bauteils, wird das resultierende Schalldämm-Maß des Bauteils einschließlich Fuge nach Gleichung 5.4.6-7 berechnet.



 ⋅o  − 0,1⋅ RS , w  R j,w = −10 ⋅ lg  10− 0,1⋅ Rw + ⋅10  S  

(5.4.6-10)

Darin sind: Rj,w bewertetes resultierendes Schalldämm-Maß des Fensters inklusive Einbaufuge in dB Rw bewertetes Schalldämm-Maß des Fensters in dB Rs,w bewertetes und auf eine Bauteilfläche von 1 m² und einer Fugenlänge von 1 m bezogenes Fugenschalldämm-Maß in dB l umlaufende Fuge in m l 0 Bezugslänge mit lo = 1 m S Gesamtfläche des Fensters in m2

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 375 Für den üblichen Fall, dass unterschiedliche Anschlussfugen oben, unten oder seitlich vorliegen, wird das resultierende Schalldämm-Maß des Bauteils einschließlich Fuge nach Gleichung 5.4.6-8 berechnet.



n   k ⋅o − 0,1⋅ RS , w ,k  R j,w = −10 ⋅ lg  10− 0,1⋅ Rw + ⋅10   S k =1  

∑

(5.4.6-11)

Darin sind: Rj,w bewertetes resultierendes Schalldämm-Maß des Fensters inklusive Einbaufuge in dB Rw bewertetes Schalldämm-Maß des Fensters in dB Rs,w,k bewertetes und auf eine Bauteilfläche von 1 m² und einer Fugenlänge von 1 m bezogenes Fugenschalldämm-Maß k in dB l k Länge der Fuge k, k=1...n in m l 0 Bezugslänge mit lo = 1 m S Gesamtfläche des Fensters in m2

5.4.7 Trittschallschutz im Gebäude nach DIN 4109-2 Der Nachweis des erforderlichen Normtrittschallpegels ist erbracht, wenn:



vorh. L' n,w + u prog ≤ erf. L' n,w

(5.4.7-1)

Darin sind: vorh. L′n,w ermittelter bewerteter Normtrittschallpegel in dB erf. L′n,w erforderlicher bewerteter Normtrittschallpegel in dB uprog Sicherheitsbeiwert ( uprog = 3 dB) Der bewertete Normtrittschallpegel von Decken setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen. Im Allgemeinen (so z.B. bei Massivdecken) differenziert man nach: • dem äquivalenten bewerteten Normtrittschallpegel Ln,eq,0,w zur Beschreibung der Trittschalleigenschaften der Rohdecke, • dem Trittschallverbesserungsmaß DLw der Deckenauflage und • der Flankenübertragung (wobei eine ggf. vorhandene Unterdecke hier ebenfalls mit berücksichtigt wird). Fall 1: Ermittlung der Rechenwerte für Massivdecken bei übereinanderliegenden Räumen Die Anwendung dieses Rechenverfahrens sieht nur die Anordnung des Senderaums direkt über dem Empfangsraum vor, vgl. Bild 5.4.7-1, und beschränkt sich auf homogene Grundkonstruktionen der Decke (der Einfluss der Körperschalldämpfung wird im Mittel berücksichtigt; die Besonderheiten der Bausituation und die Flankenübertragung werden im vereinfachten Modell auf der Grundlage von Berechnungen mit dem detaillierten Modell lediglich global berücksichtigt).

376

5 Bauakustik

Df1

Dd

Df2



Bild 5.4.7-1 Schallübertragungsweg zwischen zwei Räumen, die übereinander liegen

Der bewertete Normtrittschallpegel von Massivdecken bei übereinanderliegenden Räumen berechnet sich nach Gleichung 5.4.7-2.

L′ = Ln ,eq,0,w − ∆Lw + K n,w

(5.4.7-2)

Darin sind: L′n,w bewerteter Normtrittschallpegel von Decken in dB Ln,eq,0,w äquivalenter bewerteter Trittschallpegel der Rohdecke in dB DLw bewertete Trittschallminderung infolge einer Deckenauflage in dB K Korrekturwert zur Berücksichtigung der Trittschallübertragung über die flankierenden Bauteile in dB Für massive Rohdecken lässt sich der äquivalente bewertete Norm-Trittschallpegel aus ihrer flächenbezogenen Masse nach folgendem Massegesetz berechnen:



Ln,eq,0 ,w = 164 − 35 ⋅ lg m'



(5.4.7-3)

Darin sind: Ln,eq,0,w bewerteter äquivalenter Norm-Trittschallpegel der Rohdecke in dB m′ flächenbezogene Masse in kg/m2 (für den Bereich 100 kg/m2 ≤ m′ ≤ 720 kg/m2 gültig) Wird ein weichfedernder Bodenbelag auf einem schwimmenden Boden angeordnet, dann ist für die bewertete Trittschallminderung DLw nur der höhere Wert - entweder der des schwimmenden Bodens oder der des weichdernden Bodenbelags - zu berücksichtigen. Zur Anrechenbarkeit von Bodenbelägen vgl. Ausführungen in Abschnitt 5.3.2. Für schwimmende Estriche berechnet sich die bewertete Trittschallminderung in Abhängigkeit der flächenbezogenen Masse des Estrichs und der dynamischen Steifigkeit der Trittschalldämmung wie in Kapitel 5.5.2 beschrieben. Die zugehörigen Gleichungen sind in Tabelle 5.5.2-6 hinterlegt. Der Korrekturwert K gilt für flächenbezogene Massen der Rohdecke m′s im Bereich von 100 kg/m² ≤ m′s ≤ 900 kg/m² und der flankierenden Bauteile m′f,m im Bereich von 100 kg/m² ≤ m′f,m ≤ 500 kg/m² . Die flächenbezogenen Massen des Estrichs und der Unterdecken werden bei der Berechnung von m′s nicht berücksichtigt. Bei der Berechnung wird unterschieden zwischen Trenndecken ohne Unterdecke und Trenndecken mit Unterdecken.

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 377 Für Massivdecken ohne Unterdecken gilt: - für m′f,m ≤ m′s :  m'  s  K = 0,6 + 5,5 ⋅ lg   m' f,m   



(5.4.7-4)

- für m′f,m > m′s : K =0



(5.4.7-5)

Darin sind: m′f,m mittlere flächenbezogene Masse der flankierenden Bauteile in kg/m² m′s flächenbezogene Masse der Rohdecke in kg/m2 Durch die Anbringung einer Unterdecke kann die Trittschallübertragung über das trennende Bauteil verringert werden. Die Trittschallübertragung über die flankierenden Bauteile wird dagegen nicht beeinflusst. Für Unterdecken mit einem bewerteten Luftschallverbesserungsmaß von ∆Rw ≥10 dB können diese beiden Effekte in einem Korrekturwert zusammengefasst werden. Für Massivdecken mit Unterdecken gilt:  m'  s  K = − 5,3 + 10,2 ⋅ lg   m' f,m   



(5.4.7-6)

Sind eine oder mehrere massive flankierende Bauteile (bei der betrachteten Anordnung von Sende- und Empfangsraums handelt es sich bei diesen Bauteilen zwangsläufig um Wände, vgl. Bild 5.4.7-1) durch Vorsatzschalen mit einer Resonanzfrequenz f0 < 125 Hz versehen, so werden die flächenbezogenen Massen dieser Bauteile (Wände) bei der Berechnung der mittleren flächenbezogenen Masse entsprechend Tabelle 5.4.7-1 nicht berücksichtigt. Fall 2: Ermittlung der Rechenwerte für Massivdecken bei unterschiedlichen räumlichen Zuordnungen Der bewertete Normtrittschallpegel von Massivdecken bei unterschiedlichen Raumanordnungen berechnet sich nach Gleichung 5.4.4-7. L'n ,w = Ln ,eq ,0 ,w − ∆ Lw − KT (5.4.7-7) Darin ist: L′n,w bewerteter Normtrittschallpegel von Decken in dB Ln,eq,0,w äquivalenter bewerteter Trittschallpegel der Rohdecke in dB DLw bewertete Trittschallminderung infolge einer Deckenauflage in dB KT Korrekturwert zur Berücksichtigung unterschiedlicher Raumanordnungen in dB nach Tabelle 5.4.7-1



378

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.7-1 Korrekturwert KT zur Ermittlung des bewerteten Norm-Trittschallpegels L′n,w 1) für unterschiedliche räumliche Zuordnungen von mit Norm-Hammerwerk angeregter Decke und Empfangsraum (ER) nach DIN 4109-2

1 1

1) 2)

3)

2

Lage des Empfangsraums (Immissionsort) zum Senderaum (Emissionsort)

3

KT in dB

2

unmittelbar unter dem Senderaum

3

neben oder schräg unter dem Senderaum

+ 5 2)

4

neben oder schräg unter dem Senderaum mit einem dazwischenliegenden Raum

+ 10 2)

5

über der angeregten Decke (Gebäude mit tragenden Wänden)

6

Trittschallanregung auf Bodenplatten, Übertragung in darüberliegende Räume

7

über der angeregten Decke (Skelettbau)

+ 20

8

neben oder schräg unter dem Senderaum über eine zweischalige massive Haustrennwand

+15

0

+ 10

+ 10 3)

Norm-Hammerwerk nach DIN EN ISO 10140-5, Anhang E. Voraussetzung: Zur Sicherstellung einer ausreichenden Stoßstellendämmung müssen die Wände zwischen angeregter Decke und Empfangsraum starr angebunden sein und eine flächenbezogene Masse m′ ≥ 150 kg/m2 haben.

Dieser Korrekturwert gilt sinngemäß auch für Bodenplatten. Anmerkung: Hier hat sich die Nachweisführung gegenüber der DIN 4109 Bbl. 1 (11.1989) geändert, es resultiert eine Erhöhung der Anforderungen.

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 379 Fall 3: Ermittlung der Rechenwerte für leichte Decken Im Vergleich zur Trittschallübertragung im Massivbau erfolgt die Flankenübertragung neben dem üblichen Weg Df bei Decken in Holzbauweise über einen zusätzlichen Flankenweg DFf über den Randanschluss des schwimmenden Estrichs (Bild 5.4.7-2). Diese beiden Wege werden über zwei Korrekturwerte bei der Ermittlung des NormTrittschallpegels von Decken in Leichtbauweise berücksichtigt. Eine Trittschallminderung durch Fußbodenaufbauten und/oder Unterdecken wird bei leichten Decken im Gegensatz zu massiven Decken nicht separat berücksichtigt. Der bewertete NormTrittschallpegel der gesamten Deckenkonstruktion kann den Tabellen 5.5.8-1 bis -3 oder Prüfberichten von Herstellern entnommen werden, die Korrekturwerte sind in den Tabellen 5.5.8-4 und -5 hinterlegt.

5

5 3

3

2

2

Df

DFf

1

1

Bild 5.4.7-2 Übertragung auf dem Flankenweg Df (links), auf dem Flankenweg DFf (rechts) (1) Flankierende Wand; (2) Trenndecke; (3) Fußbodenaufbau/schwimmender Estrich; (4) Übertragungsweg Df, bzw. DFf; (5) Normhammerwerk

Die vertikale Trittschallübertragung von leichten Decken bei übereinander liegenden Räumen berechnet sich dann nach Gleichung 5.4.7-8.



′ = Ln,w + K 1 + K 2 Ln,w



(5.4.7-8)

Darin sind: L′n,w bewerteter Normtrittschallpegel der Holzdecke in einer bestimmten Bausituation in dB Ln,w bewerteter Normtrittschallpegel der Holzdecke ohne Flankenübertragung in dB K1 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenübertragung auf dem Weg Df gemäß Tab. 5.5.8-4 K2 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenübertragung auf dem Weg DFf gemäß Tab. 5.5.8-5 Fall 4: Massive Treppen Für die Ermittlung des Norm-Trittschallpegels bei massiven Treppen werden zwei grundsätzliche Konstruktionen unterschieden.

380

5 Bauakustik

Konstruktion 1 Treppe (Podest oder Lauf) ohne zusätzlichen trittschalldämmenden Bodenbelag oder schwimmenden Estrich. • Der bewertete Norm-Trittschallpegel L′n,w wird Tabelle 5.5.4-1 Spalte 3 entnommen. Konstruktion 2 Treppe (Podest oder Lauf) mit zusätzlichen trittschalldäm- menden Bodenbelag oder schwimmenden Estrich. • •



Der bewertete Norm-Trittschallpegel L′n,w wird nach Gleichung 5.4.7-9 ermittelt. Der äquivalente bewertete Norm-Trittschallpegel Ln,eq,0,w wird dabei der Tabelle 5.5.4-1 Spalte 2 entnommen und durch eine die bewertete Trittschallminderung ∆Lw korrigiert.

L′n ,w = Ln ,eq ,0 ,w − ∆ Lw



(5.4.7-9)

Darin sind: L′n,w bewerteter Normtrittschallpegel von Decken in dB Ln,eq,0,w äquivalenter bewerteter Trittschallpegel nach Tabelle 5.5.4-1 in dB DLw bewertete Trittschallminderung infolge eines Bodenbelags oder schwimmenden Estrichs in dB

5.4.8 Ermittlung von Kenngrößen zur Planung des Schallschutzes Die bauakustischen Anforderungen an den Luft- sowie den Trittschallschutz werden je nach Norm/Richtlinie an unterschiedliche Kennwerte gestellt. Neben dem bewerteten Bau-Schalldämm-Maß und dem bewerteten Norm-Trittschallpegel werden ebenfalls Anforderungen (z.B. in der VDI 4100:2012) an die StandardSchallpegeldifferenz sowie den Standard-Trittschallpegel gestellt. Zwischen diesen unterschiedlichen Kennwerten besteht jedoch ein physikalischer Zusammenhang, so dass diese Kennwerte nach den im Folgenden aufgeführten Gleichungen ineinander umgerechnet werden können. Schallschutz gegen Luftschallübertragungen im Gebäude



 0,32 ⋅ V E  DnT,w = R'w + 10 ⋅ lg     SS

(5.4.8-1)



 0,32 ⋅ V E  erf. R'w = erf. DnT,w − 10 ⋅ lg     SS

(5.4.8-2)

Darin sind: DnT,w bewertete Standard-Schallpegeldifferenz in dB R′w bewertetes Bau-Schalldämm-Maß in dB VE Empfangsraumvolumen in m3 SS Trennfläche in m2 erf. DnT,w erforderliche bewertete Standard-Schallpegeldifferenz in dB erf. R′w erforderliches bewertetes Bau-Schalldämm-Maß in dB

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 381 Schallschutz gegen Trittschallübertragungen



L′nT,w = L′n ,w − 10 ⋅ lg ( 0,032 ⋅ V E )

(5.4.8-3)



zul. L′n ,w = zul. L′nT,w + 10 ⋅ lg ( 0,032 ⋅ V E )



(5.4.8-4)

Darin sind: L′nT,w bewerteter Standard-Trittschallpegel in dB L′n,w bewerteter Norm-Trittschallpegel in dB VE Empfangsraumvolumen in m3 zul. L′nT,w zulässiger bewerteter Standard-Trittschallpegel in dB zul. L′n,w zulässiger bewerteter Norm-Trittschallpegel in dB Schallschutz gegen Außenlärm

(5.4.8-5)



 0,32 ⋅ V E  DnT,w = R'w,ges + 10 ⋅ lg     SS

(5.4.8-6)



 0,32 ⋅ V E  erf. R'w,ges = erf. DnT,w − 10 ⋅ lg     SS Darin sind: DnT,w bewertete Standard-Schallpegeldifferenz in dB R'w,ges bewertetes gesamtes Bau-Schalldämm-Maß in dB VE Empfangsraumvolumen in m3 SS Trennfläche in m2

5.4.9 Schallübertragung aus gebäudetechnischen Anlagen Aktuelle Situation für den Nachweis Für die Berechnung der von gebäudetechnischen Anlagen in schutzbedürftige Räume übertragenen Geräusche existieren zurzeit noch keine zuverlässigen Prognoseverfahren. Dies erklärt auch die DIN 4109-2. Im weiteren Verlauf wird nur gesagt: „Mit DIN EN 12354-5 ist eine Grundlage gegeben, auf der die zukünftigen Berechnungsverfahren nach DIN 4109 entwickelt werden sollen. Die in DIN EN 12354-5 genannten Prognosemodelle können als Orientierung für die Beschaffung von Daten und für die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Prognose von Schallpegeln herangezogen werden. Hinweise zur schalltechnischen Planung und Ausführung gebäudetechnischer Anlagen finden sich in DIN 4109-36.“

Fazit: Ein Rechnerischer Nachweis mit schalltechnischen Kennwerten der Bauteile und Installationen kann zurzeit nicht geführt werden. Gebäudetechnische Anlagen sind nach DIN 4109 Ver- und Entsorgungsanlagen in Gebäuden, Transportanlagen, fest eingebaute betriebstechnische Anlagen und sonstige haustechnische Anlagen. Ortsveränderliche Maschinen und Geräte (z.B. Waschmaschine) im eigenen Wohnbereich werden nicht berücksichtigt.

382

5 Bauakustik

Bei der Schallentwicklung aus gebäudetechnischen Anlagen sind verschiedene Geräuscharten zu unterscheiden, die nicht alle den Anforderungen an einen ausreichenden Schallschutz unterliegen: •

Betriebsgeräusche Hier besteht vom Bediener keine Möglichkeit, die Schallentwicklung zu beeinflussen. Typische Beispiele sind rotierende Teile von Maschinen, Strömungsgeräusche aus Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, Ablaufgeräusche aus Abwassersystemen oder Geräusche bei der automatischen Betätigung von Rolläden oder Türen.

•

Betätigungsgeräusche Diese werden vom Nutzer ausgelöst, wie z.B. das Öffnen, Schließen oder Umstellen von Armaturen.

•

Nutzergeräusche Nutzergeräusche werden direkt durch den Nutzer/ Bediener verursacht, wie z.B. das Aufstellen eines Zahnputzbechers auf eine Abstellplatte, hartes Schließen des WC-Deckels, Rutschen in der Badewanne, beim Spureinlauf (Auftreffen des Harnstrahles auf z.B. das Urinal) oder Plätschern in der Dusche. Nutzergeräusche unterliegen nicht den Anforderungen der DIN 4109.

5.4.10 Luftschallschutz gegen Emissionen aus dem Gebäude ins Freie Bemessungsverfahren nach DIN EN ISO 12354-4 Für die Nachweisführung des erforderlichen baulichen Schallschutzes im Industrieund Gewerbebau sind die Außenbauteile so zu bemessen, dass am schalltechnisch ungünstigst gelegenen Immissionsort der nächsten Wohnbebauung ein nach TA-Lärm [32] vorgegebener Schalldruckpegel nicht überschritten wird. Damit wird für den Nachweis/die Bemessung der Gebäudehülle im Industrie- und Gewerbebau eine recht komplexe Gesamtbetrachtung der Schallausbreitung erforderlich, die als vereinfachte Übersicht in Bild 5.4.10-1 skizziert ist.

E

S 1-2 m Raumakustik

Bauakustik

DIN EN ISO Messungen, 12354-4 Berechnungen, Simulationen (z.B. Ray-Tracing)

Schallausbreitung

0,5 m vor geöffnetem Fenster Anforderung i.A./TA Lärm

DIN ISO 9613-2 (einfache Ausbreitungsbedingung: DIN EN ISO 12354-4 Anhang E)

Bild 5.4.10-1 Skizze der Schallausbreitung zwischen dem Emissionsort/Schallquelle S (z.B. Maschinen in einer Industriehalle) und dem Immissionsort E (vor dem geöffneten Fenster der schalltechnisch nächstliegenden Wohnbebauung)

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 383 Für den schalltechnisch vorgelagerten Teil sind mithin raumakustische Berechnungen oder auch entsprechende Schallmessungen zur Ermittlung der sich aus der Hallennutzung ergebenden Schalldruckpegel Lp,in im Nahfeld der Innenoberflächen der Außenbauteile erforderlich. Für den schalltechnisch nachgelagerten Teil ist dann eine Berechnung der Schallausbreitung vom Nahfeld der Außenoberflächen der Halle (oder einem entsprechenden anderen Gebäude) zum maßgeblichen Immissionsort durchzuführen. Dabei sind außerhalb des Gebäudes angesiedelte, mit der Nutzung des Gebäudes direkt zusammenhängende Emissionsquellen (z.B. Ventilatoren, außenliegende Kompressoren, Verkehrsgeräusche) in die Berechnungen mit einzubeziehen. Grundsätzlich basiert diese Schallausbreitungsberechnung auf den Vorgaben der DIN ISO 9613-2. Für die Schalldämmeigenschaften der Gebäudehülle ergeben sich die erforderlichen Kennwerte erf. R und erf. Dn,e mithin also nicht für einen speziellen Gebäudetyp, sondern jeweils individuell aus der Gebäudenutzung und der anliegenden Bebauungssituation. Der Schalldruckpegel am maßgeblichen Immissionsort ergibt sich aus den Werten der einzelnen punktförmigen Ersatzschallquellen zu:



L p,i = Lw,i + Dc,i − Atot,i



(5.4.10-1)

Darin sind: Lp,i Schalldruckpegel am Immissionsort außerhalb des Gebäudes infolge der Schallabstrahlung einer punktförmigen Ersatzschallquelle i in dB Lw,i Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle i in dB Dc,i Richtwirkungskorrektur der punktförmigen Ersatzschallquelle i in Richtung des Immissionsortes in dB Atot,i im Verlauf der Schallausbreitung von der punktförmigen Ersatzschallquelle i zum Immissionsort auftretende Gesamtausbreitungsdämpfung in dB nach DIN ISO 9613-2 (dort wird die Gesamtausbreitungsdämpfung allerdings mit A bezeichnet) Die Richtwirkungskorrektur Dc beinhaltet die jeweilige Richtwirkung der punktförmigen Ersatzschallquellen (Bauteile und Öffnungen), die durch das Richtwirkungsmaß DI beschrieben wird, sowie die Einflüsse benachbarter schallharter Oberflächen (Reflexion und Abschirmung), die durch das Raumwinkelmaß DΩ beschrieben werden. Für die Richtwirkungskorrektur in eine bestimmte Richtung gilt:



 4 ⋅π  Dc = DI + DΩ = DI + 10 ⋅ lg    Ω  Darin sind: Dc DI D Ω Ω

(5.4.10-2)

Richtwirkungskorrektur in dB Richtwirkungsmaß in dB Raumwinkelmaß in dB Raumwinkel, in den hinein abgestrahlt wird in sr (steradiant)

384

5 Bauakustik

Für große, ebene Strahler gilt nach DIN EN ISO 12354-4 Anhang D: •

Die Schallabstrahlung erfolgt primär in Form einer Halbkugel →   Ω = 2π → Richtwirkungskorrektur Dc = + 3 dB.

•

In der Praxis ergibt sich vor einer Ebene für die Richtwirkungskorrektur + 5 dB ≤ Dc ≤ – 5 dB.

•

Es darf ein Mittelwert von Dc = 0 dB für Abstrahlwinkel zwischen 0° und 90° (bezogen auf die Flächennormale) angenommen werden.

Für Öffnungen gilt nach DIN EN ISO 12354-4 Anhang D: •

Die Öffnungen strahlen Schall primär senkrecht zur Öffnungsfläche ab.

•

Für das Richtwirkungsmaß gilt in grober Näherung –10 dB ≤ DI ≤ + 2 dB.

Segmentierung der Gebäudehülle Im Allgemeinen wird die Gebäudehülle durch mindestens eine Punktschallquelle für jede Gebäudeseite, d. h. für jede Wand- und Dachfläche, dargestellt. Häufig ist jedoch für jede Seite die Anordnung mehrerer Punktschallquellen notwendig.

Bild 5.4.10-2 Darstellung einer Industriehalle als Beispiel (mit 5 Oberlichtern im Flachdach, einem Industrietor an der Stirnseite, durchgehenden Lichtbändern und einer schallgedämmten Lüftungsöffnung an den Längswänden)

Bild 5.4.10-3 Darstellung der Einteilung der Industriehalle in Segmente

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 385 Die zur Schallabstrahlung beitragenden Bauteile werden in zwei Gruppen eingeteilt: •

ebene Strahler wie z. B. Bauteile der Gebäudehülle, d. h. Wände, Dach, Fenster, Türen, einschließlich kleiner Bauteile mit einer Fläche von typischerweise < 1 m2 wie z. B. Gitter und Öffnungen,

•

größere Öffnungen mit einer Fläche von typischerweise ≥ 1 m2, d. h. große Lüftungsöffnungen, offene Türen und offene Fenster.

Für die Bildung der Segmente gelten die folgenden Regeln: •

die Bedingungen für die Schallausbreitung bis zu den nächsten interessierenden Immissionsort (Atot) sind für alle Bauteile eines Segments gleich,

•

der Abstand zum nächsten interessierenden Immissionsort ist größer als das Doppelte der größten Abmessung des betreffenden Segments,

•

für die Bauteile eines Segments ist derselbe Innenschalldruckpegel anzusetzen,

•

für die Bauteile eines Segments ist dieselbe Richtwirkung anzusetzen.

Ist mindestens eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, sind andere Segmente zu wählen, z. B. durch Unterteilung in kleinere Segmente, bis alle Bedingungen erfüllt sind, Beispiel vgl. Bild 5.4.10-2. Aus dem Mindestabstand zwischen Emissions- und Immissionsort ergeben sich folgende höchstzulässige Abmessungen der Segmente:

2⋅d 4

Wand

b=

Dach

a= b=

(5.4.10-3)



2 ⋅ ( d + 30 ) 4

(5.4.10-4)



Darin sind: a Länge bzw. Höhe des Segments in m b Breite des Segments in m d Mindestabstand zwischen Emissions- und Immissionsort in m Schall-Leistungspegel der einzelnen Segmente



Lw = L p,in + Cd − R' + 10 ⋅ lg

S S0

(5.4.10-5)



Darin sind: Lw Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle eines einzelnen Segmentes der Gebäudehülle in dB Lp,in Schalldruckpegel im Abstand von 1 m bis 2 m von der Innenseite des Segments in dB Cd Diffusitätsterm für das Innenschallfeld am Segment in dB R′ Bau-Schalldämm-Maß für das Segment in dB S Fläche des Segments in m2 S0 Bezugsfläche mit S0 = 1 m2

386

5 Bauakustik

Tabelle 5.4.10-1 Angaben zu den anzusetzenden Werten der Diffusitätsterme Cd für verschiedene Räume nach DIN EN ISO 12354-4, Anhang B

1

2

1

Beschreibung der Räume und örtliche Eigenschaften der Innenoberfläche

Cd

2

relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor reflektierender Oberfläche

–6

3

relativ kleine, gleichförmige Räume (diffuses Feld) vor absorbierender Oberfläche

–3

4

große, flache oder lange Hallen, viele Schallquellen (durchschnittliches Industriegebäude) vor reflektierender Oberfläche

–5

5

Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor reflektierender Oberfläche

–3

6

Industriegebäude, wenige dominierende und gerichtet abstrahlende Schallquellen vor absorbierender Oberfläche

0

Anmerkung: Für ein ideales diffuses Schallfeld und nichtabsorbierende Bauteile gilt im Allgemeinen Cd = ­– 6 dB; für Räume, wie sie im industriellen Umfeld üblich sind, mit nicht absorbierenden Segmenten an der Innenseite ist ein Wert von Cd = ­– 5 dB geeigneter.



m+ k A m S −0,1⋅ Dn,e,m+1  R' = −10 lg  ∑ i ⋅10−0,1⋅ Ri + ∑ 0 ⋅10    S m+1 S   i=1 0

Darin sind: R′ Ri Si Dn,e,m+1 A 0 m m+k



(5.4.10-6)

Bau-Schalldämm-Maß für das Segment in dB Schalldämm-Maß des Bauteils i in dB Fläche des Bauteils i in m2 Norm-Schallpegeldifferenz für das kleine Bauteil (m+1) in dB Bezugsabsorptionsfläche mit A0 = 10 m2 Anzahl großer Bauteile im Segment Anzahl kleiner Bauteile im Segment

Anmerkung: DIN EN ISO 12354-4 weist in ihrem Angang C ausdrücklich auf folgenden Umstand hin: „Die Abmessungen der Bauteile und die Befestigungsverfahren weichen jedoch im Allgemeinen deutlich von den bei Prüfstandmessungen verwendeten ab. Dies kann zu großen Abweichungen zwischen den aus Prüfstandmessungen gewonnenen akustischen Daten der Bauteile und den Daten unter den am Bau vorliegenden Gegebenheiten führen. Darüber hinaus wird das Schalldämm-Maß von miteinander verbundenen Bauteilen gewöhnlich durch die Schallübertragung über die Stoßstellen zwischen den Bauteilen und die Abdichtung von Schlitzen und kleinen Öffnungen begrenzt. Diese Übertragung ist schwer vorhersagbar und wird im Allgemeinen durch Messungen im

5.4 Nachweisverfahren im Schallschutz 387

Prüfstand nicht angemessen nachgebildet. Aus diesen Gründen wird dringend empfohlen, Daten zu verwenden, die aus repräsentativen Messungen am Bau gewonnen wurden. Werden Werte aus Prüfstandmessungen verwendet, ist es empfehlenswert, das sich ergebende Schalldämm-Maß für ein Segment in jedem Frequenzband auf einen praktischen Höchstwert zu begrenzen, der für die Art der Konstruktionen und die betrachtete Situation zutreffend ist.“ Der Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle eines einzelnen Segmentes der Gebäudehülle, das aus Öffnungen besteht, ergibt sich zu



n S Lw = L p,in + Cd + 10 ⋅ lg ∑ i ⋅10−0,1⋅ Di i =1 S

(5.4.10-7)



Darin sind: Lw Schall-Leistungspegel der punktförmigen Ersatzschallquelle eines einzelnen Segmentes der Gebäudehülle in dB Lp,in Schalldruckpegel im Abstand von 1 m bis 2 m von der Innenseite des Segments in dB Cd Diffusitätsterm für das Innenschallfeld am Segment nach Tabelle 5.4.9-1 in dB Si Fläche der Öffnung i in m2 S Fläche des Segments, d. h. die Gesamtfläche der Öffnungen in dem Segment in m2 Di Einfügungsdämpfungsmaß des Schalldämpfers in der Öffnung i in dB n Anzahl der Öffnungen im Segment Die Berechnung des Schall-Leistungspegels wird in Frequenzbändern auf der Grundlage von akustischen Daten für die Bauteile in Terzbändern (Mittenfrequenzen von 100 Hz bis 3150 Hz) oder Oktavbändern (Mittenfrequenzen von 125 Hz bis 2000 Hz) durchgeführt.

Gaststätten und Kegelbahnen nach VDI 3726 Diese Richtlinie beschäftigt sich sowohl mit den erforderlichen Maßnahmen zur Übertragungsminderung von Luft- und Körperschall aus Gaststätten und Kegelbahnen in fremde Wohn- und Arbeitsräume, als auch mit den Maßnahmen zur Minimierung der Luftschallübertragung über Bauteile, wie z.B. Fassaden und Dächer, aus diesen Räumlichkeiten ins Freie. Die vor diesem Hintergrund erforderlich werdenden resultieren Bau-Schalldämm-Maße derjenigen raumumschließenden Bauteile, die Gaststätten und Kegelbahnen ans Freie grenzen lassen, werden ermittelt zu:



 Sg erf. R'w,res = L AFm − Lr,zul + 10 ⋅ lg   S0 Darin sind:

  s   − 20 ⋅ lg   − 122 dB  s0  

(5.4.10-8)

388

5 Bauakustik

erf. R'w,res resultierendes bewertetes Bau-Schalldämm-Maß der gesamten Außenfläche (Sg) in dB LAFm Mittelungspegel im Innern der Gaststätte in dB(A); bei Kegelbahnen ist der mittlere Maximalpegel LAF,max,m anzusetzen Lr,zul zulässiger „Immissionsrichtwert (außen)“ nach Richtlinie VDI 2058, Bl. 1 in dB(A) Sg Außenfläche in Abstrahlrichtung in m2 S0 Bezugsfläche: S0 = 1 m2 s geringster Abstand zwischen der Außenfläche Sg und dem Immissionsort in m s0 Bezugslänge: s0 = 1 m Tabelle 5.4.10-1 Immissionsrichtwerte „Außen“ nach Richtlinie VDI 2058, Bl. 1

1 1

Einwirkungsort

2

1)

2

3

Immissionsrichtwerte Lr 1) in dB(A) tags 6.00 - 22.00 h

nachts 22.00 - 6.00 h

3

in deren Umgebung nur gewerbliche Anlagen (ausnahmsweise Wohnungen für Betriebsangehörige) untergebracht sind (Industriegebiet)

70

70

4

in deren Umgebung vorwiegend gewerbliche Anlagen untergebracht sind (Gewerbegebiet)

65

50

5

in deren Umgebung weder vorwiegend gewerbliche Anlagen noch vorwiegend Wohnungen untergebracht sind (Kerngebiete, Mischgebiete, Dorfgebiete)

60

45

6

in deren Umgebung vorwiegend Wohnungen untergebracht sind (allgemeine Wohngebiete, Kleinsiedlungsgebiete)

55

40

7

in deren Umgebung ausschließlich Wohnungen untergebracht sind (reines Wohngebiet)

50

35

8

in Kurgebieten, für Krankenhäuser und Pflegeanstalten

45

35

Es soll vermieden werden, dass kurzzeitige Geräuschspitzen den Richtwert am Tage um mehr als 30 dB(A) überschreiten. Zur Sicherung der Nachtruhe sollen nachts auch kurzzeitige Überschreitungen der Richtwerte um mehr als 20 dB(A) vermieden werden..

Um den Schallschutz bei Gaststätten der Geräuschstufen G-II bis G-IV und Kegelbahnen nach VDI 3726 sicherzustellen, dürfen die Fenster nur als Fluchtweg öffenbar sein; dies setzt eine mechanische Be- und Entlüftung voraus. Für Außentüren muss eine „Schallschleuse“ vorgesehen werden, wobei nicht beide Türen gleichzeitig geöffnet werden dürfen.

389

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 5.5.1 Luftschalldämmung von massiven Innen- und Außenwänden Massive einschalige Wände Massive einschalige Wände sind Wände aus Mauerwerk, Beton, Gips oder großformatigen Wandtafeln aus Mauerwerk, Beton, Leichtbeton, Porenbeton oder anderen mineralischen Baustoffen, die aus einer Schale bestehen. Auch mit Beton verfülltes Füllsteinmauerwerk wird als massive einschalige Wand betrachtet, wenn die Verfüllsteine vollständig verfüllt sind und keine integrierten Schichten aus wärmedämmendem Material enthalten. Wände mit unmittelbar aufgebrachtem Putz oder mit Beschichtungen gelten als einschalig. Wände aus Verbundmaterialien können dann wie einschalige homogene Wände behandelt werden, wenn nachgewiesen wird, dass die Steifigkeit der einzelnen verwendeten Schichten so hoch ist, dass die tiefste Resonanzfrequenz des entstehenden FederMasse-Systems oberhalb des bauakustischen Frequenzbereichs liegt (→ f0 > 3150 Hz). Dies kann für ein dreischichtiges Element mit der Formel 5.5.1-1 überprüft werden. Die Wandrohdichte von Mauerwerk wird bestimmt durch die Rohdichte der Mauersteine und die Rohdichte des Mauermörtels. Die Rohdichte in Form der Rohdichteklasse (RDK) kann den nachfolgenden Tabellen entnommen werden. Die Berechnung der flächenbezogenen Masse erfolgt nach Tab. 5.5.1-4. Tabelle 5.5.1-1 Rohdichten von Mauerwerk

1 1

Mauerwerk aus

2

3

Rohdichteklasse RDK

Steinrohdichte (Mittelwert) r in kg/m3

2

0,5

410 - 500

3

0,6

510 - 600

0,7

610 - 700

0,8

710 - 800

0,9

810 - 900

1,0

910 - 1000

1,2

1010 - 1200

1,4

1210 - 1400

1,6

1410 - 1600

1,8

1610 - 1800

2,0

1810 - 2000

2,2

2010 - 2200

14

2,4

2210 - 2400

15

2,6

2410 - 2600

4

-

Mauerziegel nach DIN 105-100 5 Kalksandsteine nach DIN V 106 6 Platten aus Leichtbeton nach DIN 18148 Hohlblöcke aus Leichtbeton 7 nach DIN V 18151-100 8 - Vollsteine und Vollblöcke aus Leichtbeton 9 nach DIN V 18152-100 10 - Mauersteine aus Normalbeton nach DIN V 18153-100 11 Wandbauplatten aus Leichtbeton 12 nach DIN 18162 13

390

5 Bauakustik

Die Resonanzfrequenz eines dreischichtigen Systems berechnet sich wie folgt:  1 1000 1   ⋅ s′ ⋅  +  m′1 m′2  2 ⋅π   Darin sind: f0 Eigenfrequenz in Hz s' dynamische Steifigkeit in MN/m3 m'1, m'2 flächenbezogene Masse der Schalen in kg/m2 f0 =

(5.5.1-1)

Tabelle 5.5.1-2 Ermittlung der Wandrohdichten

1

2

3

1

Konstruktion

Rohdichte r in kg/m3

für Rohdichteklassenbereich

2

mit Normalmörtel

ρw = 900 ∙ RDK + 100

2,2 ≥ RDK ≥ 0,35

3

mit Leichtmörtel

ρw = 900 ∙ RDK + 50

1,0 ≥ RDK ≥ 0,35

ρw = 1000 ∙ RDK – 100

RDK > 1,0

ρw = 1000 ∙ RDK – 50

Klassenbreite der RDK 100 kg/m3 und RDK ≤ 1,0

ρw = 1000 ∙ RDK – 25

Klassenbreite der RDK 50 kg/m3 und RDK ≤ 1,0

4 5

7

Mauerwerk

6

mit Dünnbettmörtel

aus Hohlblocksteinen, umgekehrt vermauert und Hohlräume mit Sand oder Normalmörtel gefüllt

ρw = 1000 ∙ (RDK + 0,4) ρw,res = ρStein ∙ VStege + ρBeton ∙ VFüll mit: ρStein VStege ρBeton VFüll

8

aus Füllsteinen

9

Gips- und Dünnlagenputze

ρPutz = 1000

10 Kalk- und Kalkzementputze

ρPutz = 1600

11 Leichtputze

ρPutz = 900

12 Wärmedämmputze

ρPutz = 250

Rohdichte unverfüllter Stein Volumen der Stege Rohdichte des Kernbetons Kernbetonvolumen

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 391 Tabelle 5.5.1-3 Rohdichten von Beton

1 1

Bauteile aus

2

3

4

Rohdichteklasse RDK

Rohdichtebereich r in kg/m3

Rechenwert 1) r in kg/m3

2

0,5

400 - 500

450

3

0,6

501 - 600

550

4

0,7

601 - 700

650

0,8

701 - 800

750

0,9

801 - 900

850

1,0

901 - 1000

950

1,2

1001 - 1200

1100

1,4

1201 - 1400

1300

10

1,6

1401 - 1600

1500

11

1,8

1601 - 1800

1700

12

2,0

1801 - 2000

1900

5 6 7 8 9

13

Leichtbeton nach DIN EN 206 oder vorgefertigte Bauteile aus haufwerksporigem Leichtbeton nach DIN EN 1520

fugenlose Wänden und Wände aus geschosshohen Platten/ Betonfertigteilen mit unbewehrtem Normalbeton

14 bewehrte Bauteile aus Beton

2350 2400

1)

Falls eine bestimmte Rohdichte für eine bestimmte Konstruktion bestellt wird und in der Planung bereits bekannt ist, kann auch der deklarierte Wert der Rohdichte bei der Ermittlung der flächenbezogenen Masse als Rechenwert angesetzt werden.

Tabelle 5.5.1-4 Berechnung der flächenbezogenen Massen

1

1

2

Konstruktion

flächenbezogene Masse m‘ in kg/m2

2

plattenförmige homogene Bauteile

3

Mauerwerk aus Füllziegeln oder Wandbauarten mit Schalungsziegeln

m‘ = d ∙ ρ mit: d Dicke des Bauteils in m ρ Rohdichte des verwendeten Materials in kg/m3

m‘ = m‘Wand + ρBeton ∙ AFüll mit: m‘Wand ρBeton AFüll

flächenbezogene Masse der unverfüllten Wand in kg/m2 Rohdichte von Normalbeton; Querschnittsfläche der Füllkanäle in m2/m

m‘ = m‘Wand + m‘Putz = m‘Wand + ρPutz ∙ dPutz 4

Berücksichtigung von Putzschichten

mit: m‘Wand ρPutz dPutz

flächenbezogene Masse der unverputzten Wand in kg/m2 Rohdichte von Putz Dicke der Putzschicht in m

392

5 Bauakustik

Als homogene einschalige Bauteile gelten diejenigen Bauteile, deren Schalldämmung unmittelbar aus der flächenbezogenen Masse gemäß Tab. 5.5.1-5 ermittelt werden kann. Mauerwerk aus Lochsteinen kann dann als quasihomogen betrachtet werden, wenn die nachfolgenden Bedingungen eingehalten werden: •

Mauerwerk aus Hochlochziegeln nach DIN 105-100 bzw. DIN EN 771-1 in Verbindung mit DIN 20000-401 mit einer Dicke ≤ 240 mm ungeachtet der Rohdichte, bei Wanddicken > 240 mm ab einer Rohdichteklasse ≥ 1,0

•

Mauerwerk aus Hohlblöcken und gelochten Vollblöcken aus Leichtbeton nach DIN V 18151-100 und DIN V 18152-100 mit Wanddicken ≤ 240 mm und mit einer Rohdichteklasse ≥ 0,8.

•

Mauerwerk aus gelochten Mauersteinen aus Beton nach DIN V 18153-100 mit Wanddicken ≤ 240 mm und mit einer Rohdichteklasse ≥ 0,8

•

Mauerwerk aus Kalksandsteinen nach DIN 20000-402 mit einem Lochanteil ≤ 50 % (für runde Löcher) ausgenommen sind Steine mit Schlitzlochung, die gegeneinander von Lochebene zu Lochebene versetzte Löcher aufweisen

Das bewertete Schalldämm-Maß von Mauerwerk aus Lochsteinen mit davon abweichenden Eigenschaften ist entweder aus allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. Europäischen Technischen Bewertungen zu entnehmen oder durch bauakustische Prüfungen nach den Vorgaben in DIN 4109-4 zu ermitteln. Die bauakustischen Prüfungen sind für den bauaufsichtlichen Nachweis im Rahmen eines allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfberichtes erforderlich. Tabelle 5.5.1-5 Berechnung des bewerteten Schalldämm-Maßes für einschalige homogene Bauteile nach DIN 4109-32

1

2

3

1

Baustoff

bewertetes Schalldämm-Maß 1) Rw in dB

für flächenbezogene Masse m′ges in kg/m2

2

Beton Betonsteine Kalksandsteine Mauerziegel Verfüllsteine

Rw = 30,9 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 22,2

65 < m′ges < 720

3

Leichtbeton

Rw = 30,9 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 20,2

140 < m′ges < 480

Rw = 32,6 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 22,5

50 ≤ m′ges < 150

Rw = 26,1 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 8,4

150 ≤ m′ges ≤ 300

4 5 1)

Porenbeton

mit: m′0 = 1 kg/m2 (Bezugsgröße)

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 393 Tabelle 5.5.1-6 Bewertetes Schalldämm-Maß für homogene einschalige Bauteile

1 1 2

2

flächenbezogene Masse m‘ in kg/m2

3

4

bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB Beton, Betonsteine, Kalksandstein, Mauerziegel

Leichtbeton

Porenbeton

3

50

33

4

55

34

5

60

35

6

65

37

7

70

35

38

8

80

37

40

9

90

38

41

10

100

40

43

11

120

42

45

12

140

44

47

13

160

46

46

49

14

180

47

47

50

15

200

49

49

52

16

220

50

50

53

17

240

51

51

54

18

260

52

52

55

19

280

53

53

55 56

20

300

54

54

21

320

55

55

22

340

56

56

23

360

57

57

24

380

58

58

25

400

58

58

26

420

59

59

27

440

59

59

28

460

60

60

29

480

61

30 31

500 550

61 62

32

600

64

33

650

65

34

700

66

394

5 Bauakustik

Zweischalige Haustrennwände Die Schalldämmung zweischaliger massiver Haustrennwände wird beeinflusst von der flächenbezogenen Masse der beiden Schalen, dem Schalenabstand, dem Dämmmaterial in der zwischen den Schalen ausgebildeten Fuge, der Ausführungsqualität insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung von Körperschallbrücken in der Fuge, der Gestaltung von Anschlüssen im Dach-, Fundament- und Außenwandbereich sowie der flankierenden Schallübertragung von Innen- und Außenwänden auf die Wandschalen der Haustrennwand. Die Vorgaben an die konstruktive Ausbildung der zweischaligen Gebäudetrennwände sind der Tabelle 5.5.1-7 zu entnehmen (diese Vorgaben gelten sowohl nach DIN 4109-2 als auch nach DIN 4109-32). Tabelle 5.5.1-7 Konstruktive Ausbildung der zweischaligen Gebäudetrennwände

1

2

3

1

flächenbezogene Masse der Einzelschale (inklusive Putzschicht) m‘ in kg/m2

Dicke der Trennfugen (Schalenabstand) d in mm

Ausbildung der Trennfuge

2

100 ≤ m ' < 150

≥ 50

3

m ' ≥ 150

≥ 30

Hohlraum der Trennfuge ist mit dicht gestoßenen und vollflächig verlegten mineralischen Faserdämmplatten nach DIN EN 13162 auszufüllen

Für einen genaueren Nachweis nach DIN EN 12354 (rechnerische Berücksichtigung der Direktschalldämmung der zweischaligen Trennwand und der Flankenübertragung über den Fundamentbereich, die Dachkonstruktion und die flankierenden Decken und Wände) stehen die erforderlichen Daten derzeit noch nicht zur Verfügung. Aus diesem Grund wird in der aktuellen DIN 4109-2 zur Ermittlung der resultierenden Schalldämmung ein vereinfachtes Berechnungsverfahren beschrieben, das eine Prognose der Schalldämmung von zweischaligen Haustrennwänden unter Berücksichtigung der unvollständigen Trennung im unteren Geschoss erlaubt. Das bewertete Schalldämm-Maß einer zweischaligen Wand ergibt sich wie folgt:



R′w,2 = 28 ⋅ lg( m′1 + m′2 ) − 18 + ∆Rw,Tr − K Darin sind R′w,2 m′1 m′2 DRw,Tr K



(5.5.1-2)

bewertetes Luftschalldämm-Maß der zweischaligen Wand in dB flächenbezogene Masse der ersten Trennwandschale in kg/m2 flächenbezogene Masse der zweiten Trennwandschale in kg/m2 Zuschlag für die Zweischaligkeit nach Tabelle 5.5.1-8 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Übertragung über flankierende Decken und Wände bei vernachlässigbarer Schallübertragung im Fundamentbereich nach Tab. 5.5.1-9 (Anwendung daher nur bei Übertragungssituationen nach Tabelle 5.5.1-8, Zeile 6)

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 395 Dabei ist zu beachten, dass sich diese Werte in der obersten Etage nur erreichen lassen, wenn die flankierende Übertragung über das Dach keine Rolle spielt; Bedingung dafür ist wiederum eine ausreichende akustische Trennung der Dachkonstruktion im Bereich der Haustrennwand (Ausführungsbeispiele und Werte der Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f,w für Dachkonstruktionen vgl. DIN 4109-33 Abschnitt 5.2.1). Tabelle 5.5.1-8 Zuschlagwerte DRw,Tr für zweischalige massive Gebäudetrennwände

2

3

6

7

Trennfuge ≥ 50 mm mit Dämmstoffspezifikation1)

allgemein

Situation

4

Porenbeton

m'1 und m'2 (jeweils) ≤ 200

5 EG

Leichtbeton2)

kg/m2

≤ 250

allgemein

Trennfuge ≥ 30 mm

2

6

5

Zuschlagswert DRw,Tr in dB

1

3

4

kg/m2

Porenbeton

Leichtbeton2)

m'1 und m'2 (jeweils) ≤ 200 kg/m2 ≤ 250 kg/m2

vollständige Trennung der Schalen bis zur Bodenplatte

KG

12

EG

Kelleraußenwände durchgehend mit m' ≥ 575 kg/m2 („weiße Wanne“)

15

14

14

17

16

7 KG

EG

9

12

11

11

14

13

Kelleraußenwände durchgehend mit m' ≥ 575 kg/m2 („weiße Wanne“), Bodenplatte durchgehend mit m' ≥ 575 kg/m2

8 KG

9

10

EG (KG)

3

11

5

3

6

5

12

11

11

14

13

Außenwände getrennt und Bodenplatte getrennt auf gemeinsamen Fundament 6

EG (KG)

6

Außenwände getrennt und Bodenplatte getrennt 9

EG (KG)

8 Ansatz des Korrekturwertes K

1

12 3)

8

6

12 3)

8

Außenwände getrennt und Bodenplatte durchgehend mit m' ≥ 575 kg/m2 6

(Fußnoten siehe nächste Seite)

12 3)

8

6

12 3)

8

X

396

5 Bauakustik

1)

Ausfüllung des Fugenhohlraums mit dicht gestoßenen und vollflächig verlegten mineralischen Dämmplatten des Anwendungstyps WTH nach DIN EN 13162 in Verbindung mit DIN 4108-10

2)

Nur bei Steinrohdichte ≤ 800 kg/m3

3)

Für eine Haustrennwand bestehend aus zwei Schalen je 17,5 cm Porenbeton der Rohdichteklasse 0,60 (oder größer) mit einem Schalenabstand von mindestens 50 mm, verfüllt mit dicht gestoßenen mineralischen Dämmplatten des Anwendungstyps WTH nach DIN EN 13162 kann insgesamt ein DRw,Tr von + 14 dB angesetzt werden. Mögliche weitere Zuschläge sind hierin bereits berücksichtigt.

Der Korrekturwert K wird für die Rechenwerte der flächenbezogenen Masse einer Schale der zweischaligen Wand m′Tr,1 und der mittleren flächenbezogenen Masse der unverkleideten homogenen flankierenden Bauteile m′f,m der Tabelle 5.5.1-9 entnommen. Bei unterschiedlich schweren Schalen der Gebäudetrennwand und/oder unterschiedlich schweren flankierenden Bauteilen ergeben sich für den Korrekturwert K in Abhängigkeit der Schallübertragungsrichtung unterschiedliche Werte; für den Nachweis ist der größere (und damit ungünstigere) Wert zu berücksichtigen. Weisen eine oder mehrere massive Flankenbauteile biegeweiche Vorsatzschalen mit einer Resonanzfrequenz f0 < 125 Hz auf, so werden die flächenbezogenen Massen der betreffenden Bauteile bei der Berechnung der mittleren flächenbezogenen Masse m′f,m nicht berücksichtigt; die Ermittlung der mittleren flächenbezogenen Masse m′f,m erfolgt nach Gleichung (5.5.1-3). Tabelle 5.5.1-9 Korrekturwerte K für die Flankenübertragung bei zweischaligen massiven Gebäudetrennwänden, in denen die Übertragung im Fundamentbereich vernachlässigt werden kann, nach DIN 4109-2

1 1

2

3

flächenbezogene Masse der empfangsraumseitigen Schale der zweischaligen Haustrennwand m‘Tr,1 in kg/m2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Korrekturwert K in dB

mittlere flächenbezogene Masse der empfangsraumseitigen flankierenden Bauteile, die nicht mit Vorsatzkonstruktionen belegt sind m´f,m in kg/m2 100

150

200

250

300

350

400

450

500

4

100

0,6

0

0

0

0

0

0

0

0

5

150

1,6

0,6

0

0

0

0

0

0

0

6

200

2,3

1,3

0,6

0

0

0

0

0

0

7

250

2,8

1,8

1,1

0,6

0

0

0

0

0

8

300

3,2

2,3

1,6

1,0

0,6

0

0

0

0

9

350

3,6

2,6

1,9

1,4

1,0

0,6

0

0

0

10

400

3,9

2,9

2,3

1,7

1,3

0,9

0,6

0

0

11

450

4,2

3,2

2,5

2,0

1,6

1,2

0,9

0,6

0

12

500

4,4

3,5

2,8

2,3

1,8

1,5

1,1

0,9

0,6

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz m′f,m =



1 n ⋅ ∑ m′f,i n i=1

397

(5.5.1-3)



Darin sind m′f,m mittlere flächenbezogene Masse der nicht verkleideten massiven Flankenbauteile in kg/m2 m′f,i flächenbezogene Masse des jeweiligen nicht verkleideten massiven Flankenbauteils i in kg/m2 n Anzahl der nicht verkleideten massiven Flankenbauteile Die Korrekturwerte K nach Tabelle 5.5.1-9 lassen sich auch rechnerisch ermitteln (eine Nachkommastelle):



m′f,m > m′Tr,1

→

K =0

m′f,m ≤ m′Tr,1

→

 m′Tr,1   K = 0 ,6 + lg   m′f,m   



(5.5.1-4)



(5.5.1-5)

Darin sind

m′f,m m′Tr,1

mittlere flächenbezogene Masse der nicht verkleideten massiven Flankenbauteile in kg/m2 flächenbezogene Masse empfangsraumseitigen Schale der zweischaligen Haustrennwand in kg/m2

Zweischalige Wände aus zwei massiven, biegesteifen Schalen sind dann von Vorteil, wenn zwischen den Schalen eine über die ganze Haustiefe und Haushöhe durchgehende schallbrückenfreie Fuge angeordnet wird, welche die Flankenübertragung unterbricht. Beispielhafte Ausführungen mit bis Oberkante Bodenplatte durchgehender Trennfuge sind schematisch in Bild 5.5.1-1 dargestellt. Außenwand Bereich vollständiger Trennung

Bereich unvollständiger Trennung

Innenschale der Außenwand

Fuge ³ 30 mm mit Dämmplatte

Fundament Schnitt horizontal

Schnitt vertikal

Bild 5.5.1-1 Beispiel für eine zweischalige Wand aus zwei schweren, biegesteifen Schalen mit bis OK Bodenplatte durchgehender Trennfuge (schematisch)

398

5 Bauakustik

Einschalige entkoppelte Innenwandsysteme Einschalige entkoppelte Wandsysteme bestehen aus einer massiven Wandschale, die ringsherum oder an mehreren Kanten durch Randstreifen oder Entkopplungsprofile von den angrenzenden Bauteilen, insbesondere den massiven Trennbauteilen, entkoppelt werden oder aufgrund ihrer Einbausituation an diesen Kanten nicht mit anderen massiven Bauteilen verbunden sind. Durch die Entkopplung einschaliger Bauteile gegenüber den angrenzenden Bauteilen kann von einer verminderten Übertragung von Schallenergie an den Bauteilrändern und damit einer Erhöhung der Schallenergie auf dem Bauteil selbst ausgegangen werden, so dass dessen Direktdämmung vermindert wird. Die aus der flächenbezogenen Masse ermittelten Schalldämm-Maße von entkoppelten massiven Bauteilen sind dann um den Korrekturwert abzumindern. Rw,KE = Rw − K E



(5.5.1-6)



Darin sind: Rw,KE Direktschalldämm-Maß des entkoppelten Wandsystems in dB Rw Schalldämm-Maß aus Massekurven in dB KE Korrekturwert gemäß Tab. 5.5.1-10 Die Korrektur ist nur dann anzuwenden, wenn das trennende Bauteil im Bereich der entkoppelten flankierenden Bauteile endet (Bild 5.5.1-2 a)). Durchlaufende Trennbauteile dürfen wie starr angebundene Bauteile behandelt werden (Bild 5.5.1-2 b)).



a)

1 Trennbauteil 2 flankierendes Bauteil (entkoppelt)

b)

Bild 5.5.1-2 a) Trennbauteil mit Korrekturbedarf; b) Trennbauteil ohne Korrekturbedarf

Wenn bei derselben Übertragungssituation massive und biegeweiche Bauteile beteiligt sind, kann nach DIN 4109-2 von einer Mischbauweise ausgegangen werden. Die Ermittlung der entsprechenden Kennwerte erfolgt analog zur Berechnung der Kennwerte im Skelettbau. Tabelle 5.5.1-10 Korrekturwerte KE zur Korrektur des Schalldämm-Maßes einschaliger elastisch oder vollständig entkoppelter Bauteile in Abhängigkeit von der Anzahl der entkoppelten Kanten und der flächenbezogenen Masse m′ des Bauteils

1

2

3

flächenbezogene Masse der Wand m′ in kg/m2

n = 2 bis 3

n=4

2

≤ 150

KE = 2 dB

KE = 4 dB

3

> 150

KE = 3 dB

KE = 6 dB

1

Anzahl der entkoppelten Kanten

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 399 Gips-Wandbauplatten werden üblicherweise in den Dicken 60 mm, 80 mm und 100 mm hergestellt. Die Schalldämmung einschaliger entkoppelter Wände aus Gips-Wandbauplatten hängt im Wesentlichen von den Einflussgrößen: flächenbezogene Masse der Wände, Art der Randstreifen und schallbrückenfreier Einbau ab. Entsprechend der häufigsten Anwendung werden hier entkoppelte Wände aus Gips-Wandbauplatten in zwei verschiedenen Gewichtsklassen behandelt, die Direktschalldämm-Maß können der Tab. 5.5.1-12 entnommen werden: •

100 mm dicke Gips-Wandbauplatten mit mittlerer Rohdichte (ρ ≈ 900 kg/m3, m' ≈ 90 kg/m2)

•

100 mm dicke Gips-Wandbauplatten mit hoher Rohdichte (ρ ≈ 1200 kg/m3, m' ≈ 120 kg/m2)

Tabelle 5.5.1-11 Materialeigenschaften von Standard-Randstreifen für Wände aus Gips1) Wandbauplatten

1 1

2

Materialbezeichnung

Beschreibung des Materials

3

4

5

Dicke

d in mm

Streifenrohdichte ρ in kg/m3

dynamische Steifigkeit s' in MN/m3

2

Kork

gepresster NaturkorkGranulat-Streifen

etwa 5

≥ 250

≤ 150

3

PESchwerschaum

ein- oder beidseitig vlieskaschierter Polyethylen- (PE-) Schwerschaumstreifen

3 bis 4

≥ 120

≤ 150

4

Bitumen (Wollfilzpappe)

bitumen-imprägnierte Wollfilzpappstreifen mit glatter Oberfläche

etwa 3

≥ 300

≤ 750

1)

Werden andere als die genannten Randstreifen verwendet, so können diese Werte nicht herangezogen werden. Die benötigten Daten für die Direkt- und Stoßstellendämmung sind dann durch Messungen in Prüfständen zu ermitteln.

Tabelle 5.5.1-12 Direktschalldämm-Maße von umlaufend elastisch entkoppelten Gipswänden

1 1 2

1)

Materialbezeichnung der Entkopplung 2)

2

3

Direktschalldämm-Maß 1) Rw in dB Gipswände (m′ ≈ 90 kg/m2)

Gipswände (m′ ≈ 120 kg/m2)

3

Kork

38

40

4

PE-Schwerschaum

40

–

5

Bitumen (Wollfilzpappe)

42

45

Nach den in Tabelle 5.5.1-11 genannten Anforderungen.

400

5 Bauakustik

Massive Innenwände mit biegeweicher Vorsatzschale Vorsatzkonstruktionen im Innenwandbereich, die die Schalldämmung verbessern, sind z.B.: •

freistehende Vorsatzschalen mit Unterkonstruktion

•

angekoppelte Vorsatzschalen mit Unterkonstruktion

•

Vorsatzschalen über Dämmschichten flächig befestigt

Vorsatzkonstruktionen, die vor massiven Bauteilen angebracht werden, können die Direktschalldämmung und, in Abhängigkeit von den Kopplungsbedingungen an der Stoßstelle, auch die Flankenübertragung (Pfade Fd und Df) verbessern. Die bewertete Verbesserung der Direktschalldämmung ist abhängig von: •

der flächenbezogenen Masse m' des Grundbauteils, auf dem die Vorsatzkonstruktion befestigt wird (und somit von dessen bewertetem Schalldämm Maß),

•

dem Schalldämm-Maß und der Grenzfrequenz fg des Grundbauteils,

•

der Resonanzfrequenz f0 des zweischaligen Systems bestehend aus Grundbauteil und Vorsatzkonstruktion.

Für geschlossene Vorsatzkonstruktionen, die direkt auf dem Grundbauteil über eine Dämmschicht (ohne Verwendung von Stützen oder Lattungen) befestigt werden, wird die Resonanzfrequenz wie folgt berechnet: f0 = 160 ⋅



EDyn  1 1   ⋅ + d  m′1 m′2 

(5.5.1-7)

Darin ist m'1 flächenbezogene Masse des Grundbauteils in kg/m2 m'2 flächenbezogene Masse der Bekleidung der Vorsatzkonstruktion in kg/m2 EDyn dynamischer Elastizitätsmodul in MN/m2 (Anhaltswerte siehe Tabelle 5.5.1-13 d Dicke der Dämmschicht bzw. Schalenabstand in m s‘ dynamische Steifigkeit der Dämmschicht in MN/m3 Bei freistehenden Vorsatzkonstruktionen, die mit Blechprofilen oder Holzständern erstellt werden, berechnet sich die Resonanzfrequenz ebenfalls gemäß Formel 5.5.1-7, jedoch mit dem dynamischen Elastizitätsmodul von Luft. Hierbei muss sichergestellt sein, dass durch geeignete konstruktive Ausbildung keine körperschallübertragende Verbindungen zwischen dem Ständerwerk und dem Grundbauteil besteht und der Hohlraum zu mindestens 70 % mit einem porösen Dämmstoff mit einem längenbezogenen Strömungswiderstand von 5 kPa s/m2 ≤ r ≤ 50 kPa s/m2 gefüllt ist. Für einseitig angebrachte Vorsatzkonstruktionen ergibt sich die bewertete Verbesserung der Luftschalldämmung für einschalige massive Bauteile in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz nach Tab. 5.5.1-14. Werden Vorsatzkonstruktionen auf beiden Wandseiten angebracht, ist die Gesamtverbesserung der beiden Vorsatzkonstruktionen nach Tab. 5.4.2-2 zu berechnen.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 401 Tabelle 5.5.1-13 Dynamische Elastizitätsmoduln EDyn unterschiedlicher Dämmstoffe

1

1

2

3

4

Dämmstoff

EDyn in MN/m2

Dämmstoff

EDyn in MN/m2

2

stehende Luft

0,08

Korkplatten

10 bis 30

3

Mineralfaserplatten

0,14 bis 0,40

Naturkork

15 bis 25

4

EPS-Hartschaum

2 bis 4

Holzwolle-Leichtbau

100 bis 200

5

elastifiziertes EPS

0,60 bis 0,80

Gummischrot-Platten

0,63

6

XPS-Hartschaum

30

7

PUR-Hartschaum

1 bis 6

Naturkautschuk

5

Schaumglas

1300 bis 1600

Tabelle 5.5.1-14 Bewertete Verbesserung der Direktschalldämmung durch biegeweiche Vorsatzkonstruktionen in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz nach DIN 4109-34

1)

1

2

1

Resonanzfrequenz der Vorsatzkonstruktion f0 in Hz

Verbesserung der Direktschalldämmung durch geschlossene Vorsatzkonstruktionen 1) ΔRw in dB

2

30 ≤ f0 ≤ 160

3

200

–1

4

250

–3

5

315

–5

6

400

–7

7

500

–9

8

630 ≤ f0 ≤ 1600

– 10

9

1600 < f0 ≤ 5000

–5

74,4 − 20 ⋅ lg f0 − 0,5 ⋅Rw

≥0

2)

Zwischenwerte werden durch Interpolation ermittelt.

2)

Rw bezeichnet das bewertete Schalldämm-Maß des Grundbauteils (Wand) in dB. Zur Bestimmung von Rw kann auf die Angaben in DIN 4109-32 zurückgegriffen werden.

Massive Außenwände mit biegesteifer Vorsatzschale Die Direktdämmung der Wand mit Verblendschale oder Vorsatzschicht wird nach folgender Beziehung ermittelt:



RDd,w = Rs,w + ∆RDd,w

(5.5.1-8)

Darin sind RDd,w Direktdämmung der Wand mit Verblendschale in dB Rs,w Schalldämmung der Wand ohne Verblendschale in dB ∆RDd,w Luftschallverbesserungsmaß der Verblendschale in dB Für die Luftschallverbesserung ∆RDd,w von massiven biegesteifen Verblendschalen liegen zurzeit keine abgesicherten Angaben vor. Ersatzweise kann die Direktdämmung der gesamten Konstruktion nach den Formeln in Tabelle 5.5.1-15 bestimmt werden.

402

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.1-15 Ermittlung des bewerteten Luftschalldämm-Maßes Rw mehrschaliger massiver Wände mit mindestens einer biegesteifen Schale in Abhängigkeit ihrer flächenbezogenen Masse nach DIN 4109-32

1

2 Baustoff der tragenden Wandschale

4

Zweischaliges Mauerwerk1) mit Luftschicht und/oder MineralwolleDämmschicht

innen

Beton-Sandwichelement oder Mauerwerk mit Kerndämmung und Dämmschicht aus Hartschaumstoff

innen

Einschaliges Mauerwerk mit hinterlüfteter Bekleidung nach DIN 18515 oder DIN 18516-1 innen

m' = m'1 + m'2 flächenbezogene Masse beider Mauerwerkschalen1)

m' = m'1 + m'2 flächenbezogene Masse beider Betonschalen

m' = m'1 flächenbezogene Masse der inneren Mauerwerkschale

Beton, Kalk5 sandstein, Mauerziegel

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 17,2

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 24,2

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 22,2

6 Leichtbeton

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 15,2

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 22,2

Rw = 30,9 ∙ lg m' – 20,2

Porenbeton 2 7 < 150 kg/m

Rw = 32,6 ∙ lg m' – 17,5

Rw = 32,6 ∙ lg m' – 24,5

Rw = 32,6 ∙ lg m' – 22,5

≥150 kg/m2

Rw = 26,1 ∙ lg m' – 13,4

Rw = 26,1 ∙ lg m' – 10,4

Rw = 26,1 ∙ lg m' – 8,4

4

1)

3

Rechenwert des bewerteten Schalldämm-Maßes Rw in dB

1

3

2

Wenn die flächenbezogene Masse der auf die Innenschale der Außenwand anschließenden Trennwände größer als 50 % der flächenbezogenen Masse der inneren Schale der Außenwand beträgt, darf das Schalldämm-Maß um 3 dB erhöht werden.

Massive Außenwände mit Wärmedämmverbundsystem Wärmedämmverbundsysteme können die Schalldämmung einer Massivwand verbessern, aber auch verschlechtern, maßgebend ist dabei vor allem die Resonanzfrequenz des zweischaligen Systems. Die schalltechnische Änderung einer solchen Wand wird nach DIN 4109-34/A1 mit Hilfe eines Verbesserungsmaßes für Wärmedämmverbundsysteme mit Dämmplatten aus Faserdämmstoffen (Mineralwolle, Holzfaser und vgl. Faserdämmstoffe) und Schaumkunststoffen (z.B. EPS) bestimmt. Das bewertete Schalldämm-Maß des Grundbauteils, d.h. der einschalig massiven Außenwand, ist nach Kapitel „massive einschalige Wände“ zu ermitteln. Bild 5.5.1-3 zeigt den beispielhaft den Aufbau einer massiven Wand mit einem Wärmedämmverbundsystem (WDVS).

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 403 Rw = Rw,0 + ∆Rw,WDSV = Rw,0 + ∆Rw,s − K D − K K − K S − KTW



(5.5.1-9)

Darin sind: Rw bewertetes Schalldämm-Maß in dB Rw,0 bewertetes Schalldämm-Maß des massiven Grundbauteils in dB DRw,WDVS bewertete Verbesserung der Luftschalldämmung in dB DRw,S Verbesserung der Luftschalldämmung durch das WDVS in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz nach Formel 5.5.1-12 KD Korrektur für den Einfluss von Dübeln nach Tabelle 5.5.1-16 KK Korrektur für die prozentuale Klebefläche nach Tabelle 5.5.1-16 KS Korrektur für den längenbezogenen Strömungswiderstand nach Tabelle 5.5.1-16 (nur bei Faserdämmstoffen) KTW Korrektur für das Schalldämm-Maß der Trägerwand nach Tab. 5.5.1-16

1

2 3

4 5 6 4

 Mauerwerkschale  Klebschicht  Wärmedämmschicht,  Armierungsputzschicht  Armierungsgewebe  Dübel (systemabhängig)  Deckputzschicht

7

Bild 5.5.1-3 Beispiel für den Aufbau einer massiven einschaligen Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS).

Der für die bewertete Verbesserung der Luftschalldämmung DRw,WDVS ermittelte Wert ist dabei auf einen Bereich von – 8 ≤ DRw,WDVS ≤ 19 dB zu begrenzen. Wird auf eine Ermittlung der Verbesserung verzichtet, kann DRw,WDVS = – 6 dB in Ansatz gebracht werden. Da die flächenbezogene Masse der Putzschicht viel kleiner ist als die des Grundbauteils, berechnet sich die Resonanzfrequenz hier wie folgt:



f0 ≅ 160 ⋅

s′ m1′



(5.5.1-10)

Darin sind: f 0 Eigenfrequenz in Hz s' dynamische Steifigkeit der Dämmschicht in MN/m3 m'1 flächenbezogene Masse der Putzschicht in kg/m2 Bei WDVS mit zweilagiger Dämmstoffschicht darf die Verbesserung der Luftschalldämmung wie für WDVS mit einlagiger Dämmstoffschicht ermittelt werden, sofern die flächenbezogene Masse der Verklebung zwischen den beiden Dämmstoffschichten maximal 4,0 kg/m2 beträgt sowie 40 % der Masse des gesamten Außenputzes nicht über-

404

5 Bauakustik

schreitet. Die Berechnung der Resonanzfrequenz des zweilagigen WDVS erfolgt dabei mit der resultierenden dynamischen Steifigkeit der zweilagigen Dämmstoffschicht wie folgt: 1 1 s′res =  +   s1′ s2′ 



−1

(5.5.1-11)

Der Wert DRw,S, d.h. die Verbesserung unter Referenzbedingungen, bezieht sich auf ein WDVS, das mit 40 % Klebeflächenanteil ohne Dübel an einem Grundbauteil (Trägerwand) mit einem bewerteten Schalldämm-Maß von Rw,0 = 53 dB angebracht ist, wie folgt:



DRw,S = a · lg(f0) + b

(5.5.1-12)

Darin sind: f 0 Eigenfrequenz in Hz a, b Koeffizienten nach Tabelle 5.5.1-16 Tabelle 5.5.1-16 Koeffizienten a und b zur Berechnung von DRw,S nach DIN 4109-34/A1

1

2

2

Resonanzfrequenz (nach Gl. 10.2.3-2) fo in Hz

3

1

3

Wärmedämmschicht aus Schaumkunststoffen

4

5

Wärmedämmschicht aus Faserdämmstoffen

a

b

a

b

f0 < 125

- 35,1

79,7

-35,9

82,4

4

125 ≤ f0 < 250

-26,7

62,0

-36,5

83,7

5

f0 ≥ 250

-2,4

3,8

5,4

-16,7

Tabelle 5.5.1-17 Korrekturwerte KD, KK, KS, KTW zur Berechnung von DRw,S

1

1

2

3

Korrekturwert

Formel

Bemerkungen

0 ohne Dübel  KD =  ⋅ R + ∆ 0 , 34 0 , 4 mit Dübeln w ,S 

anzuwenden, wenn Dübel-teller Kontakt zur Putzschicht haben (Körperschallbrücke)

2 für Dübel 3 für Klebefläche

für Strömungs4 widerstand bei Faserdämmstoffen

5

für Rw der Trägerwand

K K = 0, 052 ⋅ F − 2,1

 −0,11⋅ r + 3, 8  für MW - Putzträgerplatten  KS =   −0, 38 ⋅ r + 9, 8  für MW - Lamellenplatten KTW = ( −1, 4 ⋅ lg ( f0 ) + 3, 6 ) ( Rw ,0 − 53 dB )

F Anteil der Klebefläche in % nur für Mineralwolle (MW) oder vergleichbare Faserdämmstoffe: r längenbezogenen Strömungswiderstand der Dämmplatten in kPa·s/m2

Rw,0 Schalldämm-Maß des Grundbauteils in dB

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 405

5.5.2 Luft- und Trittschalldämmung von massiven Decken

Massivrohdecken Tabelle 5.5.2-1 zeigt Beispiele für die Ausbildung massiver Rohdecken, deren Schalldämmung sich aus deren flächenbezogener Masse berechnen lässt. Zusätzliche Vorsatzkonstruktionen an der Deckenober- oder Unterseite werden mit einem Verbesserungsmaß berücksichtigt. Tabelle 5.5.2-1 Massivdecken nach DIN 4109-32

1

2 Deckenausbildung

2

Stahlbeton-Vollplatte aus Normalbeton oder Leichtbeton nach DIN 1045

3

4

5

Decken ohne Hohlräume, ggf. mit Putzschicht

1

9

Decken mit Hohlräumen, ggf. mit Putzschicht

8

Deckenplatten mit Stegen nach DIN EN 13224 Porenbeton-Deckenplatten nach DIN 4223-100

Ziegeldecken nach DIN 1045-100 mit Deckenziegeln nach DIN 4159

6

7

Fertigteilplatten mit Ortbetonergänzung nach DIN EN 13747

Stahlbetonrippendecken und -balkendecken nach DIN 1045-100 mit Zwischenbauteilen nach DIN EN 15037-2 oder DIN 4160 Stahlbetonhohldielen und -platten nach DIN 1045-2 Hohlplatten nach DIN EN 1168 Stahlbetondielen aus Leichtbeton nach DIN EN 1520 Stahlbetonhohldecke nach DIN 1045-2

Balkendecken ohne Zwischenbauteile nach DIN 1045-2

3

406

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.2-2 Für die Ermittlung der flächenbezogenen Masse von Massivdecken erforderlichen Rohdichten nach DIN 4109-32

1

2

1

Deckentyp/Bauteilschicht

Ermittlung der flächenbezogenen Masse m' und Rechenwerte der Rohdichten r

2

Bewehrte Massivdecke ohne Hohlräume

Berechnung mit dem vorhandenen Querschnitt mit rNormalbeton = 2400 kg/m3 rLeicht-/Porenbeton,R = rLeicht-/Porenbeton – 12,5 kg/m3

Massivdecke mit Hohlräumen nach Tab. 5.5.2-1, Zeile 6 bis 9

Die flächenbezogene Masse ist entweder aus den Rechenwerten nach DIN EN 1991-1-1, in Verbindung mit DIN EN 1991-1-1/NA mit einem Abzug von 15 % oder aus dem vorhandenen Querschnitt mit der entsprechenden Rohdichte zu berechnen. Es sind dafür die Rohdichten nach Tab. 5.5.1-2 anzusetzen.

3

4

Deckenplatte mit Stegen ohne Füllkörper, Estrich und Unterdecke

Es wird nur die Deckenplatte berücksichtigt.

5

Aufbeton, unbewehrter Beton aus Normalbeton

rAufbeton

6

Verbundestrich und Estrich auf Trennschicht

rZementestrich = 2000 kg/m3 rGussasphaltestrich = 2300 kg/m3

7

Putze

Werte aus Tab. 5.5.1-2

= 2100 kg/m3

Direktschalldämmung Rohdecke Tabelle 5.5.2-3 Berechnung des bewerteten Schalldämm-Maßes für einschalige Massivdecken nach DIN 4109-32

1

2

3

Baustoff

bewertetes Schalldämm-Maß 1) Rw in dB

für flächenbezogene Masse m′ges in kg/m2

3

Beton und Betonsteine Kalksandsteine Mauerziegel Verfüllsteine

Rw = 30,9 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 22,2

65 < m′ges < 720

4

Leichtbeton

Rw = 30,9 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 20,2

140 < m′ges < 480

5

Porenbeton

Rw = 32,6 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 22,5

50 ≤ m′ges < 150

Rw = 26,1 ∙ lg (m‘ges/m‘0 ) – 8,4

150 ≤ m′ges ≤ 300

1

1)

mit: m′0 = 1 kg/m2 (Bezugsgröße)

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz

407

Norm-Trittschallpegel von massiven Rohdecken Tabelle 5.5.2-4 Berechnung des bewerteten Norm-Trittschallpegels von massiven Rohdecken nach DIN 4109-32

1

2

1

2

3

Konstruktion

bewerteter Norm-Trittschallpegel Ln,eq,0,w in dB

für flächenbezogene Masse der Rohdecke m′ in kg/m2

Ln,eq,0,w = 164 – 35 ∙ log m'

100 < m′ < 720

Massivdecken nach Tab. 5.5.2-1, flächenbezogene Massen nach Tab. 5.5.2-2

Massivdecken mit biegeweicher Vorsatzschale Biegeweiche Vorsatzkonstruktionen, die die Schalldämmung verbessern, sind z.B.: a) im Decken- und Dachbereich • freitragende geschlosseneUnterdecken mit Unterkonstruktion • abgehängte geschlossene Unterdecken mit Unterkonstruktion • direkt befestigte geschlossene Unterdecken (Lattung, Profile, Federschienen) b) im Fußbodenbereich • schwimmende Estriche • geschlossene Doppel- und Hohlraumböden Für Unterdecken mit gegliederten Flächen liegen derzeit keine Daten vor. Werden Vorsatzkonstruktionen sowohl im Sende- als auch im Empfangsraum angebracht, ist die Gesamtverbesserung durch die beiden Vorsatzkonstruktionen nach Kapitel 5.5.1 zu ermitteln. Die Verbesserung der Direktschalldämmung durch biegeweiche Vorsatzschalen sind in Abhängigkeit der Resonanzfrequenz nach Tab. 5.5.2-5 zu bestimmen. Die Trittschallminderung durch schwimmende Estriche berechnet sich nach den Angaben der Tab. 5.5.2-6 oder werden den Bildern 5.5.2-1 und -2 entnommen. Die Trittschallminderung durch weichfedernde Bodenbeläge ist in Tab. 5.5.2-7 aufgeführt.

408

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.2-5 Bewertete Verbesserung der Direktschalldämmung durch biegeweiche Vorsatzkonstruktionen in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz nach DIN 4109-34

1) 2)

1

2

1

Resonanzfrequenz der Vorsatzkonstruktion f0 in Hz

Verbesserung der Direktschalldämmung durch geschlossene Vorsatzkonstruktionen 1) ΔRw in dB

2

30 ≤ f0 ≤ 160

3

200

–1

4

250

–3

5

315

–5

6

400

–7

7

500

–9

8

630 ≤ f0 ≤ 1600

– 10

9

1600 < f0 ≤ 5000

–5

74,4 − 20 ⋅ lg f0 − 0,5 ⋅Rw

≥0

2)

Zwischenwerte werden durch Interpolation ermittelt. Rw bezeichnet das bewertete Schalldämm-Maß des Grundbauteils (Decke) in dB. Zur Bestimmung von Rw kann auf die Angaben in DIN 4109-32 zurückgegriffen werden.

Tabelle 5.5.2-6 Berechnung der bewerteten Trittschallminderung schwimmender Estriche

1

1

2

Konstruktion

bewertete Trittschallminderung ΔLw in dB

2

schwimmende Zement-, Calciumsulfat-, Calciumsulfatfließ-, Magnesia- und Kunstharzestriche auf Dämmschichten 1)

3

schwimmende Fertigteilestriche

4

schwimmende Gussasphaltestriche nach DIN 18560-2

ΔLw = 13 ∙ lg m' – 14,2 ∙ lg s‘ + 20,8 flächenbezogene Masse: 60 < m′ < 160 kg/m2 dynamische Steifigkeit 2): 6 < s′ < 50 MN/m3

ΔLw = (–0,21 ∙ m‘ – 5,45) ∙ lg s‘ + 0,46 ∙ m‘ + 23,8 flächenbezogene Masse: 15 < m′ < 40 kg/m2 dynamische Steifigkeit 2): 15 < s′ < 40 MN/m3

ΔLw = (–0,21 ∙ m‘ – 5,45) ∙ lg s‘ + 0,46 ∙ m‘ + 23,8 flächenbezogene Masse: 58 < m′ < 87 kg/m2 dynamische Steifigkeit 2): 15 < s′ < 50 MN/m3

1)

Dämmschichten aus Trittschall-Dämmstoffen nach DIN 4108-10, Anwendungskurzzeichen DES

2)

Bestehen die Dämmschichten aus zwei oder mehr durchgehenden Einzelschichten, so sollte die flächenbezogene dynamische Gesamt-Steifigkeit wie folgt berechnet werden:

 n 1 s′tot =  ∑   ′  i=1 s i 

−1

Darin sind: s′tot flächenbezogene dynamische Gesamt-Steifigkeit in N/m3 s′i dynamische Steifigkeit der Dämmschicht i in N/m3

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 409

Bild 5.5.2-1 Bewertete Trittschallminderung schwimmend verlegter Mörtelstriche auf Dämmschichten für ausgewählte flächenbezogene Massen nach Tabelle 5.5.2-6, Zeile 2

Bild 5.5.2-2 Bewertete Trittschallminderung von schwimmend verlegten Fertigteil- und Gussasphaltstrichen auf Dämmschichten für ausgewählte flächenbezogene Massen nach Tabelle 5.5.2-6, Zeile 3 und 4

410

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.2-7 Bewertete Trittschallminderung ΔLw weichfedernder Bodenbeläge auf Massivdecken nach DIN 4109-34

1

1

2

3

Deckenauflage in Form weichfedernder Bodenbeläge

nach Norm

bewertete Trittschallminderung ΔLw in dB

DIN EN 687

14 13

2

Linoleum-Verbundbelag 1), 2)

3

PVC-Verbundbeläge 1), 2)

4

mit genadeltem Jutefilz als Träger

DIN EN 650

5

mit Korkment als Träger

DIN EN 652

6

mit Unterschicht aus Schaumstoff

DIN EN 651

7

mit Synthesefaser-Vliesstoff

8

Textile Fußbodenbeläge nach DIN ISO 2424

9

Nadelvlies mit d = 5 mm

DIN EN 650

16 13

3)

20

4)

10

Polteppiche

11

Unterseite geschäumt, a20 = 4 mm

19

12

Unterseite geschäumt, a20 = 6 mm

24

13

Unterseite geschäumt, a20 = 8 mm

14

Unterseite ungeschäumt, a20 = 4 mm

15

Unterseite ungeschäumt, a20 = 6 mm

21

16

Unterseite ungeschäumt, a20 = 8 mm

24

ISO 1765

28 19

1)

Die Bodenbeläge müssen durch Hinweis auf die jeweilige Norm gekennzeichnet sein. Die maßgebliche Trittschallminderung muss auf dem Erzeugnis oder der Verpackung angegeben sein.

2)

Die angegebenen Werte sind Mindestwerte, sie gelten nur für aufgeklebte Bodenbeläge.

3)

DIN EN 10204 ist zu berücksichtigen. Die textilen Bodenbeläge müssen auf dem Produkt oder auf der Verpackung mit der entsprechenden Trittschallminderung ausgeliefert werden.

4)

Pol aus Polyamid, Polypropylen, Polyacrylnitril, Polyester, Wolle und deren Mischungen.

Flankenschallpegeldifferenz bei Unterdecken Bei abgehängten Unterdecken erfolgt die Übertragung des Luftschalls auf verschiedenen Wegen, jedoch primär über den Deckenhohlraum (Raum zwischen Unterseite der massiven Decke und abgehängter Unterdecke, sofern im Bereich über der Trennwand keine Abschottung eingebaut wird. Ist eine Abschottung vorhanden, kann die Schall-Längsleitung über die Massivdecke von Bedeutung sein.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 411 Tabelle 5.5.2-8 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Unterdecken mit geschlossenen Flächen, Abhängehöhe h = 400 mm bei horizontaler Schallübertragung

1

2

1

2

Deckenanschluss - Vertikalschnitt

flächenbezogene Masse der Decklage kg/m2

h

4

5

Bewertete NormFlankenschallpegeldifferenz Dn,f,w in dB

Dicke der Faserdämm-Auflage 1) 0 mm

40 mm

80 mm

1 x GK m' ≥ 8,5

48

49

50

2 x GK m' ≥ 8,5

55

56

56

54

56

59

59

65

–

Trennwand an Unterdecke anschließend, Decklage durch Fuge getrennt

1 x GK m' ≥ 8,5

h

6

4

Trennwand an Unterdecke anschließend, Decklage jedoch durchlaufend ohne Fuge

3

5

3

50

Fuge

9

10

1)

h

8

Trennwand an Unterkonstruktion der Unterdecke anschließend, Decklage in Trennwanddicke getrennt

2 x GK m' ≥ 8,5

57

Trennwandanschluss an Massivdecke mit Trennung der Unterdecke in Decklage und Unterkonstruktion

h

7

2 x GK m' ≥ 8,5

57

Die Werte der Normflankenschallpegeldifferenz Dn,f,w dieser Tabelle gelten für die für die Spalten 3, 4 und 5 angegebenen Dicken einer vollflächigen Faserdämmstoff-Auflage.

412

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.2-9 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w von Unterdecken mit gegliederten Flächen, Abhängehöhe h = 400 mm bei horizontaler Schallübertragung

1

2

Deckenanschluss - Vertikalschnitt

m' kg/m2

1 2 3 4

3

4

5

Dn,f,w in dB

Dicke der Faserdämm-Auflage 1) 0 mm

40 mm

80 mm

Unterdecke mit Bandprofilen und Mineralfaser-Deckenplatten in Einlege-Montage, Platten mit durchbrochener Oberfläche und ohne oberseitiger Dichtschicht ≥ 4,5

28

39 2)

47 2)

6

≥6

30

42 2)

50 2)

7

≥8

33

45 2)

54 2)

8

≥ 10

35

46 2)

56 2)

9

h

5

Unterdecke mit Bandprofilen und Mineralfaser-Deckenplatten in Einlege-Montage, Platten mit unterseitig geschlossener Oberfläche oder mit oberseitiger Dichtschicht ≥ 4,5

32

45 2)

54 2)

11

≥6

37

50 2)

59 2)

12

≥8

42

55 2)

62 2)

13

≥ 10

46

59 2)

–

h

10

15

h

Unterdecke mit Bandprofilen und Leichtspan-Schallschluckplatten, oberseitig Papier 14 aufgeklebt, Mineralwolle-Auflage nur in Plattenstücken auf den Leichtspanplatten

≥8

–

45

54

17

1) 2)

h

16 Unterdecke mit Bandprofilen und perforierten Metall-Deckenplatten in Einlegemontage

≥8

30

46 2)

53 2)

Die Werte der Normflankenschallpegeldifferenz Dn,f,w dieser Tabelle gelten für die für die Spalten 4 und 5 angegebenen Dicken einer vollflächigen Faserdämmstoff-Auflage. Wenn die Mineralwolle-Auflage MW in Form einzelner Plattenstücke und nicht vollflächig aufgelegt wird, sind bei Unterdecken aus Mineralfaser-Deckenplatten und Stahlblechdecken bei den oben genannten Dn,f,w-Werten folgende Korrekturen vorzunehmen:

- bei 80 mm Auflage: ΔDn,f,w = − 6 dB;

- bei 40 mm Auflage: ΔDn,f,w = − 4 dB.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 413 Tabelle 5.5.2-10 Abminderung der bewerteten Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w von 1) Unterdecken mit gegliederter Fläche mit Absorberauflage , Abhängehöhe > 400 mm

1

2

1

Abhängehöhe h in mm

Abminderung für Dn,f,w in dB

2

bis 600

2

3

> 600 bis 800

5

4

> 800 bis 1000

6

1)

Hohlraumdämpfung mit MW, Anwendungsgebiet DI, ≥ 50 mm, über die gesamte Fläche der Unterdecke

Tabelle 5.5.2-11 Verbesserungsmaße der bewerteten Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Unterdecken durch Absorber- bzw. Plattenschotts bei horizontaler Schallübertragung

1

2

3

Schnitt, vertikal

Mindestbreite des Absorberschotts b in mm

Verbesserungsmaß 2) ΔDn,f,w in dB

300

12

400

14

4

500

15

5

600

17

6

800

20

7

1000

22

8

für Unterdecken nach Tab. 5.5.2-6, Zeilen 6 bis 10 und Tab. 5.5.2-7

20 2)

9

Die Berechnung der Längsschalldämmung bei Ausführung „Trennwand bis Unterkante Massivdecke“ ist dabei alternativ zum Berechnungsverfahren nach DIN 4109-2 (schallschutztechnisch separate Bewertung der Massivdecke und Unterdecke, da Trennwand komplett im vollständigen Querschnitt an Massivdecke anschließt) als vereinfachter Nachweis zulässig.

1 2 3

1) 2)

b

Absorberschott aus Mineralwolle MW, Anwendungsgebiet DI, längenbezogener Strömungswiderstand r ≥ 8 kPa s/m2 der Unterdecke. Die Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w aus Summe des Tabellenwertes und des Zuschlages darf den Wert von 67 dB nicht überschreiten.

414

5 Bauakustik

Flankenschallpegeldifferenz bei schwimmenden Estrichen Tabelle 5.5.2-12 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von schwimmenden Estrichen bei horizontaler Schallübertragung

1

1

2

Schnitt, vertikal

2

3

Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w in dB Zement-, Calciumsulfatoder Magnesia-Estrich

Gussasphalt-Estrich

40

46

durchgehende Estrichfuge

3

57 1)

1)

Nachträglich ausgeführte Fugenschnitte seitlich der Trennwand führen zu ungünstigeren Werten.

Systemböden (Doppel- und Hohlraumböden) Systemböden sind standardisierte, mittels einer Unterkonstruktion aufgeständerte Ausbausysteme, z. B. Doppel- und Hohlraumböden für den Innenausbau, welche unter einer Tragschicht einen Bodenhohlraum zur flexiblen Nutzung und zur Aufnahme von Installationen aller Art zur Verfügung stellen. Die schalltechnischen Eigenschaften von Doppel- und Hohlraumböden werden in VDI 3762 behandelt.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 415

5.5.3 Luftschalldämmung von massiven Dächern Geneigte Dächer und Flachdächer werden auch als massive Dachkonstruktionen ausgeführt. Sie bestehen aus einschaligen oder mehrschaligen massiven Dachplatten aus Beton, Leichtbeton, Porenbeton oder Ziegel, die zur Erfüllung der bauphysikalischen Anforderungen mit zusätzlichen Schichten (Dachdeckung, Abdichtungen, Unterspannbahnen, Ausgleichsschichten, Zusatzdämmung usw.) versehen werden. Für die Schalldämmung der einschaligen Konstruktion (tragende Dachdecke) gelten die Angaben in 5.5.1 „einschalige massive Wände“ sinngemäß. Bei Flachdächern sind bei Bedarf die zusätzlichen Schichten auf der Oberseite zu berücksichtigen, wobei es von der Schichtenfolge abhängt, ob Ausgleichsschichten, Schüttungen etc. die flächenbezogene Masse der tragenden Dachdecke erhöhen oder zusammen mit wärmedämmenden Schichten wie eine Vorsatzkonstruktion wirken. Die Dachdeckung kann bei der resultierenden Luftschalldämmung in Ansatz gebracht werden, wenn eine fugendichte Abdeckung gewählt wird. Zusätzliche Schichten (z. B. Ausgleichsschichten, Kiesschüttungen) können die flächenbezogene Masse der tragenden Dachdecke erhöhen, wenn sie unmittelbar auf dieser aufgebracht sind. In diesem Fall ist die gesamte flächenbezogene Masse aus der Summe der flächenbezogenen Massen der tragenden Dachdecke und der unmittelbar aufgebrachten Schicht zu bilden. Mehrschalige massive Dachelemente (Verbundkonstruktionen) können wie einschalige Konstruktionen behandelt werden, wenn nachgewiesen wird, dass die Steifigkeit der einzelnen verwendeten Schichten so hoch ist, dass die tiefste Resonanzfrequenz des entstehenden Feder-Masse-Systems oberhalb des bauakustischen Frequenzbereichs liegt (→ f0 > 3150 Hz). Dies kann für ein dreischichtiges Element mit der Formel 5.5.1-1 überprüft werden. Anderenfalls sind sie wie resonanzbehaftete mehrschalige Elemente zu behandeln. Zusatzschichten (z. B. wärmedämmende Verkleidungen auf der Innenseite mit aufgebrachten Abdeckungen (Putz, Bauplatten) oder außenseitige Wärmedämmungen mit Abdeckungen) sind nicht in der Grundkonstruktion enthalten, sondern sind als zusätzliche Vorsatzkonstruktionen durch ihre bewertete Luftschallminderung ∆Rw nach DIN 4109-34 zu berücksichtigen. Befinden sich Einbauten (Dachflächenfenster, Lichtkuppeln usw.) in der Dachfläche, ist die resultierende Schalldämmung aus der Schalldämmung der Teilflächen zu bestimmen.

416

5 Bauakustik

5.5.4 Trittschalldämmung von massiven Treppen Die Trittschalldämmung einer Treppe wird im Wesentlichen beeinflusst durch: • • • • •

die flächenbezogene Masse der Treppenläufe und Treppenpodeste trittschallmindernde Auflagen auf Läufen und Podesten (weichfedernde Gehbeläge, schwimmend verlegte Stufenbeläge, schwimmende Estriche auf Podesten) die Art der Anbindung von Läufen und Podesten an den Baukörper (starr eingebunden, mit Trennfugen, körperschallentkoppelt) die Grundrissgestaltung (Lage von schutzbedürftigem Raum und Treppenraum) die Körperschallanregbarkeit der Treppenraumwände und die Körperschallübertragung über flankierende Bauteile

Fünf verschiedene Möglichkeiten der Trittschalldämmung von massiven Treppen sind in Bild 5.5.4-1 aufgezeigt.



(a) weichfedernder Bodenbelag (b) schwimmend verlegter Bodenbelag (c) schalltechnische Entkopplung der Treppenläufe (d) schalltechnische Entkopplung der Treppenpodeste und Treppenläufe (e) zweischalige Treppenraumwand

Bild 5.5.4-1 Möglichkeiten zur Trittschalldämmung von Treppen



5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz

417

Massive Treppen (Läufe und Podeste) Bild 5.5.4-2 zeigt in einem Grundriß schematisch eine Möglichkeit, Treppenläufe und -podeste schalltechnisch günstig auzuführen. Die Treppenläufen sind dabei von den Treppenraumwänden getrennt und auf den Treppenpodesten elastisch aufgelagert; die Podeste binden in die Treppenraumwände als Durchlaufplatte ein (in der Regel gemeinsam mit den Trenndecken als Mehrfeldplattensystem) und sind mit einem schwimmenden Estrich ausgestattet. Die Bilder 5.5.4-3 und -4 zeigen die entsprechenden Details in Vertikalschnitten.

A

B

B

A Bild 5.5.4-2 Grundriß einer Treppenkonstruktion mit elastisch aufgelagerten, von den Treppenhauswänden getrennten Läufen und einbindenden Podesten mit schwimmendem Estrich 1

2 9 10

4

7

6

5

4

3 11

8

Bild 5.5.4-3 Schnitt B-B (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.4-2: Elastische Auflagerung der Treppenläufe auf dem Treppenpodest mit schwimmendem Estrich (1 Mauerwerk, 2 Putz, 3 Sockelleiste, 4 dauerelastische Fugendichtmasse, 5 Bodenbelag, 6 Estrich, 7 Trittschalldämmschicht, 8 Massivdecke, 9 elastisches Lager, 10 Trennfuge, 11 Estrich)

418

5 Bauakustik 1

2

3 4 5 6 7

8

1 2 3 4 5 6 7 8

Mauerwerkswand Putz Sockelleiste dauerelastische Fugendichtmasse Bodenbelag Estrichplatte Trittschalldämmung Massivdecke

Bild 5.5.4-4 Schnitt A-A (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.4-2: Durchlaufende Decke des Treppenpodestes mit schwimmendem Estrich

Bild 5.5.4-5 zeigt in einem Grundriß schematisch eine weitere Möglichkeit, Treppenläufe und -podeste schalltechnisch günstig auszuführen. Die Treppenläufen sind dabei von den Treppenraumwänden getrennt und binden in die Treppenpodesten ein; die Podeste ihrerseits sind auf Konsolen elastisch aufgelagert und mit einem schwimmenden Estrich ausgestattet. Bild 5.5.4-6 zeigt das entsprechende Detail als Vertikalschnitt.

A

A

Bild 5.5.4-5 Grundriß einer Treppenkonstruktion mit in die Podeste einbindenden, von den Treppenhauswänden getrennten Läufen und elastisch aufgelagerten Podesten mit schwimmendem Estrich 1

2

3 4 5 6

9

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Mauerwerkswand Putz Sockelleiste dauerelastische Fugendichtmasse Bodenbelag Mörtelbett Massivdecke elastisches Zwischenlager umlaufende Trennfuge

7

Bild 5.5.4-6 Schnitt A-A (Vertikalschnitt) nach Bild 5.5.4-5: Auf Konsolen aufgelagertes Treppenpodest mit schwimmendem Estrich

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 419 Der äquivalente bewertete Norm-Trittschallpegel sowie der bewertete Norm-Trittschallpegel für verschiedene Treppenkonstruktionen sind in Tabelle 5.5.4-1 zusammengefasst. Bezüglich der Rechenwerte für die Trittschallminderung schwimmender Estriche entsprechender Podestkonstruktionen wird auf Tabelle 5.5.2-6 verwiesen. Tabelle 5.5.4-1 Äquivalente bewertete Norm-Trittschallpegel Ln,eq,0,w und bewertete Norm-Trittschallpegel L‘n,w verschiedener Treppenkonstruktionen aus Stahlbeton mit einer Mindestdicke von 120 mm

1

1

Ausbildung von Treppen aus Stahlbeton (d ≥ 120 mm) und Treppenraumwand

2

Treppenpodest, fest verbunden mit einschaliger biegesteifer Treppenraumwand (m' ≥ 380 kg/m2)

3

Treppenpodest, fest verbunden mit Treppenraumwand, durchgehende Geäudetrennfuge

4

2

3

äquivalenter bewerteter bewerteter NormNormTrittschallpegel Trittschallpegel

Ln,eq,0,w in dB

L'n,w in dB

63

67

≤ 50

≤ 47

Treppenlauf, fest verbunden mit einschaliger biegesteifer Treppenraumwand (m' ≥  380 kg/m2)

63

67

5

Treppenlauf, abgesetzt von einschaliger, biegesteifer Treppenraumwand

60

64

6

Treppenlauf, abgesetzt von Treppenraumwand und durchgehende Gebäudetrennfuge

≤ 43

≤ 40

7

Treppenlauf, abgesetzt von Treppenraumwand und durchgehende Gebäudetrennfuge, auf Treppenpodest elastisch aufgelagert

35

39

5.5.5 Stoßstellen massiver Bauteile Als Stoßstellen werden solche Bereiche im Ausbreitungsweg des Körperschalls bezeichnet, bei denen es auf Grund von Änderungen im Ausbreitungsweg zur Reflexion von Körperschall und damit zu einer Verminderung der Schallübertragung kommt, z.B. • Materialwechsel (dazu gehören auch elastische Zwischenschichten), • Querschnittsänderungen, • Bauteilverbindungen. Im Rahmen üblicher Bausituationen werden in der Regel Stoßstellen an Bauteilverbindungen berücksichtigt (siehe Tabelle 5.5.5-1). Diese treten auf als T-Stoß, Kreuzstoß oder L-Stoß (Eckverbindung). Dabei wird bei der Berechnung der Stoßstellendämmung davon ausgegangen, dass die Fortsetzung des Bauteils nach der Stoßstelle die gleiche flächenbezogene Masse aufweist.

420

5 Bauakustik

Für die üblichen Arten von Stoßstellen im Massivbau werden in DIN 4109-32 empirische Angaben über das Stoßstellendämm-Maß Kij in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse der mit der Stoßstelle verbundenen Bauteile gemacht. Die Angaben stehen jedoch nur für Stoßstellen zur Verfügung, an denen die Fortsetzung des Bauteils jenseits der Stoßstelle dieselbe flächenbezogene Masse hat. Die Beziehungen für Kij werden in Abhängigkeit von der Größe M angegeben. Für die Anwendung im Leichtbau (Stahlleicht- und Holzbau) spielen die Stoßstellendämm-Maße im Allgemeinen keine Rolle:

Hat in diesem Fall ein flankierendes Bauteil kaum oder gar keine bauliche Verbindung mit dem trennenden Bauteil, so ist nur KFf von Belang. In diesem Fall können für KFd und KDf hohe Werte eingesetzt werden, um diese Übertragungswege vernachlässigbar zu machen.

Die Übertragung ist im Allgemeinen nur geringfügig von der Frequenz abhängig, zumindest im Frequenzbereich zwischen 125 Hz und 2000 Hz; außerhalb dieses Bereiches kann der Frequenzeinfluss größer sein, besonders bei Leichtbauteilen.



 m'  M = lg  ⊥ i   m'i 



Darin sind:

M m′i m′ i ⊥

(5.5.5-1)

Hilfsgröße zur Berechnung des Stoßstellendämm-Maßes flächenbezogene Masse des Bauteils i im Übertragungsweg ij in kg/m2 flächenbezogene Masse des anderen die Stoßstelle bildenden Bauteiles senkrecht dazu in kg/m2

In der folgenden Tabelle sind die Stoßstellendämm-Maße ausgewählter Stoßstellen nach DIN 4109-32 zusammengestellt. Wenn das berechnete oder aus Prüfberichten entnommene Stoßstellendämm-MaßKij kleiner als ein Mindestwert Kij,min ist, so ist dieser Mindestwert zu nehmen. Dieser wird ermittelt durch:



  1 1  K ij,min = 10 ⋅ lg  f ⋅  0 ⋅  +    Si S j     



Darin sind:

Kij,min lf

(5.5.5-2)

Mindestwert des Stoßstellendämm-Maßes in dB gemeinsame Kopplungslänge der Verbindungsstelle zwischen dem trennenden und dem flankierenden Bauteil in m

l0 Bezugskopplungslänge; l0 = 1 m Si Fläche des angeregten Bauteils im Senderaum in m2 Sj Fläche des abstrahlenden Bauteils im Empfangsraum in m2

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 421 Tabelle 5.5.5-1 Stoßstellendämm-Maße Kij nach DIN 4109-32 (Auszug)

1

2

3

Rij

Kij

4 Stoßstellendämm-Maß Kij in dB

1

Situation

2

Biegesteife Verbindung massiver homogener Bauteile Kreuzstoß m'2

3

m'3 *)

m'1

m' 4

T-Stoß

4

m'3 *)

m'1

m'2

*)

5

RFf

K13 = 8,7 + 17,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2 für M < 0,182 K13 = 9,6 + 11,0 ∙ M für M ≥ 0,182

RFd

K12 = 5,7 + 15,4 ∙ M2

RDf

K23 = K12

RFf

K13 = 5,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2 für M < 0,215 K13 = 8,0 + 6,8 ∙ M für M ≥ 0,215

RFd

K12 = 4,7 + 5,7 ∙ M2

RDf

K23 = K12

Vorgehen bei unterschiedlicher flächenbezogener (Flanken-)Masse vor und nach der Stoßstelle

m'1  m'3 : m'13 = 0,5 ∙ (m'1 + m'3)

Eck-Stoß 6

z.B. leichtes Bauteil

m'2

RFf

K12 = 2,7 + 2,7 ∙ M2

RFf

K13 = 5,0 ∙ M2 – 5 dB

RFf

K13 = 5,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2+ 3 dB für M < 0,215 K13 = 8,0 + 6,8 ∙ M + 3 dB für M ≥ 0,215

RFd

K12 = 4,7 + 5,7 ∙ M2– 3 dB

RDf

K23 = 4,7 + 5,7 ∙ M2

m'1

Dickenwechsel 7

m'1

m'3

z.B. leichtes Bauteil

abknickender T-Stoß m'1

8

m'3 = m'1

m'2

(Fortsetzung nächste Seite)

422

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.5-1 Stoßstellendämm-Maße Kij nach DIN 4109-32 (Auszug) (Fortsetzung)

1

2

3

Rij

Kij

4 Stoßstellendämm-Maß Kij in dB

1

Situation

9

über Zwischenschichten entkoppelte Stoßstellen massiver Bauteile T-Stoß

RFf

K13 = 3,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2

RFd

K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RFf

K13 = 5,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2 + 2 ∙ ΔKij

RFd

K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RFf

K13 = 3,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2

RFd

K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RFf

K13 = 5,7 + 14,1 ∙ M + 5,7 ∙ M2 + 2 ∙ ΔKij

RFd

K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 5,7 ∙ M2 + ΔKij

für 0 ≤ K13 ≤ 4

m' 3 = m'1

m'1

10 m'2

T-Stoß m'3 = m'1

m'1

11 m'2

Kreuzstoß m'2

12

m'1

m' 3 = m'1

m' 4 = m'2

Kreuzstoß m'2

13

m'1

m' 3 = m'1

m' 4 = m'2

14

Stoßstellenkorrekturwert bei elastischen Zwischenschichten

(Fortsetzung nächste Seite)

für 0 ≤ K13 ≤ 4

ΔKij = 36 - 15 ∙ lg (E /s) mit: E E-Modul in MN/m2 s Dicke der Zwischenschicht in m

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 423 Tabelle 5.5.5-1 Stoßstellendämm-Maße Kij nach DIN 4109-32 (Auszug) (Fortsetzung)

1 1

Situation

2

3

Rij

Kij

4 Stoßstellendämm-Maß Kij in dB

15 entkoppelte Wände aus Gips-Wandbauplatten Kreuzstoß vertikal m'1

16

m'2

m'4

m' 3

RFf

K13 = 9,6 + 11,0 ∙ M + 15 dB

RFd

K12 = 5,7 + 15,4 ∙ M2 + 5 dB

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 15,4 ∙ M2 + 5 dB

RFf

K13 = 8,7 + 17,1∙M + 5,7∙M2 + ΔKij (für M < 0,182) ΔKij = 2 dB für Kork ΔKij = 12 dB für PE-Schwerschaum

RFd

K12 = 5,7 + 15,4 ∙ M2 + 2 dB

RDf

K23 = K12 = 5,7 + 15,4 ∙ M2 + 2 dB

Kreuzstoß horizontal m'2

17

m'1

m'3

m' 4

(für M ≥ 0,182)

18 vollständig entkoppelte massive Bauteile T-Stoß 19

m'3 = m'1

m'1

m'2

T-Stoß 20

m'1

m'3

RFd

K12 = Kij,max = Kij + 20 dB

RDf

K23 = K12

(→ Formel 5.5.5-2)

m'1

m'3

m'2

RFd

K13 = K12 = K23 = Kij,max = Kij + 20 dB

RDf

T-Stoß

22

K13 = K13,min

RFf

m'2

21

RFf

RFf

K13 = Kij,max = Kij + 20 dB

RFd

K12 = 2,7 + 5,7 ∙ M2

RDf

K23 = Kij,max = Kij + 20 dB mit Kij = Kij,biegesteife Verbindung (s.o.)

424

5 Bauakustik

Geometrie Bei horizontal oder vertikal versetzten Räumen wird die Fortsetzung desjenigen trennenden Bauteils als Flankenbauteil behandelt, dessen flankierende Übertragung in diesen Fällen häufig dominiert, Beispiele zeigt Bild 5.5.5-1. SR

f

D F

F

ER D

d

d

f

SR

ER

Bild 5.5.5-1 Bestimmung der Bauteile (D, d, F, f) in versetzten Räumen in Grundriss (links) und Schnitt (rechts); SR = Senderaum; ER = Empfangsraum

Bei Räumen mit relativ kleinem Versatz der flankierenden Bauteile ( l < 0,50 m) entspricht das Stoßstellendämm-Maß Kij in etwa dem Wert, der auch ohne Versatz für einen Kreuzstoß zu erwarten ist; für einen Versatz l ≥ 0,5 m kann von einem T-Stoß ausgegangen werden, vergl. Bild 5.5.5-2. SR

SR

F D

d

l < 0,5 m ER

SR

f

ER

SR D

l ³ 0,5 m

d

F

f

ER

ER

Bild 5.5.5-2 Bestimmung der Bauteile (D, d, F, f) in Räumen mit kleinem bzw. großem Versatz; SR = Senderaum; ER = Empfangsraum

Bei trennenden oder flankierenden Wänden, die abgewinkelt sind (Bild 5.5.5-3), kann die Gesamtfläche verwendet werden, wenn die Winkel an den Sprungstellen nicht zu groß sind wie das bei 90°-Ecken der Fall wäre. Im letztgenannten Fall kann eine effektive Gesamtfläche verwendet werden, die die Schnellepegeldifferenz an der Diskontinuität (Krümmung) berücksichtigt.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 425

D

SR

d

ER

F

f

Bild 5.5.5-3 Bestimmung der Bauteile (D, d, F, f) in Räumen mit abgewinkelten trennenden und flankierenden Bauteilen (Grundriss); SR = Senderaum; ER = Empfangsraum

5.5.6 Luftschalldämmung von Dächern in Leichtbauweise Direktschalldämmung Der Bauteilkatalog „Dächer“ mit Leichtkonstruktionen aus Holzsparren oder Metallträgern umfasst folgende Bauteilgruppen: •

Aufsparrendämmung mit Hartschaum-Wärmedämmung, Mineralwolle-Wärmedämmung oder Holzweichfaser-Wärmedämmung,

•

Zwischensparrendämmung mit Faserdämmstoffen,

•

Auf- und Zwischensparrendämmung.

Tabelle 5.5.6-1 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Hartschaum-Dämmplatten nach DIN 4109-33

1 1

2

3 Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm

Bauteilbeschreibung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

2

≥ 100 ≥ 19

Hartschaumplatte 1) Nut und Feder-Schalung (NFS) oder Holzwerkstoffplatten (HW)

4 bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB 5) (C ; Ctr) 34 (–2; –6)

Dachdeckung Lattung, Konterlattung ≥ 100

Beschwerungslage 2) einlagig m′ ≥ 10 kg/m2

3 ≥ 19 (Fortsetzung nächste Seite)

Hartschaumplatte 1)

Nut und Feder-Schalung (NFS) oder Holzwerkstoffplatten (HW)

39 (–2; –7)

426

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.6-1 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Hartschaum-Dämmplatten nach DIN 4109-33 (Fortsetzung)

1 1

2

3

4 bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB 5) (C ; Ctr)

Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm

Bauteilbeschreibung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

≥ 100

Hartschaumplatte 1)

40 (–2; –7)

Beschwerungslage 2) mehrlagig m′ ≥ 20 kg/m2

4 ≥ 19

Nut und Feder-Schalung (NFS) oder Holzwerkstoffplatten (HW) Dachdeckung Lattung, Konterlattung

5

≥ 100

Hartschaumplatte 1) 3)

≥ 20

zusätzliche Dämmung unten

≥ 19

Nut und Feder-Schalung (NFS) oder Holzwerkstoffplatten (HW)

42 (–2; –8)

Dachdeckung Lattung, Konterlattung 6

≥ 20 ≥ 100 ≥ 19

1) 2) 3) 4)

5)

zusätzliche Dämmung oben 4) Hartschaumplatte 1)

45 (–2; –8)

Nut und Feder-Schalung (NFS) oder Holzwerkstoffplatten (HW)

Hartschaumplatten EPS, XPS oder PUR mit dem Anwendungsgebiet DAD. Zusätzliche Beschwerungslage, ein- oder mehrlagig bestehend aus z. B.: Bitumenbahnen (d ≥ 4 mm, schwer), Gipsplatte GK, Gipsfaserplatte GF, Zement gebundene Spanplatte ZSP. Zusätzliche Dämmung unten aus Mineralwolle MW mit dem Anwendungsgebiet DES–sm oder elastifizierter Polystyrol-Hartschaum EPS mit dem Anwendungsgebiet DES-sm. Zusätzliche Dämmung oben aus Mineralwolle MW mit dem Anwendungsgebiet DAD-dm, Holzwolleleichtbauplatte WW mit dem Anwendungsgebiet DAD-dh oder Hartschaumplatte EPS, XPS oder PUR mit dem Anwendungsgebiet DAD.

Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktion sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren a ≥ 600 mm. Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw kann nachfolgender Korrekturwert ΔRw addiert werden: Dachdeckung: - Dachsteine (Einfachdeckung): ΔRw = 0 dB, - Dachziegel (Einfachdeckung): ΔRw = – 2 dB, - Biberschwanzziegel (Doppel- und Kronendeckung): ΔRw = + 2 dB

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz

427

Tabelle 5.5.6-2 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Mineralwolle MW mit Doppelgewindeschrauben nach DIN 4109-33

1 1

2

3

4

Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm

2

3

Bauteilbeschreibung

bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB4) (C ; Ctr)

Dachdeckung Lattung, Konterlattung 100 - 140

Mineralwolleplatte MW 1)

≥ 19

Nut und Feder-Schalung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

≥ 160 ≥ 19

Mineralwolleplatte MW

1)

46 3) (–3; –9)

50 3) (–3; –10)

Nut und Feder-Schalung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

4

≥ 120

Mineralwolleplatte MW 1) 2)

Beschwerungslage einlagig m′ ≥ 10 kg/m2 ≥ 19

51 (–3; –10)

Nut und Feder-Schalung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

5

1) 2) 3)

≥ 160

Mineralwolleplatte MW 1) Beschwerungslage 2) mehrlagig m′ ≥ 20 kg/m2

≥ 19

53 (–2; –8)

Nut und Feder-Schalung

Mineralwolleplatte MW mit dem Anwendungsgebiet DAD-dm. Zusätzliche Beschwerungslage, ein- oder mehrlagig, bestehend aus z. B.: Bitumenbahnen (d ≥ 4 mm, schwer), Gipsplatten GK, Gipsfaserplatten GF, zementgebundene Spanplatte. Die Werte gelten bei einer Befestigung der Dachlattung mit Doppelgewindeschrauben (geringer Anpressdruck). Bei Verwendung anderer Befestigungsmittel sind die Werte wie folgt abzumindern:

Zu Zeile 2: Faserdämmstoffe mit d ≤ 140 mm → Schalldämm-Maß um 1 dB vermindern; Zu Zeile 3: Faserdämmstoffe mit d > 140 mm → Schalldämm-Maß um 3 dB vermindern. 4)

Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktionen sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren a ≥ 600 mm. Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw kann nachfolgender Korrekturwert ΔRw addiert werden: Dachdeckung: - Dachsteine (Einfachdeckung): ΔRw = 0 dB, - Dachziegel (Einfachdeckung): ΔRw = – 2 dB, - Biberschwanzziegel (Doppel- und Kronendeckung): ΔRw = + 2 dB

428

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.6-3 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Holzfaserdämmstoff WF mit Doppelgewindeschrauben nach DIN 4109-33

1 1

2

3

4

Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm

Bauteilbeschreibung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

2

≥ 140 ≥ 19

Holzfaserdämmplatte WF 1) Nut und Feder-Schalung (NFS) Dachdeckung Lattung, Konterlattung

3

≥ 240 ≥ 19

Holzfaserdämmplatte WF 1) Nut und Feder-Schalung (NFS)

bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB 3) (C ; Ctr) 48 (–3; –9)

52 (–2; –7)

Dachdeckung Lattung, Konterlattung 4

≥ 140

Holzfaserdämmplatte WF 1) 2)

Beschwerungslage einlagig m′ ≥ 10 kg/m2 ≥ 19

54 (–3; –8)

Nut und Feder-Schalung (NFS) Dachdeckung Lattung, Konterlattung

5

≥ 240

Beschwerungslage 2) einlagig m′ ≥ 10 kg/m2 ≥ 19

1) 2) 3)

Holzfaserdämmplatte WF 1)

58 (–4; –10)

Nut und Feder-Schalung (NFS)

Holzfaserdämmplatte WF mit dem Anwendungsgebiet DAD-dm. Zusätzliche Beschwerungslage, ein- oder mehrlagig bestehend aus z. B.: Bitumenbahnen (d ≥ 4 mm, schwer), Gipsplatte GK, Gipsfaserplatte GF, Zement gebundene Spanplatte ZSP.

Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktionen sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren a ≥ 600 mm. Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw kann nachfolgender Korrekturwert ΔRw addiert werden: Dachdeckung: - Dachsteine (Einfachdeckung): ΔRw = 0 dB, - Dachziegel (Einfachdeckung): ΔRw = – 2 dB, - Biberschwanzziegel (Doppel- und Kronendeckung): ΔRw = + 2 dB Wird Holzfaserdämmstoff mit d ≥ 240 mm mit hohem Anpressdruck eingebaut: ΔRw = – 9 dB.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 429 Tabelle 5.5.6-4 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Zwischensparrendämmungen (Teil- oder Volldämmung) aus Faserdämmstoffen nach DIN 4109-33

1 1

2

3 Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm

Bauteilbeschreibung Dachdeckung Lattung, Konterlattung

2

120 - 180 Zwischensparrendämmung1) Lattung

4 bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB 3) (C ; Ctr) 50 2) (–3; –9)

12,5 Gipskartonplatten GK (wie vor) 3

≥ 180 Zwischensparrendämmung auf Mineralfaser MW Lattung

52 (–3; –10)

12,5 Gipskartonplatten GK (wie vor) ≥ 200 4

Zwischensparrendämmung auf Holzfaser WF Lattung

10

Gipsfaserplatten GF Dachdeckung Lattung, Konterlattung

5

≥ 200

Zwischensparrendämmung1) Lattung

2 x 10

≥ 200

Zwischensparrendämmung1) Lattung

3 x 10 1) 2)

57 (–4; –11)

Gipsfaserplatten GF Dachdeckung Lattung, Konterlattung

6

57 (–4; –11)

59 (–4; –11)

Gipsfaserplatten GF

Zwischensparrendämmung aus Mineralwolle MW oder Holzfaser WF, Anwendungsgebiet DZ

Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw ist bei Konstruktionsänderungen nachfolgender Korrekturwert ΔRw zu addieren, wenn: Zu Zeile 2: Mineralwolle MW in der raumseitigen Lattungsebene: ΔRw = +4 dB Zu Zeile 2: Dämmstoffdicken > 400 mm mit Dachstein Einfachdeckung: ΔRw = + 6 dB Zu Zeile 2: Dämmstoffdicken > 400 mm mit Metalldeckung: ΔRw = + 1 dB Zu Zeile 2: Stegträger: ΔRw = 0 dB

(Fortsetzung nächste Seite)

430

5 Bauakustik

3)

Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktionen sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren a ≥ 600 mm. Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw kann nachfolgender Korrekturwert ΔRw addiert werden: Dachdeckung: - Dachsteine (Einfachdeckung): ΔRw = 0 dB, - Dachziegel (Einfachdeckung): ΔRw = – 2 dB, - Biberschwanzziegel (Doppel- und Kronendeckung): ΔRw = + 2 dB Installationsebene: Entkopplung durch Federschiene o.ä.: ΔRw = + 2 dB. Raumseitige Bekleidung mit Nut und Feder-Schalung NFS: ΔRw = − 5 dB. Tabelle 5.5.6-5 Bewertete Schalldämm-Maße von Dächern mit Auf- und Zwischensparrendämmungen nach DIN 4109-33

1 1

Dachausbildung Vertikalschnitt

2

3 Konstruktionsdetails

mm

Bauteilbeschreibung

4 bewertetes Schalldämm-Maß Rw in dB4) (C ; Ctr)

Dachdeckung Lattung, Konterlattung ≥ 120

Aufsparrendämmung 1),2) Holzschalung NFS

2 ≥ 140

Zwischensparrendämmung1)

58 3) (–2; –8)

Lattung 2 x 12,5

Gipskartonplatten GK Dachdeckung Lattung, Konterlattung

3

≥ 120

Aufsparrendämmung 2) Sparren/ Lufthohlraum

46 3) (–2; –9)

Lattung 2 x 12,5 1) 2) 3)

4)

Gipskartonplatten GK

Mineralwolleplatte MW oder Holzfaser WF; Anwendungsgebiet DZ (zwischen Sparren), Anwendungsgebiet DAD (auf den Sparren) Hartschaumplatten EPS, XPS oder PU, Anwendungsgebiet DAD Auf Rw der Konstruktion ist nachfolgender Korrekturwert ΔRw zu addieren: Zu Zeile 1: Eine Lage Gipsplatten GK an Stelle von zwei Lagen: ΔRw = − 4 dB; Zu Zeile 2: Sparrenflanken mit z. B. 50 mm MW oder WF bedämpft: ΔRw = + 5 dB; Zu Zeile 2: eine Lage Gipsplatten GK an Stelle von zwei Lagen: ΔRw = − 3 dB; Zu Zeile 2: raumseitige Bekleidung an Federschiene: ΔRw = + 2 dB.

Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktionen sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren a ≥ 600 mm. Auf das bewertete Schalldämm-Maß der Konstruktion Rw kann nachfolgender Korrekturwert ΔRw addiert werden: Dachdeckung: - Dachsteine (Einfachdeckung): ΔRw = 0 dB, - Dachziegel (Einfachdeckung): ΔRw = – 2 dB, - Biberschwanzziegel (Doppel- und Kronendeckung): ΔRw = + 2 dB

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 431 Tabelle 5.5.6-6 Bewertete Schalldämm-Maße von Flachdächern in Holztafelbauweise nach 7) DIN 4109-33

1 1

2

3 Konstruktionsdetails

Dachausbildung Vertikalschnitt mm ≥ 30 22

2

≥ 160

Bauteilbeschreibung

äußere Bekleidung / Flächentragwerk 1)

45 3)

Schalenabstand Dämmung

≥ 12

raumseitige Bekleidung 2)

≥ 30

Kiesauflage Dachabdichtung 4)

≥ 160

bewertetes SchalldämmMaß Rw in dB

Kiesauflage Dachabdichtung 4)

≥ 60

22 3

4

äußere Bekleidung / Flächentragwerk 1) 50

Schalenabstand

≥ 60

Dämmung

≥ 12

raumseitige Bekleidung 2) zus. raumseitige Bekleidung 3) Dachabdichtung/ Dachdeckung 4)

4

≥ 180

Dämmung Bitumenbahn mit m' ≥ 5

1) 2) 3)

≥ 24

45 kg/m2

Bekleidung / Flächentragwerk 5)

Äußere Bekleidung/Flächentragwerk aus Spanplatte SP, Sperrholz BFU oder Nut und Feder-Schalung NFS mit ≥ 24 mm Dicke Raumseitige Bekleidung aus Gipsplatte GK, Gipsfaserplatte GF, Nut und Feder-Schalung NFS oder Spanplatte SP direkt oder über Zwischenlattung an Sparren Mit zusätzlicher Bekleidungslage mit m′ > 8 kg/m2 aus Gipsplatte GK, Gipsfaserplatte GF, Nut und Feder-Schalung NFS oder Holzwerkstoffplatte HW

4)

Dachabdichtung aus ein- oder mehrlagigen Dachbahnen oder Dachdeckung aus Metalltafeln

5)

Raumseitige Bekleidung (Flächentragwerk) mit Nut und Feder-Schalung NFS ≥ 24 mm oder Holzwerkstoffplatte HW ≥ 24 mm

6) 7)

Ohne Kiesauflage beträgt das bewertete Schalldämm-Maß Rw = 42 dB. Die bewerteten Schalldämm-Maße der Konstruktion sind gültig bei einem Achsabstand der Sparren ≥ 600 mm.

432

5 Bauakustik

Flankenschallpegeldifferenzen von Dachkonstruktionen Die Schall-Längsübertragung von Dachkonstruktionen wird durch die Direktdämmung der Dachkonstruktion und den Dachanschluss der Trennwand bestimmt. Für den Dachanschluss der Trennwand wird eine Aufteilung gemäß Tab. 5.5.6-7 vorgenommen. Tabelle 5.5.6-7 Einteilung von Dachanschlüssen einer Trennwand

1

2

3

4

5

1

2

Typ

Beschreibung

Skizze 1)

A

Dachkonstruktion wird durch Trennwand unterbrochen: – Lattung und Wärmedämmung sind getrennt.

B

Dachkonstruktion wird durch Trennwand unterbrochen und im Bereich des Wandkopfes bedämpft: – Zusätzliche Maßnahmen zur Bedämpfung des Hohlraumes zwischen Dachdeckung und Trennwandkopf. – Lattung und Wärmedämmung sind getrennt.

C

Dachkonstruktion wird durch Trennwand unterbrochen, im Bereich des Wandkopfes bedämpft und abgeschottet: – Hohlraum zwischen Dachdeckung und Trennwandkopf abgeschottet (z.B. Aufmauerung mit wärmedämmenden Steinen; Dachsteine eingemörtelt; absorbierende Wärmedämmung zwischen der zweischaligen Aufmauerung) – Dachlattung getrennt

D

2)

Dachkonstruktion vollständig unterbrochen – die Trennwand (Brandwand) wird durch die Dachhaut nach außen geführt – bei höhenversetzten Geschossen

1)

Die dargestellten Dachkonstruktionen können mit Trennwänden in Massivbauweise einschalig oder zweischalig bzw. in Holz-, Leicht- und Trockenbaubauweise ausgeführt sein.

2)

Ist der Dachanschluss entsprechend Zeile D ausgeführt, so kann die Flankenübertragung bei der Berechnung vernachlässigt werden.



5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 433 Tabelle 5.5.6-8 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Hartschaum bei horizontaler Schallübertragung nach DIN 4109-33

1

1

Dachausbildung - Vertikalschnitt

nach Tab. 5.5.6-1

3

4

5

Bewertete NormFlankenschallpegeldifferenz Dn,f,w in dB

Dachanschlusstyp nach Tab. 5.5.6-7 A

B

C

Zeile 2

53 1)

58 1)

65

Zeile 3

56 1)

60

69

8

Zeile 5

53 1)

> 60

72

9

Zeile 6

60 1)

66

73

2

Hartschaum

3

Grundkonstruktion

4

5

Zusätzliche Beschwerungslage

6

7

1)

2

Zusätzliche Dämmschicht

Bei Konstruktionsänderungen sind nachfolgende Korrekturwerte ΔDn,f,w auf die Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w zu addieren:

- zu Zeilen 2 bis 5, Spalte 4: Durchlaufende Vordachschalung; für den Wohnungsbau nicht geeignet, - zu Zeile 1, Spalte 4: Durchlaufende Hartschaum-Dämmschicht über der Trennwand: ΔDn,f,w = − 5 dB, - zu Zeile 1, Spalte 5: Zusätzliche Unterschale aus Gipsplatten mit Bedämpfung zwischen bzw. unter den Sparren: ΔDn,f,w ≥ + 8 dB.

434

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.6-9 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Dächern mit Aufsparrendämmungen aus Mineralwolle und Holzfaserdämmstoff bei horizontaler Schallübertragung

1

1 Dachausbildung - Vertikalschnitt

2

3

nach Tab. 5.5.6-2

4

5

Bewertete NormFlankenschallpegeldifferenz Dn,f,w in dB

Dachanschlusstyp nach Tab. 5.5.6-7 A

B

C

2 Mineralwolle

3

Zeile 2

65 1)

68

> 75

4

Zeile 3

69

> 70

> 75

6

Zeile 2

63

65 3)

> 75

7

Zeile 3

69 3)

> 70 3)

> 75

5 Holzfaserdämmstoff 2)

1)

Bei Konstruktionsänderungen sind nachfolgende Korrekturwerte ΔDn,f,w auf die Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w zu addieren:

Zu Zeile 2 Spalte 3: Durchlaufende Dämmschicht über der Trennwand ΔDn,f,w = − 9 dB. 2) 3)

Die Werte gelten bei einer Befestigung der Dachlattung mit geringem Anpressdruck. Bei Konstruktionsänderungen sind nachfolgende Korrekturwerte ΔDn,f,w auf die Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w zu addieren:

- zu Zeile 4 Spalte 4: Zusätzliche Bedämpfung des 1. Sparrenfeldes rechts und links der Trennwand: ΔDn,f,w ≥ + 3 dB, - zu Zeile 5 Spalte 3: Hoher Anpressdruck:

ΔDn,f,w ≥ − 5 dB,

- zu Zeile 5 Spalte 4: Hoher Anpressdruck; (65–68): Dn,f,w = 67 dB.



5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 435 Tabelle 5.5.6-10 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Dächern mit Zwischen- aus Mineralwolle und mit und ohne Aufsparrendämmungen bei horizontaler Schallübertragung nach DIN 4109-33

1

1 Dachausbildung - Vertikalschnitt

2

nach Tab. 5.5.6-2

3

4

5

Bewertete NormFlankenschallpegeldifferenz Dn,f,w in dB

Dachanschlusstyp nach Tab. 5.5.6-7 A

B

C

2

Zeile 2

75 1)

–

–

3

Zeile 3

79

–

–

4

Zeile 2

> 75 2)

–

–

5

Zeile 3

> 70 2)

> 72 2)

> 75 2)

1)

Bei Konstruktionsänderungen sind nachfolgende Korrekturwerte ΔDn,f,w auf die Norm-Flankenschallpegeldifferenz Dn,f,w zu addieren:

- Zu Zeile 2 Spalte 3: Einschalige Wand als Trennwand

ΔDn,f,w = − 5 dB

- zu Zeile 2 Spalte 3: Durchlaufende Lattung

ΔDn,f,w = − 10 dB

- zu Zeile 2 Spalte 3: Durchlaufende Pfette und Lattung

ΔDn,f,w = − 20 dB

2)

Erforderlich: - Lattung getrennt. Dämmung zwischen den Sparren durch Trennwand unterbrochen - Trennwand bis Wärmedämmung hochgeführt - Dämmung bei Hartschaum über der Trennwand unterbrochen

436

5 Bauakustik

5.5.7 Luftschalldämmung von Wänden in Holz- und Trockenbauweise Direktschalldämmung von Metallständerwänden Tabelle 5.5.7-1 Bewertete Schalldämm-Maße für Metallständerwände mit Gipsplatten nach DIN 18183-1

1

2

3

4

5

Konstruktionsdetails 1

Metallständerprofil2)

Wandausbildung Horizontalschnitt

sB

2 3 5

Bekleidung3)

Mindestdämmschichtdicke4)

s in mm

sB in mm

sD in mm

Rw in dB

CW 50

50

40

41

CW 75

75

60

42

40

43

60

44

80

45

40

48

40

48

60

51

40

49

60

51

80

52

2 x 40

60

80

61

GK 12,5

sD

CW 100

≥ 600

100

6 7 sB

8

50

CW 75

75

sD

10 11

CW 50

s

9

CW 100

≥ 600

GK 12,5 + GK 12,5

100

12 2 x CW 50

105 GK 12,5 + GK 12,5

sD

s

sB

13

14 1) 2) 3) 4)

≥ 600

1)

bewertetes SchalldämmMaß

Mindestschalenabstand

s

4

6

2 x CW 100

elastischer Abstandshalter mit d = 5 mm W: C-Wandprofil, Achsabstand ≥ 600 mm GK: Gipsplatte MW: Mineralwolle oder WF: Holzfaser

205

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz

437

Flankenschallpegeldifferenz von Metallständerwänden Tabelle 5.5.7-2 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Metallständerwänden mit 12,5 mm dicken Gipsplatten nach DIN 18183-1 bei horizontaler Schallübertragung

1

2

3 Flankierende Wand

1

Wandausbildung Horizontalschnitt

Schalenabstand

s in mm

Anzahl der Plattenlagen auf Innenseite

4 bewertete NormFlankenschallpegeldifferenz

Dn,f,w in dB 1) (C ; Ctr)

1

53 (–5;–5)

3

2

56 (–6;–4)

4

1

55 (–6;–5)

5

2

59 (–7;–4)

6

1

57 (–4;–9)

7

2

60 (–4;–6)

8

1

59 (–3;–9)

2

61 (–2;–5)

1

65 (–2;–7)

2 50

100

50

100 9

10

100

1 Trennwand als Einfach- oder Doppelständerwand mit dichtem Anschluss an die flankier. Wand. 2 Flankierende Wand als Einfach- oder Doppelständerwand nach DIN 18183-1 mit 12,5 mm dicken Gipsplatten GK oder Gipsfaserplatten GF. 11 3 Etwa 80%ige Hohlraumfüllung aus Mineralwolle MW oder Holzfaser WF. 4 Innenseitige Bekleidung. 5 Durchgehende Fuge an innenseitiger Bekleidung, z. B. Fugenschnitt ≥ 3 mm. 6 Inneneckprofil. 1)

Die bewerteten Norm-Flankenschallpegeldifferenzen beziehen sich bei Übertragung in horizontaler Richtung auf eine gemeinsame Kantenlänge von 2,8 m, in vertikaler Richtung auf ein von 4,5 m.

438

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.7-3 Flankierende Schallübertragung von Metallständerwänden aus Gipsplatten über ein massives Trennbauteil (Decke oder Wand)

1

1

2

3

Wandausbildung Horizontalschnitt

trennende Decke

bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz

m' in kg/m2

Dn,f,w in dB

≥ 350

76

f

2 F

Tabelle 5.5.7-4 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von biegesteifen Wänden mit durchlaufender biegeweicher Vorsatzschale bei horizontaler Schallübertragung

1 Wandausbildung Horizontalschnitt

1 2 3

2 3

1

5

6 7 8

3

flächenbezogene Masse der Massivwand

bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz

m' in kg/m2

Dn,f,w in dB

Angesetzte durchlaufende Vorsatzschale mit Fugenschnitt in der Platte

4 5

2

≥ 40

100

55

200

59

250

59

300

60

400

60

Freistehende durchlaufende Vorsatzschale mit Fugenschnitt in der Platte 2 4

1

9

≥ 100

63

5

≥ 60

1 Trennwand als Einfach-oder Doppelständerwand mit dichtem Anschluss an die Vorsatzschale 2 Massivwand 3 flankierende biegeweiche Vorsatzschale, z. B. aus Verbundelement aus GK mit m′ ≥ 10 kg/m2 und mindestens 40 mm MW mit s′ ≤ 6 MN/m3; mit Fugenschnitt durch Gipsplatte unter Anschluss 10 4 flankierende biegeweiche Vorsatzschale freistehend vor Massivwand aus GK-Platten mit Metallunterkonstruktion, m'GK ≥ 8,5 kg/m2, durchgehende Fuge an innenseitiger Bekleidung; MW 5 Durchgehende Fugen an innenseitiger Bekleidung der Vorsatzschale, z. B. Fugenschnitt ≥ 3 mm

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 439

5.5.8 Luft- und Trittschalldämmung von Holzbalkendecken Schalldämm-Maß und Normtrittschallpegel

Tabelle 5.5.8-1 Bewertete Schalldämm-Maße und bewertete Norm-Trittschallpegel von Holzbalkendecken mit Aufbauten aus Estrichen und Rohdeckenbeschwerungen (Auszug)

1

1

Deckenausbildung Horizontalschnitt

2

3

Aufbau / Konstruktionsdetails

mm

Bauteilbeschreibung

4

5

bewerteter NormTrittschallpegel

bewertetes SchalldämmMaß

Ln,w in dB (CI)

Rw in dB (C ; Ctr)

47 (–3)

≥ 70

50 (–2)

67 (–1; –6)

≥ 50 Estrich 1)

2

≥ 40

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

≥ 40

Betonsteinbeschwerung (m′ ≥ 100 kg/m2) 3)

22 220

Holzwerkstoffplatte HW 4) Balken 5)

≥ 50 Estrich 1)

3

≥ 40

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

≥ 30

Schüttung6), (m′ ≥ 45 kg/m2) Rieselschutz

22 220 1) 2) 3) 4)

5) 6)

Holzwerkstoffplatte HW 4) Balken 5)

Zement-, Magnesia- oder Calciumsulfatestrich nach DIN 18560, m′ ≥ 120 kg/m2 Mineralwolle-Dämmplatte MW mit Anwendungsgebiet nach Einsatzbereich: Für mineralisch gebundene Estriche: DES-sh; mit der angegebenen dynamischen Steifigkeit s′ Betonplatten mit Flächenmaßen von ≤ 300 mm × 300 mm und einer Rohdichte von ρ ≥ 2500 kg/m3; Restfeuchte ≤ 1,8 %; auf Rohdecke verklebt oder in Sandbett gelagert Spanplatte SP, OSB Verlegeplatten oder BFU Platten der Dicken 18 mm bis 25 mm, bei offener Holzbalkendecke alternativ 28 mm Sichtschalung HFS + 12 mm BFU-Platte. Zusätzliche Verkleidungen der Holzwerkstoffplatten aus Gipsplatten GK oder Sichtschalungen NFS im Balkenzwischenraum sind direkt auf die Holzwerkstoffplatte aufzubringen (ohne zusätzlichen Hohlraum). Tragkonstruktion nach Statik: Balken aus Vollholz oder Brettschichtholz; mind. 60 mm × 180 mm, alternativ auch Stegträger der Höhe 240 mm bis 406 mm; Achsabstand ≥ 625 mm Trockenes Schüttgut mit einer Schüttdichte ρ ≥ 1500 kg/m3; Restfeuchte ≤ 1,8 %; gegen Verrutschen gesichert mittels Pappwaben, Sandmatten, Lattengitter (Feldgröße etwa 800 mm × 800 mm) o. ä.

440

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.8-2 Bewertete Schalldämm-Maße und bewertete Norm-Trittschallpegel von Holzbalkendecken mit Aufbauten aus Estrichen und Rohdeckenbeschwerungen und Unterdecken an Holzlattung (Auszug)

1

1

Deckenausbildung Horizontalschnitt

2

3

Aufbau / Konstruktionsdetails

mm

Bauteilbeschreibung

4

5

bewerteter NormTrittschallpegel

bewertetes SchalldämmMaß

Ln,w in dB (CI)

Rw in dB (C ; Ctr)

54 (2)

63 (–5; –11)

48 (3)

65 (–5; –13)

≥ 50 Estrich 1) ≥ 40 2

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

22

Holzwerkstoffplatte HW 3)

220

Balken oder Stegträger 4)

100

Hohlraumdämpfung 2)

24 12,5

Lattung 5) Gipsplatte 6)

≥ 50 Estrich 1)

3

≥ 40

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

≥ 40

Plattenbeschwerung 7) (m′ ≥ 50 kg/m2)

22

Holzwerkstoffplatte HW 3)

220

Balken oder Stegträger 4)

100

Hohlraumdämpfung 2)

24 12,5 1) 2)

3) 4) 5) 6) 7)

Lattung 5) Gipsplatte 6)

Zement- Magnesia- oder Calciumsulfatestrich nach DIN 18560, m′ ≥ 120 kg/m2 Mineralwolle MW oder Holzfaser WF mit Anwendungsgebiet nach Einsatzbereich und der angegebenen dynamischen Steifigkeit s′: für mineralisch gebundene Estriche: MW mit DES-sh; für Hohlraumdämpfung: MW oder WF mit DZ oder DAD-dk Spanplatte SP, OSB Verlegeplatte oder BFU Platte der Dicke 18 mm bis 25 mm Tragkonstruktion nach Statik: Balken aus Vollholz oder Brettschichtholz; mind. 60 mm × 180 mm, alternativ auch Stegträger der Höhe 240 mm bis 406 mm; Achsabstand ≥ 625 mm Lattung 24 mm × 48 mm; Achsabstand ≥ 415 mm Gipsplatte GK, alternativ Gipsfaserplatte GF der Dicke 10 mm Plattenmaterial mit einer Rohdichte ρ ≥ 1000 kg/m3 (z. B. zementgebundene Spanplatte ZSP), Abmessungen und Verlegung entsprechend

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 441 Tabelle 5.5.8-3 Bewertete Schalldämm-Maße und bewertete Norm-Trittschallpegel von Holzbalkendecken mit Aufbauten aus Estrichen und Rohdeckenbeschwerungen und Unterdecken an Federschienen (Auszug)

1

1

Deckenausbildung Horizontalschnitt

2

3

Aufbau / Konstruktionsdetails

mm

Bauteilbeschreibung

≥ 50 Estrich 1) ≥ 40 2

Holzwerkstoffplatte HW 3)

220

Balken oder Stegträger 4)

100

Hohlraumdämpfung 2)

12,5

5

bewerteter NormTrittschallpegel

bewertetes SchalldämmMaß

Ln,w in dB (CI)

Rw in dB (C ; Ctr)

46 (0)

70 (–3; –9)

30 (0)

≥ 70

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

22

27

4

Federschiene 5) Gipsplatte 6)

≥ 50 Estrich 1)

3

≥ 40

Mineralwolledämmplatte (s′ ≤ 6 MN/m3) 2)

≥ 40

Betonsteinbeschwerung 8) (m′ ≥ 100 kg/m2)

22

Holzwerkstoffplatte HW 3)

220

Balken oder Stegträger 4)

100

Hohlraumdämpfung 2)

27 12,5 1) 2)

3) 4) 5) 6) 7) 8)

Federschiene 5) Gipsplatte 6)

Zement- Magnesia- oder Calciumsulfatestrich nach DIN 18560, m′ ≥ 120 kg/m2 Mineralwolle MW oder Holzfaser WF mit Anwendungsgebiet nach Einsatzbereich und der angegebenen dynamischen Steifigkeit s′: für mineralisch gebundene Estriche: MW mit DES-sh; für Hohlraumdämpfung: MW oder WF mit DZ oder DAD-dk Spanplatte SP, OSB Verlegeplatte oder BFU Platte der Dicke 18 mm bis 25 mm Tragkonstruktion nach Statik: Balken aus Vollholz oder Brettschichtholz; mind. 60 mm × 180 mm, alternativ auch Stegträger der Höhe 240 mm bis 406 mm; Achsabstand ≥ 625 mm Federschiene mit Achsabstand ≥ 415 mm; Montage nach Anwendervorschrift Gipsplatte GK, alternativ Gipsfaserplatte GF der Dicke 10 mm

Plattenmaterial mit einer Rohdichte ρ ≥ 1000 kg/m3 (z. B. zementgebundene Spanplatte ZSP), Abmessungen und Verlegung entsprechend Betonplatten mit Flächenmaßen von ≤ 300 mm × 300 mm und einer Rohdichte von ρ ≥ 2500 kg/m3; Restfeuchte ≤ 1,8 %; auf Rohdecke verklebt oder in Sandbett gelagert

442

5 Bauakustik

Flankenschallpegeldifferenzen von Holzbalkendecken 5 5 3 2 Df DFf

1 a)

1

Legende: 1 Wand 3 2 Decke 3 schwimmender 2 Estrich 4 Flankenweg 5 Norm-Hammerwerk

b)

Bild 5.5.8-1 Flankierende Trittschallübertragung Tabelle 5.5.8-4 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenübertragung auf dem Weg Df (Übertragungssituation nach Bild 5.5.8-1 a))

1

1

2

3

4

5

6

2 x GK an FS

1 x GK an FS

GK-Lattung oder direkt

offene HBD

BSB oder HKD

Wandaufbau im Empfangsraum

2

3

GK + HW

K1 = 6 dB

K1 = 3 dB

K1 = 1 dB

4

GF

K1 = 7 dB

K1 = 4 dB

K1 = 1 dB

5

HW

K1 = 9 dB

K1 = 5 dB

K1 = 4 dB

6

Holz- o. HWElement

GK 9,5 – 12,5 mm Gipsplatte nach DIN 18180/DIN EN 520, ρ ≥ 680 kg/m3, mechan. verbunden GF 12,5 – 15 mm Gipsfaserplatte nach DIN EN 15283-2, ρ ≥ 1100 kg/m3, mechan. verbunden HW 13 – 22 mm Holzwerkstoffplatte, Rohdichte von ρ ≥ 650 kg/m3, mechanisch verbunden HBD Holzbalkendecke; FS Federschiene 7 Holz- oder HW-Element Massivholzelemente od. 80 – 100 mm Holzwerkstoffplatte, m′ ≥ 50 kg/m2 GK- Lattung oder direkt HBD mit Unterdecke an Lattung oder GK + HW direkt montiert Offene HBD Holzbalkendecke mit sichtbarer Balkenlage BSD oder HKD Brettstapel-, Brettschichtholz- oder Hohlkastendecke

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 443 Tabelle 5.5.8-5 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenübertragung auf dem Weg DFf (Übertragungssituation nach Bild 5.5.8-1 b))

1

2

3

4

5

6

7

Wandaufbau im Sende- und Empfangsraum

1

2

3

Trittschallübertragung auf dem Weg Dd + Df: Ln,w + K1 in dB

4

GK + HW

GF

HW

Holz- oder HW-Element

Estrichaufbau a)

b)

c)

a)

b)

c)

5

35

10

6

5

11

10

8

6

36

9

5

4

10

10

7

7

37

8

5

4

10

9

6

8

38

7

4

3

9

8

5

9

39

6

4

3

8

7

5

10

40

5

3

2

7

6

4

11

41

5

3

2

6

5

4

12

42

4

2

1

5

5

3

13

43

4

2

1

5

4

3

14

44

3

1

1

4

4

2

15

45

3

1

1

4

3

2

16

46

2

1

1

3

3

1

17

47

2

1

1

3

2

1

18

48

1

1

0

2

2

1

19

49

1

1

0

2

1

1

20

50

1

0

0

1

1

1

21

51

1

0

0

1

1

1

22

52

1

0

0

1

1

0

23

53

1

0

0

1

1

0

24

54

0

0

0

1

1

0

25

55

0

0

0

1

0

0

26

> 55

0

0

0

0

0

0

27

Ln,DFf,w in dB

44

40

38

46

45

42

(Fortsetzung nächste Seite)

444

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.8-5 Korrekturwert zur Berücksichtigung der Flankenübertragung auf dem Weg DFf (Übertragungssituation nach Bild 5.5.8-1 b)) (Fortsetzung)

GK 9,5 – 12,5 mm Gipsplatte nach DIN EN 520, ρ ≥ 680 kg/m3, mechanisch verbunden GF 12,5 – 15 mm Gipsfaserplatte nach DIN EN 15283-2, ρ ≥ 1100 kg/m3, mechanisch verbunden HW 13 – 22 mm Holzwerkstoffplatte, Rohdichte von ρ ≥ 650 kg/m3, mechanisch verbunden Holz- oder HW-Element Massivholzelemente oder 80 – 100 mm Holzwerkstoffplatte, m′ ≥ 50 kg/m2 Estrichaufbauten: a)

CT/WF:

mineralisch gebundener Estrich auf Holzweichfaser-Trittschalldämmplatten, Randdämmstreifen: Mineralwolleoder PE-Schaum-Randstreifen > 5 mm

b)

AS/EPB-WF: CT/MW:

Gussasphaltestrich auf Holzweichfaser-Trittschalldämmplatte, Randdämmstreifen: Mineralwolle-Randstreifen > 5 mm mineralisch gebundener Estrich auf Mineralwolle-, oder EPS-Trittschalldämmplatten, Randdämmstreifen: > 5 mm Mineralwolle- oder PE-Schaum-Randstreifen

c)

AS/EPB-MW: TE:

Gussasphaltestrich auf Blähperlit/Mineralwolle, Randdämmstreifen: Mineralwolle-Randstreifen > 5 mm Fertigteilestrich auf Mineralwolle-, EPS-, oder HolzfaserTrittschalldämmplatten, Randdämmstreifen: Mineralwolleoder PE-Schaum-Randstreifen > 5 mm

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 445 Tabelle 5.5.8-6 Bewertete Norm-Flankenschallpegeldifferenz von Holzbalkendecken mit Unterdecken bei horizontaler Schallübertragung (Auszug)

1

2

Deckenanschluss Vertikalschnitt

1

Konstruktionsdetails

3

4

bewertete NormFlankenschallBekleidung pegeldifferenz

Dn,f,w in dB 1 flankierende Decke Gipskarton 2 Lattung (durchlaufend) 3 Bekleidung aus biegeweichen Schale 4 Trennwand, parallel oder Spanplatte senkrecht zur Balkenlage

2

3

52

48

1 flankierende Decke 2 Lattung (durchlaufend) 3 Bekleidung aus biegeweichen Schale Gipskarton 4 Trennwand, parallel oder senkrecht zur Balkenlage 5 Trennfuge (Schlitz)

54

1 flankierende Decke 2 Lattung (durchlaufend) 3 Bekleidung aus biegeweichen Schale an Federschienen 5 Trennfuge (Schlitz) 6 Federschiene

Spanplatte

59

6

3 Bekleidung über Lattung an Decke befestigt

2x Gipsfaser

61

7

3 Bekleidung über Lattung an Decke befestigt

2x Gipsfaser

61

8

3 Bekleidung über Federbügel an Decke befestigt

2x Gipsfaser

67

4

1

5

2 4

6

3 5

446

5 Bauakustik

5.5.9 Schalldämmung von Fenstern und Rollladenkästen Fenster und Glasscheiben Nachfolgend sind in den Tabelle 5.5.9-1 bis -3 die bewerteten Luftschalldämm-Maße von Glasscheiben und Fenstern auf der Basis der DIN 4109-35 und DIN EN 12758 zusammengestellt. Weitere Werte sind den Produktbeschreibungen bzw. den dazugehörigen Prüfzeugnissen der einzelnen Produktanbieter zu entnehmen. Der aus Tabelle 5.5.9-1 abzulesende Wert für die Schalldämmung Rw,Fenster für Einfachfenster mit Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) kann bestimmt werden:

Rw,Fenster = Rw + KAH + KRA + KS + KFV + KF,1.5 + KF,3 + KSp (5.5.9-1)

Darin sind: Rw

bewertetes Schalldämm-Maß in dB nach Tab. 5.5.9-1

KAH

Korrektur für Aluminium-Holzfenster; KAH = – 1 dB; Diese Korrektur entfällt, wenn die Aluminiumschale zum Flügel- und Blendrahmen hin abgedichtet wird. Kleine Öffnungen zum Zweck des Druckausgleichs zwischen Aluminiumschale und Holzrahmen sind zulässig.

KRA

Korrekturwert für einen Rahmenanteil < 30 %. Der Rahmenanteil ist die Gesamtfläche des Fensters abzüglich der sichtbaren Scheibengröße. KRA darf bei Festverglasungen nicht berücksichtigt werden.

KS

Korrekturwert für Stulpfenster (zweiflügelige Fenster ohne festes Mittelstück)

KFV

Korrekturwert für Festverglasungen mit erhöhtem Scheibenanteil

KF,1.5 Korrekturwert für Fenster 6 −

4

30

dGes in mm SZR in mm Falzdichtungen

≥8 − ①

≥6 ≥ 30 ①

>6 ≥ 30 −

≥ 8 bzw. ≥ 4 + 4/12/4 ≥ 30 ① ≥ 8 bzw. ≥ 6 + 4/12/4 ≥ 40 ① ≥ 10 bzw. ≥ 6 + 6/12/4 ≥ 40 ① ≥ 14 bzw. ≥ 8 + 6/12/4 ≥ 50 AD + ID ≥ 16 bzw. ≥ 8 + 8/12/4 ≥ 50 AD + ID ≥ 18 bzw. ≥ 8 + 8/12/4 ≥ 60 AD + ID

≥8 − ≥ 30 ① ≥8 − ≥ 40 ① ≥ 8 bzw. ≥ 4 + 4/12/4 ≥ 100 ① ≥ 8 bzw. ≥ 6 + 4/12/4 ≥ 100 AD + ID ≥ 10 bzw. ≥ 8 + 4/12/4 ≥ 100 AD + ID ≥ 12 bzw. ≥ 8 + 6/12/4 ≥ 100 AD + ID

3)

3)

5

32

6

35

7

37

8

40

9

42

10

45

11

46

dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen dGes in mm Glasaufbau in mm SZR in mm Falzdichtungen

3)

3)

3)

3)

3)

3)

3)

dGes Gesamtglasdicke Glasaufbau Zusammensetzung der außenliegenden Einzelscheiben (Fortsetzung nächste Seite)

450

5 Bauakustik

SZR Scheibenzwischenraum (bei 3-fach MIG Summe der Zwischenräume); mit Luft oder Argon gefüllt. Rw,Glas ist der nach der zutreffenden DIN-EN-Norm deklarierte Wert des bewerteten Schalldämm-Maßes Rw (z. B. bei MIG: DIN EN 1279-5). Falzdichtung AD Dichtung im äußeren Flügel, umlaufend, bei Verbundfenstern mit Belüftung des SZR, ID Dichtung im inneren Flügel, umlaufend ① mindestens eine umlaufende elastische Dichtung, in der Regel als Mitteldichtung angeordnet. 1) Doppelfalze bei Flügeln von Holzfenstern; mindestens zwei wirksame Anschläge bei Flügeln von Metall

und Kunststofffenstern. Erforderliche Falzdichtungen sind umlaufend, ohne Unterbrechungen anzubringen und müssen weich federnd, dauerelastisch, alterungsbeständig und leicht auswechselbar sein. Um einen möglichst gleichmäßigen und hohen Schließdruck im gesamten Falzbereich sicherzustellen, ist eine genügende Anzahl von Verriegelungsstellen vorzusehen (wegen der Anforderungen an Fenster siehe auch DIN EN 14351-1). 2) Eine schallabsorbierende Leibung ist sinnvoll, da sie die durch Alterung der Falzdichtung entstehende Fugenundichtheiten teilweise ausgleichen kann. 3) Nachweis durch Prüfung. 4) Werte gelten nur, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen zur Belüftung des Scheibenzwischenraumes getroffen sind oder wenn eine ausreichende Luftumlenkung im äußeren Dichtsystem vorgenommen wurde (Labyrinthdichtung). Tabelle 5.5.9-3 Standardisierte Schalldämm-Maße für Glasscheiben nach DIN EN 12758 (2011-04)

1 1

Glasdicke/ Zusammensetzung

2

in mm

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Einzahlwerte und SpektrumAnpassungswerte in dB

Schalldämm-Maß R in dB bei Oktavband-Mitten-Frequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

Rw

C

Ctr

3 Einfachglas 4

3

14

19

25

29

33

25

28

–1

–4

5

4

17

20

26

32

33

26

29

–2

–3

6

5

19

22

29

33

29

31

30

–1

–2

7

6

18

23

30

35

27

32

31

–2

–3

8

8

20

24

29

34

29

37

32

–2

–3

9

10

23

26

32

31

32

39

33

–2

–3

10

12

27

29

31

32

38

47

34

0

–2

11 Verbundglas/VSG 12

6

20

23

29

34

32

38

32

–1

–3

13

8

20

25

32

35

34

42

33

–1

–3

14

10

24

26

33

33

35

44

34

–1

–3

(Fortsetzung nächste Seite)

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 451 Tabelle 5.5.9-3 Standardisierte Schalldämm-Maße für Glasscheiben nach DIN EN 12758 (2011-04) (Fortsetzung)

1 1

Glasdicke/ Zusammensetzung

2

in mm

2

3

4

5

6

7

15 Mehrscheiben-Isolierglas

9

10

Einzahlwerte und SpektrumAnpassungswerte in dB

Schalldämm-Maß R in dB bei Oktavband-Mitten-Frequenzen in Hz 125

8

250

500

1000

2000

4000

Rw

C

Ctr

1)

16

4 / 6 bis 16 / 4

21

17

25

35

37

31

29

–1

–4

17

6 / 6 bis 16 / 4

21

20

26

38

37

39

32

–2

–4

18

6 / 6 bis 16 / 6

20

18

28

38

34

38

31

–1

–4

19

8 / 6 bis 16 / 4

22

21

28

38

40

47

33

–1

–4

20

8 / 6 bis 16 / 6

20

21

33

40

36

48

35

–2

–6

21

10 / 6 bis 16 / 4

24

21

32

37

42

43

35

–2

–5

22

10 / 6 bis 16 / 6

24

24

32

37

37

44

35

–1

–3

23 Mehrscheiben-Isolierglas mit Verbundglas

1)

24

6 / 6 bis 16 / 6 Verbundglas

20

19

30

39

37

46

33

–2

–5

25

6 / 6 bis 16 / 10 Verbundglas

24

25

33

39

40

49

37

–1

–5

1)

Die Maße betreffen Glasdicke/Scheibenabstand/Glasdicke in mm.

Einbausituation von Fenstern und Türen Je nach Einbausituation kann die resultierende Schalldämmung von Fenstern und Türen beeinflusst werden. Sie muss bei schalltechnisch kritischen Einbausituationen nach Tab. 5.4.6-1 unter Berücksichtigung der Fugen mit den erforderlichen Eingangswerten (Schalldämmung des Fenster- oder Türelements ohne Einbaufugen Rw sowie Fugenschalldämm-Maß RS,w) berechnet werden. Rollladenkästen Rollladenkästen können entweder Bestandteil des Fensters oder des Mauerwerks sein, als Fertigkästen eingebaut oder durch Einmauern oder Einbetonieren hergestellt werden. Die Lage des Montagedeckels kann sich bauartbedingt an verschiedene Stellen (innen, außen, unten) nach Bild 5.5.9-1 befinden. Ausführungsbeispiele für Rollladenkästen mit bewerteten Schalldämm-Maßen von > 25 dB können der Tab. 5.5.9-4 entnommen werden.

452

5 Bauakustik oberer Abschluss raumseitiger Deckel oder Verkleidung

außenseitige Schürze oder Verkleidung

unterer waagerechter Abschluss am Blendrahmen

Rollladenpanzerauslass-Schlitz

Fensterrahmen (Flügelrahmen)

Bild 5.5.9-1 Prinzipielle Darstellung der Bauteile eines Rollladenkastens Tabelle 5.5.9-4 Ausführungsbeispiele für Rollladenkästen mit bewerteten Schalldämm-Maßen Rw > 25 dB nach VDI 2719 (08.1987)

1 1

2

3

4

5

Rw in dB

Sytemvariante1)

Innenschürze Bekleidung Montagedeckel

Unterer waagerechter Abschluss Montagedeckel

Anschlussfuge

≥ 25

A/B

≥ 30

A/B

3 4 5 6 7 8 9 10

≥ 35

≥ 40

2,3 oder 4

2,3 oder 4

5 oder 6 2,3 oder 4

2,3 oder 4

5

A

3 oder 6

3 oder 4

B

3, 4, 5 oder 6

1, 2, 3 oder 4

A B

3, 4, 5 oder 6

3 oder 4 1, 2, 3 oder 4

7 oder 8 7 8 oder 9 9 7 und 9 oder 8 und 9 7 und 9 oder 8 und 9

Legende 1 Bleche, Kunststoffplatten 2 Kunststoff-Stegdoppelplatten oder Holzwerkstoffplatten, d ≥ 8 mm 3 wie 2, jedoch mit Blechauflage, m‘ ≥ 8 kg/m2 4 Holzwerkstoffpl., z.B. Spanplatten nach DIN EN 312, d ≥ 8 mm, mit erhöhter innerer Dämpfung 5 Putzträger (z. B. Holzwolle-Leichtbauplatte, Dicke ≥ 50 mm, mit Putzdicke ≥ 5 mm) 6 Platten aus Beton, Porenbeton, Ziegel oder Bims, d ≥ 50 mm oder m' ≥ 30 kg/m2 7 umlaufender Falz bzw. Nut 8 Schnapp- und Steckverbindungen mit Auflage am Kopfteil 9 zusätzliche Abdichtung aller Fugen mit Dichtstoffprofilen 1)

Systemvariante A: Montagedeckel innen Systemvariante B: Montagedeckel außen

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 453 Für Rollladenkästen mit Rw ≥ 45 dB können keine allgemeingültigen Ausführungsbeispiele angegeben werden. Verbesserungen sind mit zusätzlich an Innenflächen angebrachten schallabsorbierende Materialien, beispielsweise Mineralfaserplatten, zu erreichen. Die mit einer speziellen Konstruktion tatsächlich erreichte Schalldämmung ist durch eine Messung im Labor nach DIN EN ISO 10140-2 nachzuweisen. Beim Einbau sind die Fugen zwischen Rollladenkasten und Baukörper bzw. Blendrahmen mit einer schalldichter Ausführung erforderlich.

5.5.10 Schalldämmung von Türen und Fugen Türen Bei der Planung von Türen ist besonders auf eine sorgfältige Ausführung von Montage der Zarge, Ausführung des Bodenanschlusses, des Baukörperanschlusses sowie des Bodenbelags nach dem Stand der Technik zu achten. Die Montage von Zargen im Innenbereich muss einseitig dicht erfolgen, geeignete Methoden sind das Ausschäumen oder Ausstopfen der Zarge mit zusätzlicher dauerelastischer Abdichtung. Schwimmende Estriche und harte Bodenbeläge sind bezüglich der flankierenden Übertragung im Bereich der Tür schalltechnisch zu trennen. Teppiche sind im Bereich der Tür durch eine Bodenschwelle zu trennen. Als Eingangswert für den rechnerischen Nachweis ist der nach DIN EN 14351-1 (Aussentüren) bzw. nach DIN EN 14351-2 (Innentüren) deklarierte Wert des bewerteten Schalldämm-Maßes zu verwenden. Für Fälle, in denen kein Wert vorliegt, kann die Schalldämmung einer betriebsfertigen Tür aus der Fugenschalldämmung, der Falzdichtung, der Fugenschalldämmung, der Bodendichtung sowie dem bewerteten Schalldämm-Maß des Türblattes rechnerisch nachgewiesen werden, wenn die Kriterien nach Tab. 5.5.10-1 erfüllt werden. Die Tab. 5.5.10-1 gilt für betriebsfertige Türen mit einem erforderlichen bewerteten Schalldämm-Maß erf. Rw ≤ 35 dB und ist auf Holz- und Metallzargen anwendbar. Tabelle 5.5.10-1 Schalldämmung von einflügeligen Innentüren (Sperrtüren) ohne Messung nach DIN 4109-35

1

1)

2

1

Bauteil

Anforderung

2

Einfach überfälztes Türblatt

Rw ≥ erf. Rw + 2 dB

3

Stumpf einschlagendes Türblatt

Rw ≥ erf. Rw + 4 dB

4

Falzdichtung

5

Bodendichtung

Rs,w ≥ erf. Rw + 10 dB 1) Rs,w ≥ erf. Rw + 10 dB

Rs,w ist das bewertete Fugenschalldämm-Maß für Falzdichtungen. Der Wirkungsbereich der Dichtung ist so zu bemessen, dass die Verformung der Tür (nachgewiesen z. B. durch RAL-Typ-Prüfungen) kleiner als der Wirkungsbereich der Dichtung ist.

454

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.10-2 enthält Korrekturwerte für Türen, die auf das bewertete SchalldämmMaß bei konstruktiven Änderungen ohne prüftechnischen Nachweis angerechnet werden können. Tabelle 5.5.10-2 Korrekturwerte für die Schalldämmung von Türblättern bei konstruktiven Veränderungen

1

2

3

Korrekturwert für Sperrtüren 1

Bauteil

2

Bewertetes Schalldämm-Maß des Türblattes

3

Verdoppelung des Flächenanteils des Rahmens, der die Einlage im Türblatt umschließt

0

–2

4

Lichtausschnitt mit einem Flächenanteil von 15 %, Verglasung Einfachglas (Rw,Glas = 31 dB)

1

–3

5

Lichtausschnitt mit einem Flächenanteil von 15 %, Verglasung Verbundglas (Rw,Verglasung = 37 dB)

1

–1

6

Lichtausschnitt mit einem Flächenanteil von 50 %, Verglasung Einfachglas (Rw,Glas = 31 dB)

0

–8

7

Lichtausschnitt mit einem Flächenanteil von 50 %, Verglasung Verbundglas (Rw,Verglasung = 37 dB)

0

–3

8

Verwendung eines Buntbartschlosses anstelle eines Profilzylinderschlosses

–1

–1

9

Verdoppelung der Anzahl der Deckplatten nach DIN 68706-1

2

0

Einschichtige Türblätter

Mehrschichtige Türblätter

Rw = 30 bis 34 dB Rw = 35 bis 40 dB

Fugen Fugen in Bauteilen (z. B. Tür-Falzfugen) werden bereits bei der Ermittlung der Schalldämmung des Bauteils berücksichtigt und müssen bei der Planung der Gesamtkonstruktion (z. B. Wand + Tür) nicht erneut berücksichtigt werden. Baukörperanschlussfugen sind nicht Bestandteil der Bauteile/Bauelemente und müssen bei der Planung der Gesamtkonstruktion zusätzlich berücksichtigt werden. Die Fugenschalldämmung hängt von folgenden Parametern ab: • Geometrie (Länge, Breite, Tiefe, Form des Querschnittes), • Lage im Bauteil, z. B. in der Mitte oder in einer Raumkante, • Füllung mit Füllstoffen oder Dichtprofilen • ob sie während der Gebrauchszeit geöffnet werden oder dauerhaft geschlossen bleiben.

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz 455 Für zu öffnende Fugen liegen Daten für Fugen an Innentüren vor, die in der Tab. 5.5.10-3 zusammengestellt sind. Tab. 5.5.10-4 enthält Werte für das bewertete Fugenschalldämm-Maß von Fugen, die für die Gebrauchszeit dauerhaft ausgebildet und geschlossen werden, z. B. Bauanschlussfugen. Tabelle 5.5.10-3 Schalldämmung von Fugen, die während der Gebrauchszeit geöffnet werden

1 2

3

4

5

Merkmal der Fuge

Fugenquerschnitt (Prinzipskizze)

Fugentiefe1) in mm

Fugenbreite2) in mm

RS,w in dB

5

20

7

18

10

15

50 ± 10

5

Bodenfuge unter einer Tür mit mechanischer Absenkdichtung über Teppich

50 ± 10

5

25

6

Bodenfuge unter einer Tür mit mechanischer Absenkdichtung in einer Nut ohne Passung über glattem, festem Untergrund

50 ± 10

7

≥ 30

7

Bodenfuge unter einer Tür mit mechanischer Absenkdichtung in einer Nut mit Passung für die Dichtung über glattem, festem Untergrund

50 ± 10

7

≥ 35

8

Falzfuge mit seitlich und oben vollständig anliegender Dichtung

40 ± 10

5

≥ 35

4

2)

2

Bodenfuge unter einer Tür ohne Dichtung

3

1)

1

Die Fugentiefe entspricht in den Zeilen 2 bis 7 der Türblattdicke. Die Fugenbreite entspricht dem mittleren Abstand zwischen Türblatt und Fußboden.

456

5 Bauakustik

Tabelle 5.5.10-4 Schalldämmung von Fugen, die während der Gebrauchszeit dauerhaft abgedichtet werden (Bauanschlussfugen)

1

1

2

3

4

5

Merkmal der Fuge

Fugenquerschnitt (Prinzipskizze)

Fugentiefe1) in mm

Fugenbreite2) in mm

RS,w in dB

10

15

20

10

30

5

10

35 bis 45

20

30 bis 40

30

25 bis 35

10

≥ 50

20

≥ 47

30

≥ 45

10

≥ 55

20

≥ 54

30

≥ 53

10

≥ 50

20

≥ 45

30

≥ 40

2 3

Leere Fuge

50 bis 100

4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 1) 2)

Fuge, gefüllt mit Mineralfaserdämmstoff 1) Fuge, gefüllt mit Montageschaum 2) Fuge, beidseitig abgedichtet mit Hinterfüllschnur und elastischem Dichtstoff 2) Fuge, beidseitig abgedichtet mit Bauanschlussfolie b ≥ 1 mm 2)

50 bis 100

50 bis 100

50 bis 100

50 bis 100

Der Wert hängt von der Komprimierung der Mineralwolle ab. Bei der Angabe der Werte wurde die Übertragung der idealen Fugengeometrie auf praktische Anwendungsfälle, z. B. Bauanschlussfugen von Fenstern, berücksichtigt.

5.5.11 Sonstige Elemente Vorhangfassaden Vorhangfassaden sind selbsttragend und übernehmen keine weiteren statischen Lasten. Ihre Unterkonstruktion wird am Tragwerk eines Gebäudes befestigt. Sie besteht üblicherweise aus Aluminium- oder Stahlprofilen und ist mit Glas oder anderen Flächenelementen ausgefacht. Eine Vorhangfassade ist nicht mit einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade zu verwechseln. Typische Bauweisen der Vorhangfassaden nach DIN EN 13830 sind: •

Pfosten-Riegelfassaden mit zusammengefügten Bauteilen zur Aufnahme von Glas, MIG und Paneelen;

•

Elementfassaden aus Rahmenprofilen, die werkseitig zu gekoppelten, geschosshohen oder mehrgeschossigen Fassadenelementen einschließlich Ausfachungen vorgefertigt werden;

5.5 Kennwerte für den Luft- und Trittschallschutz •

457

Doppelfassaden (zweischalige Vorhangfassade) werden aus zwei Elementen hintereinander gebildet, der „Primärfassade“ als raumseitige Schale und der „Sekundärfassade“ als außenseitige Schale.

Die Schalldämmung von Vorhangfassaden wird beeinflusst durch die Schalldämmung der einzelnen Komponenten, insbesondere Bauart, Art und Material der Profile, Füllung (Glas oder Paneele), die Rasterteilung und die Dichtungen. Der Eingangswert für den erforderlichen rechnerischen Nachweis des Luftschallschutzes nach DIN 4109-35/A1 entspricht dem Wert des bewerteten Schalldämm-Maßes Rw als Prüfergebnis einer Prüfung nach DIN EN ISO 10140-2. Für den Fall, dass kein bewertetes Schalldämm Maß deklariert ist oder die Konstruktion erst festgelegt werden sollen, gelten die in DIN 4109-35/A1 angegebenen Tabellen mit Werten für die Direktschalldämmung und Längsschalldämmung von Vorhangfassaden unter bestimmten Rahmenbedingungen. Bezüglich der Tabellenwerte sei auch auf [79] hingewiesen. Lichtkuppeln, Dachlichtbänder In der DIN EN 1873, der Produktnorm für Lichtkuppeln, sind Elemente aus Kunststoffmaterialien (z. B. GF-UP, PC, PMMA, PVC) und Lichtkuppeln mit Aufsetzkränzen aus z. B. GF-UP, PVC, Stahl, Aluminium oder Holz zum Einbau in Dächern beschrieben. Als Eingangswert für den rechnerischen Nachweis ist der nach DIN EN 1873 deklarierte Wert des bewerteten Schalldämm-Maßes zu verwenden. Die Produktnorm für Dachlichtbänder ist DIN EN 14963. Geregelt sind darin Dachlichtbänder aus Kunststoff (z. B. GF-UP, PC, PMMA, PVC) mit oder ohne Tragkonstruktion zur Verwendung mit Aufsetzkränzen aus z. B. GF-UP, PVC, Stahl, Aluminium, Holz oder Beton zum Einbau in Dächern. Als Eingangswert für den rechnerischen Nachweis ist der nach DIN EN 14963 deklarierte Wert des bewerteten SchalldämmMaßes zu verwenden. Sandwichelemente Die Produktnorm für Sandwichelemente ist DIN EN 14509. Geregelt sind darin werkmäßig hergestellte selbsttragende Sandwichelemente mit beidseitigen Metalldeckschichten, die für elementweise Verlegung mit übergreifenden oder überlappenden Längsfugen in den Anwendungsbereichen Dächer und Dachdeckungen, Außenwände und Wandbekleidungen und Wände (einschließlich Trennwänden) und (Unter-)Decken innerhalb der Gebäudehülle bestimmt sind. Als Eingangswert für den rechnerischen Nachweis ist der nach DIN EN 14509 deklarierte Wert des bewerteten Schalldämm-Maßes zu verwenden.

6 Raumakustik 6.1 Grundlagen der Raumakustik 6.1.1 Ziele der Raumakustik Im Gegensatz zur Schallausbreitung im Freien, bei denen eine Beziehung zwischen Schalldruckpegel am Immissionsort und Entfernung zum Emissionsort (Schallquelle) besteht, entsteht in geschlossenen Räumen ein diffuses Schallfeld aus direktem Schall und reflektiertem Schall. Die Ziele der Raumakustik liegen damit in: • der Sicherstellung der Verständlichkeit und • der Reduzierung von Schalldruckpegeln durch eine gezielte Regelung von Absorptions- und Reflexionsvorgänge. In der DIN 18041:2016-03 werden für die raumakustische Planung von Räumen für die sprachliche Kommunikation gemäß UN-Behindertenrechtskonvention [47] erstmals akustische Bedingungen der Barrierefreiheit beschrieben. Der akustisch relevante Frequenzbereich liegt dabei in der Regel zwischen 63 Hz und 8 kHz.

6.1.2 Hörsamkeit Unter Hörsamkeit versteht man die Eignung eines Raumes für bestimmte Schalldarbietungen, insbesondere für gute sprachliche Kommunikation und musikalische Darbietungen. Die Hörsamkeit wird vorwiegend beeinflusst durch: • • • • •

die geometrische Gestaltung des Raumes, die Auswahl der schallabsorbierenden Flächen, die Verteilung von schallabsorbierenden und -reflektierenden Flächen, die Nachhallzeit und den Störgeräusche.

In der DIN 18041 werden zwei Anwendungen unterschieden, die der Hörsamkeit über •

•

mittlere und größere Entfernungen (Räume der Gruppe A), z.B. Unterrichts- und Konferenzräume, Gruppenräume in Kindertageseinrichtungen und Seniorentagesstätten, Hörsäle, Sport- und Schwimmhallen und geringe Entfernungen (Räume der Gruppe B), z.B. Verkehrsflächen mit Aufenthaltsqualität, Kantinen, Spielflure und Umkleiden in Schulen und Kindertageseinrichtungen, Ausstellungsräume, und Öffentlichkeitsbereiche.

6.1.3 Verständlichkeit Die zeitliche Trägheit des menschlichen Ohres stellt für die Raumakustik eine Einschränkung dar und ist bei der akustischen Gestaltung von Räumen zu beachten. Daher ist ein Kriterium für die Verständlichkeit in Räumen die Laufzeitdifferenz. Sie beschreibt, um wieviel später als das direkt übertragene Schallsignal ein reflektiertes Schallsignal am Immissionsort (Empfänger) eintrifft.

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4_6

460

6 Raumakustik n

∑  ’i − 

∆t = i = 1

cL

=

∆ cL

(6.1.3-1)

Darin sind: ∆t Laufzeitdifferenz in s 'i Weglänge des reflektierten Schalls in m  Weglänge des direkten Schalls in m ∆ Weglängendifferenz zwischen direktem und reflektiertem Schall in s cL Schallgeschwindigkeit der Luft (= 340 m/s)

Bild 6.1.3-1 zeigt skizzenhaft den Verlauf eines Schallsignals in einem Raum. Die Indizierung von ' erfolgt entsprechend den betrachteten Reflektionsebenen. Für die Einschätzung von Laufzeitdifferenzen gibt es drei unterschiedliche Bereiche: • Laufzeitdifferenzen Dt ≤ 0,05 s führen durch Verstärkung des direkten Schalles zu einer Verbesserung der Verständlichkeit. Die Laufzeitdifferenz von Dt = 0,05 s entspricht dabei einer Laufwegdifferenz D von 17 m. • Laufzeitdifferenzen 0,05 < Dt ≤ 0,1 s führen zu einer Verschlechterung der Verständlichkeit. Die Laufzeitdifferenz von Dt = 0,1 s entspricht dabei einer Laufwegdifferenz D von 34 m. • Laufzeitdifferenzen Dt > 0,1 s werden Echo genannt und sind i.d.R. ungünstig für den Zukörer. Die Laufwegdifferenz D liegt hier über 34 m.

l D2' l D1' l W1'

l W2'

l D3'

l

Bild 6.1.3-1 Skizzenhafter Verlauf eines Schallsignals in einem geschlossenen Raum. Darin ist  die Weglänge des direkten Schalles und ' = '1 + '2 + '3 die Weglänge des reflektierten Schalles. Die zugehörigen Indizes W und D bezeichnen hier die Reflexionswege über die Wand (W) und die Decke (D)

Bei Laufzeitdifferenzen Dt > 0,05 s sind damit raumakustische Maßnahmen in Form einer Unterdrückung der Schallreflexionen erforderlich. Dieses wird erreicht durch die Erhöhung des Schallabsorptionsverhaltens der Flächen in einem Raum.

6.1 Grundlagen der Raumakustik 461

6.1.4 Frequenzbereiche Das Frequenzspektrum für Raumakustik liegt im Bereich zwischen 63 und 8000 Hz. Beispiele von Frequenzbereichen von menschlichen Stimmen und Musikistrumenten sind in Bild 6.1.4-1 dargestellt. Instrumente und weibliche Geräusche ohne Sprache fixierte Tonhöhe männliche Sprache

Pikkoloflöte Flöte Klarinette Kontrafagott

Blechbläser

Horn Trompete Baßtuba

Streicher

Violine Cello Kontrabaß

130,8

201,6

Oktaven Subkontra Kontra

65,4

32,7

Frequenz in Hz

16,4

Grundtöne Obertöne Geräusche

Große

Kleine

Ein-

Zwei-

Drei-

Vier-

Fünf-

Sechsgestrichene

16 000

Holzbläser

8 372

Xylophon Kesselpauke

4 186

Schlagzeug

2 093

Sopran Mezzosopran Alt Tenor Bariton Baß

1046,5

Singstimmen

- a1 = 440 523,2

Tasten- und Harfe Zupfinstrumente Klavier Orgel

Bild 6.1.4-1 Frequenzen von Stimmen und Musikinstrumenten (Beispiele)

6.1.5 Gesamtstörschalldruckpegel Der A-bewertete Störschalldruckpegel LNA ist der Schalldruckpegel im betrachteten Raum, der von Außengeräuschen, Geräuschen aus Nachbarräumen, von haustechnischen Anlagen, Sanitärinstallationen und den fest installierten medientechnischen Geräten erzeugt wird. Eine gut überlegte Anordnung der Räume im Gebäude in der Vorplanungsphase verringert den Aufwand für den baulichen Schallschutz oder körperschallisolierende Maßnahmen bei technischen Anlagen.

462

6 Raumakustik

6.1.6 Reflexions-, Transmissions- und Absorptionsgrad Die verschiedenen frequenzabhängigen Schallgrade werden über die Beziehungen nach Tabelle 6.1.6-1 definiert. Tabelle 6.1.6-1 Trennende Bauteile im Schallfeld: Definition unterschiedlicher frequenzabhängiger Schall-Leistungen und deren Anteil an der auftreffenden Schall-Leistung

1 1 2

2

Bauteil im Schallfeld

3

pe(f)

4

j(f)

5

d(f)

6 7

t(f)

3

4

Art der Schall-Leistung

5 Anteil

Benennung Zeichen

Benennung

Gleichung

auftreffend

pe(f)

reflektiert

pr(f)

Reflexionsgrad

ρ( f ) =

dissipiert

pd(f)

Dissipationsgrad

δ( f ) =

transmittiert

pt(f)

Transmissionsgrad τ ( f ) =

absorbiert

pa(f)

Absorptionsgrad

pρ ( f ) pe ( f )

pδ ( f ) pe ( f )

pτ ( f ) pe ( f )

6 Formel

6.1.5-1 6.1.5-2 6.1.5-3

α ( f ) = 1 − ρ ( f ) 6.1.5-4

6.1.7 Äquivalente Schallabsorptionsfläche Die frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche A(f) ist definiert als eine virtuelle Fläche mit einem Schallabsorptionsgrad von a = 1. Für einen Raum ergibt sich nach DIN EN 12354-6 die gesamte äquivalente Absorptionsfläche durch Aufsummierung der Schallabsorptionsflächen der Begrenzungsflächen, der Raumausstattung, der im Raum befindlichen Personen und des Luftvolumens: n

o

i =1

j =1

A = ∑ α i ⋅ Si + ∑ Aj +

 

p

∑ α s,k ⋅ Sk + Aair

k =1

(6.1.7-1)

Darin sind: A frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche in m2 n Anzahl der verschiedenen Oberflächen im Raum i ai frequenzabhängiger individueller Absorptionsgrad der Oberfläche Si Einzelflächen in m2 o Anzahl der verschiedenen Objekte j Aj äquivalente Schallabsorptionsfläche nicht flächenhafter Materialien, Gegenstände und Personen innerhalb des Raumes in m2 p Anzahl der Objektanordnungen k as,k frequenzabhängiger Absorptionsgrad der Objektanordnung Sk der von der Objektanordnung abgedeckten Oberfläche (z.B. Publikumsfläche) in m2 Aair äquivalente Absorptionsfläche für die Luftabsorption in m2

6.1 Grundlagen der Raumakustik

463

Aair = 4 ⋅ m ⋅ V (1 −Ψ )



o

∑ Vj + mit : Ψ =



j =1

(6.1.7-2)

p

∑ Vk

k =1

(6.1.7-3)

V

Darin sind: Aair äquivalente Absorptionsfläche für die Luftabsorption in m2 m Dämpfungskonstante der Luft in Neper je Meter gemäß Tab. 6.1.7-1 V Volumen des leeren Raumes in m3 Y    Objektanteil Vobj,j Volumen des Objekts j in m3 Vobj,k Volumen der Objektanordnung k in m3





Tabelle 6.1.7-1 Dämpfungskonstante der Luft m in Oktavbändern in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchte nach DIN EN 12354-6

1

2

Beschreibung

3 4 5 6 7 Schallleistungs-Dämpfungskonstant in Luft m in 10-3 Neper/m

8

für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

8000

1

10 °C, 30 % bis 50 % Luftfeuchte

0,1

0,2

0,5

1,1

2,7

9,4

29,0

2

10 °C, 50 % bis 70 % Luftfeuchte

0,1

0,2

0,5

0,8

1,8

5,9

21,1

3

10 °C, 70 % bis 90 % Luftfeuchte

0,1

0,2

0,5

0,7

1,4

4,4

15,8

4

20 °C, 30 % bis 50 % Luftfeuchte

0,1

0,3

0,6

1,0

1,9

5,8

20,3

5

20 °C, 50 % bis 70 % Luftfeuchte

0,1

0,3

0,6

1,0

1,7

4,1

13,5

6

20 °C, 70 % bis 90 % Luftfeuchte

0,1

0,3

0,6

1,1

1,7

3,5

10,6

Bei Räumen mit Volumen unter 200 m3 und Betrachtungen unter 1000 Hz kann die Absorption durch Luft vernachlässigt werden. Bei harten, unregelmäßig ausgebildeten Objekten, z. B. Maschinen, Lagerregale oder Büromöbel, kann die äquivalente Absorptionsfläche von Bedeutung sein, ist jedoch üblicherweise nicht durch Messungen zu bestimmen. Für die Anwendung der DIN EN 12354-6 kann die äquivalente Absorptionsfläche eines solchen harten Objekts aus dessen Volumen berechnet werden:



2/3 Aobj = Vobj

Darin sind: Aobj äquivalente Absorptionsfläche des harten Objekts in m2 Vobj Volumen des harten Objekts in m3

(6.1.7-4)

464

6 Raumakustik

Die äquivalente Schallabsorptionsfläche eines Raumes kann messtechnisch bestimmt werden. Nach SABINE [48] gilt folgende Beziehung zwischen frequenzabhängiger äquivalenter Schallabsorptionsfläche und frequenzabhängiger Nachhallzeit: V T Darin sind: A frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche in m2 V Raumvolumen in m3 T frequenzabhängige Nachhallzeit in s A = 0,163 ⋅



(6.1.7-5)

6.1.8 Nachhallzeit Als Nachhallzeit T(f) eines Raumes wird derjenige Zeitraum definiert, in dem in diesem Raum ein Schallsignal mit dem Schalldruckpegel L(t) nach seiner Beendigung um 60 dB reduziert wird, vgl. Bild 6.1.8-1. Bei hohen Hintergundpegeln ist ein Pegelabfall von 60 dB oft nicht messbar, dann wird z.B. ein T30 (bei DL = 30 dB) ermittelt und entsprechend hochgerechnet (T60 = 2 ∙ T30). Die Nachhallzeit wird frequenzabhängig ermittelt und ist eins der wichtigsten akustischen Merkmale eines Raumes. V A Darin sind: T frequenzabhängige Nachhallzeit in s V Luftvolumen in m3 A frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsfläche in m2 T = 0,163 ⋅





(6.1.8-1)

Signal L(t)

Schallpegel L in dB



DL = 60 dB

T

Zeit t in s



Bild 6.1.8-1 Verlauf eines Schallsignals gegebener Frequenz über die Zeit nach seiner Beendigung mit Kennzeichnung der Nachhalzeit T dieser Frequenz

6.2 Schallpegelminderung Durch bauakustische Maßnahmen in Form einer Erhöhung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche eines Raumes läßt sich in einem diffusen Schallfeld der Schallpegel reduzieren (Schallpegelminderung ∆L(f)). Dieses beschränkt sich jedoch auf den Bereich außerhalb des Hallradius', da innerhalb des Hallradius' der Anteil des direkten Schalls maßgebend ist. Unter Hallradius rH wird diejeinige Entfernung rund um die Schallquelle bezeichnet, bei der der von der Schallquelle direkt ausgestrahlte Schallan-

6.2 Schallpegelminderung 465 teil und der diffus immittierende - also bereits mindestens einmal reflektierte - Schallanteil gleich groß sind. Der Erfolg einer bauakustischen Maßnahme zur Reduzierung des Schallpegels in einem Raum wird in der Regel am Objekt durch Messungen der Nachhallzeit vor und nach der Baumaßnahme beurteilt.  ∆A ∆ L = 10 ⋅ lg  1 +  A0   T  ∆ L = 10 ⋅ lg  0   T 

(6.2-1)

(6.2-2)

Darin sind: DL frequenzabhängige Schallpegelminderung in dB DA zusätzliche frequenzabhängige Schallabsorptionsfläche in m2 A0 frequenzabhängige Schallabsorptionsfläche im Anfangszustand in m2 T frequenzabhängige Nachhallzeit (nach der Baumaßnahme) in s T0 frequenzabhängige Nachhallzeit im Anfangszustand (vor der Baumaßnahme) in s

In der Praxis kann die vorhandene Absorptionsfläche in der Regel höchstens verdoppelt werden, sodass eine Pegelsenkung von max. 3 dB erreichbar ist. In Klassenzimmern, Besprechungsräumen, Mehrpersonenbüros oder Versammlungsräumen, wo viele Personen gleichzeitig reden, kann die Unterhaltung zu einer Tortur werden, wenn die Absorption im Raum zu gering oder dem Spektrum nicht richtig auf die Quellen angepasst ist [49]. Wenn die tiefen Frequenzen unbedämpft bleiben, da die anwesenden Personen selbst nur Frequenzen oberhalb 250 Hz absorbieren, kann ein Dröhnen im Raum entstehen. Das führt i.d.R. dazu, dass die Redner zum lauteren Sprechen neigen, wodurch sich die Kommunikation weiter verschlechtert. Wenn ein Sprecher Lärm ausgesetzt wird, erhöht er die Lautstärke seines Sprechens, um sich in der lauten Umgebung dem Gegenüber trotzdem verständlich zu machen. Der Sprecher erhöht jedoch meist nicht nur seine Lautstärke, sondern in vielen Fällen unwillkürlich auch die Tonhöhe seiner Stimmlage, da sich hohe Frequenzen besser gegen Störgeräusche durchsetzen als tiefe. Der Störgeräusch-Pegel schraubt sich so immer weiter in die Höhe. Dieses Phänomen wird in der Akustik als Lombard Effekt bezeichnet. Der Effekt, entdeckt von dem französischen Wissenschaftler Étienne Lombard, lässt sich auch umkehren – durch die Verwendung von schallabsorbierenden Materialien im Raum und einer Verkürzung der Nachhallzeit wird das Gegenteil erreicht: Je besser die Sprachverständlichkeit und je weniger Störgeräusche es gibt, desto leiser sprechen die Anwesenden insgesamt. Ungüstig wirkt sich der Lombard Effekt z.B. in Schulzimmern mit schlechter Akustik aus. Bei Untersuchungen in Deutschland hat man in gewissen Klassenräumen Pegel ab 50 dB(A) aufwärts, bis sogar zu 85 dB(A), gemessen. Maximal 45 dB(A) dürften es eigentlich sein. Durch diesen Lärm werden Lehr- und Lernresultate zum Teil erheblich beeinflusst. Gute Schulraumakustik ist so in den letzten Jahren zu einem wichtigen Kriterium geworden.

466

6 Raumakustik

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041 In der DIN 18041 werden zwei Raumgruppen unterschieden: • •

Räume der Gruppe A (mittlere und größere Entfernungen) Räume der Gruppe B (geringe Entfernungen)

6.3.1 Raumakustische Anforderungen an Räume der Gruppe A Nutzungsarten Die Kombination aus raumakustisch optimierter Raumgröße, -geometrie, -ausstattung und minimierten Störgeräuschen sind Voraussetzung für eine gute Hörsamkeit der Raumgruppe A. Sie werden in fünf Nutzungsarten unterschieden, die in Tab. 6.3.1-1 näher beschrieben sind: • A 1: Musik • A 2: Sprache / Vortrag • A 3: Unterricht / Kommunikation; Sprache / Vortrag inklusiv • A 4: Unterricht / Kommunikation inklusiv • A 5: Sport Auch Personen mit eingeschränktem Hörvermögen müssen an der Sprachkommunikation teilnehmen können. Ggf. sind technische Hilfsmittel/Anlagen vorzusehen. Tabelle 6.3.1-1 Nutzungsarten mit Beschreibung und Beispiele für Räume der Gruppe A

1

3

Kurzbezeichnung und Beschreibung

Art

A1

A2

Musik

2

3

Vorwiegend musikalische Darbietungen

Sprache/Vortrag

1

2

Sprachliche Darbietungen stehen im Vordergrund, in der Regel von einer (frontalen) Position. Gleichzeitige Kommunikation zwischen mehreren Personen an verschiedenen Stellen im Raum wird selten durchgeführt.

(Fortsetzung nächste Seite)

4

5

subjektive Wahrnehmung

Beispiele

Gute Hörsamkeit für unverstärkte Musik. Sprachliche Darbietungen sind nur mit gewissen Einschränkungen der Sprachverständlichkeit möglich.

Musikraum mit aktivem Musizieren und Gesang

Sprachliche Darbietungen einzelner Sprecher erzielen eine hohe Sprachverständlichkeit. Musikalische Darbietungen werden in der Regel als zu transparent und klar empfunden, jedoch günstig für musikalische Probenarbeit.

Gerichts- und Ratssaal, Gemeindesaal, Hörsaal, Versammlungsraum, Schulaula

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041

467

Tabelle 6.3.1-1 Beschreibung der Nutzungsarten der Räume der Gruppe A (Fortsetzung)

1

Kurzbezeichnung und Beschreibung

7

1)

Gerichts- und Ratssaal Gemeindesaal, Hörsaal, Versammlungsraum, Schulaula

Kommunikationsintensive Nutzungen mit mehreren gleichzeitigen Sprechern verteilt im Raum

Sprachliche Kommunikation ist mit mehreren (teilweise gleichzeitigen) Sprechern möglich.

Unterrichtsraum, Differenzierungsraum, Tagungsraum, Besprechungs-, Konferenz-, Seminarraum, Gruppenraum in Kindertages-, Pflegeeinrichtungen und Seniorenheimen

Kommunikationsintensive Nutzungen mit mehreren gleichzeitigen Sprechern verteilt im Raum entsprechend Nutzungsart A3, jedoch für Personen, die in besonderer Weise auf gutes Sprachverstehen angewiesen sind. Für Räume > 500 m3 und für musikalische Nutzungen ist diese Nutzungsart nicht geeignet. Erforderlich für inklusive Nutzung1)

Sprachliche Kommunikation ist mit mehreren (teilweise gleichzeitigen) Sprechern möglich, auch für Personen mit Höreinschränkungen oder bei z. B. fremdsprachlicher Nutzung.

Unterrichtsraum, Differenzierungsraum, Tagungsraum, Besprechungs-, Konferenz-, Seminarraum, Gruppenraum in Kindertages-, Pflegeeinrichtungen und Seniorenheimen, Video-Konferenzraum

Sprachliche In Sport- und Schwimmhallen Kommunikation über kommunizieren mehrere kurze Entfernungen Gruppen (auch gleichzeitig) mit ist im Allgemeinen gut unterschiedlichen Inhalten möglich.

Sport- und Schwimmhallen für nahezu ausschließliche Nutzung als Sportstätte

Sprache / Vortrag inklusiv A4

A5

Beispiele

Unterricht / Kommunikation

6

subjektive Wahrnehmung

5

Sprachliche Darbietungen einzelner Sprecher erzielen eine hohe Sprachverständlichkeit, auch für Personen mit Höreinschränkungen oder bei z. B. fremdsprachlicher Nutzung.

Räume der Nutzungsart A2 für Personen, die in besonderer Weise auf gutes Sprachverstehen angewiesen sind. Erforderlich für inklusive Nutzung1)

A3

5

4

Unterricht / Kommunikation inklusiv

Art

4

3

Sport

1

2

Aus dem Behindertengleichstellungsgesetz, vergleichbaren Landesregelungen und der UN-Konvention über die Rechte von Menschen mit Behinderungen ergibt sich, dass der Öffentlichkeit zugängliche Neubauten inklusiv zu errichten sind, soweit dies nicht nur mit einem unverhältnismäßigen Mehraufwand erfüllt werden kann. Näheres ist den jeweiligen Landesgesetzen zu entnehmen.

468

6 Raumakustik

Nachhallzeit Die optimale Nachhallzeit ist neben der gleichmäßigen Schallverteilung im Raum sowohl für die Hörsamkeit in Sprechräumen als auch für den Musikeindruck in Konzertsälen eines der wichtigsten raumakustischen Kriterien. Die Sollwerte der Nachhallzeit nach DIN 18041 für die fünf Nutzungsarten sind in Bild 6.3.1-1 dargestellt und werden gemäß Formeln in Tab. 6.3.1-2 in Abhängigkeit vom Volumen zu berechnen. Tabelle 6.3.1-2 Berechnung bzw. Zahlenvorgabe der Richtwerte der Soll-Nachhallzeiten TSoll für Räume der Gruppe A im besetzten Zustand nach DIN 18041

1

2

4

Sollwerte der gemittelten Nachhallzeit zwischen 500 Hz und 1000 Hz

1

1)

3 1)

Berechnung / Zahlenwert in s

Volumen in m3

Musik

TSoll = (0, 45 ⋅ logV + 0, 07)

30 ≤ V ≤ 1.000

A2

Sprache / Vortrag

TSoll = (0, 37 ⋅ logV − 0, 14)

50 ≤ V ≤ 5.000

5

A3

Unterricht / Kommunikation (bis 1.000 m3), sowie Sprache/ Vortrag inklusiv (bis 5.000 m3)

TSoll = (0, 32 ⋅ logV − 0, 17)

30 ≤ V ≤ 5.000

6

A4

Unterricht / Kommunikation inklusiv

TSoll = (0, 26 ⋅ logV − 0,14)

30 ≤ V ≤ 500

7

A5

Sport

TSoll = (0, 75 ⋅ logV − 1, 00)

200 ≤ V ≤ 10.000 V ≥ 10.000

2

Hauptnutzungsart

3

A1

4

TSoll = 2, 0

Im Allgemeinen sollte die Nachhallzeit des Raumes im unbesetzten Zustand die errechneten oder nach Bild 6.3.1-1 abgelesenen Werte um nicht mehr als 0,2 Sekunden überschreiten.

Personen mit Hörschäden empfinden die raumakustische Situation für Sprachkommunikation umso günstiger, je kürzer die Nachhallzeit und damit besser die Sprachverständlichkeit ist. Dasselbe gilt auch für die Kommunikation mit Personen in einer Sprache, die nicht als Muttersprache gelernt wurde und bei der Kommunikation mit Personen mit Sprachbeeinträchtigungen. Bei Mehrzwecknutzungen sind Zwischenwerte zu ermitteln, sofern nicht durch variable akustische Maßnahmen die unterschiedlichen Anforderungen berücksichtigt werden. Der für Räume (30 bis 5.000 m3) und Sporthallen nach DIN 18041 anzustrebende Sollwert der Nachhallzeit TSoll ist in Abhängigkeit der Nutzungsart (nach Tabelle 6.3.1-1) und dem effektiven Raumvolumen Bild 6.3.1-1 zu entnehmen oder nach Tabelle 6.3.1-2 zu berechnen. Dieser Sollwert gilt als Mittelwert für die beiden Oktavmittenfrequenzbänder 500 Hz und 1000 Hz bzw. für die sechs Terzmittenfrequenzbänder zwischen 400 Hz und 1250 Hz im besetzten Zustand.

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041 469 Die Nachhallzeiten gelten für den besetzten Zustand unter Berücksichtigung von Möblierung und Personen, wobei der „besetzte Zustand“ eine Belegung der zur Verfügung stehenden Platzkapazität zu mindestens 80% bedeutet. Bei einer gemeinsamen Nutzung eines Raumes sowohl zu Musik- als auch zu Sprachdarbietungen sind entsprechend der Wertigkeit der Hauptnutzung Zwischenwerte zwischen den Sollkurven bzw. berechneten Werten zu ermitteln.

Bild 6.3.1-1 Sollwerte Tsoll der Nachhallzeit im besetzen Zustand für unterschiedliche Nutzungsarten nach DIN 18041 (A 1: Musik; A 2: Sprache/Vortrag; A 3: Unterricht/Kommunikation; Sprache/Vortrag inklusiv; A 4: Unterricht/Kommunikation inklusiv; A 5: Sport). Die gepunkteten Geradenbereiche stellen dabei im Sinne der DIN 18041 untypische Raumvolumina dar.

Die Anforderungen an die Nachhallzeiten im Sinne der DIN 18041 gelten als eingehalten, wenn die berechneten frequenzabhängigen Nachhallzeiten in den Oktaven 125 Hz bis 4000 Hz im Tolenanzbereich liegen. Der Toleranzbereich der Nachhallzeit bezogen auf den Sollwert der Nachhallzeit ist dem Bild 6.3.1-2 für die Nutzungsarten A1 bis A4 zu entnehmen. Für die Nutzungsart A5 ist der ermittelte Sollwert zwischen 250 und 2000 Hz mit einer Genauigkeit von ±20% einzuhalten. Auch bei teilbaren Sporthallen sind die Anforderungen sowohl für die ungeteilte Halle wie für die einzelnen Hallenteile nachzuweisen. Die Berechnung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche im Raum erfolgt gemäß Abschnitt 6.1.6.

470

6 Raumakustik

Bild 6.3.1-2 Toleranzbereich der Nachhallzeiten in Abhängigkeit von der Frequenz für die Nutzungsarten A1 bis A4 nach DIN 18041. (T/Tsoll : frequenzabhängige Nachhallzeit T bezogen auf die Soll-Nachhallzeit Tsoll)

6.3.2 Hinweise für die Planung für Räume der Gruppe A Volumenkennzahl Raumakustische Belange sollen bereits in die Entwurfsplanung einfließen. Das erforderliche Raumvolumen, um eine der Raumnutzung angepasste Nachhallzeit zu erzielen, läßt sich unter Nutzung der Volumenkennzahl k nach Tabelle 6.3.2-1 ermitteln. Tabelle 6.3.2-1 Dimensionierung des Raumvolumens unter Nutzung der Volumenkennzahl k in Abhängigkeit der Hauptnutzungsart des Raumes nach DIN 18041

1

1

2

3

4

Hauptnutzungsart des Raumes

Volumenkennzahl k in m3/Platz bzw. m3/ Musizierender

erforderliches Raumvolumen V in m3

mit

V = n ⋅k

n = Anzahl der Zuschauerplätze

V = m ⋅k

m = Anzahl der Musizierenden

2

Sprachdarbietung

4 bis 6

3

Musik- und Sprachdarbietung

6 bis 8

4

Musikdarbietung

7 bis 12

5

kleinere Musikproberäume mit bis zu 10 Musizierende

15 bis 20

6

größere Musikprobenräume

30 bis 50

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041

471

Störgeräusche Um eine ungestörte Sprachverständlichkeit zu erreichen, muss der A-bewertete Schalldruck-Sprachpegel wesentlich, d.h. um mindestens 10 dB höher sein, als der Gesamtstörschallpegel. In Tab. 6.3.2-2 sind zulässige Störschalldruckpegel bauseitiger und betriebsbedingter Geräusche festgelegt, die je nach Raumnutzung nicht überschritten werden sollten. Maßgeblich ist der zur Störquelle nächstgelegen Hörerplatz. Tabelle 6.3.2-2 maximale Störschalldruckpegel der bauseitigen und Betriebs-Geräusche für verschiedene Nutzungsarten der Raumgruppe A nach DIN 18041, Anhang B

1

1

2

3

Nutzungsart

Störschalldruckpegel der bauseitigen Geräusche LNA,Bau in dB

Störschalldruckpegel der Betriebsgeräusche LNA,Betrieb in dB

2

A1

≤ 30

≤ 30

3

A 2, A 3 und A 4

≤ 35

≤ 35

4

A5

≤ 40

≤ 40

Um die durch das Publikum erzeugten Geräusche möglichst gering zu halten, sollten Bodenaufbauten mit einem niedrigen A-bewerteten Gehschallpegel nach DIN EN 16205 eingeplant werden. Berechnung der Nachhallzeiten Das Rechenmodell für die Berechnung der Nachhallzeiten nach DIN EN 12354-6 gilt für Räume mit diffusem Schallfeld mit folgenden Kriterien: • regelmäßig ausgebildete Volumina, wobei keine Dimension mehr als das 5-fache jeder anderen Dimension betragen sollte, • gleichmäßig verteilte Absorption, d.h., die schallabsorbierenden Flächen sollen auf alle raumumschließenden Flächen verteilt sein und der mittlere Schallabsorptionsgrad für die Flächen in den drei Raumdimensionen soll nicht mehr als um den Faktor 3 abweichen, insbesondere wenn keine schallstreuende Objekte oder Oberflächen vorhanden sind. Die gesamte äquivalente Absorptionsfläche wird gemäß Abschnitt 6.1.6 bestimmt. Alternativ können numerische Rechenmethoden gemäß Anhang D der DIN EN 12354-6 verwendet werden. Geometrische Gestaltung der Räume Die Primärstruktur des Raumes sollte kreisförmige und elliptische Grundrisse und parallele Flächen im Raum ohne ergänzende raumakustische Maßnahmen vermeiden, ebenso konkav gekrümmte Wand- und Deckenflächen, wenn der Krümmungsradius zwischen dem halben und dem doppelten Abstand zwischen Darbietendem/Zuhörer und der größten Entfernung zur gekrümmten Fläche liegt. Für eine ausreichende Direktschallversorgung bei großen Räumen sollte eine Sitzreihenüberhöhung vorgesehen werden. In Bild 6.3.2-1 können die empfohlenen Werte der Sitzüberhöhung in Bezug auf die Entfernung zur Schallquelle entnommen werden.

Sitzreihenüberhöhung in m

472

6 Raumakustik Podiumshöhe 0,6 m

4

0,8 m 1,0 m

3 2 1 0

0

5

10

15

25

20

Entfernung zwischen Schallquelle und Sitzreihe in m

Bild 6.3.2-1 Sitzreihenüberhöhung bei einem Blickfeldwinkel von 12° nach DIN 18041

Für Balkone, Emporen, Galerien und Ränge gilt:



H ≥ (0,5 bis 1,0) · L



Darin sind: H lichte Höhe über der darunterliegenden Zuschauerebene in m L Tiefe des überragenden Raumbereiches in m

(6.3.2-1)

Die Sekundärstruktur des Raumes (Gestaltung der Wände und Decken) ist in Abhängigkeit von der Raumgeometrie zur Schalllenkung und zur Schallstreuung auszulegen: •

Die Laufwegdifferenz (Wegunterschied zwischen dem direkten und reflektierten Schall) sollte bei vorrangiger Sprachnutzung nicht mehr als 17 m betragen. • In Räumen mit einer Länge von mehr als 9 m, ist die Rückwand hinter dem Publikum raumakustisch zu behandeln. • Realisierung von deutlichkeits u. klarheitserhöhender Anfangsreflexionen

6.3.3 Anordnung schallabsorbierender Flächen Kleine Räume (V ≤ 250 m3) Die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen gelten insbesondere für Besprechungszimmer und Klassenräume, Gruppenräume in Kindergärten sowie für andere Räume, die primär der sprachlichen Kommunikation dienen. Wegen der geringen Abmessungen und der damit verbundenen geringen Distanz zwischen Emissions- und Immissionsort überwiegt der direkte Schall, sodass eine Überdämpfung in der Regel ausgeschlossen werden kann. In kleinen Räumen mit rechwinkligem Grundriss und Abmessungen, die zueinander im ganzzahligen Verhältnis stehen, und gleichzeitig ungünstigen Oberflächengestaltungen können störende Flatterechos sowie Dröhneffekte bei tiefen Frequenzen auftreten. Unter Flatterechos werden Mehrfachreflektionen eines Schallsignals an den gegenüberliegenden Reflektionsflächen verstanden, vgl. Bild 6.3.3-1. Dem kann in der Planungsphase durch Wahl einer geeigneten Raumgeometrie begegnet werden. Bild 6.3.3-2 zeigt eine Zusammenstellung günstiger Raumproportionen für Rechteckräume mit den Relativabmessungen 1 : x : y, sowie wirksame Frequenzbereiche in Bild 6.3.3-3 nach DIN 18041 (Entwurf 04.2003). Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung von Flatterechos ist die Anordnung von Schallabsorptionsflächen.

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041

473

Bild 6.3.3-1 Bildung von Flatterechos in einem rechtwinkligen Raum mit planparallelen schallharten (d.h. reflektierenden) Oberflächen nach DIN 18041

2.6 2.4

Frequenz ƒ in Hz

180

2.2 2.0 Y 1.8 1.6

140 120 100 80 60 40 20

1.4 1.2 1.0

160

20 1.2

1.4

1.6 X

1.8

2.0

Bild 6.3.3-2 günstige Raumpropor- tionen für Rechteckräume mit den Relativabmessungen 1 : x : y

30

50

100

200 300

500

800

Volumen V in m3

Bild 6.3.3-3 wirksamer Frequenzbereich in Abhängigkeit vom Raumvolumen bei Realisierung der Raumabmessungen nach Bild 6.5.4-2

In kleinen Räumen sollten die schallabsobierenden Flächen entsprechend den Darstellungen nach Bild 6.3.3-4 ausgeführt werden, wobei Variante a) als ungünstig einzustufen ist. Sind tieffrequente Schallsignale zu absorbieren, so sind die entsprechenden Absorber möglichst in der Nähe der Schallquelle sowie in Raumecken und an Raumkanten zu applizieren. Sind die Wände zur Vermeidung eines Flatterechos teilweise absorbierend ausgeführt, kann die Decke reflektierend ausgeführt werden (vgl. Bild 6.3.3-4e und f). Mittelgroße Räume und kleine Hallen (250 < V ≤ 5000 m3) Die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen gelten insbesondere für größere Klassen-, Seminarräume und Hörsäle. Aufgrund der Größe sind neben einer gezielten Bedämpfung von Oberflächen durch die Applikation schallabsorbierender Materialien besondere Überlegungen hinsichtlich einer Lenkung der Schallreflexionen (notwendige Unterdrückung von Reflexionen, die zu großen Laufzeitunterschieden führen würden und Führung von nützlichen Reflexionen zur Verbesserung der Verständlichkeit). In der Planungsphase ist darauf zu achten, dass die Volumenkennzahl in dem in Tab. 6.3.2-1 angegebenen Bereich liegen und dass Raumgeometrien mit gegenüber den Grundrissabmessungen niedrigen Raumhöhen vermieden werden. Grundsätzlich sind

474

6 Raumakustik

auch hier die im Bild 6.3.3-2 zusammengestellten Raumproportionen günstig. Ungünstig wirken sich planparallele schallharte Oberflächen aus, aus denen Flatterechos resultieren können. Lösungen zur Vermeidung dieser Echos zeigen die Skizzen in Bild 6.3.3-5.

Schnitt

Deckenuntersicht

a) ungünstig

b) günstig

c) günstig

Schnitt

Deckenuntersicht

d) günstig

e) günstig

f) günstig

Bild 6.3.3-4 Verteilung und Positionierung von schallabsorbierenden Flächen (schraffiert) für Räume kleiner und mittlerer Größe, z.B. Unterrichts- und Sitzungsräume; dargestellt sind oben die Aufrisse und unten die Deckenuntersichten nach DIN 18041

In Räumen mit rechtwinkligem Grundriss und einer (in der Regel nutzungsbedingt) weitgehend ebenen Beschaffenheit der Oberfläche (typische Beispiele: Turnhallen und Hallenschwimmbäder) können sich bei einseitiger Anordnung schallreflektierender Oberflächen (weil z.B. ein Hallenschwimmbad üblicherweise mindestens einseitig verglast ist) Nachhallzeiten einstellen, die von den berechneten Werten abweichen. Daher sollten in diesen Fällen an mindestens einer Wandfläche absorbierende und diffus reflektierende Oberfläche zur Anwendung kommen. Ebenso sind konkav gekrümmt oder abgewinkelte Flächen, die sich im Bereich der Schallquellen befinden, wegen der Bildung von Flatterechos und Schallbündelungen (vgl. Bild 6.5.2-3) zu vermeiden. In Räumen mit einer Länge von mehr als 9 Metern entstehen aufgrund gerichteter Reflexionen (Einfachreflexion über die Rückwand und/oder Mehrfachreflexionen über die Decke, vgl. Bild 6.3.3-6 Darstellung a)) Laufzeitunterschiede von mehr als

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041

475

0,05 Sekunden, die zu einer Verschlechterung der Verständlichkeit führen. In diesem Fall sind dann Absorptionsmaßnahmen entsprechend der Darstellung b) in Bild 6.3.3-6 oder Maßnahmen für gerichtete Reflexionen entsprechend der Darstellung c) in Bild 6.3.3-6 erforderlich. In letzterem Fall können diese Reflexionen ggf. zu einer nützlichen Erhöhung des Schalldruckes im hinteren Teil des Auditoriums genutzt werden.

a)

b)

Bild 6.3.3-5 Konstruktive Lösungen zur Vermeidung von Flatterechos: a) Segmentweise Schrägstellung einer Wand um mindestens 5° b) Anordnung von Absorptionsflächen, nach DIN 18041 Tabelle 6.3.3-1 Anordnung absorbierender und nützlicher reflektierender Oberflächensegmente für den hinteren Raumbereich nach DIN 18041

1

1

2

Anordnung der Reflektoren

Konstruktive Ausbildungen

Wand hinter dem Emissionsort: Ausführung für tiefe Frequenzen schallabsorbierend 2

Mittlerer Deckenteil: Von hier gelangen die ersten Reflektionen in das Auditorium, Ausführung im mittleren und hohen Frequenzbereich schallreflektierend und Ausführung im unteren Frequenzbereich absorbierend

3

4

Decke und Seitenflächen: Sind die Decke und die Seitenflächen nicht eben, sondern großflächig gegliedert, so sind die Einzelelemente so auszurichten, dass der Schall in die mittleren und hinteren Teile des Auditoriums gelenkt wird

476

6 Raumakustik

a) ungünstig

b) günstig

c) günstig

Bild 6.3.3-6 Darstellung von Rückwand- und Deckenreflexionen in Räumen mit einer Länge von mehr als 9 Metern: a) ungünstig wegen zu großer Laufzeitunterschiede, b) günstig durch Applikation von Schallabsorbern, c) günstig durch Schallumlenkung, nach DIN 18041

Die Entwurfsparameter bezüglich der Anordnung absorbierender und reflektierender Oberflächensegmente sind in Tabelle 6.3.3-1 zusammengefaßt. In größeren Zuhörerräumen, wie z.B. Hörsälen, ist möglichst von einer ebenen Ausbildung des Raumes abzusehen. Anstelle dessen sollten die Sitzreihen für das Auditorium ansteigen, vgl. Bild a) in Tabelle 6.3.3-1.

6.3.4 Raumakustische Empfehlungen an Räume der Gruppe B Zur Senkung Begrenzung der Halligkeit und des Grundgeräuschpegels im Raum werden in der DIN 18041 Maßnahmen zur Raumbedämpfung in Abhängigkeit vom A/VVerhältnis gemäß Tabelle 6.3.4-1 empfohlen. Die Raumgruppen sind in 5 Nutzungsarten unterschieden und in Tabelle 6.3.4-2 mit Beispielen beschrieben. Tabelle 6.3.4-1 Orientierungswerte für das A/V-Verhältnis von äquivalenter Schallabsorptionsfläche zum Raumvolumen nach DIN 18041

2

Nutzungsart

1

3

1

2

3

A/V-Verhältnisse gelten zwischen 250 Hz und 2000 Hz und ohne Berücksichtigung der Schallsbsorption von Personen bei Raumhöhen h ≤ 2,5 m in m2/m3

bei Raumhöhen h > 2,5 m in m2/m3

B1

ohne Anforderung

ohne Anforderung

4

B2

A/V ≥ 0,15

A/V ≥ (4,80 + 4,69 ∙ lg h)-1

5

B3

A/V ≥ 0,20

A/V ≥ (3,13 + 4,69 ∙ lg h)-1

6

B4

A/V ≥ 0,25

A/V ≥ (2,13 + 4,69 ∙ lg h)-1

7

B5

A/V ≥ 0,30

A/V ≥ (1,47 + 4,69 ∙ lg h)-1

8

Darin sind: A äquivalente Schallabsorptionsfläche eines Raums in m2 V Raumvolumen in m3 h lichte Raumhöhe in m

6.3 Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 18041

477

Tabelle 6.3.4-2 Nutzungsarten mit Beschreibung und Beispiele für Räume der Gruppe B

1

2

3

1

Art

Beschreibung

Beispiele

2

Eingangshallen, Flure, Treppenhäuser u. Ä. als reine Verkehrsfläche (ausgenommen Verkehrsflächen in B1 Räume ohne Aufenthaltsqualität Schulen, Kindertageseinrichtungen, Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen)

3

B2

Räume zum kurzfristigen Verweilen

Eingangshallen, Flure, Treppenhäuser u. ä. Verkehrsflächen mit Aufenthaltsqualität (Empfangsbereich mit Wartezonen etc.), Ausstellungsräume, Schalterhallen, Umkleiden in Sporthallen

Räume zum längerfristigen Verweilen

Ausstellungsräume mit Interaktivität oder erhöhtem Geräuschaufkommen (Multimedia, Klang-/ Videokunst etc.), Verkehrsflächen in Schulen und Kindertageseinrichtungen (Kindergarten, Kinderkrippe, Hort etc.), Verkehrsflächen mit Aufenthaltsqualität in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen (z. B. offene Wartezonen), Patientenwarteräume, Pausenräume, Bettenzimmer, Ruheräume, Operationssäle, Behandlungsräume, Untersuchungsräume, Sprechzimmer, Speiseräume, Kantinen, Labore, Bibliotheken, Verkaufsräume

4

B3

5

Räume mit Bedarf an B4 Lärmminderung und Raumkomfort

Rezeption/Schalterbereich mit ständigem Arbeitsplatz, Labore mit ständigem Arbeitsplatz, Ausleihbereiche von Bibliotheken, Ausgabebereiche in Kantinen, Bewohnerzimmer in Pflegeeinrichtungen, Bürgerbüro, Büroräume1), 2)

Räume mit besonderem B5 Bedarf an Lärmminderung und Raumkomfort

Speiseräume und Kantinen in Schulen, Kindertageseinrichtungen (Kindergarten, Kinderkrippe, Hort etc.), Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen, Arbeitsräume mit besonders hohem Geräuschaufkommen (z. B. Werkstätten, Werkräume, Großküchen, Spülküchen), Callcentera, Leitstellen, Sicherheitszentralen, Intensivpflegebereiche, Wachstationen, Bewegungsräume in Kindertageseinrichtungen, Spielflure und Umkleiden in Schulen und Kindertageseinrichtungen

6

1)

Empfehlungen für Büroräume sowie Callcenter werden ausführlich in der Richtlinie VDI 2569 behandelt.

2)

Einzelbüros können unter Nutzungsart B3 eingeordnet werden.

478

6 Raumakustik

6.4 Raumakustische Gestaltung von Büros nach VDI 2569 6.4.1 Raumakustische Empfehlungen In der VDI 2569 (E 02.2016) werden Einzel- und Mehrpersonenbüros in drei Raumakustik-Klassen unterteilt. Die wesentlichen Kriterien für die akustische Behaglichkeit beurteilt wird, sind die Raumbedämpfung und die bauseitigen Störgeräusche. Tabelle 6.4.1-1 Beschreibung der Klassifizierung von Einzelbüros hinsichtlich der Erwartung an die raumakustischen Bedingungen nach VDI 2569

1

2

3

4

1

2

3

RaumakustikKlasse

Erwartungsniveau

Beschreibung

hoch

Eine hohe akustische Behaglichkeit in Einzelbüros wird von den Nutzern als angenehm und ruhig empfunden, und ermöglicht eine sehr gute Sprachverständlichkeit innerhalb des Raums und beim Telefonieren.

mittel

Nur unter ungünstigen Umständen, z. B. beim Telefonieren unter Einwirkung eines erhöhten Störgeräuschs oder anderen Gesprächen, kann es zu einer ungenügenden Sprachverständlichkeit und hohen Höranstrengung kommen. Beanstandungen über unzureichende raumakustische Bedingungen kommen in der Regel selten vor.

gering

Im Falle von Telefonaten und Besprechungen wird die Raumbedämpfung von den meisten Nutzern als zu gering empfunden. Störgeräusche mit dem A-bewerteten Störschalldruckpegel bauseitiger Geräusche gemäß Tabelle 6.4.1-2 können die Sprach-verständlichkeit verringern. Beanstandungen der Nutzer über unzureichende raumakustische Bedingungen sind nicht auszuschließen.

A

B

C

Tabelle 6.4.1-2 Empfehlung für die max. Nachhallzeiten T und den max. Störschalldruckpegel bauseitiger Geräusche LNA, Bau in Einzelbüros nach VDI 2569

1

3

4

1)

2

RaumakustikKlasse

125 Hz

250 Hz bis 4000 Hz

3

A

≤ 0,8 s

≤ 0,6 s

≤ 30 dB

4

B

≤ 1,0 s

≤ 0,8 s

≤ 35 dB

5

C

≤ 1,2 s

≤ 1,0 s

≤ 40 dB

1

1)

2

T in Oktavbändern

bezieht sich auf eingerichtete und bezugsfertige, aber unbesetzte Büros

LNA, Bau

6.5 Technische Absorber

479

6.5 Technische Absorber 6.5.1 Differenzierungen Die technischen Absorber existieren in vielfältigen Formen; die wichtigsten Arten werden nachfolgend beschrieben. Grundsätzlich differenziert man zwischen porösen Absorbern und Resonatoren. Diese unterscheiden sich durch ihre voneinander abweichenden Verläufe des frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrades a(f), vgl. dazu Bild 6.5.1-1. Die Schallabsorptionsgrade einiger Materialien können dem Abschn. 6.6 entnommen werden.

Schallabsorptionsgrad (f)

1,0 poröse Absorber

0,8 0,6 0,4

Resonatoren 0,2

125

250

500

1000

2000

4000

Frequenz f in Hz Bild 6.5.1-1 Frequenzabhängige Verläufe der Schallabsorptionsgrade a(f) poröser Absorber und Resonatoren als Prinzipdarstellung

6.5.2 Poröse Absorber Die Absorption von Schallenergie erfolgt primär durch Dissipation (und zu einem untergeordneten Teil auch durch Transmission), also durch Umwandlung der Schallenergie in Wärmenergie durch Reibung an den Porenwänden des absorbierenden Materials. Für ein erhöhtes Absorptionsverhalten des Materials ist damit eine offenporige Struktur mit ausreichender Porosität (0,9 ≤ s < 1,0) erforderlich.

σ=

VL V ges

(6.5.2-1)

Darin sind: s  Porosität VL Porenraum des Absorbers in m3 Vges Gesamtvolumen des Absorbers in m3

Die Materialvarianten für poröse Absorber sind vielfältig, die Kenngröße für diese Materialien ist der längenbezogene Strömungswiderstand r. Die gängigsten Materialien werden nachfolgend in Tabelle 6.5.2-1 jeweils mit einer Kurzcharakteristik aufgeführt.

480

6 Raumakustik

Tabelle 6.5.2-1 Überblick über poröse Absorber mit Kurzcharakteristik

1

2

Absorbermaterial

Charakteristika

Textilien

- gezielter Einsatz in der Regel als Vorhang (für tiefe Frequenzen ist der nötige Abstand vor der Wand problemlos realisierbar) - zwangsläufiger Einsatz durch Kleidung der Raumnutzer - ausreichend dickes Material erforderlich (keine dünnen Gardinen) - auf Offenporigkeit achten, keine luftdichten kunststoffbeschichteten Materialien einsetzen

3

Vlies

- in der Regel als spezielles Akustikvlies mit optimiertem Strömungswiderstand sowie Brandschutzeigenschaften - häufig in Verbindung mit Lochplatten aus Metall, Holz oder Gipskarton. Bei einem geringen Lochflächenanteil der Platten wirkt das System zusätzlich als Helmholtz-Resonator (vgl. Abschnitt 6.4.4) - häufig als zweischichtiges System in Verbindung mit Mineralwolle

4

Teppich

1

2

- durch die in der Regel relativ geringe Dicke von Teppichen wirken diese primär im Bereich hoher Frequenzen ab 1 kHz - für tiefe Frequenzen sind damit weitere Maßnahmen erforderlich

5

Schaumstoff

- häufigster Einsatz als Polsterung von Sitzmöbeln. Durch die damit oft verbundene weitflächige und gleichmäßige Anordnung im Raum wird ein erhöhtes diffuses Schallfeld erzeugt - Spezielle optimierte Schaumstoffe häufig in Verbindung mit Lochplatten aus Metall, Holz oder Gipskarton. Bei einem geringen Lochflächenanteil der Platten wirkt das System zusätzlich als Helmholtz-Resonator (vgl. Abschnitt 6.4.4)

6

Mineralwolle

- als relativ steife Platte häufigster Einsatz in Akustikdecken - als weiche Matte häufig als zusätzliche Auflage für Lochplatten aus Metall, Holz oder Gipskarton

Akustikputz

- als dünne Putzschicht nur zur Absorption hoher Frequenzen geeignet - zur Absorption tiefer Frequenzen ist eine Applikation auf einem der Wand oder Decke vorgelagerten Trägermaterial (z.B. Gipskarton-Bauplatte) erforderlich. Durch die fugenlose Verarbeitung ist die Realisierung einer Akustikdecke möglich, die optisch einer konventionell verputzten Decke entspricht.

geblähte Baustoffe

- Bauteile aus Blähton, Porenbeton und Loch- oder Hohlblocksteine - Bauteile an Wänden und Decken, die aufgrund ihrer Porosität neben statischen auch schallabsorbierende Aufgaben übernehmen - Hohlräume dürfen nicht von Putzen oder Abdeckungen verschlossen werden

7

8

6.5 Technische Absorber 481

6.5.3 Plattenresonatoren Plattenresonatoren sind schalltechnisch als ein Feder-Masse-System (Bild 6.5.3-1) zu sehen. Ihr Wirkungsschwerpunkt liegt im Bereich der Eigenfrequenz f0. In der Regel besteht die Vorsatzschale mit der Masse m1‘ aus Gipskarton o.ä., die tragende Schale aus einer massiven Konstruktion (m2‘ >> m1‘) und die Feder aus einer Luftschicht oder besser - zur Vermeidung einer stehenden Welle (s.u.) bei der Frequenz fSt - aus einer Hohlraumbedämpfung, z.B. Mineralwolle. m1'



s' m2' Bild 6.5.3-1 Feder-Masse-System eines Plattenresonators

Bild 6.5.3-2 Beispiele für die konstruktive Ausführung von Plattenresonatoren a) vollflächig verklebte Konstruktion aus einer Gipskartonbauplatte (GKB) und einer Mineralfaserplatte b) Konstruktion aus Traglattung und einer Gipskartonbauplatte (GKB), einer Mineralfaserplatte und ggf. zusätzlicher Luftschicht

Eigenfrequenz

f0 =

1000 s′ s′ ⋅ ≈ 160 ⋅ 2π m1′ m1′

mit m′2 >> m′1

Darin sind: f 0 Eigenfrequenz in Hz s′ dynamische Steifigkeit in MN/m3 m1′ Masse der Vorsatzschale in kg/m2

(6.5.3-1)

482

6 Raumakustik

Stehende Wellen Stehende Wellen treten in nichtbedämpften Hohlräumen auf, wenn der Abstand der beiden Hohlraumoberflächen einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge l/2 entspricht. Die entsprechenden Frequenzen, bei denen stehende Wellen auftreten, lassen sich dann nach Gl. 6.5.3-2 abschätzen. c 170 fSt = n ⋅ L ≈ n ⋅ 2⋅ a a

(6.5.3-2)

Darin sind: fSt Frequenz einer stehenden Welle in Hz n ganze Zahl cL Schallgeschwindigkeit der Luft in m/s a Abstand der beiden Hohlraumoberflächen in m

6.5.4 Helmholtz-Resonator Bei dem Helmholtz-Resonator handelt es sich um einen Resonanzabsorber für tiefe Frequenzen. Bild 6.5.4-1 zeigt seinen prinzipiellen Aufbau.

H Bild 6.5.4-1 Prinzipdarstellung eines Helmholtz-Resonators. Darin ist S die Fläche des H H Resonatorhalsquerschnittes, V das Luftvolumen und d1 die Resonatorhalslänge

Die Wirkungsweise eines Helmholtz-Resonators basiert ebenfalls auf dem Prinzip des Feder-Masse-Systems, wobei hier die Luft im Resonatorhals die schwingende akustische Masse und das angeschlossene Luftvolumen eine Feder in Form eines Luftkissens darstellen. Die Berechnung der Eigenfrequenz zur Beschreibung des Wirkungsmaximums erfolgt näherungsweise nach Gl. 6.5.4-1. f0 ≈ 170 ⋅



SH V H ⋅ ( d1H + 2∆t )

(6.5.4-1)

Darin sind: f 0 Eigenfrequenz in Hz SH Fläche des Resonatorhalsquerschnittes in cm2 VH Luftvolumen in dm3 H d1 Resonatorhalslänge in cm 2Dt Mündungskorrekturwert in cm gemäß Tab. 6.5.4-1

6.5 Technische Absorber

483

Tabelle 6.5.4-1 Werte des Mündungskorrekturwertes 2Dt

1

1

2

Ausbildung des Resonatorhalses

Mündungskorrekturwert 2⋅Dt in cm

2

Loch mit Durchmesser d in cm

0,8 ⋅ d

3

Quadratausschnitt mit Kantenlänge a in cm

0,9 ⋅ a

4

nicht schlitzförmig mit Fläche AR in cm2

0, 9 ⋅ AR

6.5.5 Mikroperforierte Absorber Mikroperforierte Absorber bestehen aus einer dünnen Lochplatte bis etwa 8 Millimeter Dicke, deren Lochdurchmesser sehr gering sind (0,3 bis 2,0 Millimeter), und einem abgeschlossenen Luftvolumen ohne Hohlraumbedämpfung. Damit handelt es sich vom prinzipielle Aufbau her um einen (modifizierten) Helmholtz-Resonator, also auch um ein akustisches Feder-Masse-System. Auch hier stellt die Luft im Resonatorhals die schwingende akustische Masse und das angeschlossene Luftvolumen eine Feder in Form eines Luftkissens dar. Sie sind besonders im höheren Frequenzbereich wirksam.

Bild 6.5.5-1 Prinzipdarstellung eines mikroperforierten Absorbers

Die Wirkungsweise des mikroperforierten Absorbers liegt in der Dissipation der Schallenergie durch viskose Reibung der Luft in den Löchern. Diese Reibung erfolgt nur in den akustischen Grenzschichten, also in den Bereichen einer Änderung des Schnelleprofils. Charakteristikum des mikroporösen Aborbers ist, dass die Löcher so klein sind, dass sie völlig von der akustischen Grenzschicht ausgefüllt sind.

Bild 6.5.5-2 Prinzipdarstellung der unterschiedlichen Schnelleprofile der schwingenden Luft, a) im Hals eines Helmholtz-Resonator und b) in einer Mikroperforierung.

Die Lochplatten der mikroperforierten Absorber werden aus unterschiedlichen konventionellen Materialien hergestellt, von besonderem Interesse ist dabei eine transparente Ausführung aus Acrylglas. Bei der Auswahl der Materialien eines mikroperforierten Absorbers ist die in der Luft in nicht unerheblicher Menge entstehende Dissipationsenergie (= Wärme) und ihre Ableitung über die Platte zu berücksichtigen.

484

6 Raumakustik

6.6 Schallreflexionen 6.6.1 Allgemeines Die Reflexionsvorgänge in einem Raum hängen maßgeblich ab vom Verhältnis der Abmessungen der Reflexionsflächen zur Wellenlänge des auftreffenden Schallsignals. Man unterscheidet dementsprechend zwischen spiegelnder Reflexion (Abschnitt 6.6.2) und diffuser Reflexion (Abschnitt 6.6.3). Weiteres wichtiges Kriterium zur Reflexion von Schall ist das Gewicht der Reflexionsflächen: Während leichte Oberflächenmaterialen entsprechend ihrer inneren Struktur Schall weitestgehend absorbieren und nicht reflektieren, ist zur Erzielung von Reflexionsvorgängen eine ausreichende flächenbezogene Masse des Reflektors erforderlich. Die erforderliche flächenbezogene Masse ist dabei in der Form frequenzabhängig, dass mit Absinken der Frequenz des Schallsignals diese ansteigt. Nach Fasold u. Veres [50] genügen dabei für Reflexionen im Sprachbereich etwa 10 kg/m2, für Musik im Bereich der Schallquelle (z.B. Podiumsbegrenzung in einem Konzertsaal) etwa 40 kg/m2. In den folgenden Abschnitten erfolgt die Darstellung von Reflexionsvorgängen mit Hilfe von Schallstrahlen.

6.6.2 Spiegelnde Reflexion Einige grundlegende Prinzipien der Schallreflexion sind - ausreichend große Reflexionsflächen vorausgesetzt - in den Bildern 6.6.2-1 (ebene Oberflächen) und 6.6.2-2 (gekrümmte Oberflächen) dargestellt. Liegt die Entfernung s der Schallquelle S vom Kreisscheitelpunkt im Bereich von r > s > r/2 (vgl. mittleres Bild 6.6.2-3), führt dieses zu einer in der Regel unerwünschten Schallkonzentration (besonders bei hohen Laufzeitunterschieden zwischen direktem und reflektiertem Schall) im Brennpunkt der Schallstrahlen. Hier sind entsprechende planerische Maßnahmen erforderlich. Ausnahme ist jedoch eine gezielte Schall-Lenkung in ansonsten immissionstechnisch defizitäre Raumbereiche. Bei der spiegelnden Reflexion von Schallwellen gilt das aus der Optik bekannte Gesetz „Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel“. Dabei hängt die Bezugsfläche eines reflektierenden flächigen Gegenstandes (z.B. Wand oder Decke) mit strukturierter Oberfläche von der Wellenlänge des auftreffenden Schalles ab, vgl. Tabelle 6.6.2-1.

6.6 Schallreflexionen 485

Bild 6.6.2-1 Reflexionen von Schall an ebenen Oberflächen mit ae = Einfallswinkel und aa = Ausfallswinkel

Bild 6.6.2-2 Reflexionen von Schall an gekrümmten Kreisoberflächen. Hierin bedeuten MK = Kreismittelpunkt, ae = Einfallswinkel und aa = Ausfallswinkel

Bild 6.6.2-3 Schallkonzentrationen an gekrümmten Kreisoberflächen. Hierin bedeuten MK = Kreismittelpunkt, S = Schallquelle, B = Brennpunkt der Schallstrahlen, r = Kreisradius

486

6 Raumakustik

Tabelle 6.6.2-1 Reflexionen an einer oberflächenstrukturierten Fläche bei unterschiedlichen Wellenlängen des auftreffenden Schalles

1

2

3

1

Verhältnis l : bR

Reflexion

Reflexionsfläche

2

bR > l

Struktur

3

bR < l

Grundfläche

4

bR = l

Struktur

6.6.3 Diffuse Reflexion Tritt der Fall ein, dass die Strukturbreite einer strukturierten Oberfläche der Wellenlänge des auftreffenden Schalls in etwa entspricht, gilt das Gesetz „Einfallswinkel gleich Ausfallwinkel“ nicht mehr, sondern die Reflexion erfolgt ungerichtet und diffus. Bild 6.6.3-1 zeigt unterschiedliche Oberflächenstrukturen mit Angabe der jeweiligen Strukturbreite b, Strukturtiefe d und Strukturperiode g.

6.6 Schallreflexionen

487

Bild 6.6.3-1 Unterschiedliche Oberflächenstrukturen, jeweils mit Angabe von Strukturbreite b, Strukturtiefe d und Strukturperiode g

Als Maß zur Quantifizierung der Verteilung der zurückgeworfenen Schallstrahlen bedient man sich des sogenannten Diffusiongrades, der rein theoretisch im Bereich von 1 (d.h. völlig gleichmäßige Verteilung der reflekierten Schallstrahlen) und 0 (d.h. gerichtete Schallstrahlen) liegen kann. Der in der Praxis maximal erreichbare Diffusionsgrad liegt nach [50] bei 0,8 und wird erzielt, wenn das Verhältnis von Strukturperiode g zur Wellenlänge etwa bei 1:1 bis 2:1 liegt. Die zur konstruktiven Ausbildung einer strukturierten Oberflächen mit maximalem Diffusionsgrad erforderlichen Abmessungen sind Tabelle 6.6.3-2 zu entnehmen. Die Strukturperiode, die sich für eine zu optimierende Frequenz fopt ergibt, lässt sich mit Formel 6.6.3-1 ermitteln. Tabelle 6.6.3-2 Zusammenstellung der zur konstruktiven Ausbildung einer strukturierten Oberflächen mit max. Diffusionsgrad 0,8 erforderlichen Abmessungen in Anlehnung an [50]

1

4

1,1

Strukturperiode g in m

3

b≥

1,0

4

0,9

g 2

5 Strukturtiefe d in m

Quadrat, Rechteck

0,8 0,7 0,6

Halbkreis

g

0,5 0,4

b=g

0,3 0,2

400

600

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Frequenz f in Hz

5

3

Strukturbreite Strukturb in m art

Strukturperiode g in m

1 2

2

g≈

500 fopt

(6.6.3-1)

Dreieck

d≈ (0,3...0,5) ⋅ b

488

6 Raumakustik

6.7 Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade Im nachfolgenden Abschnitt ist eine kleine Auswahl von Schallabsorptionsgraden aus der Literatur zusammengestellt. Bezüglich weiterer Werte sei hier auch auf [51] und die „Datenbank der Absorptionsgrade und Diffusitäten der Physikalisch Technischen Bundesanstalt“ [52] hingewiesen. Rechnet man überschlägig mit A-bewerteten Schallsignalen, so kann man für den Schallabsorptionsgrad a in der Regel den entsprechenden Wert bei der Oktav-Mittenfrequenz f = 500 Hz ansetzen. Tabelle 6.7-1 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as verschiedener Oberflächen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A], Anhang G der DIN 18041 [B] und Anhang B der DIN EN 12354-6 [C]

1 Beschreibung

2

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

8 Quelle

1

Fenster (Isolierverglasung)

0,28

0,20

0,11

0,06

0,03

0,02

[B]

2

Fenster, Glasfassade

0,12

0,08

0,05

0,04

0,03

0,02

[C]

3

Spiegel vor der Wand

0,12

0,10

0,05

0,04

0,02

0,02

[B]

4

Tür, Holz, lackiert

0,10

0,08

0,06

0,05

0,05

0,05

[B]

5

Bücherregal in Bibliotheken (je m2 Oberfläche)

0,30

0.39

0,39

0,31

0,29

0,21

[B]

6

Kino-Bildwand

0,10

0,13

0,36

0,31

0,29

0,20

[B]

7

Lüftungsgitter, 50% offene Fläche

0,30

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50

[C]

8

große Öffnungen (kleinstes Maß > 1 m)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

[C]

9

Bühnenöffnung mit Dekoration

0,40

0,40

0,60

0,70

0,80

0,80

[B]

10

Mauerziegelwand, unverputzt, Fugen ausgestrichen

0,03

0,03

0,03

0,04

0,05

0,06

[B]

11 Beton, verputztes Mauerwerk

0,01

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

[C]

12 Beton (unverputzt), Stuckgips

0,02

0,02

0,03

0,04

0,05

0,05

[B]

13 Kalkzementputz

0,03

0,03

0,02

0,04

0,05

0,05

[B]

14 Glattputz

0,02

0,02

0,03

0,03

0,04

0,06

[B]

15 Tapete auf Kalkzementputz

0,02

0,03

0,04

0,05

0,07

0,08

[B]

(Fortsetzung nächste Seite)

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade 489

Tabelle 6.7-1 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as verschiedener Oberflächen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A], Anhang G der DIN 18041 [B] und Anhang B der DIN EN 12354-6 [C] (Fortsetzung)

1

Beschreibung

2

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz

8 Quelle

125

250

500

1000

2000

4000

16 Lochsteine (vorsichtige Annahme)

0,10

0,20

0,44

0,55

0,44

0,22

[B]

17

Holz- oder Spanplatten vor festem Untergrund

0,04

0,04

0,05

0,06

0,06

0,06

[B]

18

35 mm Holzwolle-Leichtbau-Platten direkt aufgebracht

0,08

0,17

0,70

0,71

0,64

0,64

[B]

0,06 0,13

0,11 0,19

0,25 0,43

0,46 0,76

0,62 0,55

0,63 0,83

0,10

0,13

0,22

0,35

0,47

0,57

0,10 0,16 0,72

0,24 0,52 1,04

0,50 0,80 1,05

0,70 0,89 1,01

0,93 0,99 0,98

Holzwolle-Leichtbau-Platten direkt aufgebracht 19 - d = 35 mm, ρ = 14,5 kg/m³ - d = 50 mm, ρ = 19,5 kg/m³ 20

Kokosfaser-Rollfilz d = 29 mm, m = 2,2 kg/m2

Platten aus gebundener Mineralfaser, beidseitig oberflächenimprägniert 21 - d = 10 mm, ρ = 160 kg/m³ - d = 20 mm, ρ = 117 kg/m³ - d = 50 mm, ρ = 120 kg/m³

[A]

[A]

[A]

d = 40 mm Mineralwollematte r = 20 kg/m3 22 direkt aufgebracht - ohne Lochblechabdeckung - mit Lochblechabdeckung (18%)

0,11 0,11

0,36 0,36

0,68 0,69

0,88 0,95

0,89 0,81

0,97 0,70

Melaminharz-Schaumstoff r = 8-10 kg/m3, direkt aufgebracht 23 d = 30 mm d = 50 mm

0,12 0,16

0,31 0,56

0,66 0,87

0,86 0,96

0,87 0,97

0,92 0,97

mikroperforierte Spanndecke 24 im Abstand von 100 mm, kein Akustikvlies im Hohlraum

0,09

0,25

0,65

0,80

0,61

0,60

[B]

mikroperforierte Spanndecke im Abstand von 100 mm, 25 40 mm Akustikvlies direkt an der Rückwand

0,28

0,69

1,00

0,89

0,75

0,71

[B]

[B]

[B]

490

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-2 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as verschiedener Fußbodenbeläge und -aufbauten nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A], Anhang G der DIN 18041 [B] und Anhang B der DIN EN 12354-6 [C]

1

1

Beschreibung

2

2

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

8 Quelle

3

Marmor, Fliesen, Klinker

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

0,03

[B]

4

Parkettfußboden - aufgeklebt - auf Blindboden - hohlliegend

0,04 0,20 0,15

0,04 0,15 0,07

0,05 0,10 0,07

0,06 0,10 0,06

0,06 0,05 0,06

0,06 0,10 0,06

[B]

5

PVC-Belag 2,5 mm dick, auf Betonboden

0,01

0,02

0,01

0,03

0,05

0,05

[B]

6

Linoleum auf Beton geklebt

0,02

0,02

0,03

0,03

0,04

0,04

[B]

7

Nadelfilz 7 mm, auf massivem Untergrund

0,02

0,04

0,12

0,20

0,36

0,57

[B]

8

Teppich bis 6 mm Florhöhe

0,02

0,04

0,06

0,20

0,30

0,35

[B]

9

Teppich 7 bis 10 mm Florhöhe

0,04

0,07

0,12

0,30

0,50

0,80

[B]

10

5 mm Teppich mit 5 mm Filzunterlage, auf festem Untergrund

0,07

0,21

0,57

0,68

0,81

0,72

[B]

0,02 0,04

0,03 0,08

0,06 0,15

0,15 0,30

0,30 0,45

0,40 0,55

0,00 0,05

0,02 0,13

0,04 0,60

0,15 0,24

0,36 0,28

0,32 0,32

[A]

schallabsorbierender Calciumsulfat-Doppelboden, Lochanteil 4 % mit Melaminschaumhinterklebung, 13 und geschlossener Rückseite aus Stahlblech, Teppichboden (aw = 0,15) perforiert

0,20

0,28

0,58

0,31

0,42

0,82

[54]

schallabsorbierender Doppelboden aus Stahlkassenttenplatten Lochflächenanteil 16,9 % mit MFHinterlegung, Teppichboden (aw = 0,15) perforiert

0,43

0,51

0,98

0,79

0,63

0,80

[54]

weicher Bodenbelag auf massiver Bodendecke 11 - ≤ 5 mm - ≤ 10 mm 12

14

Schlingen-Teppich 4,5 mm - direkt auf Boden ausgelegt - auf 8 mm Filzunterlage

[C]

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade 491

Tabelle 6.7-3 Beispiele für den frequensabhängigen Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit massiver Vorsatzschale nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B]

1

2

3

4 Massivwand

4

5

6

7

8

1 Vorsatzschale Dicke dv 2 Schalenabstand a

1

3 Hohlraumbedämpfung Dicke dMF a

2

Beschreibung

3

4

 Mauerwerksvorsatzschale aus Hochlochziegeln, Löcher sichtbar  a = 60 mm  keine Hohlraumbedämpfung

5

 Mauerwerksvorsatzschale aus Verblendziegeln, offene Stossfugen  a = 50 mm  - keine Hohlraumbedämpfung - dMF = 50 mm

6

 Mauerwerksvorsatzschale aus Vollziegeln, vollfugig verlegt,  a = 30 mm  keine Hohlraumbedämpfung

dv

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

0,11

0,22

0,34

0,35

0,51

0,43

Quelle

[B]

[A] 0,07 0,53

0,38 0,74

0,21 0,27

0,15 0,20

0,25 0,34

0,31 0,34

0,16

0,13

0,15

0,11

0,13

0,14

[A]

492

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-4 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit plattenförmigen Vorsatzschalen (Holz-, Gipskarton- und Gipskartonlochplatten) nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B]

1

2

3

4

5

6

7

8

4 Massivwand oder -decke

1

2 Hohlraumbedämpfung Dicke dMF

a

3 Schalenabstand a

d

2

Beschreibung

3 4

 dP = 19 mm Leichtspanplatte 6,4 kg/m², auf Holzlattung  keine Hohlraumbedämpfung  a = 50 mm

5

 dP = 4 mm Hartfaserplatte kassettiert  keine Hohlraumbedämpfung  - a = 60 mm - a = 120 mm

dP = 4 mm Hartfaserplatte dMF = 40 mm a = 120 mm

6

  

7

Kasten mit 750 mm x 500 mm  dP = 3,5 mm Hartfaserplatte  dMF = 40 mm  a = 30 mm

8

 dP = 4 mm Sperrholzplatte kassettiert  dMF = 40 mm  - a = 60 mm - a = 120 mm

9

 dP = 6 mm Sperrholzplatte kassettiert  - keine Hohlraumbedämpfung - dMF = 50 mm, r = 100 kg/m3  a = 50 mm

(Fortsetzung nächste Seite)

1 Platte, Dicke d  auf Holzleisten (500x750mm)

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

0,16

0,58

0,75

0,53

0,54

0,42

Quelle

[A]

[B] 0,22 0,26

0,19 0,15

0,13 0,07

0,07 0,05

0,05 0,05

0,05 0,05

0,77

0,33

0,16

0,08

0,07

0,03

[B]

0,61

0,26

0,19

0,07

0,07

0,03

[B]

[B] 0,63 0,77

0,25 0,33

0,14 0,16

0,08 0,08

0,06 0,07

0,05 0,03

0,18 0,57

0,28 0,37

0,12 0,13

0,07 0,07

0,04 0,06

0,04 0,03

[A]

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade

493

Tabelle 6.7-4 Beispiele für den Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit plattenförmigen Vorsatzschalen nach DNA [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B] (Fortsetzung)

1 Beschreibung

2

3

4

5

6

7

8

Schallabsorptionsgrad as Quelle für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125 250 500 1000 2000 4000

 dP = 6 mm Sperrholzplatte kassettiert 10  dMF = 50 mm, r = 100 kg/m3  a = 100 mm

0,75

0,30

0,12

0,05

0,04

0,03

[A]

 dP = 8 mm Holzspanplatte kassettiert 11  - keine Hohlraumbedämpfung - dMF = 20 mm, r = 90 kg/m3  a = 30 mm

0,25 0,38

0,22 0,23

0,04 0,02

0,00 0,00

0,03 0,00

0,08 0,06

[A]

 dP = 16 mm Holzspanplatte kassettiert 12  - keine Hohlraumbedämpfung - dMF = 20 mm, r = 90 kg/m3  a = 30 mm

0,27 0,38

0,07 0,11

0,01 0,00

0,00 0,00

0,00 0,00

0,00 0,01

[A]

0,27 0,30

0,17 0,10

0,10 0,05

0,09 0,07

0,11 0,09

0,12 0,08

[B]

0,30 0,21

0,12 0,12

0,08 0,09

0,06 0,06

0,06 0,09

0,10 0,13

0,30 0,39 -

0,69 0,94 0,96

1,01 0,92 0,68

0,81 0,68 0,79

0,66 0,69 0,72

0,62 0,58 0,62

  13 

dp = 9,5 mm Gipskartonplatten keine Hohlraumbedämpfung - a = 25 mm - a = 60 mm, Hohlraum kassetttiert

  14 

dp = 12,5 mm Gipskartonplatten dMF = 30 mm - a = 100 mm - a = 400 mm

 dP = 9,5 mm Gipskarton-Lochplatte, regelmäßige Lochung, 19,6 % Lochflächenanteil 15  dMF = 30 mm + Vlies  a = 100 mm a = 200 mm a = 400 mm  dP = 9,5 mm Gipskarton-Lochplatte, unregelmäßige Lochung, 6 % Lochflächenanteil 16  dMF = 30 mm + Vlies  a = 100 mm a = 200 mm a = 400 mm (Fortsetzung nächste Seite)

[A]

[A]

[A] 0,39 -

0,81 0,76 0,69

0,68 0,55 0,45

0,44 0,39 0,47

0,25 0,25 0,28

0,20 0,20 0,23

494

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-4 Beispiele für den Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit plattenförmigen Vorsatzschalen nach DNA [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B] (Fortsetzung)

1 Beschreibung 9,5 mm Gipskarton-Kassette, 8 % Schlitzflächenanteil 17  - ohne Hohlraumdämpfung - dMF = 20 mm  a = 30 mm Gipsplatten Rasterdecke 8/18 Rundlochung, Akustikvlies, 15,5 % Lochflächenanteil 18  - ohne zus. Hohlraumdämpfung - dMF = 20 mm  a = 200 mm Gipsplatten Rasterdecke, Akustikvlies, 12/25 Quadratlochung 15,5 % Lochflächenanteil 19  dMF = 20 mm  - a = 100 mm - a = 200 mm

2

3

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

0,08 0,10

0,07 0,26

0,25 0,92

0,30 0,55

0,12 0,20

0,08 0,10

0,45 0,50

0,60 0,65

0,70 0,70

0,60 0,65

0,55 0,60

0,65 0,70

8 Quelle

[A]

[B]

[B] 0,40 0,45

0,45 0,50

0,50 0,50

0,45 0,40

0,40 0,35

0,30 0,35

 dP = 9,5 mm Gipsplatte 8/18 Rundlochung 20 15 % Lochflächenanteil  mit Faservlies  a = 100 mm

0,12

0,28

0,75

0,50

0,38

0,30

[B]

 Gipsplatte geschlitzt 8,8 % Schlitzflächenanteil 21  mit Faservlies  a = 100 mm

0,11

0,28

0,66

0,38

0,28

0,30

[B]

 Holz-Wolle-Leichtbauplatten (HWL) auf Holzlattung, 22 dv = 50 mm, ρ = 19,5 kg/m³  a = 30 mm  keine Hohlraumbedämpfung

0,11

0,24

0,58

0,53

0,58

0,72

[A]

 dV = 25 mm HolzwolleLeichtbauplatte 23  Hohlraum leer  a = 50 mm

0,13

0,42

0,54

0,45

0,70

0,73

[B]

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade 495

Tabelle 6.7-5 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit abgehängten Dämmplatten nach Anhang G der DIN 18041

1

2

3

4

5

6

7

4 Massivdecke

1

3 Schalenabstand a

1 Faserplatte Dicke d

a

2 Tragschiene

2

Beschreibung

3

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

4

 d = 15 mm Mineralplatte mit Vlieskaschierung, ohne rückseitige Zusatzmaßnahmen  a = 200 mm

0,50

0,65

0,70

0,85

1,00

1,00

5

 d = 15 mm Mineralplatte, fein genadelt, ohne rückseitige Zusatzmaßnahmen  a = 200 mm

0,35

0,55

0,65

0,70

0,65

0,60

6

 d = 15 mm Mineralplatte, ungenadelt, ohne rückseitige Zusatzmaßnahmen  a = 200 mm

0,15

0,15

0,10

0,15

0,15

0,10

7

 d = 20 mm Recycle-Glaswolleplatte mit mikroporöser Farbbeschichtung, 100 mm rückseitiger Tiefanabsorber  a = 200 mm

0,75

0,95

0,90

1,00

1,00

1,00

8

 d = 15 mm Recycle-Glaswolleplatte mit Vliesbeschichtung, ohne rückseitige Zusatzmaßnahmen  a = 200 mm

0,40

0,85

1,00

0,90

1,00

1,00

496

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-6 Beispiele für den Schallabsorptionsgrad as von abgehängten Unterdecken aus Metallelementen nach DNA [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B]

1

2

3

4

5

6

7

8

5 Massivdecke

1

4 Schalenabstand a 2 Tragschiene

h

2

b

Beschreibung

3

4

5

3 Mineralfaserauflage kaschiert, Dicke dMF 1 Metallelemente (Lamellen, Kassetten) Bauhöhe h, Breite b Fugenabstand c

a

c

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

 Metallpaneele aus 0,5 mm Aluminiumblech, h = 16 mm, b = 85 mm, c = 15 mm  dMF = 20 mm  a = 164 mm a = 344 mm  Metall-Lamellendecke aus 0,3 mm Aluminium, h = 6 mm, b = 50 mm, c = 12,5 mm  dMF = 20 mm  - a = 170 mm - a = 350 mm

250

500

1000

2000

Quelle

4000

[A] -

0,59 0,78

0,81 0,68

0,64 0,66

0,26 0,26

0,17 0,22

[A] -

0,89 0,99

1,00 0,75

0,88 0,92

0,88 0,88

0,61 0,70

6

 Metallkassettendecke, 16 % Lochflächenanteil, 2,5 mm Löcher im 5,5 mm Abstand  dMF = 20 mm  a = 180 mm

-

0,71

0,93

0,79

0,87

0,77

[A]

7

 Metallkassettendecke, gelocht Löcher von 2,5 mm im Abstand von 5,5 mm, 16 % Lochflächenanteil  dMF = 20 mm in PE-Folie 0,3 mm eingehüllt  a = 350 mm

-

0,70

0,72

0,85

0,85

0,81

[A]

(Fortsetzung nächste Seite)

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade

497

Tabelle 6.7-6 Beispiele für den Schallabsorptionsgrad as von abgehängten Unterdecken aus Metallelementen nach DNA [53] [A] und Anhang G der DIN 18041 [B] (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

6

7

8

5 Massivdecke

1

4 Schalenabstand a 2 Tragschiene

h

2

3 Mineralfaserauflage kaschiert, Dicke dMF 1 Metallelemente (Lamellen, Kassetten) Bauhöhe h, Breite b Fugenabstand c

a

Beschreibung

3

b

c

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz

Quelle

125

250

500

1000

2000

4000

8

 gelochte Metallkassette 16 % Lochflächenanteil 2,5 mm Lochdurchmesser  Akustikvliesauflage  a = 200 mm

0,35

0,70

0,85

0,75

0,75

0,75

[B]

9

 geloch. Langfeld-Kassette 20 % Lochflächenanteil 3 mm Lochdurchmesser  Akustikfilzauflage  a = 300 mm

0,38

0,65

0,59

0,75

0,77

0,61

[B]

498

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-7 Beispiele für den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad as von Konstruktionen mit Holzverbretterungen nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53]

1

2

3

4

5

6

7

4 Massivwand oder -decke

1

3 Schalenabstand a

2 Hohlraumbedämpfung Dicke dMF

a

d b

2

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz

Beschreibung

3

4

 Nut-Fichtenbretter d = 20 mm alle Schlitze offen b = 100 mm, c = 10 mm kassettiert  dMF = 20 mm  a = 50 mm

5

 Nut-Fichtenbretter d = 20 mm jeder 2. Schlitz offen b = 100 mm, c = 10 mm  dMF = 20 mm  - a = 50 mm, kassettiert - a = 105 mm, dMF = 40 mm auf Bitumenpappe gesteppt, ohne Kassettierung

6

 Holzverstäbung d = 25 mm alle Schlitze offen b = 45 mm, c = 16 mm  dMF = 20 mm, kassetiert  a = 50 mm

1 Holzverbretterung Dicke d, Breite b Fugenabstand c

c

125

250

500

1000

2000

4000

0,18

0,44

0,75

0,23

0,10

0,20

0,24 0,45

0,89 0,85

0,37 0,10

0,18 0,00

0,07 0,08

0,14 0,13

0,19

0,36

0,73

0,50

0,25

0,31

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade 499

Tabelle 6.7-8 Beispiele für die Schallabsorption durch Dekorationsstoffe und Vorhänge nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A] und Anhang B der DIN EN 12354-6 [C]

1

2

3

gefalten 1:3 gefalten 1:1,5 glatt

1

4

5

6

7

8

1 Vorhang hängend

a

2 Luftraum Abstand a 3 Fenster, Wand

2

Beschreibung

3

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

Quelle

4

 Netz-Vorhang  a = 0 bis 200 mm typischer Mindestwert

0,05

0,04

0,03

0,02

0,02

0,02

[C]

5

 Vorhang, < 0,2 kg/m²  a = 0 bis 200 mm typischer Mindestwert

0,05

0,06

0,09

0,12

0,18

0,22

[C]

6

 Webstoff ca. 0,4 kg/m² in Falten oder gerüscht, > 1:3  a = 0 bis 200 mm typischer Höchstwert

0,10

0,40

0,70

0,90

0.95

1,00

[C]

7

 Chenille-Plüsch, glatt gespannt Baumwolle 0,417 kg/m²  a = 50 mm

0,04

0,09

0,37

0,68

0,89

0,72

[A]

8

 Chenille-Plüsch, gefalten 1:3, Baumwolle m‘ = 0,417 kg/m²  - a = 50 mm - a = 200 mm

0,15 0,20

0,45 0,66

0,96 0,94

0,91 1,06

1,06 1,07

1,02 1,11

9

 Leinenstrukturgewebe, glatt (59 % Zellwolle, 31 % Leinen, 10 % Baumwolle) 0,167 kg/m²  - a = 50 mm - a = 300 mm

 Leinengewebe, gefalten 1:3 (59 % Zellwolle, 31 % Leinen, 10 10 % Baumwolle) 0,167 kg/m²  a = 50 mm 11

 Satin, m‘ = 0,421 kg/m² gefaltet 1:1,5  a = 200 mm

[A]

[A] 0,01 0,09

0,00 0,29

0,18 0,35

0,48 0,41

0,59 0,43

0,41 0,55

0,08

0,53

0,85

0,94

1,26

1,12

[A]

0,09

0,55

1,03

0,89

0,93

0,92

[A]

500

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-9 Frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsflächen AObj von Einzelpersonen und Sitzmöbeln verschiedener Materialien pro Objekt nach Deutscher Normenausschuss (DNA) [53] [A], Anhang G der DIN 18041 [B] und Anhang C der DIN EN 12354-6 [C]

1 1

Beschreibung

2

2

3

4

5

6

7

Äquivalente Schallabsorptionsfläche AObj in m2 für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

-

0,42 0,32

0,87 0,70

1,34 0,94

1,40 1,06

1,58 1,19

0,05

0,10

0,20

0,35

0,50

0,65

0,12 0,12

0,45 0,45

0,80 0,80

0,90 1,20

0,95 1,30

1,00 1,40

8 Quelle

3

Einzelperson, stehend, im Wintermantel, 6 m² / Person - männlich - weiblich

4

einzelne Person in einer Gruppe, sitzend oder stehend, 1 Person je 6 m2 Fläche, typischer Mindestwert

5

einzelne Person in einer Gruppe, 1 je 6 m2 Fläche, typischer Höchstwert - sitzend - stehend

6

männliche Person im Anzug, sitzend

0,15

0,25

0,55

0,80

0,90

0,90

[B]

7

weibliche Person im Sommerkleid, sitzend

0,05

0,10

0,15

0,35

0,45

0,60

[B]

8

einfacher Holzstuhl

0,02

0,02

0,03

0,04

0,04

0,04

[C]

9

einfacher gepolsteter Stuhl

0,10

0,20

0,25

0,30

0,35

0,35

[C]

einfacher Polsterstuhl mit 10 - Textilbezug - Kunstlederbezug

0,15 0,05

0,25 0,15

0,30 0,20

0,35 0,10

0,40 0,03

0,40 0,03

[B]

11 gepolsterter Theaterklappstuhl

0,25

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

[B]

Musiker mit Instrument: 12 - 1,1 m² / Person - 2,3 m² / Person

0,16 0,03

0,42 0,13

0,87 0,43

1,07 0,70

1,04 0,86

0,94 0,99

[B]

13 Chorsänger: < 0,5 m² / Person

0,15

0,25

0,40

0,50

0,60

0,60

[B]

[A]

[B, C]

[C]

6.7

Zusammenstellung Schallabsorptionsgrade 501

Tabelle 6.7-10 Frequenzabhängige Schallabsorptionsflächen AObj von Schränken und Objekten nach Anhang G der DIN 18041

1 1

Beschreibung

2

3

Schrank frei im Raum stehend, ohne Rückwand, 1,2 m breit, 5 Ordnerhöhen (1,75 m) hoch, - mit glatter Jalousie - mit schallabsorbierender Jalousie

2

3

4

5

6

7

Äquivalente Schallabsorptionsfläche AObj in m2 für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125

250

500

1000

2000

4000

0,83 1,63

0,76 1,84

0,52 1,31

0,48 1,63

0,41 1,54

0,45 1,56

1,95

2,00

2,44

2,85

2,84

2,43

4

Schrank frei im Raum stehend, 5 Ordnerhöhen (1,75 m) hoch, 1,2 m breit, 0,435 m tief, gelochte Tür und absorbierende Rückwand

5

Schrank 4 Ordnernhöhen (1,4 m) hoch, 1,4 m breit, 0,435 m tief, akustisch wirksame Schiebetür, akustisch wirksame Rückwand - frei im Raum stehend - direkt vor der Wand stehend

1,93 1,55

2,10 1,19

1,60 0,82

1,59 0,91

1,32 0,76

1,31 0,74

Schrank frei im Raum stehend, 3 Ordnerhöhen (1,05 m) hoch, 1,5 m breit, 0,350 m tief, Seitenwand, Rückwand und Frontklapptüren - unperforiert, - perforiert (Vlieseinlage)

1,35 2,50

0,61 2,22

0,52 2,60

0,26 2,60

0,14 2,45

0,10 2,62

2,50

2,40

1,80

1,73

1,59

1,58

0,51 0,43

0,78 1,13

1,22 1,99

1,72 2,96

2,43 2,73

2,83 2,56

0,90

2,40

3,40

4,00

4,10

3,80

6

7

Schrank frei im Raum stehend, 3 Ordnerhöhen (1,05 m) hoch, 1,5 m breit, 0,350 m tief, Seitenwand und Rückwand perforiert (Vlieseinlage), Frontklapptüren unperforiert

8

Stellwand frei im Raum stehend, 1024 mm × 1590 mm × 63 mm, - gering absorbierend - hoch absorbierend

9

Deckensegel aus recycelter Glaswolle mit mikroporöser Farbeschichtung, 2400 mm × 1200 mm, 40 mm dick, 200 mm zur Rohdecke abgehängt

502

6 Raumakustik

Tabelle 6.7-11 Zusätzliche frequenzabhängige Schallabsorptionsflächen ΔA von einzelnen Personen nach Anhang A der DIN 18041

1 1

2 3 4 5 6 7 zusätzliche äquivalente Schallabsorptionsfläche ΔA1 Person in m2 für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz 125 250 500 1000 2000 4000

Beschreibung

2 3

einzelne Person in einer Gruppe, stehend, 1 Person je 6 m2 Fläche 3); typischer Höchstwert

0,12

0,45

0,80

1,20

1,30

1,40

4

einzelne Person sitzend 1) 3) - auf ungepolsterter Bestuhlung - auf Leichtpolsterbestuhlung - auf Hochpolsterbestuhlung

0,15 0,10 0,05

0,30 0,15 0,05

0,40 0,20 0,05

0,45 0,25 0,10

0,55 0,25 0,10

0,55 0,25 0,15

5

Kind in Vorschuleinrichtungen 2)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,25

0,05 0,10

0,10 0,15

0,20 0,35

0,35 0,50

0,40 0,50

0,45 0,55

6

Schüler, sitzend an Tischen - Primarstufe (bis 11 Jahre) - Sekundarstufe

2)

1)

Die Werte basieren auf Reihenbestuhlung mit etwa 0,5 m2/Person.

2)

Die Werte basieren auf einer in Klassenräumen typischen Sitzanordnung an Tischen und auf ungepolsterten Stühlen.

3)

Für geringere Besetzungsdichten steigt die Schallabsorptionsfläche/Person an. Die angegeben Werte sind dann als Mindest-Schallabsorptionsfläche anzusehen.

Tabelle 6.7-12 Frequenzabhängige äquivalente Schallabsorptionsgrade für einige übliche festgelegte Objektanordnungen nach Anhang C der DIN EN 12354-6

1 1

2

4

5

6

7

Schallabsorptionsgrad as für die Oktavband-Mittenfrequenzen in Hz

Beschreibung

2

3

125

250

500

1000

2000

4000

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

3

Stühle in einer Reihe mit 0,9 m bis 1,2 m; Holz/Kunststoff

4

Stühle in einer Reihe mit 0,9 m bis 1,2 m; gepolstert - typischer Mindestwert - typischer Höchstwert

0,10 0,50

0,20 0,70

0,30 0,80

0,40 0,90

0,50 1,00

0,50 1,00

5

Personen, sitzend in einer Reihe mit 0,9 m bis 1,2 m (Zuhörer); - typischer Mindestwert - typischer Höchstwert

0,20 0,60

0,40 0,70

0,50 0,80

0,60 0,90

0,70 0,90

0,70 0,90

6

Kinder in einem hart möblierten Klassenzimmer, 1 je m2 Fläche

0,10

0,20

0,25

0,35

0,40

0,40

7 Brandschutz 7.1 Anforderungen an den Brandschutz Die Musterbauordnung MBO [55] formuliert die Anforderungen an den Brandschutz wie folgt: „Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löschmaßnahmen möglich sind.“

Brandschutzmaßnahmen

bauliche Brandschutzmaßnahmen

bauliche‐planerische  Brandschutzmaßnahmen

betriebliche Brandschutzmaßnahmen

selbstständige Löschanlagen, Regen,  Sprinkler, Pulver‐ und  Kohlensäurelöschanlagen

Fluchtwege

Wärme‐ und  Rauchabzugsanlagen

Brandabschnitte

Werksfeuerwehr (im Industriebau)

vertikale  Brandabschnitte

horizontale  Brandabschnitte

Alarmanlagen

bauliche‐konstruktive Brandschutzmaßnahmen Baustoff‐ Verhalten

Bauteil‐ Verhalten

Bild 7.1-1 Überblick über die primären Brandschutzmaßnahmen

Die Richtlinie 305/2011 (EU) zur Festlegung harmonisierter Bedingungen für die Vermarktung von Bauprodukten [56], kurz Bauproduktenrichtlinie (BPR) formuliert in ihrem Anhang A I die wesentlichen Anforderungen wie folgt:

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4_7

504

7 Brandschutz

„Das Bauwerk muss derart entworfen und ausgeführt sein, dass bei einem Brand • • • • •

die Tragfähigkeit des Bauwerks während eines bestimmten Zeitraums erhalten bleibt, die Entstehung und Ausbreitung von Feuer und Rauch innerhalb des Bauwerks begrenzt wird, die Ausbreitung von Feuer auf benachbarte Bauwerke begrenzt wird, die Bewohner das Gebäude unverletzt verlassen oder durch andere Maßnahmen gerettet werden können die Sicherheit der Rettungsmannschaften berücksichtigt ist.“

Einen Überblick über die primären Brandschutzmaßnahmen gibt Bild 7.1-1.

7.2 Brandverhalten Es wird differenziert zwischen dem Baustoff- und dem Bauteilverhalten. Baustoffverhalten: Beschreibung des Materials hinsichtlich der Brennbarkeit (und ggf. zusätzlicher Eigenschaften wie z.B. Rauchentwicklung) unter definierten Randbedingungen Bauteilverhalten: Beschreibung des Bauteils gegenüber einer definierten Brandbeanspruchung unter definierten Randbedingungen Zur Zeit kann - für den Zeitraum der Koexistenzperiode - diese Klassifizierung sowohl nach der Normengruppe DIN 4102, vgl. Abschnitt 7.4, als auch nach dem europäischen Klassifizierungssystem nach DIN EN 13501, vgl. Abschnitt 7.5, erfolgen. Die Einführung des europäischen Klassifizierungssystems erfolgte durch Veröffentlichung in der Bauregelliste A Teil 1 [57]. Nach Ablauf der Koexistenzperiode sollen nur noch europäisch genormte Bauprodukte vorhanden sein.

7.3 Brandverlauf Der Verlauf eines Brandes wird im Wesentlichen bestimmt durch: • • • • • • •

Menge und Art der brennbaren Materialien (Brandlast), die das Gesamt-Wärmepotential darstellen, Konzentration und Lagerungsdichte der Brandlast, Verteilung der Brandlast im Brandraum, Geometrie des Brandraumes, thermische Eigenschaften (insbesondere Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität) der Bauteile, die den Brandraum umschließen, Ventilationsbedingungen, die die Sauerstoffzufuhr zum Brandraum steuern, Löschmaßnahmen.

Bild 7.3-1 zeigt nachfolgend in einer Prinzipdarstellung eines Brandes Brandverlauf, Risiken und Regelungsumfang nach den Bauordnungen in Anlehnung an [58].

7.3 Brandverlauf 505 Entstehungsbrand

Brandphasen

Zündphase

Schwelbrandphase

voll entwickelter Brand (Vollbrand)

Erwärmungsphase

Abkühlungsphase

Brandtemperaturen

ETK

t1

0

Brandrisiken

Bauteilverhalten

Baustoffverhalten

Brandbeginn

Zündquellen Entflammbarkeit

Flammenausbreitung Wärmeentwicklung

t2 flash over

Zeit t

Brandausbreitung durch Bauteilversagen Verlust von Raumabschluss und Tragfähigkeit

Rauch, Reizwirkung, Toxizität, Korrosivität

Bild 7.3-1 Prinzipdarstellung eines Brandes mit Angabe von Brandverlauf, Risiken und Regelungsumfang nach den Bauordnungen in Anlehnung an Klingenhöfer [57]

 Nach dem Zünden des Feuers entsteht zunächst ein Schwelbrand. In dieser Phase breitet sich der Brandherd aus und erhitzt die Raumluft mehr oder weniger schnell, bis deren Temperatur zum Feuerübersprung (engl. Terminus Technicus: „flash over“) auf die Brandlast des gesamten Raumes ausreicht. Die Charakteristik der Schwelbrandphase ist abhängig vom Raumvolumen und besonders von der Brandlast. So können dicht gelagerte Brandlasten lang dauernde Brandentwicklungsphasen haben, während bei Flüssigkeitsbränden von einer Schwelbrandphase kaum noch gesprochen werden kann; hier erfolgt der Feuerübersprung sehr rasch nach dem Zünden.

 Nach dem Feuerübersprung beginnt die Erwärmungsphase des Vollbrandes. Die Raumtemperaturen wachsen nun stark an. Diese Brandphase wird außer von der Brandlast der Baustoffe und Einrichtungsgegenstände im Wesentlichen durch die zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge charakterisiert. Diese hängt wiederum primär von den Ventilationsbedingungen im Brandraum ab (eine Unterbindung der Sauerstoffzufuhr wird die Erwärmungsphase deutlich behindern, steht in der Praxis jedoch im Widerspruch zur Forderung nach unverzüglicher Abfuhr des Rauches, der dem Gebäudenutzer in der Mehrzahl aller Fälle erheblich gefährlicher wird!). Die erreichbare Brandtemperatur ist darüberhinaus aber auch abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des den Raum umschließenden Materials: Bei hoch wärmedämmenden Baustoffen entstehen durch die Behinderung des Wärmeabflusses nach außen höhere Brandraumtemperaturen. Während der Erwärmungsphase des Vollbrandes werden die umgebenden Bauteile aufgeheizt, sie ist also als der eigentliche Brandangriff auf das Bauwerk anzusehen.

506

7 Brandschutz

 Die letzte Phase ist die Abkühlphase. Hier reicht die Energiemenge des abbrennenden Materials nicht mehr aus, um eine weitere Steigerung oder Aufrechterhaltung der Brandraumtemperatur zu erzeugen. Dieser Zustand führt dazu, dass aus den aufgeheizten umschließenden Bauteilen ein in den Brandraum gerichteter Wärmestrom zurückfließt. Die von den Bauteilen abgegebene Wärmeenergie bestimmt dann die abnehmende Tendenz der Heißgastemperatur im Brandraum weitgehend mit. Um einheitliche Prüf- und Beurteilungsgrundlagen für das Brandverhalten von Bauteilen zu schaffen, wurde auf internationaler Ebene eine „Einheitstemperaturzeitkurve“ (ETK) festgelegt. Auf ihr basieren die Bauteilprüfungen nach DIN 4102-2, -3, -5, -6, -9 und -11. Der Temperaturanstieg in der ETK wird nach Gleichung 7.3-1 bestimmt.

∆θ ( t ) = θ ( t ) − θ t =0 = 345 ⋅ lg( 8 ⋅ t + 1 )

(7.3-1)

Darin sind: ∆q(t) Temperaturanstieg in der ETK in °C q(t) Temperatur in °C qt=0 Temperatur zum Zeitpunkt t=0 in °C t Zeit in min

Der Verlauf der Einheitstemperaturzeitkurve ist nachfolgend in Bild 7.3-2 dargestellt.

Temperaturdifferenz θ - θ0 in K

1200

1000 ETK: θ - θ0 = 345 lg (8×t + 1)

800

Zulässiger Toleranzbereich

600

400

200 Ausgangstemperatur θ0 0

30

60

90 Zeit t in min

Bild 7.3-2 Verlauf der Einheitstemperaturkurve

120

150

180

7.4 Deutsches Klassifizierungsystem 507

7.4 Deutsches Klassifizierungsystem 7.4.1 DIN 4102-1 Kerninhalt der DIN 4102-1 ist die Beschreibung der Art der Brennbarkeit unterschiedlicher Baustoffe. Tabelle 7.4.1-1 zeigt einen Überblick über die entsprechenden Baustoffklassen und ihre bauaufsichtlichen Benennungen. Tabelle 7.4.1-2 zeigt eine Zusammenstellung der erforderlichen Prüfungen zur Klassifizierung von Baustoffen. Tabelle 7.4.1-1 Baustoffklassen und ihre Benennungen nach DIN 4102-1

1 1

2

Baustoffklasse

2 3

A

A1

ohne brennbare Bestandteile

A2

im Wesentlichen aus nicht brennbaren Bestandteilen

5 7

Bauaufsichtliche Benennung nichtbrennbare Baustoffe

4 6

3

brennbare Baustoffe B

8

B1

schwerentflammbar

B2

normalentflammbar

B3

leichtentflammbar

Tabelle 7.4.1-2 Zusammenstellung der zur Klassifizierung von Baustoffen erforderlichen Prüfungen

1 1 2 3

Prüfverfahren Nichtbrennbarkeitsofen

2

3

4

5

6

Klasse nach DIN 4102 A1

A2

X

X

Brandschacht

X

5

Heizwert und Wärmeentwicklung

X

6

Rauch bei Verschwelung

X

7

Rauch bei Flammenbeanspruchung

X

8

Toxikologie

X

B1

B2

Kleinbrennertest

Anmerkungen

B3

X

ggf. zusätzliche Angaben für B1: - brennendes Abtropfen - starke Rauchentwicklung

4

9

7

als alternativer Nachweis für den Nichtbrennbarkeitsofen bei A2

Prüfung ist optional X

X*

ggf. zusätzliche Angaben für B2: - brennendes Abtropfen

X* Anforderungen für die Normalentflammbarkeit (B2) wurden nicht erfüllt

508

7 Brandschutz

Die Definitionen der Baustoffklassen basieren auf folgenden Endzündungsszenarien: A1 Es wird ein fortentwickelter, teilweise vollentwickelter Brand simuliert. Dabei ist die Wärmeabgabe der Baustoffe unbedenklich und es werden keine entzündbaren Gase freigesetzt. A2 Es wird ein fortentwickelter, teilweise vollentwickelter Brand simuliert. Dabei sind die Wärmeabgabe der Baustoffe und die Brandausbreitung sehr gering, die Freisetzung entzündbarer Gase begrenzt und die Rauchentwicklung unbedenklich. B1 Durch die Brandschachtprüfung wird ein Papierkorbbrand in einer Ecke simuliert. Dabei ist die vertikale Brandausbreitung begrenzt. B2 Im Kleinbrennertest wird die Beanspruchung durch eine Streichholzflamme simuliert. Dabei müssen die Brandausbreitung und die Rauchentwicklung begrenzt bleiben.

7.4.2 DIN 4102-2 Kerninhalt der DIN 4102-2 ist die Einstufung von Bauteilen in Feuerwiderstandsklassen. Die Anforderungen an den Raumabschluss sind wie folgt definiert: •

•

•

Raumabschließende Bauteile dürfen sich auf der feuerabgekehrten Seite im Mittel um nicht mehr als 140 K erwärmen; für jeden einzelnen der gemessenen Werte gilt die Grenze 180 K; an keiner Stelle eines raumabschließenden Bauteils – einschließlich der Anschlüsse, Fugen, Stöße – dürfen Flammen durchtreten oder darf sich ein angehaltener Wattebausch durch heiße Gase entzünden; raumabschließende Wände müssen einer Festigkeitsprüfung mittels Pendelstoßes von 20 Nm widerstehen.

Die weiteren Kriterien betreffen die Erhaltung der Tragfähigkeit und sind wie folgt definiert: • •

Tragende Bauteile dürfen unter ihrer rechnerisch zulässigen Gebrauchslast und nichttragende Bauteile unter ihrem Eigengewicht nicht zusammenbrechen; bei statisch bestimmt gelagerten Bauteilen, die ganz o. überwiegend auf Biegung beansprucht werden, darf die Durchbiegungsgeschwindigkeit einen Grenzwert (∆f/∆t) nicht überschreiten. Dieser Wert wird nach Gleichung 7.4.2-1 ermittet.



2  ∆ f ( t ) =  ∆t    grenz . 9000 ⋅ h

Darin sind: l Länge in m h Höhe in m

(7.4.2-1)

7.4 Deutsches Klassifizierungsystem 509 Die Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2 Tab. 8.8.2 sind zusammen mit bauaufsichtlich verwendeten Benennungen nach MBO [54] in Tabelle 7.4.2-1 zusammengefasst. Der in dieser Tabelle verwendete Begriff „wesentliche Teile“ ist wie folgt definiert: a) Wesentliche Teile sind alle tragenden oder aussteifenden Bauteile, bei nichttragenden Bauteilen auch die Bauteile, die deren Standsicherheit bewirken (z.B. Rahmenkonstruktionen von nichttragenden Wänden) b) Wesentliche Teile sind bei raumabschließenden Bauteilen eine in Bauteilebene durchgehende Schicht, die bei der Prüfung nach DIN 4102-2 nicht zerstört werden darf. Bei Decken muss diese Schicht eine Gesamtdicke von mindestens 50 mm aufweisen; Hohlräume im Innern der Decke sind zulässig. Bei der Beurteilung des Brandverhaltens der Baustoffe können Oberflächendeckschichten oder andere Oberflächenbehandlungen außer Betracht bleiben. Tabelle 7.4.2-1 Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2, Tab. 8.8.2 und nach MBO [54] zum Teil verwendete bauaufsichtliche Benennungen (Kurzbezeichnungen)

1 1

Feuer widerstandsklasse

2

3

4

Baustoffklasse nach DIN 4102-1 wesentliche Teile

übrige Bestandteile

3

B

B

4

A

5

5

6

Kurzbezeichnung Benennung

DIN 4102-2

MBO

Feuerwiderstandsklasse F 30

F 30-B

feuerhemmend

B

Feuerwiderstandsklasse F 30 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 30-AB

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 30 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 30-A

6

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 60

F 60-B

7

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 60 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 60-AB

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 60 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 60-A

2

8

F 30

F 60

(Fortsetzung nächste Seite)

hochfeuerhemmend

510

7 Brandschutz

Tabelle 7.4.2-1 Feuerwiderstandsklassen nach DIN 4102-2,Tab. 8.8.2 und nach MBO [54] zum Teil verwendete bauaufsichtliche Benennungen (Kurzbezeichnungen) (Fortsetzung)

1 Feuer widerstandsklasse

2

3

4

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

5

Kurzbezeichnung Benennung

wesentliche Teile

übrige Bestandteile

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 90

F 90-B

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 90 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 90-AB

11

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 90 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 90-A

12

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 120

F 120-B

13

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 120 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 120-AB

14

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 120 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 120-A

15

B

B

Feuerwiderstandsklasse F 180

F 180-B

16

A

B

Feuerwiderstandsklasse F 180 und in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 180-AB

A

A

Feuerwiderstandsklasse F 180 und aus nichtbrennbaren Baustoffen

F 180-A

9 10

17

F 90

F 120

F 180

6

DIN 4102-2

MBO

feuerbeständig

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 7.5.1 DIN EN 13501-1: Benennung des Brandverhaltens von Bauprodukten Kerninhalt der DIN EN 13501-1 ist die Klassifizierung von Bauprodukten hinsichtlich ihres Brandverhaltens. Die Beschreibung ist hier erheblich komplexer als die der DIN 4102-1, die sich primär auf die Brennbarkeit eines Baustoffes bezieht. Zusätzlich wird differenziert zwischen Baustoffen/Bauprodukten und Bodenbeläge, die im weiteren hier vernachlässigt werden.

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 511 Neben den Hauptklassifizierungskriterien der Entzündbarkeit, der Flammenausbreitung und der freiwerdenden Wärme werden zusätzlich die Brandparallelerscheinungen der Rauchentwicklung und des brennenden Abfallens / Abtropfens von Baustoffen festgestellt und in mehreren Stufen klassifiziert. Die Mitgliedstaaten können dann die als notwendig erachteten Klassen und Stufen zur Sicherstellung ihres jeweiligen Schutzniveaus fordern. Jeweils 3 Klassen für die Rauchentwicklung (s1, s2 und s3) und das brennende Abtropfen/Abfallen eines Baustoffes (d0, d1, und d2) sind festgelegt. Tabelle 7.5.1-1 Tabellarischer Überblick über Klassifizierungen, Prüfverfahren, Kriterien und Zusatzkriterien nach DIN EN 13501-1 für Bauprodukte mit Ausnahmen von Bodenbelägen

1 1 Klasse

2

A1

2

3

4

Prüfverfahren

Kriterien

Zusatzkriterien

DIN EN ISO 1182 und DIN EN ISO 1716

Temperaturanstieg ∆T, Gewichtsverlust ∆m, Dauer der Entflammung tf Brennwert PCS

DIN EN ISO 1182 3

4

5

6

A2

Temperaturanstieg ∆T, Gewichtsverlust ∆m, Dauer der Entflammung tf Brennwert PCS

DIN EN ISO 1716 und DIN EN 13823

Geschwindigkeit der Rauchentwicklung, Brandausbreitung FIGRA, brennendes Seitliche Flammenausbreitung LFS, Abtropfen / Abfallen Freigesetzte Wärme THR

DIN EN 13823 und DIN EN ISO 11925-2

Geschwindigkeit der Brandausbreitung FIGRA, Rauchentwicklung, Seitliche Flammenausbreitung LFS, brennendes Freigesetzte Wärme THR Abtropfen / Abfallen Flammenausbreitung Fs

C

DIN EN 13823 und DIN EN ISO 11925-2

Geschwindigkeit der Brandausbreitung FIGRA, Rauchentwicklung, Seitliche Flammenausbreitung LFS, brennendes Freigesetzte Wärme THR Abtropfen / Abfallen Flammenausbreitung Fs

D

DIN EN 13823 und DIN EN ISO 11925-2

Geschwindigkeit der Brandausbreitung FIGRA

Flammenausbreitung Fs

B

7

E

DIN EN ISO 11925-2

8

F

Keine Leistung festgestellt

Flammenausbreitung Fs

Rauchentwicklung, brennendes Abtropfen / Abfallen brennendes Abtropfen / Abfallen

512

7 Brandschutz

Die Prüfverfahren für die Baustoffklassen A1, A2 und E entsprechen bis auf geringfügige Modifizierungen, die zur besseren Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse für erforderlich gehalten wurden, den bisherigen deutschen Prüfverfahren. Als neues Prüfverfahren ist die Prüfung nach DIN EN 13823 hinzugekommen, die bei den Brandverhaltensklassen A2, B, C und D angewendet wird. Dieser Single-Burning-Item-Test (SBI-Test) stellt einen kleinen Brandherd, wie zum Beispiel einen brennenden Papierkorb dar. Tabelle 7.5.1-1 gibt einen tabellarischen Überblick über Klassifizierungen, Prüfverfahren, Kriterien und Zusatzkriterien nach DIN EN 13501-1. Die Klassifizierungen der Zusatzkriterien nach Tabelle 7.5.1-1 „Rauchentwicklung“ und „Brennendes Abtropfen/Abfallen“ erfolgen in den Tabellen 7.5.1-2 und 7.5.1-3. •

SMOGRA ist dabei die Rauchentwicklungsrate (Smoke growth rate). Sie ist definiert als das Maximum des Quotienten aus der Rauchentwicklung der Probe (Einheit in m2/s)und dem dazugehörigen Zeitpunkt (Einheit in s), bezüglich Details siehe DIN EN 13823.

•

TSP600s ist dabei die gesamte freigesetzte Rauchmenge (Total Smoke Production) in Quadratmetern während einer Dauer von 600 s (die Ermittlung der Rauchmenge ergibt sich aufgrund einer Parallel-Projektion aller Rußpartikel auf eine Mess-ebene, wodurch die Menge als Fläche bestimmt wird). Ermittelt wird die gesamte Rauchentwicklung der Probe in den ersten 600 Sekunden der Beanspruchung durch die Flammen des Hauptbrenners

Tabelle 7.5.1-2 Klassifizierungen des Zusatzkriteriums „Rauchentwicklung“

1

2

3

1

Klasse

Maximalwert SMOGRA in m2/s2

Maximalwert TSP600s in m2

2

s1

30

50

3

s2

180

200

4

s3

Wert über den Maximalwerten oder ohne Prüfung

Tabelle 7.5.1-3 Klassifizierungen des Zusatzkriteriums „brennendes Abtropfen / Abfallen“

1

2

1 2

Brennendes Abtropfen Klasse

3

d0

4

d1

5

d2

innerhalb von 600 Sekunden: Nein

innerhalb von 600 Sekunden: Ja länger als 10 Sekunden: Nein

X X Wert über den Maximalwerten, Entzündung des Filterpapiers oder ohne Prüfung

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 513

7.5.2 Europäische Klassen und bauaufsichtliche Anforderungen Im Unterschied zu unserem bisherigen nationalen Klassifizierungsystem nach DIN 4102-1 stellt das europäische Klassifizierungssystem eine größere Vielfalt von Klassen und Klassenkombinationen zur Verfügung. Dies liegt darin begründet, dass allen Mitgliedstaaten der Europäischen Union die Möglichkeit geben werden muss, ihr individuelles Sicherheitsniveau ausdrücken zu können. Der Anwender wird also künftig mit einer Vielzahl von Klassen und Kriterien konfrontiert werden, die ein bestimmtes Verhalten des Baustoffes im Brandfall ausdrücken. Diese so klassifizierten Baustoffe muss er in das deutsche Anforderungssystem einordnen. Die Zuordnung der Klassen für das Brandverhalten zu den jeweiligen bauaufsichtlichen Anforderungen erfolgt in der Anlage 0.2.2 zur Bauregelliste [56] A Teil 1. In der Bauregelliste wird durch Zuordnung der Klassen zu den bauaufsichtlichen Begriffen für Deutschland verbindlich festgelegt, welche Klassen zur Gewährleistung der in Deutschland geltenden Sicherheitsniveaus mindestens einzuhalten sind, vgl. dazu Tabelle 7.5.2-1. Tabelle 7.5.2-1 Brandverhalten von Bauprodukten (außer Bodenbelägen) nach Bauregelliste A Teil 1 Anlage 0.2.2 [56]

1

3 4

Bauaufsichtliche Anforderung

Nichtbrennbar

5

6

3

4

5

Zusatzanforderungen

1 2

2

Schwer entflammbar

7 (Fortsetzung nächste Seite)

kein Rauch

kein brennendes Abfallen/ Abtropfen

Europäische Klassen nach DIN 13501-1

Klasse nach DIN 4102-1

X

X

A1

A1

X

X

A2 -s1, d0

A2

X

X

B -s1, d0 C -s1, d0

X

A2 -s2, d0 A2 -s3, d0 B -s2, d0 B -s3, d0 C -s2,d0 C -s3,d0 A2 -s3, d2 B -s3, d2 C -s3, d2

B1

514

7 Brandschutz

Tabelle 7.5.2-1 Brandverhalten von Bauprodukten (außer Bodenbelägen) nach Bauregelliste A Teil 1 Anlage 0.2.2 [56] (Fortsetzung)

1

2

3

4

5

Europäische Klassen nach DIN 13501-1

Klasse nach DIN 4102-1

Zusatzanforderungen Bauaufsichtliche Anforderung

8

kein Rauch

kein brennendes Abfallen/ Abtropfen

A2 -s1, d1 A2 -s1, d2 B -s1, d1 B -s1, d2 C -s1,d1 C -s1,d2

X Schwer entflammbar

A2 -s3, d2 B -s3, d2 C -s3, d2

9

10

11

X

Normalentflammbar

12 13

B1

D -s1, d0 D -s2, d0 D -s3, d0 D -s1, d1 D -s2, d1 D -s3, d1 D -s1, d2 D -s2, d2 D -s3, d2

B2

E -d2 Leichtentflammbar

F

B3

7.5.3 DIN EN 13501-2: Benennung des Feuerwiderstandes Einheits-Temperaturzeitkurve (Brandphase nach dem Brandüberschlag) Der Brandversuch nach dem Brandüberschlag (englisch auch: flash-over) benutzt eine Einheits-Temperaturzeitkurve, die ein Modell für einen vollentwickelten Brand im Raum darstellt. Klassifizierungskriterien Von den Versuchsergebnissen müssen die Kombinationen der Klassen und Zeiten für R, E, I und W abgeleitet werden. Nur diejenigen Kombinationen von Klassen und Zeiten die in den entsprechenden Teilen und Abschnitten der DIN EN 13501 definiert

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 515 werden, dürfen für die jeweiligen Bauteile benutzt werden. Die Kennzeichnungsbuchstaben zur Erweiterung der Leistungsparameter müssen hinzugefügt werden, soweit sie zutreffend sind und soweit die Bedingungen erfüllt werden. Die Klassifizierung(en) muss/müssen nach Überprüfung, ob die speziellen zusätzlichen Anforderungen für bestimmte Bauprodukte erfüllt werden, zuerkannt werden. Tabelle 7.5.3-1 Erläuterung der Klassifizierungskriterien und der zusätzlichen Angaben zur Klassifizierung des Feuerwiderstandes nach Bauregelliste [56] A Teil 1 Anlage 0.1.2 auf der Basis von DIN EN 13501-2 (Auszug).

1

2

3

1

Herleitung des Kurzzeichens

Kriterium

2

R (Rèsistance)

Tragfähigkeit

3

E (Ètanchèitè)

Raumabschluß

4

I (Isolation)

Wärmedämmung (unter Brandeinwirkung)

5

W (Radiation)

Begrenzung des Strahlungsdurchtritts

6

M (Mechanical)

Mechanische Einwirkung auf Wände (Stoßbeanspruchung)

7

S (Smoke)

Begrenzung der Rauchdurchlässigkeit (Dichtheit, Leckrate), erfüllt die Anforderungen sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei 200 °C

Rauchschütztüren (als Zusatzanforderung auch bei Feuerschutzabschlüssen), Lüftungsanlagen einschl. Klappen

8

C… (Closing)

Selbstschließende Eigenschaft (ggf. mit Anzahl der Lastspiele) einschl. Dauerfunktion

Rauchschütztüren, Feuerschutzabschlüsse (einschließlich Abschlüsse für Förderanlagen)

Anwendungsbereich

zur Beschreibung der Feuerwiderstandsfähigkeit

Die Klassifizierung muss nach DIN EN 13501-2 nach der folgenden Aufstellung dargestellt werden, wobei ttt für das erreichte Zeitintervall und * für weitere Kurzzeichen steht: R

E

I

W

t

t

t

-

M

C

S

*

*

Tabelle 7.5.3-2 Klassen von Bedachungen nach DIN EN 13501-5

1

1

2

bauaufsichtliche Anforderung

Klasse

2

Widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme (harte Bedachung)

BRoof (t1)

3

Keine Leistung feststellbar (weiche Bedachung)

FRoof (t1)

*

*

516

7 Brandschutz

Feuerwiderstandsklassen von Bauteilen Tabelle 7.5.3-3 Feuerwiderstandsklassen von tragenden Bauteilen und ihre Zuordnung zu den bauaufsichtlichen Anforderungen nach Bauregelliste [56] A, Teil 1, Anlage 0.1.2

1

2

3

ohne Raumabschluß

mit Raumabschluß

1

Bauaufsichtliche Anforderung

2

feuerhemmend

R 30

REI 30

3

hochfeuerhemmend

R 60

REI 60

4

feuerbeständig

R 90

REI 90

5

Feuerwiderstandsfähigkeit 120 Minuten

R 120

REI 120

6

Brandwand

─

REI 90-M

7.5.4 Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe und Bauteile nach Eurocode Betonbauweise (DIN EN 1992 – Eurocode 2) Die Tabellenwerte gelten für Normalbeton (2.000 bis 2.600 kg/m³) mit quarzhaltigen Zuschlägen. Der Ausnutzungsgrad im Brandfall µfi wird nach Gleichung 7.5.4-1 ermittelt.

µfi = NEd.fi /NRd (7.5.4-1)

Darin sind:

NEd.fi NRd



Bemessungswert der Längskraft im Brandfall Bemessungswert der Tragfähigkeit der Stütze bei Normaltemperatur

Tabelle 7.5.4-1 Mindestwanddicke nichttragender, raumabschließender Trennwände aus Normalbeton nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.3/5.4

1

2

1

Feuerwiderstandsklasse

Mindestwanddicke nichttragender, raumabschließender Trennwände 1) hs in mm

2

EI 30

60

3

EI 60

80

4

EI 90

100

5

EI 120

120

6

EI 180

150

7

EI 240

175

1)

Das Verhältnis von lichter Wandhöhe zu Wanddicke muss ≤ 40 betragen, um übermäßige thermische Verformungen zu vermeiden.

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 517 Tabelle 7.5.4-2 Mindestwanddicke tragender Betonwände aus Normalbeton nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.3/5.4

1 1 2 3 4

2

3

4

5

Mindestwanddicke und Achsabstände tragender Betonwände in mm Wanddicke/Achsabstand (hs/a)

a hs a

Feuerwiderstandsklasse

μfi = 0,35

μfi = 0,70

Brandbeanspruchung

Brandbeanspruchung

einseitig

einseitig

zweiseitig

zweiseitig

5

REI 30

100/10 1)

120/10 1)

120/10 1)

120/10 1)

6

REI 60

110/10 1)

120/10 1)

130/10 1)

140/10 1)

7

REI 90

120/20 1)

140/10 1)

140/25

170/25

8

REI 120

150/25

160/25

160/35

220/35

9

REI 180

180/40

200/45

210/50

270/55

10

REI 240

230/55

250/55

270/60

350/60

1)

Normalerweise reicht die nach DIN EN 1992-1-1 erforderliche Betondeckung.

Tabelle 7.5.4-3 Mindestquerschnittsabmessungen und Achsabstände von Stützen mit Rechteck- oder Kreisquerschnitt in ausgesteiften Bauwerken nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.2a

1 1

2

3

4

Mindestmaße in mm Stützenbreite bmin / Achsabstand a

a bmin a a

2

brandbeansprucht auf mehr als einer Seite

bmin

5

a

brandbeansprucht auf einer Seite

3

Feuerwiderstandsklasse

μfi = 0,2

μfi = 0,5

μfi = 0,7

μfi = 0,7

5

R 30

200/25

200/25

200/32 300/27

155/25

6

R 60

200/25

7

R 90 R 120

250/46 350/40 350/53 450/401) 350/571) 450/511)

155/25

8

200/31 300/25 250/40 350/35

200/36 300/31 300/45 400/38 350/451) 450/401)

9

R 180

350/451)

350/631)

450/701)

230/55

10

R 240

350/611)

450/751)

-

295/70

1)

Mindestens 8 Stäbe

155/25

175/35

518

7 Brandschutz

Die folgende Tabelle gilt für Balken mit dreiseitiger Brandbeanspruchung. Bei Balken mit veränderlicher Breite gilt als Mindestwert b die Breite in Höhe des Schwerpunkts der Zugbewehrung. Die wirksame Höhe deff des unteren Flansches von Balken mit I-Querschnitt darf nicht kleiner angenommen werden als deff = d1 + 0,5 d2 ≥ bmin. Für Deutschland ist die Klasse WC festgelegt. Tabelle 7.5.4-4 Mindestmaße und -achsabstände für statisch bestimmt gelagerte Balken aus Stahlbeton und Spannbeton 1) nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.5

1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Mindestmaße 2) in mm

a asd bmin

2 3

Feuerwiderstandsklasse

mögliche Kombinationen von a und bmin a = mittlerer Achsabstand bmin = Mindestbalkenbreite

Stegdicke bw Klasse WA

Klasse WB

Klasse WC

4

R 30

bmin = a=

80 25

120 20

160 15 3)

200 15 3)

80

80

80

5

R 60

bmin = a=

120 40

160 35

200 30

300 25

100

80

100

6

R 90

bmin = a=

150 55

200 45

300 40

400 35

110

100

100

7

R 120

bmin = a=

200 65

240 60

300 55

500 50

130

120

120

8

R 180

bmin = a=

240 80

300 70

400 65

600 60

150

150

140

9

R 240

bmin = a=

280 90

350 80

500 75

700 70

170

170

160

1)

Bei Spannbetonbalken ohne besonderen Nachweis muss der erforderliche Achsabstand vergrößert werden: 10 mm für Spannstäbe, 15 mm für Spanndrähte und Litzen.

2)

asd ist der seitliche Achsabstand der Eckstäbe (bzw. des -spannglieds oder -drahts) in Balken mit nur einer Bewehrungslage: asd = a + 10 mm Für größere bmin-Werte als die nach Spalte 5 ist eine Vergrößerung von asd nicht erforderlich.

3)

Normalerweise reicht die nach DIN EN 1992-1-1 erforderliche Betondeckung.

.

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 519 Tabelle 7.5.4-5 Mindestmaße und -achsabstände für statisch unbestimmt gelagerte Balken (Durchlaufbalken) aus Stahlbeton und Spannbeton nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Mindestmaße 2),4) in mm

1 a asd bmin

2 3

Feuerwiderstandsklasse

mögliche Kombinationen von a und bmin a = mittlerer Achsabstand bmin = Mindestbalkenbreite

Stegdicke bw Klasse WA

Klasse WB

Klasse WC

4

R 30

bmin = a=

80 15 3)

160 12 3)

80

80

80

5

R 60

bmin = a=

120 25

200 12 3)

100

100

100

6

R 90

bmin = a=

150 35

250 25 3)

110

100

100

7

R 120

bmin = a=

200 45

300 35

450 35

500 30

130

120

120

8

R 180 2)

bmin = a=

240 60

400 50

550 50

600 40

150

140

140

9

R 240 2)

bmin = a=

280 75

500 60

650 60

700 50

170

160

160

1)

Bei Spannbetonbalken ohne besonderen Nachweis muss der erforderliche Achsabstand vergrößert werden: 10 mm für Spannstäbe, 15 mm für Spanndrähte und Litzen.

2)

asd ist der seitliche Achsabstand der Eckstäbe (bzw. des -spannglieds oder -drahts) in Balken mit nur einer Bewehrungslage: asd = a + 10 mm Für größere bmin-Werte als die nach Spalte 5 ist eine Vergrößerung von asd nicht erforderlich.

3) 4)

Normalerweise reicht die nach DIN EN 1992-1-1 erforderliche Betondeckung.

.

Der obere Bewehrungsquerschnitt über der Innenstütze muss auf einer Länge von 0,3 leff von der Mittellinie der Unterstützung gemessen mindestens folgenden Querschnitt aufweisen: As,req(x) = As,req(0)∙(1 - 2,5∙x/leff ) Darin sind: x = Entfernung ≤ 0,3 leff As,req(0) = Bewehrungsquerschnitt der oberen Bewehrung über der Unterstützung aus der Kaltbemessung leff = effektive Stützweite

520

7 Brandschutz

Tabelle 7.5.4-6 Mindestmaße und -achsabstände für statisch bestimmt gelagerte, einachsig oder zweiachsig gespannte Stahlbeton- und Spannbetonplatten und Flachdecken nach DIN EN 1992-1-2, Tabelle 5.8/5.9

1

2

a

1

2

4

5

Feuerwiderstandsklasse

7

6

Mindestabmessungen Flachdecken

Mindestabmessungen Platten

hs a

3

4

3

Achsabstand a in mm

Plattendicke hs 1) in mm

einachsig

ly / lx ≤ 1,5

Platten- Achsdicke abstand hs a 1,5 < ly / lx ≤ 2 in mm in mm

zweiachsig 2)

5

REI 30

60

10 3)

10 3)

10 3)

150

10 3)

6

REI 60

80

20

10 3)

15 3)

180

15 3)

7

REI 90

100

30

15 3)

20

200

25

8

REI 120

120

40

20

25

200

35

9

REI 180

150

55

30

40

200

45

10

REI 240

175

65

40

50

200

50

1)

hs gewährleistet die Kriterien E und I: hs = h1 + h2 darin sind: h1 Betonplatte, h2 Fußbodenbelag nicht brennbar.

2)

ly und lx sind die Spannweiten einer zweiachsig gespannten Platte (beide Richtungen rechtwinklig zueinander), wobei ly die längere Spannweite ist.

Wird nur Kriterium R verlangt, darf die erforderliche Plattendicke nach EC 2-1-1 angesetzt werden.

Der Achsabstand a (Abstand zur unteren Lage) in den Spalten 4 und 5 gilt für zweiachsig gespannte Platten, die an allen vier Rändern gestützt sind. Trifft das nicht zu, sind die Platten wie einachsig gespannte Platten zu behandeln. 3) Normalerweise reicht die nach DIN EN 1992-1-1 erforderliche Betondeckung aus.

Stahlbauweise (DIN EN 1993 – Eurocode 3) Für Stahlbauteile existiert kein Tabellenverfahren. Ungeschützte Stahlbauteile werden in der Regel maximal der Feuerwiderstandsklasse R 30 zugeordnet. Detaillierte Bemessungen sind in [59] beschrieben. Für höhere Feuerwiderstandsklassen werden Plattenbekleidungen oder Spritzputze eingesetzt. Nach dem vereinfachten Rechenverfahren auf Temperaturebene ist folgende Anforderung nachzuweisen:

qa,cr ≥ qmax (7.5.4-2)

Darin sind:



qa,cr

kritische Stahltemperatur in °C



qmax

maximale Stahltemperatur in °C

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 521 Sofern keine Einflüsse aus Verformung oder Stabilität zu beachten sind, kann das Bemessungsverfahren auf Temperaturebene angewendet werden. Die kritische Stahltemperatur errechnet sich dann zu:

  1 θ a, cr = 39, 19 ⋅ ln  − 1  + 482   0, 9674 ⋅ µ 3,833   0 µ0 =

(7.5.4-3)

E fi, d R fi, d,0

(7.5.4-4)





Darin sind:



qa,cr

kritische Stahltemperatur in °C



µ0

Ausnutzungsgrad zum Zeitpunkt t = 0, dabei dürfen für µ0 keine kleineren Werte als µ0 = 0,013 angesetzt werden.



Efi,d Bemessungswert der maßgebenden Beanspruchung im Brandfall nach DIN EN 1991-1-2



Rfi,d,t entsprechender Bemessungswert der Beanspruchbarkeit des Stahlbau teils im Brandfall zum Zeitpunkt t

Alternativ [58] darf auf der sicheren Seite liegend (mit µfi = 0,65) der Ausnutzungsgrad zu µ0 = 0,59 angenommen werden. Dabei ergibt sich eine kritische Stahltemperatur von 557 °C. Die Erwärmung von Stahlprofilen unter Brandbeanspruchung wird maßgeblich von der Massigkeit bestimmt, die durch den sogenannten Profilfaktor ausgedrückt wird. Beispiele für I-Profile sind in Tabelle 7.5.4-7 aufgeführt. Für innen liegende Stahlkonstruktionen, geschützt durch Brandschutzmaterialien, gilt: Bei gleichmäßiger Temperaturverteilung über den Querschnitt sollte der Temperaturanstieg Δqa,t eines wärmegedämmten Stahlbauteils während des Zeitintervalls Δt berechnet werden nach: ∆θ a ,t =

φ=

Ap V

cp ⋅ρ p ca ⋅ ρ a

⋅

λp d p ⋅ ca ⋅ ρ a

⋅ dp ⋅

⋅

( θ g ,t − θa ,t ) ⋅ ∆t −  e10φ − 1  ⋅ ∆θ φ  1 +  3 

 

 

(7.5.4-5)

g ,t



Ap V



(7.5.4-6)

Darin sind:

Ap/V Profilfaktor des wärmegedämmten Stahlbauteils in 1/m Ap

Fläche des Brandschutzmaterials, bezogen auf die Bauteillänge in m²/m

V

Bauteilvolumen, bezogen auf die Bauteillänge m³/m

ca

temperaturabhängige spezifische Wärmekapazität von Stahl in J/kgK

522

7 Brandschutz

cp

temperaturunabhängige spezifische Wärmekapazität des Brandschutzmaterials in J/kgK

dp

die Dicke des Brandschutzmaterials in m

Δt

Zeitintervall in Sekunden; der Wert Δt sollte nicht größer als 30 Sekunden gewählt werden

qa,t

Stahltemperatur ··zum Zeitpunkt t in °C

qg,t

Temperatur der umgebenden Luft zum Zeitpunkt t in °C

Δqg,t

Anstieg der Umgebungstemperatur während des Zeitintervalls Δt in K

lp

Wärmeleitfähigkeit des Brandschutzsystems in W/mK

ra

Rohdichte von Stahl in kg/m³

rp

Rohdichte des Brandschutzmaterials in kg/m³

Tabelle 7.5.4-7 Profilfaktor Ap /V von Stahlbauteilen, die durch Brandschutzmaterialien geschützt sind nach DIN EN 1993-1-2, Tabelle 4.3

1

1

2

3

Skizze

Beschreibung

Profilfaktor (Ap /V) 2)

Profilfolgende Verkleidung konstanter Dicke

Stahlumfang Fläche des Stahlquerschnitts

Kastenverkleidung1) konstanter Dicke

2·(b + h) Fläche des Stahlquerschnitts

Profilfolgende Verkleidung konstanter Dicke mit dreiseitiger Brandbeanspruchung

Stahlumfang – b Fläche des Stahlquerschnitts

Kastenverkleidung1) konstanter Dicke mit dreiseitiger Brandbeanspruchung

2·h + b Fläche des Stahlquerschnitts

2

c1

3

h

h c1

b

c2

b

c2

4 b

5

h

h b

c1

c2

b

c2

1)

Die Größe der Zwischenräume c1 und c2 sollte h /4 nicht überschreiten.

2)

mit: Ap = Fläche des Brandschutzmaterials, bezogen auf die Bauteillänge in m2/m

V = Bauteilvolumen, bezogen auf die Bauteillänge in m³/m

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 523

2000

700

1500

1000

800 700 600

600 Stahltemperatur θa in °C

Ap λp · V dp

500 400 350 300 250 200

500 400 300

150

200

100

100 0 0

15

30

45

60

75

90

105

120

Branddauer in min Bild 7.5.4-1 Erwärmungskurven von geschützten Stahlquerschnitten unter ETK-Einwirkung nach Schaumann [58] Ap λ p ⋅ V dp

Der Nachweis kann über den mit (qa ≤qa,cr) erfolgen.

aus Bild 7.5.4-1 abgelesenen Wert

Tabelle 7.5.4-8 Thermische Materialkennwerte von Brandschutzverkleidungen nach DIN EN 1993-1-2/NA Anhang AA

1

2

3

4

Wärmeleitfähigkeit lp W/(m·K)

Spezifische Wärme cp in J/(kg·K)

Rohdichte rp in kg/m3

1

Brandschutzmaterial

2

Putzbekleidungen: Mörtel einschließlich Vermiculite- und Perlitemörtel nach DIN 4102-4

0,12

1 100

550

3

Plattenbekleidungen: Für feuerwiderstandsfähige Bauarten geeignete Gipsplatten nach DIN 4102-4

0,20

1 700

945

524

7 Brandschutz

Mauerwerkbauweise (DIN EN 1996 – Eurocode 6) Tabelle 7.5.4-9 Mindestdicke nichttragender raumabschließender Wände zur Einstufung in Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 1996-1-2, Tabelle N.B (Auszug)

1 1

2

3

Materialeigenschaften (Trockenrohdichte ρ in kg/m3; Steindruckfestigkeit fb in N/mm2)

4

5

6

7

8

Mindestdicke 4) tF in mm für die Feuerwiderstandsklasse

d1

2

tF

EI 30

EI 60

EI 90

EI 120

EI 180

EI 240

d1

Mauerziegel nach DIN EN 771-1; Mauersteine der Gruppen 1S, 1, 2, 3 und 41), 2), 3)

4

500 ≤ ρ ≤ 2400

5

Kalksandstein nach DIN EN 771-2; Mauersteine der Gruppen 1S, 1, 2 und 3

6

Normalmörtel 600 ≤ ρ ≤ 2400

70 (50)

90 (70)

100 (90)

7

Dünnbettmörtel 600 ≤ ρ ≤ 2400

70 (50)

90 (70)

100 (100)

8

Betonstein nach DIN EN 771-3 (aus Steinen mit dichten und porigen Zuschlägen)

10

11

12

Mauersteine der Gruppe 2

9

Mauersteine der Gruppe 1

3

100 (70)

100 (70)

140 (100)

170 (140)

190 (140)

210 (170)

140 (140)

170 (140)

200 (170)

140 (140)

170 (140)

200 (170) 1), 2), 3)

Leichtbetonsteine: 2 ≤ fb ≤ 15 400 ≤ ρ ≤ 1600

50 (50)

90 (70)

140 (70)

140 (140)

140 (140

190 (170)

Betonsteine: 6 ≤ fb ≤ 35 1200 ≤ ρ ≤ 2400

50 (50)

90 (70)

140 (70)

140 (90)

190 (100)

190 (170)

Leichtbetonsteine: 2 ≤ fb ≤ 15 240 ≤ ρ ≤ 1200

50 (50)

100 (90)

90 (70)

140 (140)

200 (100)

200 (200)

Betonsteine: 6 ≤ fb ≤ 35 720 ≤ ρ ≤ 1650

50 (50)

100 (70)

90 (70)

200 (140)

200 (140)

200 (200)

13 Porenbetonsteine nach DIN EN 771-4; Mauersteine der Gruppe 1 und 1S1), 2) 14 350 ≤ ρ ≤ 500

70 (50)

75 (75)

100 (70)

100 (90)

150 (115)

190 (190)

15 500 ≤ ρ ≤ 1000

70 (50)

60 (60)

100 (60)

100 (90)

150 (100)

190 (190)

100 (100)

170 (140)

16 Betonwerksteine nach DIN EN 771-5; Mauersteine der Gruppe 11), 2), 3) 17 1200 ≤ ρ ≤ 2200 (Fußnoten nächste Seite)

50 (50)

90 (70)

90 (70)

100 (90)

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 525 1)

2)

Normalmörtel

3)

Dünnbettmörtel

Leichtmörtel

4)

Die Klammerwerte gelten für einschalige, beidseitig verputzte Wände mit je einer Mindestputzdicke von 10 mm bzw. auf der Außenseite einer zweischaligen Wand.

Tabelle 7.5.4-10 Mindestdicke tragender raumabschließender Wände zur Einstufung in Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 1996-1-2, Tabelle N.B (Auszug)

1 1

2

Materialeigenschaften (Trockenrohdichte ρ in kg/m3; Steindruckfestigkeit fb in N/mm2; Ausnutzungsfaktor a)

3

4

5

6

7

8

Mindestdicke tF in mm für die Feuerwiderstandsklasse

d1

2

REI 30

REI 60

REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

100 (100)

170 (140)

200 (170)

365 (300)

365 (300)

370 (370)

100 (100)

200 (170)

200 (170)

365 (300)

365 (300)

370 (370)

100 (90)

100 (90)

140 (90)

170 (140)

170 (170)

200 (190)

100 (90)

100 (90)

170 (90)

170 (140)

190 (170)

210 (190)

100 (90)

100 (100)

140 (140)

240 (140)

240 (190)

240 (190)

100 (100)

100 (100)

170 (140)

240 (140)

240 (240)

240 (240)

1400 ≤ ρ ≤ 2400 12 ≤ fb ≤ 75 a = 0,6

100 (100)

100 (100)

100 (100)

140 (100)

200 (140)

200 (140)

1400 ≤ ρ ≤ 2400 12 ≤ fb ≤ 75 a = 1,0

100 (100)

100 (100)

100 (100)

200 (140)

240 (190)

240 (140)

tF d1

5

6

7

8

9

Mauersteine der Gruppe 11), 2)

4

Mauerziegel nach DIN EN 771-1

Mauersteine der Gruppe 21), 2)

3

500 ≤ ρ ≤ 800 5 ≤ fb ≤ 25 a = 0,6 500 ≤ ρ ≤ 800 5 ≤ fb ≤ 25 a = 1,0 800 ≤ ρ ≤ 2400 5 ≤ fb ≤ 75 a = 0,6 800 ≤ ρ ≤ 2400 5 ≤ fb ≤ 75 a = 1,0 800 ≤ ρ ≤ 2200 5 ≤ fb ≤ 35 a = 0,6 800 ≤ ρ ≤ 2200 5 ≤ fb ≤ 35 a = 1,0

11

12

Mauersteine der Gruppe 11), 2)

10 Kalksandstein nach DIN EN 771-2

(Fortsetzung nächste Seite)

526

7 Brandschutz

Tabelle 7.5.4-10 Mindestdicke tragender raumabschließender Wände zur Einstufung in Feuerwiderstandsklassen nach DIN EN 1996-1-2, Tabelle N.B (Auszug) (Fortsetzung)

1

2

3

14 15

16

17

5

6

7

8

Mindestdicke 4) tF in mm für die Feuerwiderstandsklasse REI 30

REI 60

REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

700 ≤ ρ ≤ 1600 6 ≤ fb ≤ 35 a = 0,6

100 (100)

100 (100)

100 (100)

140 (100)

200 (140)

k.A.

700 ≤ ρ ≤ 1600 6 ≤ fb ≤ 35 a = 1,0

100 (100)

100 (100)

140 (100)

200 (170)

240 (190)

k.A.

Betonstein und Leichtbetonstein nach DIN EN 771-3 (aus Steinen mit dichten und porigen Zuschlägen) Mauersteine der Gruppe 1 und 21), 2), 3)

13

Mauersteine der Gruppe 21), 2)

Materialeigenschaften (Trockenrohdichte ρ in kg/m3; Steindruckfestigkeit fb in N/mm2; Ausnutzungsfaktor a 3))

4

a = 0,6

140 (100)

140 (100)

170 (100)

170 (140)

190 (170)

240 (190)

a = 1,0

170 (140)

170 (140)

170 (140)

190 (170)

240 (190)

300 (240)

19

20

21

22

Mauersteine der Gruppe 1 und 1S1), 2)

18 Porenbetonsteine nach DIN EN 771-4 350 ≤ ρ ≤ 500 2 ≤ fb ≤ 4 a = 0,6

115 (115)

115 (115)

150 (115)

175 (150)

200 (200)

200 (200)

350 ≤ ρ ≤ 500 2 ≤ fb ≤ 4 a = 1,0

115 (115)

140 (115)

200 (200)

225 (225)

300 (240)

300 (300)

500 ≤ ρ ≤ 1000 4 ≤ fb ≤ 8 a = 0,6

100 (100)

100 (100)

150 (100)

170 (125)

140 (140)

240 (200)

500 ≤ ρ ≤ 1000 4 ≤ fb ≤ 8 a = 1,0

100 (100)

150 (100)

170 (150)

200 (170)

240 (200)

300 (240)

1)

Normalmörtel

2)

3)

Der Ausnutzungsfaktor a ist definiert als das Verhältnis von vorhandener Last zum Bemessungswiderstand der Wand.

Dünnbettmörtel

3)

Leichtmörtel

4) Die

Klammerwerte gelten für einschalige, beidseitig verputzte Wände mit je einer Mindestputzdicke von 10 mm bzw. auf der Außenseite einer zweischaligen Wand.

Sofern im Eurocode ein Wertebereich angegeben ist, wurde der größere Wert übernommen.

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 527

Holzbauweise (DIN EN 1995 – Eurocode 5) Im folgendem wird das vereinfachte Verfahren vorgestellt. Holz brennt näherungsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei das verbrannte Holz nicht herabfällt sondern verkohlt an der Oberfläche verbleibt und somit eine gewisse Schutzschicht bildet. Bei der Bemessung mit ideellen Restquerschnitten wird die Tragfähigkeit des ideellen Restquerschnitts unter der Annahme berechnet, dass Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften nicht durch den Brand beeinflusst werden. Der Verlust an Festigkeit und Steifigkeit unter Brandbeanspruchung wird durch eine erhöhte Abbrandtiefe berücksichtigt. Dreiseitige Brandbeanspruchung

Vierseitige Brandbeanspruchung

1 2 3 dchar,n

d0 . k0 def

1 2 3 dchar,n

d0 . k 0 def

Bild 7.5.4-2 Definition von verbleibenden und ideellen Restquerschnitten. anfängliche Oberfläche des SBauteils Grenze des Restquerschnittes Grenze des ideellen Restquerschnitts

Der ideelle Querschnitt wird durch Abzug der jeweiligen Abbrandtiefe def ermittelt. def = dchar , n + k0 ⋅ d0 (7.5.4-7) dchar , n = β n ⋅ t (7.5.4-8)

Darin sind: def ideelle Abbrandtiefe in mm d0 erhöhter Abbrand (d0 = 7 mm) k0 k0 = t/20 für t < 20 Minuten k0 = 1 für t ≥ 20 Minuten βn Abbrandrate in mm/min nach Tabelle 7.5.4-10 tf geforderte Feuerwiderstandsdauer in min dchar,n Abbrandtiefe in Abhängigkeit der Feuerwiderstandsdauer in mm

528

7 Brandschutz

Tabelle 7.5.4-11 Bemessungswerte der Abbrandraten nach DIN EN 1995-1-2, Tabelle 3.1

1 1

2

3 Abbrandrate in mm/min

Material b0

bn

2

Nadelholz und Buche

3

Brettschichtholz (BSH) mit einer charakteristischen Rohdichte von ≥ 290 kg/m3

0,65

0,70

4

Vollholz (VH) mit einer charakteristischen Rohdichte von ≥ 290 kg/m3

0,65

0,80

5

Laubholz 1)

6

Vollholz oder Brettschichtholz mit einer charakteristischen Rohdichte von ≥ 290 kg/m3

0,65

0,70

7

Vollholz oder Brettschichtholz mit einer charakteristischen Rohdichte von ≥ 450 kg/m3

0,50

0,55

8

Furnierschichtholz

9

mit einer charakteristischen Rohdichte von ≥ 480 kg/m3

0,65

0,70

10

Platten 2)

11

Holzbekleidungen

0,90

-

12

Sperrholz

1,00

-

13

Holzwerkstoffplatten außer Sperrholz

0,90

-

1)

kg/m3 und

Rohdichten zwischen 290

2)

Die Werte gelten für eine charakteristische Rohdichte von 450 kg/m3 und eine Werkstoffdicke von 20 mm, für andere Werkstoffdicken und Rohdichten, siehe DIN 1995-1-2, 3.4.2 (9)

450

kg/m3 dürfen

linear interpoliert werden.

Für den Nachweis der Tragfähigkeit sind die Festigkeit und die Steifigkeit mit den folgenden Formeln zu ermitteln: fd , fi = kmod , fi ⋅ k fi ⋅

fk γ M , fi (7.5.4-9)

Ed , fi = kmod , fi ⋅ k fi ⋅

E0 ,05

γ M , fi (7.5.4-10)

Gd , fi = kmod , fi ⋅ k fi ⋅

2 3 ⋅ G05 γ M , fi

für Vollholz

(7.5.4-11)

Gd , fi = kmod , fi ⋅ k fi ⋅

G05 γ M , fi

für Brettschichtholz

(7.5.4-12)

7.5 Europäisches Klassifizierungssystem 529 Darin sind: fd,fi Festigkeit unter Brandbeanspruchung in N/mm2 fk charakteristischer Wert der Festigkeit unter Normaltemperatur Ed,fi E-Modul unter Brandbeanspruchung in N/mm2 E0,05 charakteristischer Wert des E-Moduls unter Normaltemperatur Gd,fi Schubmodul unter Brandbeanspruchung in N/mm2 G05 charakteristischer Wert des Schubmoduls unter Normaltemperatur kmod,fi Modifikationsfaktor, der die Auswirkungen von Temperatur auf die Festigkeit und Steifigkeit berücksichtigt (kmod,fi = 1,0) kfi Faktor zur Ermittlung des 20%-Fraktilwertes der Festigkeit und Steifigkeit aus dem 5%-Fraktilwert nach Tabelle 7.4.3-11 γM,fi Teilsicherheitsbeiwert für Baustoffeigenschaften in außergewöhnlichen Bemessungssituationen (γM,fi = 1,0) Tabelle 7.5.4-12 Werte für kfi nach DIN EN 1995-1-2

1

2

1

Produkt

Faktor kfi

2

Vollholz

1,25

3

Brettschichtholz

1,15

4

Furnierschichtholz

1,10

5

Holzwerkstoffplatten

1,15

6

auf Abscheren beanspruchte Holz-Holz- bzw. HolzwerkstoffHolz-Verbindungen

1,15

7

auf Abscheren beanspruchte Stahl-Holz-Verbindungen

1,05

8

auf Herausziehen beanspruchte Verbindungen

1,05

Die Einwirkungen im Brandfall werden nach DIN EN 1990 wie folgt berechnet.

Ed , fi =

∑1 ,0 ⋅ G

k ,j

⊕ ψ1 ,1 ⋅ Qk ,1 ⊕

j ≥1

∑ψ

2 ,1 ⋅ Qk ,i

(7.5.4-13)

i >1

Darin sind: Ed,A Bemessungswert der Einwirkung im Brandfall in kN Gk,i charakteristische Werte der ständigen Einwirkungen in kN Qk charakteristische Werte der veränderlichen Einwirkungen in kN y1 Kombinationsbeiwert für häufige Einwirkungen y2 Kombinationsbeiwert für quasi-ständige Einwirkungen

⊕

„in Kombination mit“

530

7 Brandschutz

7.6 Inhalt von Brandschutzkonzepten Die Verordnung über bautechnische Prüfungen (BauPrüfVO) des Landes NRW [60] schreibt im §9 für Sonderbauten Brandschutzkonzepte vor. Diese sollen eine zielorientierte Gesamtbewertung des baulichen und abwehrenden Brandschutzes sein. Gemäß § 58 Abs. 3 BauO NRW soll das Brandschutzkonzept von staatlich anerkannten Sachverständigen für die Prüfung des Brandschutzes aufgestellt werden. Die gemäß § 36 der Gewerbeordnung (GewO) [61] öffentlich bestellten und vereidigten Sachverständigen für den baulichen Brandschutz sind ihnen insoweit gleichgestellt. Das Brandschutzkonzept muss insbesondere folgende Angaben enthalten: 1. Zu- und Durchfahrten sowie Aufstell- und Bewegungsflächen für die Feuerwehr, 2. den Nachweis der erforderlichen Löschwassermenge sowie den Nachweis der Löschwasserversorgung, 3. Bemessung, Lage und Anordnung der Löschwasser-Rückhalteanlagen, 4. das System der äußeren und der inneren Abschottungen in Brandabschnitte bzw. Brandbekämpfungsabschnitte sowie das System der Rauchabschnitte mit Angaben über die Lage und Anordnung und zum Verschluss von Öffnungen in abschottenden Bauteilen, 5. Lage, Anordnung, Bemessung (ggf. durch rechnerischen Nachweis) und Kennzeichnung der Rettungswege auf dem Baugrundstück und in Gebäuden mit Angaben zur Sicherheitsbeleuchtung, zu automatischen Schiebetüren und zu elektrischen Verriegelungen von Türen, 6. die höchstzulässige Zahl der Nutzer der baulichen Anlage, 7. Lage und Anordnung haustechnischer Anlagen, insbesondere der Leitungsanlagen, ggf. mit Angaben zum Brandverhalten im Bereich von Rettungswegen, 8. Lage und Anordnung der Lüftungsanlagen mit Angaben zur brandschutztechnischen Ausbildung, 9. Lage, Anordnung und Bemessung der Rauch- und Wärmeabzugsanlagen mit Eintragung der Querschnitte bzw. Luftwechselraten sowie der Überdruckanlagen zur Rauchfreihaltung von Rettungswegen, 10. die Alarmierungseinrichtungen und die Darstellung der elektro-akustischen Alarmierungsanlage (ELA-Anlage), 11. Lage, Anordnung und ggf. Bemessung von Anlagen, Einrichtungen und Geräten zur Brandbekämpfung (wie Feuerlöschanlagen, Steigleitungen, Wandhydranten, Schlauchanschlussleitungen, Feuerlöschgeräte) mit Angaben zu Schutzbereichen und zur Bevorratung von Sonderlöschmitteln, 12. Sicherheitsstromversorgung mit Angaben zur Bemessung und zur Lage und brandschutztechnischen Ausbildung des Aufstellraumes, der Ersatzstromversorgungsanlagen (Batterien, Stromerzeugungsaggregate) und zum Funktionserhalt der elektrischen Leitungsanlagen, 13. Hydrantenpläne mit Darstellung der Schutzbereiche,

7.7 Baulicher Brandschutz 531 14. Lage und Anordnung von Brandmeldeanlagen mit Unterzentralen und Feuerwehrtableaus, Auslösestellen, 15. Feuerwehrpläne, 16. betriebliche Maßnahmen zur Brandverhütung und Brandbekämpfung sowie zur Rettung von Personen (wie Werkfeuerwehr, Betriebsfeuerwehr, Hausfeuerwehr, Brandschutzordnung, Maßnahmen zur Räumung, Räumungssignale), 17. Angaben darüber, welchen materiellen Anforderungen der Landesbauordnung oder in Vorschriften aufgrund der Landesbauordnung nicht entsprochen wird und welche ausgleichenden Maßnahmen stattdessen vorgesehen werden, 18. verwendete Rechenverfahren zur Ermittlung von Brandschutzklassen nach Methoden des Brandschutzingenieurwesens.

7.7 Baulicher Brandschutz 7.7.1 Allgemeines Die Bauordnungen der Länder, hier repräsentiert durch die Musterbauordnung (MBO) [54], haben Gesetzesstatus. Dabei bezieht sich die MBO auf den „Normalfall“ in Form eines sog. Standardbauwerkes, wie es z.B. ein übliches Bürogebäuse unterhalb der Hochhausgrenze und mit Brandabschnittsflächen bis höchstens 1600 m² darstellt. Für diese Standardgebäude werden die Brandschutzanforderungen durch vorgegebene einfache „Standardkonzepte des Brandschutzes“ umgesetzt. In diesen Konzepten, die sich primär auf bauliche Anforderungen (wie z.B. Baustoff- und Bauteilanforderungen, Abstandsregelungen, Rettungswegführung) stützen, sind Maßnahmen des anlagentechnischen Brandschutzes (Brandmelde-, Sprinkler-, Rauchabzugsanlagen u.a.m.) oder betriebliche Vorschriften (wie z.B. die Erfordernis einer Betriebsfeuerwehr) nicht vorgesehen. Diese sind den Sonderbauten vorbehalten. Unterhalb der gesetzlichen Regelungen der MBO stehen die auf ihrer Rechtsgrundlage erlassenen Verordnungen, die sich auf Sonderbauten beziehen. Für Gebäude besonderer Art und Nutzung werden Brandschutzanforderungen auch in Form von Richtlinien gestellt. Die folgende Tabelle bezieht sich auf Muster-Verordnungen und -Richtlinien; in einigen Bundesländern sind die länderspezifisch umgesetzt (z.B. NRW). Durch die Formulierung der MBO § 3 (3) Satz 1 „Die von der obersten Bauaufsichtsbehörde durch öffentliche Bekanntmachung als Technische Baubestimmungen eingeführten technischen Regeln sind zu beachten.“ werden die in der „Liste der als Technische Baubestimmungen eingeführten technischen Regeln“ [62] (Muster-TB-Liste bzw. die in jeweiliges Landesrecht umgesetzte TB-Liste) rechtlich verbindlich. Die Verwendung von Bauprodukten wird in MBO § 17 geregelt. Damit ist die Bauregelliste [56] zu beachten, die vom Deutschen Institut für Bauwesen (DIBt) im Einvernehmen mit den obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder bekannt gemacht wird.

532

7 Brandschutz

Tabelle 7.7.1-1 Übersicht über das Regelwerk „Baulicher Brandschutz (Muster)“

1

2

1

Musterbauordnung (MBO) 2014 [55]

2

Anforderungen nach MBO, allgemeingültig

3

Durchführung- oder Ausführungsverordnung zur Landesbauordnung (LBO)

4

Verwaltungsvorschrift zur jeweiligen LBO

5

Muster-Liste der Techn. Bestimmungen mit den Normen zur brandschutztechnischen Bemessung von Bauteilen [61] (z.B. Eurocode) und den Musterrichtlinien, z.B. - Muster-Systemböden-Richtlinie [63] - Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie [64]

M-LTB

MSysBöR M-LüAR BRL A, T. 1-3 BRL B, T. 1,2 BRL C

6

Bauregellisten A, B, C als technische Baubestimmungen zu Bauprodukten und Bauarten

7

Anforderungen für Sonderbauten

8

Muster-Verkaufsstättenverordnung [65]

MVkVO

9

Muster-Garagenverordnung [66]

MGarVO

10

Muster-Wohnform-Richtlinie [67]

MWR

11

Muster-Versammlungsstättenverordnung [68]

MVStättVO

12

Muster-Beherbergungsstättenverordnung [69]

MBeVO

13

Muster-Industriebau-Richtlinie [70]

MIndBauRL

14

Muster-Schulbau-Richtlinie [71]

MSchulBauRL

15

Hochhausbau-Richtlinie [72]

MHHR

16

Muster-Richtlinie über den Bau Fliegender Bauten [73]

MFlBauR

7.7.2 Geltungsbereich Die MBO [54] gilt entsprechend § 1 (1) für bauliche Anlagen und Bauprodukte. Sie gilt auch für Grundstücke sowie für andere Anlagen und Einrichtungen, an die dort oder in Vorschriften aufgrund der MBO Anforderungen gestellt werden.

7.7 Baulicher Brandschutz 533 Tabelle 7.7.2-1 Geltungsbereich der MBO [54]

1 1

2 Geltungsbereich: Bauliche Anlagen

2

Definition

Ergänzungen

3

Bauliche Anlagen sind mit dem Erdboden verbundene, aus Bauprodukten hergestellte Anlagen; eine Verbindung mit dem Boden besteht auch dann, wenn die Anlage durch eigene Schwere auf dem Boden ruht oder auf ortsfesten Bahnen begrenzt beweglich ist oder wenn die Anlage nach ihrem Verwendungszweck dazu bestimmt ist, überwiegend ortsfest zu sein.

- Aufschüttungen und Abgrabungen - Lagerplätze, Abstell- und Ausstellungsplätze - Sport- und Spielflächen - Camping-, Wochenend- und Zeltplätze - Freizeit- und Vergnügungsparks - Stellplätze für Kraftfahrzeuge - Gerüste - Hilfseinrichtungen zur stat. Sicherung von Bauzuständen

4

Die MBO gilt nicht für: - Anlagen des öffentlichen Verkehrs einschl. Zubehör, Nebenanlagen u. -betriebe, ausgenommen Gebäude - Anlagen, die der Bergaufsicht unterliegen, ausgenommen Gebäude - Leitungen, die der öffentlichen Versorgung mit Wasser, Gas, Elektrizität, Wärme, der öffentlichen Abwasserentsorgung oder der Telekommunikation dienen - Rohrleitungen, die dem Ferntransport von Stoffen dienen - Kräne und Krananlagen, sowie für Messestände in Messe- und Ausstellungsgebäuden.

7.7.3 Begriffe Gebäude sind selbständig benutzbare, überdeckte bauliche Anlagen, die von Menschen betreten werden können und geeignet oder bestimmt sind, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen zu dienen. Sie werden in Klassen gemäß der nachfolgenden Tabelle eingeteilt. Tabelle 7.7.3-1 Einteilung der Gebäudeklassen

1) 2)

1

2

3

4

5

1

Gebäudeklasse

Lage auf dem Grundstück

Gebäudehöhe1)

Zahl der Nutzungseinheiten

Grundflächen der Nutzungseinheiten2)

2

1

freistehend

3

2

–

maximal 2

insgesamt nicht mehr als 400 m2

4

3

–

–

–

5

4

–

bis 13 m

–

jeweils bis 400 m2

6

5

–

–

–

–

bis 7 m

Gebäudehöhe ist das Maß der Fußbodenoberkante des höchstgelegenen Geschosses, in dem ein Aufenthaltsraum möglich ist, über der Geländeoberfläche im Mittel. Die Grundflächen der Nutzungseinheiten im Sinne der MBO sind die Brutto-Grundflächen. Bei der Berechnung der Brutto-Grundflächen bleiben Flächen in Kellergeschossen außer Betracht.

534

7 Brandschutz

Sonderbauten sind Anlagen und Räume besonderer Art oder Nutzung nach nachfoldender Tabelle. Tabelle 7.7.3-2 Definition von Sonderbauten

1

1

2

Benennung

Charakteristik (Höhe / Grundfläche / Sonstiges)

2

Hochhäuser

Höhe > 22 m

3

Bauliche Anlagen

Höhe > 30 m

4

Große Gebäude

Grundfläche > 1600 m2 (außer Wohngebäude/Garage)

5

Verkaufsstätten

Verkaufsräume und -flächen > 800 m2

6

Bürogebäude, Verwaltungsgebäude

Einzelräume > 400 m2

7

Gebäude für den Aufenthalt von Personen

Nutzung einzelner Räume durch > 100 Personen

8

Versammlungsstätten mit Versammlungsräumen

Versammlungsräume für insgesamt > 200 Besucher und mit gemeinsamen Rettungswegen

9

Versammlungsstätten im Freien, sowie Freisportanlagen, jeweils mit Tribünen

Besucherbereiche mit jeweils > 1000 Besuchern, ganz oder teilw. errichtet als bauliche Anlage

10

Gaststätten

> 40 Gastplätze im Gebäude bzw. > 1000 Plätze im Freien

11

Beherbergungsstätten

> 12 Betten

12

Spielhallen

> 150 m2

13

Krankenhäuser, Wohnheime u.ä.

14

Tageseinrichtungen für Kinder, Menschen mit Behinderung und alte Menschen

15

Schulen, Hochschulen u.ä.

16

Justizvollzugsanstalten und bauliche Anlagen für den Maßregelvollzug

17

Camping- und Wochenendplätze

18

Freizeit- und Vergnügungsparks

19

Fliegende Bauten

sofern sie einer Ausführungsgenehmigung bedürfen

20

Regallager

Oberkante Lagergut > 7,5 m

21

Bauliche Anlagen mit erhöhter Brandoder Explosionsgefahr

wenn deren Nutzung durch Umgang oder Lagerung mit den genannten Gefahren verbunden ist

22

hier nicht aufgeführte Anlagen und Räume

sofern Art und Nutzung mit o.g. Gefahren vergleichbar

ausgenommen Tageseinrichtungen einschließlich Tagespflege für ≤ 10 Kinder

7.7 Baulicher Brandschutz 535

7.7.4 Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (M IndBauRL) Ziel der Muster-Industriebaurichtlinie [69] ist es, die Mindestanforderungen an den Brandschutz von Industriebauten zu regeln, insbesondere an • die Feuerwiderstandsfähigkeit der Bauteile und die Brennbarkeit der Baustoffe, • die Größe der Brandabschnitte bzw. Brandbekämpfungsabschnitte, • die Anordnung, Lage und Länge der Rettungswege. Sie gilt für Industriebauten, dies sind Gebäude oder Gebäudeteile im Bereich der Industrie und des Gewerbes, die der Produktion oder Lagerung von Produkten oder Gütern dienen. Die Richtlinie gilt nicht für: • Industriebauten, die lediglich der Aufstellung technischer Anlagen dienen und von Personen nur vorübergehend zu Wartungs- und Kontrollzwecken begangen werden (Einhausung, z. B. aus Gründen des Witterungs- oder Immissionsschutzes), • Industriebauten, die überwiegend offen sind (z.B., überdachte Freianlagen oder Freilager oder die aufgrund ihres Verhaltens im Brandfall diesen gleichgestellt werden können) Für diese baulichen Anlagen können aufgrund eines geringeren Gefahrenrisikos im Einzelfall weitergehende Erleichterungen gestattet werden. Darüber hinaus gilt die Richtlinie nicht für Regallager mit Lagerguthöhen von mehr als 9,0 m (Oberkante Lagergut). Weitergehende Anforderungen an Industriebauten, die sich aus Regelwerken hinsichtlich des Umgangs oder des Lagerns bestimmter Stoffe ergeben, wie Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) [74], Technische Regeln für brennbare Flüssigkeiten (TRbF) [75], Löschwasser-Rückhalte-Richtlinie (LöRüRL) [76], Kunststofflager-Richtlinie (MKRL) [77], bleiben unberührt. Die Industriebaurichtlinie definiert als Brandabschnitt einen Bereich eines Gebäudes zwischen seinen Außenwänden und/oder den Wänden, die als Brandwände über alle Geschosse ausgebildet sind. Die Brandabschnittsfläche ist die Fläche des Brandabschnitts zwischen den aufgehenden Umfassungsbauteilen. Ein Brandbekämpfungsabschnitt ist ein auf das kritische Brandereignis normativ bemessener, gegenüber anderen Gebäudebereichen brandschutztechnisch abgetrennter, ein- oder mehrgeschossiger Gebäudebereich mit spezifischen Anforderungen an Wände und Decken, die diesen Brandbekämpfungsabschnitt begrenzen. Zu den Rettungswegen gehören insbesondere die Hauptgänge in den Produktions- und Lagerräumen, diese müssen mindestens 2 m breit sein und geradlinig zu Ausgängen führen. Die Ausgänge führen ins Freie, zu notwendigen Treppenräumen, zu anderen Brandabschnitten oder zu anderen Brandbekämpfungsabschnitten. Räume mit einer Fläche von mehr als 200 m² müssen mindestens zwei Ausgänge haben. Von jeder Stelle eines Raumes soll ein Hauptgang nach maximal 15 m Lauflänge erreichbar sein. In

536

7 Brandschutz

Räumen mit einer mittleren lichten Raumhöhe von bis zu 5 m muss, von jeder Stelle des Raumes aus, nach maximal 35 m ein Ausgang erreichbar sein, in Räumen mit mindestens 10 m Raumhöhe nach 50 m. Die Längen dürfen auf 50 bzw. 70 m erhöht werden, sofern eine automatische Brandmeldeanlage mit Rauch- oder Flammenmelder oder eine automatische Feuerlöschanlage vorhanden ist. Die Muster-Industriebaurichtlinie [69] teilt die brandschutztechnische Infrastruktur in Sicherheitskategorien ein. Sie ergeben sich aus den Vorkehrungen für die Brandmeldung, der Art der Feuerwehr und der Art einer Feuerlöschanlage. Tabelle 7.7.4-1 Einteilung der brandschutztechnischen Infrastruktur in Sicherheitskategorien nach der Muster-Industriebaurichtlinie [69]

1

2

1

Sicherkeitskategorie

brandschutztechnische Infrastruktur

2

K1

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte ohne besondere Maßnahmen für Brandmeldung und Brandbekämpfung

3

K2

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage

4

K 3.1

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr in mindestens Staffelstärke; diese Staffel muss aus hauptamtlichen Kräften bestehen.

5

K 3.2

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr in mindestens Gruppenstärke

6

K 3.3

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr mit mindestens 2 Staffeln

7

K 3.4

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit automatischer Brandmeldeanlage in Industriebauten mit Werkfeuerwehr mit mindestens 3 Staffeln

8

K4

Brandabschnitte oder Brandbekämpfungsabschnitte mit selbsttätiger Feuerlöschanlage.

Um das Erreichen der geforderten Ziele nachzuweisen, stehen drei Verfahren zur Auswahl: • vereinfachtes Verfahren ohne Brandlastermittlung • Verfahren mit Brandlastermittlung nach DIN 18230 • Verfahren mit Brandlastermittlung durch Methoden des Brandschutzingenieurwesens

7.7 Baulicher Brandschutz 537 Im vereinfachten Verfahren wird in Abhängigkeit von der Feuerwiderstandsklasse der tragenden und aussteifenden Bauteile sowie nach der brandschutztechnischen Infrastruktur der baulichen Anlage (ausgedrückt durch die Sicherheitskategorien) die zulässige Brandabschnittsfläche für einen Brandabschnitt ermittelt. Im Verfahren nach DIN 18 230-1 werden die zulässige Fläche und die Anforderungen an die Bauteile nach den Brandsicherheitsklassen für einen Brandbekämpfungsabschnitt bestimmt.

7.7.5 DIN 18230 – Baulicher Brandschutz im Industriebau DIN 18230 dient der Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer der Bauteile von Brandbekämpfungsabschnitten im Industriebau. Dabei wird davon ausgegangen, dass bei einem Brand ein Versagen der Einzelbauteile mit ausreichender Wahrscheinlichkeit nicht eintritt bzw. nicht zum Einsturz der tragenden Konstruktion führt und ein Löschangriff auch innerhalb des Gebäudes über eine angemessene Zeitspanne geführt werden kann. Das Rechenverfahren der Norm basiert auf der Annahme eines voll entwickelten Brandes und ist Grundlage für die Definition der Anforderungen an Baustoffe und Bauteile sowie an die Größe der Brandbekämpfungsabschnitte nach der Muster-Industriebaurichtlinie. Bei der Ermittlung der rechnerisch erforderlichen Feuerwiderstandsdauer ist das gewählte Rechenverfahren vollständig und konsequent anzuwenden, d.h., die gemischte Anwendung verschiedener Verfahren ist nicht gestattet. Unter Berücksichtigung von Bewertungsfaktoren und Sicherheitsbeiwerten werden für jeden Brandbekämpfungsabschnitt die auf die Normbrandbeanspruchung nach DIN 4102-2 bezogenen erforderlichen Feuerwiderstandsdauern ermittelt. Diese Norm enthält keine Anforderungen für die brandschutztechnisch wirksame Ausbildung der Gesamtkonstruktion. Hierfür sind in der Regel zusätzliche Maßnahmen erforderlich (z. B. Berücksichtigung der Verformungen und Dehnungen beim Brand, Wahl geeigneter statischer Systeme, Schaffung voneinander statisch unabhängiger Teilbereiche und Sollbruchstellen) Um die Berechnungen durchführen zu können, sind folgende Angaben notwendig: • die Nutzung der Flächen des Gebäudes und des Brandabschnittes • die Gebäudestruktur • die Brandbelastung im Brandbekämpfungsabschnitt • die Einflussgrößen für die Berechnung der äquivalenten Branddauer, wie:

- Wärmedämmung der Umfassungsbauteile



- Wärmeabzugsöffnungen

• die brandschutztechnische Infrastruktur

538

7 Brandschutz

7.8 Rauch- und Wärmefreihaltung Die Brandintensität wird beeinflusst von der Zusammensetzung des brennbaren Materials, der Zufuhr und Konzentration von Sauerstoff und von der sich entwickelnden Verbrennungstemperatur. Durch den Einsatz von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) kann man den Temperaturanstieg mildern, die Brandausbreitung und einen Flash-over verzögern und durch die Verbesserung der Sichtverhältnisse Flucht- und Rettungsmaßnahmen ermöglichen. Die Normenreihe DIN 18232 beschäftigt sich mit Rauch- und Wärmefreihaltung, im Teil 1 werden Begriffe definiert und die Aufgabenstellung erläutert. Generell sind die Anlagen abhängig von der Gebäudegeometrie, der Größe der Rauchabschnitte, der Zuluftführung und der Größe der Öffnungen. Natürlichen Rauchabzugsanlagen (NRA) wirken durch thermischen Auftrieb der Brandgase. Die Brandgase werden durch automatisch oder manuell geöffnete Abschlüsse abgeleitet. Diese sind unter anderem auch abhängig von der aerodynamisch wirksamen Öffnungsfläche und deren Anordnung. Maschinelle Rauchabzugsanlagen (MRA) arbeiten mit Ventilatoren und sind abhängig von deren Leistungsfähigkeit, dem Kanalsystem und Lage und Anzahl der Absaugöffnungen. Mittels Druckdifferenzen verhindern Rauchschutz-Druckanlagen (RDA) das Eindringen von Rauch und leiten ihn gegebenenfalls ab, dabei sind die Druckdifferenz und die Leckrate von entscheidender Bedeutung. Wärmeabzüge ermöglichen die Wärmeableitung durch thermischen Auftrieb der Brandgase oder deren maschinelle Ableitung. Bei den gesamten Anlagen ist auch die Auslösung der Systeme wichtig. Bei Rauchabzugsanlagen versucht man durch die Entrauchung während des Entstehungsbrandes die Temperaturen in der Rauchschicht unter 300°C zu halten. Für die Bemessung von natürlichen Rauchabzugsanlagen nach DIN 18232-2 ist es notwendig, die Rauchabschnitte in Flächen kleiner 1600 m² einzuteilen, dies kann z.B. mit Hilfe von Rauchschürzen geschehen. Die Bemessung der Anlage ist u.a. abhängig von der Energiefreisetzungsrate, der rechnerischen Brandfläche bzw. der daraus resultierenden Bemessungsgruppe sowie der angestrebten Höhe der raucharmen Schicht und der Raumhöhe. Als raucharme Schicht wird der Bereich zwischen Fussboden und der Unterseite der Rauchgasschicht bezeichnet, angestrebt wird ein Wert von mindestens 2,50 m. Damit der thermische Auftrieb entstehen kann sind Zuluftöffnungen im unteren Bereich der Außenwände notwendig. Als Zuluftöffnungen gelten eigenständige Zuluftvorrichtungen, Tore, Türen und Fenster, diese müssen mindestens die 1,5fache Größe der notwendigen aerodynamisch wirksamen Rauchabzugsfläche haben. Unter der Brandentwicklungsdauer versteht man die Zeit von der Brandentstehung bis zum Beginn der Brandbekämpfung. Von der Brandentstehung bis zur Meldung vergehen meist 10 min und bis zum Beginnen der Brandbekämpfung in der Regel noch einmal 10 min. Mit Hilfe der anzusetzenden Brandentwicklungsdauer und der Brandausbreitungsgeschwindigkeit wird die Bemessungsgruppe und schließlich die notwendige Rauchabzugsfläche ermittelt. Die Rauchabzugsöffnungen sind gleichmäßig über den Rauchabschnitt zu verteilen.

7.8 Rauch- und Wärmefreihaltung 539 Aw hSch

Aw

h

z

3

d

1

2

1

Azu



Aw Rauchabzugsfläche in m2 h Höhe des zu schützenden Raumes in m Azu Größe der Zuluftfläche in m2 hsch Höhe der Rauchschürze in m d Höhe der raucharmen Schicht in m z Höhe der Rauchschicht (h - d) in m raucharme Schicht Plume (aufsteigende Rauchgassäule über dem Brandherd) Rauchschicht

Bild 7.8-1 Schematische Darstellung von Natürlichen Rauchabzugsanlagen (NRA) in einem Rauchabschnitt

8 Literaturverzeichnis 8.1 Normen und Richtlinien DIN 105-4 (01.2019)

Mauerziegel – Teil 4: Keramikklinker

DIN 105-5 (06.2013)

Mauerziegel - Teil 5: Leichtlanglochziegel und Leichtlangloch-Ziegelplatten

DIN 105-6 (06.2013)

Mauerziegel - Teil 6: Planziegel

DIN 105-41 (01.2019)

Mauerziegel - Teil 41: Konformitätsnachweis für Keramikklinker

DIN 105-100 (01.2012)

Mauerziegel – Teil 100: Mauerziegel mit besonderen Eigenschaften (zurückgezogen, Nachfolgedokumente DIN 105-4 und DIN 105-41)

DIN V 106 (10.2005)

Kalksandsteine mit besonderen Eigenschaften

DIN 1045-1 (08.2008)

Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 1: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität (zurückgezogen, Nachfolgedokument: DIN EN 1992-1-1 Eurocode 2

DIN 1045-2 (08.2008)

Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zu DIN EN 206

DIN 1045-100 (09.2017)

Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 100: Ziegeldecken

DIN 1054 (12.2010)

Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1, einschließlich Änderung 1

DIN 1356-1 (E 03.2018)

Bauzeichnungen - Teil 1: Arten, Inhalte und Grundregeln der Darstellung

DIN 1946-6 (12.2019)

Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen an die Auslegung, Ausführung, Inbetriebnahme und Übergabe sowie Instandhaltung

DIN 4102-1 (05.1998)

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen: Baustoffe - Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

DIN 4102-2 (09.1977)

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen: Bauteile - Begriffe, Anforderungen und Prüfungen

DIN 4102-4 (05.2016)

Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen: Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile

DIN 4108 (01.1952)

Wärmeschutz im Hochbau (zurückgezogen)

DIN 4108 Bbl. 2 (06.2019)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Wärmebrücken – Planungs- und Ausführungsbeispiele

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4

542

8 Literaturverzeichnis

DIN 4108-2 (02.2013)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz

DIN 4108-3 (10.2018)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung

DIN 4108-4 (03.2017)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte, einschl. Änderung A1 (09.2019)

DIN V 4108-6 (06.2003)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 6: Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs, einschl. Berichtigung 1

DIN 4108-7 (01.2011)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden – Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie –beispiele

DIN 4108-8 (09.2010)

Fachbericht: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 8: Vermeidung von Schimmelwachstum in Wohngebäuden

DIN 4108-10 (12.2015)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 10: Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe - Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe

DIN 4108-11 (11.2018)

Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 11: Mindestanforderungen an die Dauerhaftigkeit von Klebeverbindungen mit Klebebändern und Klebemassen zur Herstellung von luftdichten Schichten

DIN 4109 Bbl. 1 (11.1989)

Schallschutz im Hochbau - Ausführungsbeispiele und Rechenverfahren (zurückgezogen)

DIN 4109 Bbl. 2 (11.1989)

Schallschutz im Hochbau - Hinweise für Planung und Ausführung Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz Empfehlungen für den Schallschutz im eigenen Wohn- oder Arbeitsbereich (zurückgezogen)

DIN 4109-1 (01.2018)

Schallschutz im Hochbau - Teil 1: Mindestanforderungen

DIN 4109-2 (01.2018)

Schallschutz im Hochbau - Teil 2: Rechnerische Nachweise der Erfüllung der Anforderungen, einschl. Änderung A1 (05.2020)

DIN 4109-4 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 4: Bauakustische Prüfungen

DIN 4109-5 (08.2020)

Schallschutz im Hochbau - Teil 5: Erhöhte Anforderungen

8.1 Normen und Richtlinien 543 DIN 4109-31 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 31: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Rahmendokument und Grundlagen

DIN 4109-32 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 32: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Massivbau

DIN 4109-33 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 33: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Holz-, Leicht- und Trockenbau, flankierende Bauteile

DIN 4109-34 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 34: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Vorsatzkonstruktionen vor massiven Bauteilen, einschl. Änderung A1 (12.2019)

DIN 4109-35 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 35: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Elemente, Fenster, Türen, Vorhangfassaden, einschl. Änderung A1 (12.2019)

DIN 4109-36 (07.2016)

Schallschutz im Hochbau - Teil 36: Eingangsdaten für die rechnerischen Nachweise des Schallschutzes (Bauteilkatalog) - Gebäudetechnische Anlagen

DIN 4159 (05.2014)

Ziegel für Ziegeldecken und Vergusstafeln, statisch mitwirkend

DIN 4160 (04.2000)

Ziegel für Decken, statisch nicht mitwirkend (zurückgezogen, Nachfolgedokument: DIN EN 15037-3)

DIN 4166 (10.1997)

Porenbeton-Bauplatten und Porenbeton-Planbauplatten

DIN 4223-100 (12.2014)

Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus dampfgehärtetem Porenbeton – Teil 100: Eigenschaften und Anforderungen an Baustoffe und Bauteile

DIN V 4701-10 (08.2003)

Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung

DIN V 4701-10, Bbl. 1 (02.07) Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung - Beiblatt 1: Anlagenbeispiele DIN 4710 (01.2003)

Statistiken meteorologischer Daten zur Berechnung des Energiebedarfs von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen in Deutschland, einschließlich Berichtigung 1 (11.2006)

DIN 16205 (05.2018)

Messung von Gehschall auf Fußböden im Prüfstand

DIN 18005-1 (07.2002)

Schallschutz im Städtebau: Grundlagen und Hinweise für die Planung

544

8 Literaturverzeichnis

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Hörsamkeit in Räumen - Anforderungen, Empfehlungen und Hinweise für die Planung

DIN 18183-1 (05.2018)

Trennwände und Vorsatzschalen aus Gipsplatten mit Metallunterkonstruktionen – Teil 1: Beplankung mit Gipsplatten

DIN 18148 (10.2000)

Hohlwandplatten aus Leichtbeton

DIN V 18151-100 (10.2005) Hohlblöcke aus Leichtbeton, Teil 100: Hohlblocksteine mit besonderen Eigenschaften (zurückgezogen, Nachfolgedokument DIN EN 771-3) DIN V 18152-100 (10.2005) Vollsteine und Vollblöcke aus Leichtbeton - Teil 100: Vollsteine und Vollböcke mit besonderen Eigenschaften (zurückgez., Nachfolgedokument DIN EN 771-3) DIN V 18153-100 (10.2005) Mauersteine aus Beton (Normalbeton), Teil 100: Mauersteine mit besonderen Eigenschaften (zurückgezogen, Nachfolgedokument DIN 20000-403) DIN 18162 (10.2000)

Wandbauplatten aus Leichtbeton - unbewehrt

DIN 18180 (09.2014)

Gipsplatten; Arten und Anforderungen

DIN 18230 Teile 1 bis 3

Baulicher Brandschutz im Industriebau (Stand 09.2015)

DIN 18232 Teile 1 bis 9

Rauch- und Wärmefreihaltung (Stand 07.2016)

DIN 18515-1 (08.2017)

Außenwandbekleidungen - Grundsätze für Planung und Ausführung - Teil 1: Angemörtelte Fliesen oder Platten

DIN 18516-1 (06.2010)

Außenwandbekleidungen, hinterlüftet – Teil 1: Anforderungen, Prüfungssätze

DIN 18516-3 (03.2018)

Außenwandbekleidungen, hinterlüftet – Teil 3: Naturwerkstein; Anforderungen, Bemessungen

DIN 18540 (09.2014)

Abdichten von Außenwandfugen im Hochhaus mit Fugendichtstoffen

DIN 18542 (04.2020)

Abdichten von Außenwandfugen mit imprägnierten Fugendichtungsbändern aus Schaumkunststoff – Imprägnierte Fugendichtungsbänder – Anforderungen und Prüfung

DIN 18550-1 (01.2018)

Planung, Zubereitung und Ausführung von Außen- und Innenputzen – Teil 1: Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 13914-1 für Außenputze

DIN 18550-2 (01.2018)

Planung, Zubereitung und Ausführung von Außen- und Innenputzen – Teil 2: Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 13914-2 für Innenputze

8.1 Normen und Richtlinien 545 DIN 18560-1 (11.2015)

Estriche im Bauwesen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Prüfung und Ausführung

DIN 18560-2 (09.2009)

Estriche im Bauwesen - Estriche und Heizestriche auf Dämmschichten (schwimmende Estriche), einschl. Berichtigung 1

DIN V 18599-1 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 1: Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger

DIN V 18599-2 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 2: Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen

DIN V 18599-4 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 4: Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

DIN V 18599-5 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 5: Endenergiebedarf von Heizsystemen

DIN V 18599-6 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 6: Endenergiebedarf von Lüftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Kühlsystemen für den Wohnungsbau

DIN V 18599-8 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 8: Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

DIN V 18599-10 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 10: Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

DIN V 18599-11 (09.2018)

Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 11: Gebäudeautomaten

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Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 129: Regeln für die Verwendung von keramischen Zwischenbauteilen nach DIN EN 15037-3

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Messung und Bewertung tieffrequenter Geräuschimmissionen in der Nachbarschaft

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Akustik - Ermittlung von Fluggeräuschimmissionen an Landeplätzen - Teil 1: Berechnungsverfahren

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Akustik – Ermittlung von Fluggeräuschimmissionen an Landeplätzen – Teil 2: Bestimmung akustischer und flugbetrieblicher Kenngrößen

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Nackte Bitumenbahnen - Begriff, Bezeichnung, Anforderungen

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Innentüren aus Holz und Holzwerkstoffen - Teil 1: Türblätter; Begriffe, Maße und Anforderungen

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Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau

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Beton – Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität

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Spanplatten - Anforderungen

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Glas im Bauwesen – Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen

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Gipsplatten - Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren

DIN EN 650 (12.2012)

Elastische Bodenbeläge – Bodenbeläge aus Polyvinylchlorid mit einem Rücken aus Jute oder Polyestervlies oder auf Polyestervlies mit einem Rücken aus Polyvinylchlorid – Spezifikation

8.1 Normen und Richtlinien 547 DIN EN 651 (05.2011)

Elastische Bodenbeläge – Polyvinylchlorid-Bodenbeläge mit einer Schaumstoffschicht – Spezifikation

DIN EN 652 (12.2012)

Elastische Bodenbeläge – Polyvinylchlorid-Bodenbeläge mit einem Rücken auf Korkbasis – Spezifikation

DIN EN 673 (04.2011)

Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Berechnungsverfahren

DIN EN 674 (09.2011)

Glas im Bauwesen - Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Verfahren mit dem Plattengerät

DIN EN 675 (09.2011)

Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – WärmestrommesserVerfahren

DIN EN 687 (08.2019)

Elastische Bodenbeläge – Spezifikation für Linoleum mit und ohne Muster mit Korkmentrücken

DIN EN 771-1 (11.2015)

Festlegungen für Mauersteine - Teil 1: Mauerziegel

DIN EN 771-2 (11.2015)

Festlegungen für Mauersteine - Teil 2: Kalksandsteine

DIN EN 771-3 (11.2015)

Festlegungen für Mauersteine - Teil 3: Mauersteine aus Beton

DIN EN 771-4 (11.2015)

Festlegungen für Mauersteine - Teil 4: Porenbetonsteine

DIN EN 771-5 (11.2015)

Festlegungen für Mauersteine - Teil 5: Betonwerksteine

DIN EN 998-1 (02.2017)

Festlegungen für Mörtel im Mauerwerksbau - Teil 1: Putzmörtel

DIN EN 1027 (09.2016)

Fenster und Türen – Schlagregendichtheit – Prüfverfahren

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Betonfertigteile - Hohlplatten

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Glas im Bauwesen - Mehrscheiben-Isolierglas - Teil 5: Produktnorm

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Vorgefertigte Bauteile aus haufwerksporigem Leichtbeton und mit statisch anrechenbarer oder nicht anrechenbarer Bewehrung

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Vorgefertigte Zubehörteile für Dachdeckungen – Lichtkuppeln aus Kunststoff – Produktionsspezifikation und Prüfverfahren

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DIN EN 1991-1-1 (12.2010) Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwirkungen auf Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau DIN EN 1991-1-2 (12.2010) Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke, einschl. Berichtigung

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Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall, einschließlich Änderung A1 und Anhang NA

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Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall, einschließli. Anhang NA

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Vorhangfassaden - Schlagregendichtheit - Leistungsanforderungen und Klassifizierung

DIN EN 12207 (03.2017)

Fenster und Türen – Luftdurchlässigkeit – Klassifizierung

DIN EN 12208 (06.2000)

Fenster und Türen – Schlagregendichtheit – Klassifizierung

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Bauakustik - Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften - Teil 6: Schallabsorption in Räumen

DIN EN 12433-1 (02.2000)

Tore – Terminologie – Teil 1: Bauarten von Toren

DIN EN 12602 (122016)

Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus dampfgehärtetem Porenbeton

DIN EN 12620 (07.2008)

Gesteinskörnungen für Beton

DIN EN 12758 (12.2019)

Glas im Bauwesen – Glas und Luftschalldämmung – Produktbeschreibungen, Bestimmung der Eigenschaften und Erweiterungsregeln

8.1 Normen und Richtlinien 549 DIN EN 12859 (05.2011)

Gips-Wandbauplatten - Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren

DIN EN 13055-1 (11.2016)

Leichte Gesteinskörnungen

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Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) Spezifikation

DIN EN 13163 (02.2017)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrol (EPS) – Spezifikation

DIN EN 13164 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) – Spezifikation

DIN EN 13165 (09.2016)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Polyurethan-Hartschaum (PUR) – Spezifikation

DIN EN 13166 (09.2016)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Phenolharzschaum (PF) – Spezifikation

DIN EN 13167 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) – Spezifikation

DIN EN 13168 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzwolle (WW) – Spezifikation

DIN EN 13169 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Blähperlit (EPB) – Spezifikation

DIN EN 13170 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Kork (ICB) – Spezifikation

DIN EN 13171 (04.2015)

Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzfasern (WF) – Spezifikation

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Betonfertigteile – Deckenplatten mit Stegen

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Gipsbinder und Gips-Trockenmörtel - Teil 1: Begriffe und Anforderungen

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Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen – Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades – Teil 2: Detailliertes Berechnungsverfahren (zurückgezogen, Nachfolgedokument: DIN EN ISO 52022-3)

550 DIN EN 13501-1 (05.2020)

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Betonfertigteile - Deckenplatten mit Ortbetonergänzung

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Abdichtungsbahnen - Kunststoff- und ElastomerDampfsperrbahnen - Definitionen und Eigenschaften

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Wärmedämmstoffe für Gebäude - An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung aus Blähton­ Leichtzuschlagsstoffen (LWA) - Teil 1: Spezifikation für die Schüttdämmstoffe vor dem Einbau

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Wärmedämmstoffe für Gebäude - An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung aus Mineralwolle (MW) - Teil 1: Spezifikation für die Schüttdämmstoffe vor dem Einbau

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Wärmedämmstoffe für das Bauwesen – An der Verwendungsstelle hergestellter Wärmedämmstoff aus

8.1 Normen und Richtlinien 551 Polyurethan (PUR)- und Polyisocyanurat (PIR)-Spritzschaum – Teil 1: Spezifikation für das Schaumsystem vor dem Einbau DIN EN 14316-1 (11.2004)

Wärmedämmstoffe für Gebäude - An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung aus Produkten mit expandiertem Perlite (EP) - Teil 1: Spezifikation für gebundene und die Schüttdämmstoffe vor dem Einbau

DIN EN 14317-1 (11.2004)

Wärmedämmstoffe für Gebäude - An der Verwendungsstelle hergestellte Wärmedämmung mit Produkten aus expandiertem Vermiculite (EV) - Teil 1: Spezifikation für gebundene und die Schüttdämmstoffe vor dem Einbau

DIN EN 14318-1 (04.2013)

Wärmedämmstoffe für Gebäude - An der Verwendungsstelle hergestellter Wärmedämmstoff aus dispensiertem Polyurethan (PUR)- und Polyisocyanurat( PIR)-Hartschaum –  Teil 1: Spezifikation für das Schaumsystem vor dem Einbau

DIN EN 14351-1 (12.2016)

Fenster und Türen – Produktnorm, Leistungseigenschaften – Teil 1: Fenster und Außentüren ohne Eigenschaften bezüglich Feuerschutz und/oder Rauchdichtheit

DIN EN 14351-2 (01.2019)

Fenster und Türen – Produktnorm, Leistungseigenschaften - Teil 2: Innentüren

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Selbsttragende Sandwich-Elemente mit beidseitigen Metalldeckschichten – Werkmäßig hergestellte Produkte – Spezifikationen

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Betonfertigteile – Balkendecken mit Zwischenbauteilen - Teil 3: Keramische Zwischenbauteile

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8.1 Normen und Richtlinien 553 DIN EN ISO 10456 (05.2010)

Baustoffe und Bauprodukte - Wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften - Tabellierte Bemessungswerte und Verfahren zur Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn- u. Bemessungswerte

DIN EN ISO 11925-2 (07.2020) Prüfungen zum Brandverhalten von Bauprodukten - Entzündbarkeit bei direkter Flammeneinwirkung, Teil 2: Entflammentest DIN EN ISO 12354-1 (11.2017) Bauakustik - Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften - Teil 1: Luftschalldämmung zwischen Räumen DIN EN ISO 12354-4 (11.2017) Bauakustik - Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften - Teil 4: Schallübertragung von Räumen ins Freie DIN EN ISO 12567-1 (12.2010) Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern und Türen - Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten mittels des Heizkastenverfahrens - Teil 1: Komplette Fenster und Türen DIN EN ISO 12631 (01.2018)

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Schallabstrahlung von Industriebauten (zurückgezogen), der Regelsetzer empfiehlt die Anwendung von DIN EN 12354-4 (04.2001)

VDI 2714 (01.1988)

Schallausbreitung im Freien (zurückgezogen)

VDI 2720 Blatt 1 (03.1997)

Schallschutz durch Abschirmung im Freien

VDI 3726 (01.1991)

Schallschutz bei Gaststätten und Kegelbahnen

VDI 4100 (08.2007)

Schallschutz von Wohnungen - Kriterien für Planung und Beurteilung (zurückgezogen)

VDI 4100 (10.2012)

Schallschutz im Hochbau - Wohnungen - Beurteilung und Vorschläge für erhöhten Schallschutz

VDI 4640 Bbl. 2 (06.2010)

Thermische Nutzung des Untergrunds - Grundlagen, Genehmigungen, Umweltaspekte, einschl. B1

8.2 Verordnungen und Veröffentlichungen 555

8.2 Verordnungen und Veröffentlichungen [1]

Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks: Fachregeln für Abdichtungen - Flachdachrichtlinie -, Stand Dezember 2016, Rudolf Müller Verlag

[2]

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Loose, T.; Saal, H.: Ermittlung der Wärmeverluste an zweischaligen Dach- und Wandaufbauten. IFBS-Fachinformation 4.05, Industrieverband für Bausysteme im Stahlleichtbau e.V. (IFBS), Juni 2006

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Binder, L.: Über äußere Wärmeleitung und Erwärmung elektrischer Maschinen. Dissertation, TH München, 1910

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Schoch, T.: Digitaler Wärmebrückenkatalog, Bauwerk-Verlag, Januar 2009

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[11]

Bundesverband Porenbeton (Hrsg.): Porenbeton-Wärmebrückenkatalog, 5. Auflage Januar 2013

[12]

Thermopor, Ziegel-Kontor Ulm GmbH (Hrsg.): Wärmebrückensoftware 4.1.6

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Ytong-Silka-Porenbeton: Wärmebrückenkatalog 2019

[14]

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8 Literaturverzeichnis

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[22]

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[23]

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[27]

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[28]

Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (BundesImmissionsschutzgesetz - BImSchG) neugefasst durch Bek. vom 17.05.2013 (1274), zuletzt geändert durch Art. 3 G v. 18.07.2017 (2771)

[29]

Achtzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Sportanlagenlärmschutzverordnung (18. BlmSchV) vom 18. Juli 1991 (BGBl. I S. 1588), zuletzt geändert durch Art. 1 V v. 01.06.2017 (1468)

[30]

Sechzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verkehrslärmschutzverordnung - 16. BImSchV) vom 12. Juni 1990 (BGBl. I S. 1036), einschließlich Änderung vom 18.12.2014

[31]

Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen, Ausgabe, 1990 - RLS-90, Kapitel 4.0, bekanntgemacht im Verkehrsblatt, Amtsblatt des Bundesministers für Verkehr der Bundesrepublik Deutschland (VkBl.) Nr. 7 vom 14. April 1990 unter lfd. Nr. 79.

[32]

Fluglärmgesetz, Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm, vom 30. März 1971, zuletzt geändert durch BBauGÄndG vom 8. Dezember 1986.BGBI. I, 1971, Nr. 28, S. 282–287,

[33]

Fluglärmleitlinie, Leitlinie zur Beurteilung von Fluglärm. Unterausschuss „Lärmbekämpfung“ des Länderausschusses für Immissionsschutz, Stand 14. Mai 1997.

[34]

Landeplatz-Fluglärmleitlinie, Leitlinie zur Ermittlung und Beurteilung der Fluglärmimmissionen in der Umgebung von Landeplätzen durch die Immissionsschutzbehörden der Länder (Landeplatz-Fluglärmleitlinie). Länderausschuss für Immissionsschutz, Stand 14. Mai 1997

8.2 Verordnungen und Veröffentlichungen 557 [35]

Parkplatzlärmstudie, Untersuchung von Schallemissionen aus Parkplätzen, Autohöfen und Omnibusbahnhöfen sowie von Parkhäusern und Tiefgaragen, 4. Auflage. Schriftenreihe des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz.

[36]

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[37]

Fasold, W., Veres, E.: Schallschutz + Raumakustik in der Praxis, Berlin, Verlag für Bauwesen, 2. Auflage, 2003

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Fasold, W., Winkler, H., Sonntag, E.: Bauphysikalische Entwurfslehre, Bauund Raumakustik, Berlin, VEB Verlag für das Bauwesen, 1987

[39]

Schmidt, H.: Schalltechnisches Taschenbuch - Schwingungskompendium, 5. Auflage, VDI-Verlag, 1996

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Gösele, K.; Schüle, W.: Schall, Wärme, Feuchte: Grundlagen, Erfahrungen und praktische Hinweise für den Hochbau, 10. Auflage, Wiesbaden, Bauverlag, 1997

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[42]

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Weber, L.; Brandstetter, D.; Einheitliche schalltechnische Bemessung von Wärmedämmverbundsystemen, Serie: IBP-Bericht; B-BA 6/2002, Fraunhofer IRB Verlag

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Weber, L.; Müller, S..; Schallschutz von Wärmedämm-Verbundsystemen, Serie: IBP-Bericht; B-BA 1/2014, Fraunhofer IRB Verlag

[45]

Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, Freie und Hansestadt Hamburg: Schalltechnisches Nachweisverfahren für teilgeöffnete Fenster

[46]

Kötz, W.-D.: Zur Frage der effektiven Schalldämmung von geöffneten Fenstern, Zeitschrift für Lärmbekämpfung, 51 (2004), Nr. 1

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UN-Behindertenrechtskonvention, „Übereinkommen über die Rechte von Menschen mit Behinderungen“, das am 13. Dezember 2006 von der Generalversammlung der Vereinten Nationen beschlossen wurde und am 3. Mai 2008 in Kraft getreten ist

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Sabine, W. C.: Collected papers on acoustics, M. A., Harvard U. P. Cambridge, 1927

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Musterbauordnung (MBO) von September 2012, einschließlich Überarbeitung vom 13.05.2016

[56]

Verordnung (EU) Nr. 305/2011 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 9. März 2011 zur Festlegung harmonisierter Bedingungen für die Vermarktung von Bauprodukten und zur Aufhebung der Richtlinie 89/106/EWG des Rates

[57]

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[58]

Klingelhöfer, H.G.; Klose, A.: Vorbeugender baulicher Brandschutz, Promat Fachbeitrag, Ratingen 2004

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Schaumann, P.; Tabeling, F.: Brandschutztechnische Bemessung im Stahlund Stahlverbundbau nach Eurocode 3 und 4, in: Bauphysik-Kalender 2011, Ernst&Sohn Verlag

[60]

BauPrüfVO Bauprüfverordnung NRW, Stand: 20.02.2000

[61]

Gewerbeordnung (GewO) in der Fassung der Bekanntmachung vom 22. Februar 1999 (BGBl. I S. 202), die zuletzt durch Artikel 11 des Gesetzes vom 11. August 2014 (BGBl. I S. 1348) geändert worden ist“

[62]

Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen - Fassung Juni 2015

[63]

Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Systemböden - MSysBöR (Fassung September 2005)

[64]

Muster-Lüftungsanlagen-Richtlinie - M-LüAR (Fassg. Sept. 2005, zuletzt geändert durch Beschluss FK BA v. 1.7.2010)

[65] Muster-Verkaufsstättenverordnung - MVKVO (Fassung September 1995, zuletzt geändert durch Beschluss der Fachkommission Bauaufsicht vom Juli 2014) [66]

Muster-Garagenverordnung - MGarVO (Fassung Mai 2008)

[67]

Muster-Wohnformen-Richtlinie – MWR (Fassung Mai 2012)

[68]

Muster-Versammlungsstättenverordnung - MVStättVO (Fassung Juni 2005, zuletzt geändert durch Beschluss der Fachkommission Bauaufsicht vom Juli 2014)

[69]

Muster-Beherbergungsstättenverordnung - MBeVO (Fassung Dezember 2000, zuletzt geändert durch Beschluss der Fachkommission Bauaufsicht von Mai 2014)

8.2 Verordnungen und Veröffentlichungen 559 [70]

Muster-Industriebau-Richtlinie - MIndBauRL Muster-Richtlinie über den baulichen Brandschutz im Industriebau (Stand Juli 2014)

[71]

Muster-Schulbau-Richtlinie - MSchulbauR (Fassung April 2009)

[72]

Muster-Richtlinie über den Bau und Betrieb von Hochhäusern - MHHR (Fassung April 2008)

[73]

Muster-Richtlinie über den Bau und Betrieb Fliegender Bauten - M-FlBauR -(Fassung Mai 2007)

[74]

Technische Regelwerk zur Gefahrstoffverordnung - Allgemeines - Aufbau Übersicht - Beachtung der Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS)

[75]

Technische Regeln für brennbare Flüssigkeiten (TRbF) aufgestellt vom Deutschen Ausschuß für brennbare Flüssigkeiten (DAbF), veröffentlicht durch das Bundesministerium für Arbeit und Sozialordnung in der Fachbeilage Arbeitsschutz (ArbSch) zum Bundesarbeitsblatt sowie im Bundesarbeitsblatt (BArbBl)

[76]

Richtlinie zur Bemessung von Löschwasser-Rückhalteanlagen beim Lagern wassergefährdender Stoffe - LöRüRL (Fassung August 1992)

[77]

Richtlinie über den Brandschutz bei der Lagerung von Sekundärstoffen aus Kunststoff - MKLR (Fassung Juni 1996)

[78]

Richtlinie über Rollladenkästen (RokR) vom Juli 2016

[79]

Willems, W.; Wagner, A.; Stricker, D.: Schallschutz: Bauakustik, Grundlagen - Luftschallschutz - Trittschallschutz, aus der Reihe Detailwissen Bauphysik, Springer Vieweg, 2. Auflage, 2020

[80]

RLS-19 – Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen, Ausgabe 2019

[81]

GEStrO-92 – Verfahren zur Messung der Geräuschemission an Straßenoberflächen, ARS Nr. 16/1992 vom 16.03.1992, VkBl. 1991

[82]

TP KoSD-19 – Technische Prüfvorschriften zur Korrekturwertbestimmung der Geräuschemmission von Straßendeckschichten, Ausgabe 2019

Index

Bauplatten, wärme- und feuchtetechn. Kennwerte 23 Bauschalldämm-Maß 363

A

Bauschraffuren 18

A/V-Verhältnis (Raumakustik) 476

Baustoffklassen (Brandschutz) 507 ff

Abbrandrate 527 f

Baustoffverhalten (Brandschutz) 504

Abbrandtiefe Holz 527

Bauteile, einschalige 300

Abdichtstoffe, wärme- und feuchtetechn. Kennwerte 35

Bauteile, mehrschalige 303 ff

Abminderungsfaktor für Verschattung 154

Bauteilverhalten (Brandschutz) 504

Abschirmung, Dämpfung 277 ff

Bemessung einer Dampfbremse 215 ff

Absorber mikroperforierte 483

Bergersches Gesetz 298 f

Absorber, Anordnung 472 f

besonders laute Räume 326

Absorber, Platten- 481

Beton, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 21

Absorber, poröse 471 f

Betonbauweise, Brandschutz 516 ff

Absorber, technische 479 ff

Beugungseffekt 277

Absorberschott 413

Bezugsfläche (Wärmeschutz) 122

Absorption, Holzverbretterung 498

Bezugskurve (Luftschall) 291 f

Absorption, Objekte 502 f

Bezugskurve (Trittschall) 311

Absorption, Personen 500, 502

biegesteif 302

Absorption, Unterdecken 495 ff

biegesteife Vorsatzschale 400 f

Absorption, Vorhänge 499

Biegesteifigkeit 301

Absorption, Vorsatzschalen 491 ff

biegeweich 302

Absorptionsgrad, Schall- 462

biegeweiche Vorsatzschale 401, 407

Adsorption 186

Binder/Schmidt Verfahren 85 ff

Anforderungen, Brandschutz 503 ff

Böden, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 39

Anforderungen, EnEV 101 ff

Bodenbeläge Trittschallminderung 410

Anforderungen, Mindestwärmeschutz 94 ff

Brandabschnitt 530

Anlagenaufwandzahl 132 f

Brandlastermittlung 536

Anlagenbewertung (DIN 4701-10) 134 ff

Brandschutz 503 ff, 531 ff

Anlagenkonfiguration 133 f

Brandschutz im Industriebau 535 ff

äquivalente Schallabsorptionsfläche 462 ff

Brandschutz, Betonbauweise 516 ff

Arbeit, Einheitenumrechnung 15

Brandschutz, Holzbauweise 527 ff

Armaturengeräusche 329

Brandschutz, Mauerwerksbauweise 524 ff

Ausgleichsfeuchtegehalt 187

Brandschutz, Stahlbauweise 520

Ausnutzungsgrad 132 f

Brandschutzkonzepte 530 f

Außenbauteile Luftschalldämmung 367

Brandschutzmaßnahmen 503 ff

Außenlärm, Schallschutz gegen 316 f, 338, 343, 381 f

Brandüberschlag 514

Außenwände Luftschalldämmung 389 ff

Brandverhalten 504

Außenwände, Schlagregenschutz 191 ff

Brandverhalten von Bauprodukten 510 ff

B

Brandverhaltensklassen 512

Bauakustik 285 ff

Brandverlauf 504 f

bauakustisch relevanter Frequenzbereich 233

brennendes Abtropfen 512

Bauart (sommerlicher Wärmeschutz) 160

Bruttovolumen EnEV 122

baulicher Brandschutz 531 ff

Büros, raumakustische Gestaltung 476 ff

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 W. M. Willems et al., Formeln und Tabellen Bauphysik, https://doi.org/10.1007/978-3-658-30557-4

562 Index

C

E

Carrier-Diagramm 177

Eckfrequenzen 232

D

Eigenfrequenz 303

Dachbahnen, wärme- und feuchtetechn.Kennwerte 37

Einbausituation Fenster 372 f

Dachkonstruktionen, Flankenschallpegeldifferenz 432 ff

Einfügungsdämpfungsmaß 277

Dampfbremse, Bemessung 215 f

Einheiten-Umrechnungstafeln 13

Dämpfung, Abschirmung 276 ff

Einheitstemperaturzeitkurve, ETK 506

Dämpfung, Bebauung 283

einschalige Bauteile 300

Dämpfung, Bewuchs 281

Einzelschallquelle 265

Dämpfung, Bodeneffekt 271 ff

Eis, wärmetechnische Kennwerte 41

Dämpfung, geometrische Ausbreitung 270

Emissionen ins Freie 382 f

Dämpfung, Industriegelände 282

Emissionsgrad 47

Dämpfung, Luftabsorption 270

E-Modul, dynamisch 302 f

Dämpfung, Oktavband- 270

Endenergiebedarf 116

Dämpfung, zuätzliche Dämpfungsarten 280

Energieeinsparverordnung 101 ff

Dämpfungskonstante der Luft 463

energiesparender Wärmeschutz 101 ff

Dauerschalldruckpegel bei Mitwind 264 ff

EnEV 101 ff

Dauerschallpegel 237

EnEV, Erweiterung und Ausbau 115

Decken Schallschutz 405 ff

EnEV, Neubauten 102

DEGA-Empfehlungen 352 ff

EnEV, Nichtwohngebäude 105 ff, 116 ff

Desorption 185

EnEV, Wärmebrücken 92

Diffusionsdiagramme 210

EnEV, Wohngebäude 102 ff

diffusionsdicht 215

entkoppelte Innenwandsysteme 398 f

diffusionshemmend 215

Erdreich, Wärmeübertragung 138 ff

Diffusionsleitkoeffizient 180

erhöhter Schallschutz 330 ff

diffusionsoffen 215

Estrich, schwimmender 407 f

DIN 18005-1, 248 ff

Estrich, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 20

DIN 18041, 466 ff

ETK, Einheitstemperaturzeitkurve 506

DIN 4102, 507 ff

F

DIN 4108-3, 201 ff

Fachwerkfassade 199 ff

DIN 4109, 314 ff

Feder-Masse-System 303

DIN 4701-10, Anlagenbewertung 134

Fenster (Wärmeschutz) 67 ff

DIN EN 13501, 514 ff

Fenster Einbausituation 372 f

DIN EN ISO 13788, 217 ff

Fenster, Schalldämm-Maß 446 ff

DIN ISO 9613-2, 263 ff

Fenster, wärmetechnische Anforderungen 87

Direktschallversorgung 470

Feuchteansammlung, extreme 211

Direktübertragung 364

Feuchtegehalt, kritischer 188

Dissipation 462, 479, 483

Feuchtegehalt, massebezogener 186

dissipierte Schall-Leistung 285

Feuchtegehalt, maximaler 188

Druck, Einheiten 15

Feuchtegehalt, praktischer 187 f

dynamische Steifigkeit 303 f

Feuchtegehalt, volumenbezogener 186

dynamischer E-Modul 302 f

Feuchteschutz 171 ff Feuchteschutz, klimabedingter 201 ff, 217 ff

Index 563 Feuchteschutz, leichte Bauweise 218 ff, 229 ff

geometrische Gestaltung (Raumakustik) 471

Feuchteschutz, schwere Bauweise 226 ff

Geräusch 233

feuchtetechnische Kennwerte 20 Feuerübersprung 505

Geräusche aus gebäudetechnischen Anlagen 327, 338, 341, 351, 356, 381

Feuerwiderstand, Benennung 514 f

Geräuschimmissionen 258 ff

Feuerwiderstandsklassen 508 ff

Geräuschwahrnehmung 333, 354

Fläche, Einheiten 13

Gesamtenergiedurchlassgrad 75, 102 ff, 129, 152

Flächenberechnung 1

Gesamtstörschalldruckpegel 461

Flächenbezogene Masse 391

Glas, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 39

Flächenheizung 125

Glaser-Verfahren 203 ff

Flankendämm-Maß 291, 365 f, 371,

Glasvorbauten 129, 151

Flankenschallpegeldifferenz bei schwimmenden Estrichen 414

Gleichgewichtsfeuchtegehalt 187

Flankenschallpegeldifferenz bei Unterdecken 410 ff

Gründungstiefe bei Frost 147

Flankenschallpegeldifferenz von Dachkonstruktionen 432 ff

Gummi, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 36

Flankenschallpegeldifferenz Holzbalkendecken 442 f

Haustrennwand, zweischalig 394 ff

Flankenschallpegeldifferenz Metallständerwänden 437 f

Heizwärmebedarf 120 ff

Flankenübertragung (Luftschall) 288

Helmholz-Resonator 482 f

flash-over 505

Hilfsverben, modale 12

Flatterecho 473

Hohlraumresonanz 303

Fluglärm 263 Folien, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 37

Holz- und Holzwerkstoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 28

Frequenz 232 ff

Holzbalkendecken, Schallschutz 439 ff

Frequenzbereiche 461

Holzbauweise, Brandschutz 527 ff

Frequenzbewertung 238 ff

Holzfachwerk, Feuchteschutz 199

Frequenzspektrum 233 f, 461

Hörbereich 233

Frosteindringtiefe 147

Hörsamkeit 459

Frosthebung 145 ff

Hörschwelle 239

Frostindex 145

Hüllfläche, wärmeübertragende 121

Fugen (Schallschutz) 454 ff

I

Fugenabdichtungsarten 196

Immissionsgrenzwerte 243 ff

Fußbodenbeläge, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 35

Immissionsorte außerhalb von Gebäuden 244

G

Immissionsrichtwerte 244 ff

Gase, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 42

Industriebau, Brandschutz 535 ff

Gaststätten, Schallschutz 360, 387

Innendämmung 198 ff

Gebäudegründung, Frosthebung 145 ff

Innenoberflächentemperatur 98, 217, 226 ff

Gebäudehülle 100

Innenwände Luftschalldämmung 389 ff, 398

Gebäudenutzfläche 120

Innenwandsysteme, entkoppelt 398 f

Gebäudetrennwand, zweischalig 394 ff

interne Wärmegewinne 120 ff

Gebäudetyp 119

J

Geometrie 1

Jahres-Primärenergiebedarf 116 ff

Griechisches Alphabet 11

H

Immissionsorte innerhalb von Gebäuden 246

564 Index

K

Luftdichtigkeit, Details 163 ff

Kegelbahnen, Schallschutz 360, 387

Luftfeuchte, relative 174

Kennwerte Luft- und Trittschall 389 ff

Luftfeuchteklassen 224

Kennwerte, feuchtetechnische 20 ff

Luftschalldämmung Außenbauteile 369

Kennwerte, wärmetechnische 20 ff

Luftschalldämmung Gebäudetrennwände 369, 394 ff

Klang 233

Luftschalldämmung Innen- und Außenwände 389 ff

Klassifizierungssystem, deutsches (Brandschutz) 507 ff

Luftschalldämmung von leichten Dächern 425 ff

Klassifizierungssystem, europäisches (Brandschutz) 510 ff

Luftschalldämmung von massiven Dächern 415

Klimaregion, Sommer 158

Luftschalldämmung, Holzbauweise 367, 436 ff, 425 ff,

klimatische Randbedingungen, außenseitig 218

Luftschalldämmung, Leichtbauweise 367

klimatische Randbedingungen, raumseitig 222

Luftschalldämmung, Mischbauweise 368

Klimazonen Deutschland 219 f

Luftschallschutz, Kennwerte 389 ff

Koinzidenzfrequenz 300

Luftschicht, ruhende 52

Koinzidenzgrenzfrequenz 301

Luftschicht, schwach belüftet 53

Körperschall 306

Luftschicht, stark belüftet 53

Korrekturwerte, Trittschallschutz 378

Luftspalte im Bauteil 55

Kraft, Einheiten 14

Lüftungswärmeverluste 120 ff

Kunststoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 36

Luftwechselzahl 162

L

Masse, Einheiten 14

Luftschalldämmung, erhöhte Anforderungen 330 ff

M

Labor-Schalldämm-Maß 289

massebezogener Feuchtegehalt 186

Länge 13

Mauerwerk aus Betonsteinen, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 26

längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient 89 f Langzeit-Mittelungspegel 267 ff Lärmeinwirkung 243 Lärmpegelbereich 316, 356, 354, 356 Laufzeitdifferenz 460 f Lautstärkeempfinden 238

Mauerwerk aus Kalksandsteinen, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 25 Mauerwerk aus Klinkern, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 24

Lautstärkepegel 229

Mauerwerk aus Porenbeton-Plansteinen, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 25

Lehmbaustoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 38

Mauerwerk aus Ziegeln, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 24

Leistung, Einheitenumrechnung 16

Mauerwerksbauweise, Brandschutz 524 ff

Leitwert, thermischer 91 f, 123

MBO, Musterbauordnung 532 ff

Lichtkuppeln 74, 457

mehrschalige Bauteile 303 ff

Linienschallquelle 242

Metalle, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 41

Logarithmen 9

Metallständerwände, Schallschutz 436 ff

Lose Schüttungen, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 40

Meteorologische Korrektur 283 f

Luftabsorption (Raumakustik) 463

Mindest-Temperaturfaktor 227

Luftabsorption, Dämpfung 266

Mindestwärmeschutz 94 ff

Luftdichtheit der Gebäudehülle 161 ff

Mitwind (Schallausbreitung) 266 ff

Luftdichtheit von Außenbauteilen 100

modale Hilfsverben 12

mikroperforierte Absorber 483

Index 565 Monatsbilanzverfahren 122

R

Mörtel, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 20

Rauchentwicklung 512

Mündungskorrekturwert 482

Rauchfreihaltung 538

Musterbauordnung, MBO 532 ff

Raumakustik 459 ff

Muster-Industriebaurichtlinie 535

Rechenregeln 8

N

Referenzgebäude (EnEV) Nichtwohngebäude 103

Nachhallzeit 464, 468 ff

Referenzgebäude (EnEV) Wohngebäude 102

Nachweismethodik, Nichtwohngebäude 116 ff

Referenzklima Deutschland 128

Natursteine, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 38

Reflektionsgrad, Schall- 462

Nebenwegübertragung (Luftschall) 287

Reflexion, diffuse 486 f

Nichtwohngebäude Nutzungsprofile 117

Reflexion, spiegelnde 484 f

Nichtwohngebäude, Nachweismethodik 116 ff

relative Luftfeuchte 174

Normatmosphäre 174

Resonanz, Hohlraum- 303

Norm-Flankenschallpegeldifferenz 291, 366 ff, 410 ff, 432 ff

Resonanzfrequenz 304 ff

Norm-Schallpegeldifferenz 286

Resonator, Platten- 481 f

Norm-Trittschallpegel 308

Resonatorhals 482

Nutzergeräusche 327, 330, 347, 382

Rettungsweg 530

Nutzfläche, beheizte 122

Richtwirkungskorrektur 268 ff

Nutzungsarten (Raumakustik) 466

Richtwirkungsmaß 268

Nutzungsprofile Nichtwohngebäude 117

Rohdichte 20 ff, 43, 390 f

O

Rollladenkasten (Schallschutz) 451 f

Oberflächen, Strahlungsabsorptionsgrad 130

Rollladenkasten (Wärmeschutz) 76

Oberflächenfeuchte, kritische 226

S

öffentlich rechtlicher Nachweis 313

SABINE 464

Oktavbanddämpfung 266 ff

Sandwichelemente 457

Oktavband-Dauerschalldruckpegel 266

Schachtpegeldifferenz 287

Oktavspektrum 267

Schallabsorptionsfläche, äquivalente 462 ff

opake Füllung 79

Schallabsorptionsflächen, Anordnung 472 f

P

Schallabsorptionsgrade 488 ff

Personen, Absorption 500, 502

Schallausbreitung 241 ff

Plattenresonatoren 481 f

Schallausbreitung im Freien 243 ff

Podiumshöhe 472

Schalldämm-Maß 288 ff

Potenzen 8

Schalldämm-Maß Direktübertragung 364

praktischer Feuchtegehalt 187

Schalldämm-Maß, Bau- 363

Primärenergiebedarf 102 ff

Schalldämm-Maß, Bewertung 291 ff

privatrechtlicher Nachweis 313

Schalldämm-Maß, Fenster 446 ff

Punktschallquelle 241

Schalldämm-Maß, Holzbalkendecken 439 ff

Putze, Schlagregenschutz 194

Schalldämmung zusammengesetzter Bauteile 297

Putze, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 20

Schalldämmung, Bauelemente 298

Q

Schalldruck 231

Quadratische Gleichung 9

Schalldruckpegel bei Mitwind 266 f

Reflektoren 484

Resonator, Helmholz- 482 f

566 Index Schalldruckpegeldifferenz 237

Schwelbrandphase 505

Schalldruckpegelkorrektur 239 f

schwimmender Estrich 407 f, 414

Schalleinfallswinkel 301

Schwingungssystem 303

Schallgeschwindigkeit 235

Sicherheitskonzept Schallschutz 314, 361

Schallimmissionen 263 ff

SI-Einheiten 10

Schall-Leistung, absorbierte 285

Single-Burning-Item-Test (SBI-Test) 512

Schall-Leistung, dissipierte 285

Sitzreihenüberhöhung (Raumakustik) 472

Schall-Leistung, reflektierte 285

Skelettbau Luftschall 368

Schall-Leistung, transmittierte 285

SMOGRA (Smoke growth rate) 512

Schallpegel Addition 236

solare Wärmegewinne 120 ff

Schallpegel Mittelung 237 f

Sommerklimaregionen Deutschland 158

Schallpegel Subtraktion 236

sommerlicher Wärmeschutz 151 ff

Schallpegeldifferenz 285 ff

Sonderbauten, Brandschutz 534

Schallpegelminderung 464

Sonneneintragskennwert 152 f

Schallpegelspektren 296 f

Sonneneintragskennwert, zulässiger 155

Schallreflexionen 484 ff

Sonnenschutzvorrichtungen 154 ff

Schallschnelle 231

Sorptionsisotherme 185

Schallschutz gegen Außenlärm 316, 343

Spannung, Einheiten 15

Schallschutz Nachweisverfahren 361 ff

Spektrum-Anpassung (Luftschall) 293 ff

Schallschutz, erhöhte Anforderungen 330 ff

Spektrum-Anpassung (Trittschall) 312 ff

Schallschutz, erhöhter 330 ff

spezifische Wärmekapazität 44

Schallschutz, gebäudetechnischen Anlagen 327, 338, 341, 351, 356, 381

Sportanlagenlärmschutzverordnung 246

Schallschutz, Massivdecken 405 ff

Stahlbauweise, Brandschutz 520

Schallschutz-Anforderungen 313 ff

Standard-Schallpegeldifferenz 286

Schallschutzklassen 352 ff

Standard-Trittschallpegel 308

Schallschutzstufen 342

stehenden Wellen 482

Schallschwingung 231

Steifigkeit, dynamische 303 f

Schalltransmissionsgrad 285

Steinrohdichte (Schallschutz) 389

Schallübertragung aus fremden Wohn- und Arbeitsbereich 319 ff

Störgeräusche (Luftschall) 359

Schallübertragung im eigenen Wohnbereich 339 f

Stoßstelledämm-Maß 290

Schallübertragungswege (Luftschall) 287

Stoßstellendämm-Maß 290, 365 ff, 419 ff

Schallübertragungswege (Trittschall) 306

Strahlungsabsorptionsgrad 130

Schienenverkehrslärm 255

Strahlungsintensitäten 128

Schiffsverkehrlärm 257

Straßenverkehr 252 ff

Schimmelpilzbildung 98, 178, 201 f, 226 f

Strukturbreite 487

Schimmelpilz-Grenztemperatur 178

Strukturperiode 487

Spuranpassungsgrenzfrequenz 301

Störgeräusche (Raumakustik) 359, 459, 461 ff

Schlagregenbeanspruchungsgruppen 192

Systemgrenzen EnEV 121

Schlagregenschutz 191 ff

T

Schnee, wärmetechnische Kennwerte 41

TA-Lärm 244 ff, 257 ff

Schraffuren 18

Taupunkttemperatur 177 ff

Schüttungen, wärme- und feuchtetechn. Kennwerte 40

Tauwasser auf Oberflächen 201 ff

Index 567 Tauwasser im Innern von Bauteilen 201 ff

U-Wert, Durchdringungen 63

Tauwasserausfall in zwei Ebenen 208, 213

U-Wert, Fenster 67 ff

Tauwasserbildung 201 ff

U-Wert, keilförmige Dämmung 65

tauwasserfreier Querschnitt 206

U-Wert, mit Luftspalten 62

Tauwassermenge 208 f

U-Wert, opake Bauteile 61 ff

Tauwassermenge, zulässige 211

U-Wert, Rahmen 68

Temperatur 43

U-Wert, Sandwichelemente 65

Temperatur-Korrekturfaktor, EnEV 124

U-Wert, Stahlleichtbau 66

Temperatur-Korrekturfaktor, Wärmebrücke 89

U-Wert, Umkehrdächer 64

Temperaturleitzahl 44

U-Wert, Verglasung 67

Temperaturverteilung 83 ff

V

Temperaturverteilung, instationäre Randbedingungen 85 ff

VDI 4100, 342 ff Verbundfenster 67

Temperaturverteilung, stationäre Randbedingungen 83 ff Verdunstung 184 thermischer Leitwert 138 ff

Verdunstungsperiode (Glaser-Verfahren) 203 ff

Ton 232

Verdunstungswassermenge 211 ff

Tore (Wärmeschutz) 80

Verglasungen (Schallschutz) 450

Tragfähigkeit (Brandschutz) 504 ff

Verglasungen (Wärmeschutz) 67

Transmissionsgrad, Schall- 285, 462

Verkehrslärmschutzverordnung 248

Transmissionswärmeverluste 120 ff

Verständlichkeit 459 f

transmittierte Schall-Leistung 285

Vertraulichkeit (Schallschutz) 352 ff

transparente Wärmedämmung 131

Volumen, beheiztes 122

Treppen Trittschall 379 f, 416 ff

Volumen, Einheiten 13

Trigonometrie 9

Volumenberechnung 4

Trinkwassererwärmung 135

Volumenkennzahl (Raumakustik) 470

Trittschall, Holzbalkendecken 439 ff

Vorbelastung (Immissionsschutz) 257 ff

Trittschall, Kennwerte 389 ff

Vorhänge, Absorption 499

Trittschall, Treppen 379 f, 416 ff

Vorhangfassaden 81 f, 456

Trittschallminderung 309, 408

W

Trittschallpegel 307 ff

Wahrnehmung Geräusche 330, 354

Trittschallpegel bewertet 375 ff

Wände in Holzbauweise, Luftschalldämmung 436

Trittschallschutz 375 ff

Wärmebrücke, Wand-Boden-Anschluss 140 ff

Trittschallschutz Kennwerte 389 ff

Wärmebrücken 88

Trittschallschutz, Holzbalkendecken 439 ff

Wärmebrücken 88 ff, 92 f, 98

Trittschallschutz, Massivbauweise 375 f, 405 ff

Wärmebrückenkatalog 91 f

trockene Luft 171 Türen (Schallschutz) 453

Wärmedämmstoffe, wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 29

Türen, Wärmedurchgangskoeffizient 79

Wärmedämmverbundsystem (Schallschutz) 402 f

U

Wärmedurchgangskoeffizient für opake Bauteile 61

Umfassungsfläche, wärmeübertragende 121

Wärmedurchgangskoeffizient, Einheitenumrechnung 17

Umkehrdächer, U-Wert 64

Wärmedurchgangskoeffizient, Fenster 67 ff

UN-Behindertenrechtskonvention 459

Wärmedurchgangskoeffizient, keilförmige Schichten 65

U-Wert 61 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, längenbezogener 89 ff

568 Index Wärmedurchgangskoeffizient, mit Luftspalten 62

Wärmeübergangswiderstand 48

Wärmedurchgangskoeffizient, opake Bauteile 61 ff

wärmeübertragende Umfassungsfläche 121

Wärmedurchgangskoeffizient, Rahmen 68

Wärmeübertragung an das Erdreich 138 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, Rollläden 76 ff

Wärmeverlust über Bodenplatten 140 ff

Wärmedurchgangskoeffizient, Türen 79

Wärmeverlust über Flächenheizungen 125

Wärmedurchgangskoeffizient, Umkehrdächer 64

Wärmeverlust über Keller 144 f

Wärmedurchgangskoeffizient, Verglasung 67

Warmwasser Wärmebedarf 120

Wärmedurchgangskoeffizient, Vorhangfassaden 81

Wasser, wärmetechnische Kennwerte 41

Wärmedurchgangskoeffizient, Vorhangfassaden 81 f

wasserabweisende Putze 194

Wärmedurchgangskoeffizient,Tore 80

Wasseraufnahmekoeffizient 194

Wärmedurchgangswiderstand 56 Wärmedurchgangswiderstand, homogene Bauteile 57

Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke 184 f

Wärmedurchgangswiderstand, inhomogene Bauteile 57

Wasserdampf-Diffusionsdurchgangskoeffizient 183 ff

Wärmedurchlasswiderstand 50, 74, 77

Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand 182 f

Wärmedurchlasswiderstand, Baustoffschicht 50

Wasserdampf-Diffusionsleitkoeffizient 180

Wärmedurchlasswiderstand, Decken 59

Wasserdampf-Diffusionsstromdichte 184

Wärmedurchlasswiderstand, Luftraum 54

Wasserdampfdiffusionsstromrichtung 185

Wärmedurchlasswiderstand, Luftschicht 51

Wasserdampf-Diffusionsübergangswiderstand 179 f

Wärmedurchlasswiderstand, unbeheizter Raum 55

Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl 180 f

Wärmeeindringkoeffizient 44

Wasserdampfkonzentration 175 ff

Wärmegewinne, interne 120 ff

Wasserdampfpartialdruck 171 ff, 188, 206 ff

Wärmegewinne, solare 120 ff

Wasserdampfpartialdruckverlauf 188 ff

Wärmekapazität raumumschließender Bauteile 159

Wasserdampfsättigungsdruck 172 ff

Wärmekapazität, Einheitenumrechnung 16

Wasserdampfsättigungskonzentration 175 f

Wärmekapazität, spezifische 43 Wärmeleitfähigkeit 43

Wasserinstallationsgeräusche 327 ff, 338 f, 341, 346, 351 ff

Wärmeleitfähigkeit, Einheitenumrechnung 16

Weglängendifferenz (Schallsignal) 460

Wärmemenge 43

Wellen, stehende 305, 482

Wärmeschutz im Sommer 156 ff

Wellenlänge 233

Wärmeschutz im Winter 94 ff

Wohngebäude, EnEV 119 ff

Wärmeschutz, Änderungen 112 f

Wurzeln 8

Wärmeschutz, Erweiterung und Ausbau 115 f

Z

Wärmeschutz, Gebäude 101 ff

Zeit, Einheiten 14

Wärmeschutz, Neubauten 102 ff

zweischalige Haustrennwand (Schallschutz) 394 f

Wärmespeicherfähigkeit raumumschließender Bauteile 159 Wärmestrom 45 Wärmestromdichte 45 Wärmestromdichte, Einheitenumrechnung 17 wärmetechnische Kennwerte 20 Wärmeübergang infolge Konvektion 46 Wärmeübergang infolge Strahlung 46 Wärmeübergangskoeffizient 46